Baja karbon adalah paduan besi-karbon, yang mengandung hingga 2,1% berat karbon.Mangan maksimum, kandungan silikon dan tembaga harus kurang dari 1,65 wt.%, 0,6 wt.%, dan 0,6 wt.%, masing-masing.
Jenis baja karbon dan sifatnya
Baja karbon dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori sesuai dengan kandungan karbonnya: baja karbon rendah (atau baja karbon ringan), baja karbon menengah dan baja karbon tinggi [1].Mikrostruktur dan sifat membandingkan sebagai berikut:
Baja rendah karbon
Baja karbon rendah adalah bentuk baja karbon yang paling banyak digunakan. Baja ini biasanya memiliki kandungan karbon kurang dari 0,25 wt.%.Mereka tidak dapat dikeraskan dengan perawatan panas (untuk membentuk martensit sehingga ini biasanya dicapai dengan kerja dingin.
Baja karbon biasanya relatif lembut dan memiliki kekuatan rendah. Namun, mereka memiliki fleksibilitas yang tinggi, menjadikannya sangat baik untuk mesin, pengelasan dan biaya rendah.
Baja tahan tinggi, baja paduan rendah (HSLA) juga sering diklasifikasikan sebagai baja karbon rendah, namun juga mengandung unsur lain seperti tembaga, nikel, vanadium dan molibdenum.ini terdiri dari hingga 10 wt.% dari kandungan baja. baja kekuatan tinggi, baja paduan rendah, seperti namanya, memiliki kekuatan yang lebih tinggi, yang dicapai dengan perawatan panas.membuat mereka mudah dibentuk dan dikerjakan. HSLA lebih tahan korosi daripada baja rendah karbon biasa.
Baja karbon menengah
Baja karbon menengah memiliki kandungan karbon 0,25 ∼ 0,60 wt.% dan kandungan mangan 0,60 ∼ 1,65 wt.%.Sifat mekanik baja ini ditingkatkan melalui pengolahan panas yang melibatkan autenitisasi diikuti dengan pemadam dan tempering, memberikan mereka mikrostruktur martensitic.
Pengolahan panas hanya dapat dilakukan pada bagian yang sangat tipis, namun elemen paduan tambahan, seperti krom, molibdenum dan nikel,dapat ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan baja untuk diobati panas dan, sehingga, mengeras.
Baja karbon menengah yang dikeraskan memiliki kekuatan yang lebih besar daripada baja karbon rendah, namun, ini terjadi dengan mengorbankan ketangguhan dan ketahanan.
Baja karbon tinggi
Karbon tinggi memiliki kandungan karbon 0,60 ∼ 1,25 wt.% dan kandungan mangan 0,30 ∼ 0,90 wt.%. Ini memiliki kekerasan dan ketahanan tertinggi dari baja karbon dan ketangguhan terendah.Baja karbon tinggi sangat tahan aus karena hampir selalu dikeraskan dan diperkuat.
Baja alat dan baja die adalah jenis baja karbon tinggi, yang mengandung elemen paduan tambahan termasuk kromium, vanadium, molibdenum dan wolfram.Penambahan elemen-elemen ini menghasilkan baja yang sangat tahan aus, yang merupakan hasil dari pembentukan senyawa karbida seperti tungsten karbida ((WC).
Baja karbon dapat diproduksi dari baja daur ulang, baja murni atau kombinasi keduanya.
Baja perawan dibuat dengan menggabungkan bijih besi, coklat (diproduksi dengan memanaskan batubara tanpa udara) dan kapur di tungku tinggi pada sekitar 1650 °C.Besi cair yang diekstraksi dari bijih besi diperkaya dengan karbon dari kobaranKotoran yang tersisa bergabung dengan kapur untuk membentuk slag, yang mengambang di atas logam cair di mana dapat diekstraksi.
Baja cair yang dihasilkan mengandung sekitar 4 wt.% karbon. Kandungan karbon ini kemudian dikurangi menjadi jumlah yang diinginkan dalam proses yang disebut dekarburisasi.Hal ini dicapai dengan melewati oksigen melalui cair, yang mengoksidasi karbon dalam baja, menghasilkan karbon monoksida dan karbon dioksida.
Contoh & Aplikasi
Baja karbon rendah sering digunakan dalam komponen bodi mobil, bentuk struktural (balok I, saluran dan besi sudut), pipa, komponen konstruksi dan jembatan, dan kaleng makanan.
Karena kekuatan tinggi, ketahanan terhadap keausan dan ketangguhan, baja karbon menengah sering digunakan untuk rel kereta api, roda kereta api, poros engkol,dan gigi dan bagian mesin yang membutuhkan kombinasi sifat ini.
Karena ketahanan haus dan kekerasan yang tinggi, baja karbon tinggi digunakan dalam alat pemotong, mata air kawat kekuatan tinggi dan mati.
Contoh, sifat, dan aplikasi dari berbagai baja karbon dibandingkan dalam tabel berikut.
