Pengaruh Elemen di Baja

Baja paduan memiliki Elemen yang berbeda selain Besi (Fe) di dalamnya. Ini adalah alasan istilah "PADUAN" baja.

Elemen yang berbeda ditambahkan ke Besi memberikan karakteristik baja yang berbeda. Hal ini diperlukan untuk memberikan baja sifat yang berbeda yang dibutuhkan untuk aplikasi yang berbeda.

Elemen ini bertanggung jawab dalam membuat baja ringan, Hard, Spring, Die, Tool dan sebagainya untuk kebutuhan berbagai industri yang berbeda dan rumah.

Di bawah ini adalah daftar elemen yang dibutuhkan untuk baja PADUAN.

Aluminium	Boron		Kalsium		Karbon		Cerium		Khrom		Kobalt
Columbium	Tembaga		Hidrogen		Memimpin		Mangan		Molibdenum		Nikel
Niobium	Nitrogen		Fosfor		Selenium		Silikon		Sulphur		Tantalum
Telurium		Timah		Titanium		Tungsten		Vanadium		Zirkonium

Aluminium (Al)

Sebagai deoxidizer, hingga 0,05% aluminium dapat ditambahkan ke baja. Untuk meningkatkan karakteristik butir halus atau sub-nol sifat dampak, sampai dengan 0,10% dapat ditambahkan. Baja Nitridasi mengandung sekitar 1% aluminium untuk mempromosikan kekerasan permukaan yang tinggi ketika dipanaskan dalam amonia. Yang terbaru masih lebih besar dibuat untuk memanaskan baja melawan mempromosikan ketahanan terhadap scaling. Sekitar 5% ditambahkan ke baja kromium meningkatkan resistivitas listrik.

Boron (B)

Penambahan dari sekitar 0,003% dari boron menganugerahkan meningkatkan kemampuan mengeras untuk baja dalam kondisi dipadamkan dan marah. Selanjutnya, ditemukan bahwa penambahan boron 0,003% menjadi karbon rendah, baja molibdenum 0,50% dalam kondisi normal menggandakan kekuatan luluh dan memberikan 30% peningkatan kekuatan tarik, tetapi keuntungan karena boron adalah sangat sedikit ketika molibdenum kurang dari 0,35% menyebabkan kesulitan dalam penempaan. Sebanyak 2% dapat ditambahkan ke baja yang digunakan dalam rekayasa nuklir.

Kalsium (Ca)

Ini logam dalam bentuk silisida kalsium kadang-kadang ditambahkan ke baja sebagai deoxidizer dan degasefier.

Karbon (C)

Karbon sangat penting dalam baja yang harus dikeraskan dengan quenching dan misalnya, dalam baja mangan austenit yang wajib memiliki resistensi yang tinggi untuk dipakai. Kekerasan maksimum diperoleh dalam baja karbon adalah fungsi dari kandungan karbon yang mungkin berbeda sampai sekitar 2% sesuai dengan tujuan yang baja yang akan digunakan. Hal ini terjadi dalam berbagai bentuk sesuai dengan persentase hadir, dan perlakuan panas untuk baja yang telah disampaikan. (Lihat berbagai allotropy dan transformasi). Besi cor biasanya mengandung dari sekitar 1,8% sampai 4,5% karbon, yang hadir baik sebagai bebas karbon (grafit) dan / atau karbon gabungan (sementit), distribusi yang bervariasi dari karbon antara kedua bentuk sangat mempengaruhi kekuatan dan kekerasan. (Lihat juga Carbon Steel).

Cerium (Ce)

Sebuah logam dari kelas tanah jarang yang dalam banyak hal mirip dengan logam alkali. Sifat kerja panas paduan tinggi korosi dan tahan panas baja mungkin ditingkatkan dengan penambahan cerium, sementara dalam besi cor, tindakan serium sebagai deoxidizer dan desulphurizer tetapi ketika kandungan sulfur telah direduksi menjadi nilai sekitar 0,015 %, cerium mengadakan solusi dalam besi cor dan fungsi sebagai penstabil karbida yang kuat. Dalam jumlah tersebut di atas 0,02%, cerium adalah faktor operatif dalam produksi struktur grafit nodular dalam besi cor.

Kromium (Cr)

Sebagai unsur paduan dalam baja, kromium meningkatkan kemampukerasan dan dalam hubungan dengan karbon tinggi memberikan ketahanan terhadap abrasi dan keausan. 4% hadir dalam baja kecepatan tinggi dan sampai 5% hadir pada baja mati panas. Dalam baja struktural mungkin hadir dalam jumlah sampai sekitar 3%. Sederhana kromium karbon baja yang digunakan untuk bantalan bola memiliki batas elastis tinggi dan kekerasan yang seragam tinggi karena distribusi seragam partikel karbida keras, tetapi untuk tujuan struktural yang paling kromium digunakan bersama dengan sampai 4% nikel dan sejumlah kecil molibdenum atau vanadium. Kromium adalah unik dalam efeknya pada ketahanan terhadap korosi dan scaling dan adalah unsur esensial dalam semua baja tahan karat, misalnya, baja sendok garpu stainless mengandung 12% menjadi 14% kromium, sedangkan pada baja dari korosi austenitik-menolak jenis, kromium 18% adalah berhubungan dengan nikel 8%, dan sejumlah kecil unsur lainnya. Dalam panas-menolak baja, kromium hadir dalam jumlah sampai 30%, dan merupakan elemen penting dalam banyak panas-menolak yang sangat paduan bahan, besi yang isinya begitu rendah sehingga mereka tidak dapat dianggap sebagai baja. Kromium juga digunakan sebagai tambahan untuk paduan besi cor tugas yang tinggi.

Cobalt (Co)

Dalam beberapa baja digunakan untuk kobalt teknik nuklir adalah pengotor yang tidak diinginkan, bahkan dalam jumlah sekecil 0,02%. Tidak seperti kebanyakan lainnya paduan unsur kobalt mengurangi pengerasan. Ini menimbulkan kekerasan dari baja merah dan ini adalah alasan penambahan 5% sampai 10% kobalt untuk beberapa jenis baja kecepatan tinggi, dikembangkan untuk tujuan khusus memotong bahan yang sangat keras. Paduan tahan panas dengan isi kobalt tinggi telah dikembangkan untuk digunakan dalam turbin gas. Cobalt ditambahkan sejauh hingga 40% untuk baja magnet yang membutuhkan kekuatan koersif tinggi dan digunakan di listrik resistansi paduan. Dalam Cobalt logam disinter keras bertindak sebagai logam mengikat.

Columbium (Cb)

(Lihat Niobium)

Tembaga (Cu)

Penambahan sekitar 0,20% tembaga pada baja karbon rendah dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi atmosfer sebanyak 20% sampai 30%. Dalam jumlah sekitar 0,50% tembaga lumayan meningkatkan kekuatan tarik dan hasil. Penambahan meningkatnya jumlah tembaga menyebabkan cacat pada bergulir. Baja titik hasil tinggi struktural yang mengandung tembaga, berkaitan dengan kromium dan persentase yang cukup dari silikon dan fosfor telah dikembangkan. Tembaga juga ditambahkan ke beberapa baja tahan karat untuk meningkatkan ketahanan korosi.

Hidrogen (H)

Hidrogen dalam baja adalah pengotor yang tidak diinginkan yang diperkenalkan dari kelembaban di atmosfer atau biaya selama mencair. Jika sejumlah besar hidrogen hadir dalam baja cair, beberapa mungkin dibebaskan pada pembekuan memberikan ingot tidak sehat, evolusi hidrogen kemudian ketika mendingin baja padat dapat menyebabkan retak rambut baris. Hidrogen dapat dikurangi sampai proporsi aman dengan casting di vakum atau dengan berkepanjangan annealing. Hal ini juga dapat diperkenalkan ke baja dengan aksi elektrolitik atau dengan acar dan kemudian dapat menyebabkan kerapuhan.

Timbal (Pb)

Penambahan sekitar 025% timbal meningkatkan machinability. Ini juga menyebabkan penurunan kekuatan kelelahan, keuletan dan ketangguhan tapi ini hanya menjadi serius dalam arah melintang dan pada tingkat tarik tinggi. Dalam paduan menolak merayap jumlah yang sangat kecil timbal mungkin berbahaya.

Mangan (Mn)

Mangan memenuhi berbagai fungsi dalam baja. (A) Hal ini digunakan sebagai agen deoxidizing di hampir semua baja. (B) membentuk inklusi mangan sulfida yang pada ingot adalah bulat. Dengan tidak adanya sulfur mangan membentuk film interdendritik besi sulfida menyebabkan kerapuhan pada penempaan suhu (sesak panas). (C) efektif meningkatkan kemampuan mengeras dan mencapai 1,5% ditambahkan untuk tujuan ini. (D) Dalam jumlah yang lebih besar digunakan untuk menstabilkan austenit, seperti dalam baja mangan 14%.

Molibdenum (Mo)

Molibdenum digunakan sangat luas karena efek yang kuat dalam kemampuan pengerasan meningkat dan juga karena pada baja paduan rendah mengurangi kerentanan terhadap meredam kerapuhan. Ini membentuk karbida stabil, meningkatkan suhu di mana pelunakan terjadi pada tempering dan meningkatkan resistensi merayap. Dalam baja kecepatan tinggi dapat digunakan untuk menggantikan sekitar dua kali berat tungsten. Ketahanan korosi stainless steel ditingkatkan dengan penambahan molibdenum.

Nikel (Ni)

Penambahan nikel, dalam jumlah sampai 8% atau 10%, untuk baja karbon rendah, meningkatkan kekuatan tarik dan sangat meningkatkan ketahanan dampak. Baja nikel 9% berguna pada suhu yang sangat rendah. Dalam baja rekayasa itu secara luas digunakan, sering dengan kromium dan molibdenum. Nikel tinggi meningkatkan ketahanan terhadap korosi, dan dalam kombinasi dengan kromium, digunakan dalam austenitik korosi baja tahan. Beberapa besi-nikel paduan memiliki sifat unik. Baja nikel 25% praktis non-magnetik. Paduan dengan sekitar 36% nikel memiliki koefisien ekspansi sangat rendah, sementara dengan 50% menjadi 78,5% nikel, paduan diperoleh memiliki permeabilitas magnetik sangat tinggi di bidang rendah. Suatu paduan mengandung 29% nikel, kobalt 17% digunakan untuk menyegel dengan gelas borosilikat tertentu.

Niobium (Nb)

Logam ini juga dikenal sebagai columbium. Hal ini terjadi dalam hubungan dengan tantalum, untuk yang berkaitan erat. Niobium adalah unsur pembentuk karbida kuat dan dengan demikian ditambahkan ke baja austenitik tertentu tahan korosi dari jenis kromium nikel 18/8 untuk pencegahan korosi intercrystalline. Dimana niobium digunakan sebagai stabilizer, biasanya ditentukan bahwa itu harus ada dalam jumlah minimal 8 kali dari kandungan karbon. Selanjutnya, niobium sering digunakan sebagai konstituen dari elektroda yang digunakan dalam pengelasan baja tersebut. Niobium ditambahkan ke panas-menolak baja dan meningkatkan kekuatan creep. Dalam jumlah kecil, dari urutan 0,05%, meningkatkan kekuatan luluh baja ringan.

Nitrogen (N)

Nitrogen dapat menggabungkan dengan banyak logam untuk membentuk nitrida dan dengan demikian diterapkan pada kasus pengerasan baja, sumber biasa untuk ini amonia menjadi tujuan. Penggabungan nitrogen dalam austenitik krom-nikel baja menstabilkan austenit dan meningkatkan kekuatan. Pada baja karbon memiliki pengaruh pada creep. (Lihat Baja abnormal)

Fosfor (P)

Meski telah digunakan untuk meningkatkan kekuatan tarik baja dan untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi atmosfer, fosfor biasanya dianggap sebagai pengotor yang tidak diinginkan karena efek embrittling nya. Dalam spesifikasi Inggris yang paling maksimum yang diijinkan adalah 005%, tetapi dalam baja untuk nitridasi mungkin dibatasi maksimum 0,02% sejak selama fosfor pengobatan nitridasi memiliki temperamen embrittling efek.

Selenium (Se)

Sebuah metalloid yang sangat mirip belerang di propertinya. Kadang-kadang ditambahkan ke baja dengan tingkat 0,2% hingga 0,3% untuk meningkatkan-mesin.

Silikon (Si)

Silikon adalah deoxidizer kuat, dan sebagai tersebut digunakan dalam pembuatan baja proses dalam jumlah sampai sekitar 0,8%. Ketika digunakan sebagai unsur paduan, silikon dalam persentase kecil akan meningkatkan kekuatan tarik dan titik luluh baja struktural. Hal ini digunakan dalam jumlah 1,5% menjadi 2% pada silikon-mangan baja musim semi dan ultra-tinggi baja tarik karena efeknya dalam meningkatkan batas proporsionalitas dan ketahanan terhadap tempering. Hingga 4% pada baja tahan panas karena meningkatkan resistensi skala untuk pembentukan lapisan pelindung (lihat juga Ihrigizing). Silikon semakin tinggi, semakin tinggi suhu di mana perlindungan terhadap oksidasi atmosfer lebih lanjut diberikan. Uap air dan karbon dioksida, namun, menyerang lapisan. Paduan besi dan silikon, yang mengandung 15% dari elemen, digunakan sebagai asam-menolak bahan, tetapi memiliki sifat-sifat besi cor daripada baja. Bebas karbon paduan dengan silikon hingga 4% memiliki hambatan listrik tinggi dan kerugian histeresis rendah, dan digunakan sebagai baja transformator. Dalam besi cor, silikon tidak hanya berfungsi sebagai deoxidizer tetapi juga memiliki efek graphitizing ditandai, sehingga meningkatkan-mesin.

Sulfur (S)

Sebuah non-logam, yang menggabungkan dengan besi untuk membentuk sulfida besi, di mana membentuk efeknya adalah untuk membuat baja merah pendek tapi dikombinasikan dengan pengaruh mangan yang kurang merugikan. Dalam baja kandungan sulfur biasanya ditentukan kurang dari 0,05% tetapi dapat ditambahkan dengan sengaja untuk meningkatkan-mesin.

Tantalum (Ta)

Logam ini terkait dengan niobium dan sangat mirip dengan itu kimia. Sebagai tambahan untuk baja paduan, niobium lebih disukai.

Telurium (Te)

Telurium ditambahkan ke baja baik sendiri atau bersama-sama dengan selenium untuk mempromosikan machinability. Ini adalah karbida yang kuat stabilizer dan telah juga ditambahkan ke besi cor di mana dikatakan untuk meningkatkan kedalaman dingin dan untuk mencegah penyusutan. Ini dapat ditambahkan dalam jumlah kecil untuk besi cair atau dengan menggunakan core dicelupkan atau dicat dengan mencuci yang mengandung telurium dalam suspensi.

Tin (Sn)

Karena ketahanan yang baik terhadap korosi dalam berbagai kondisi, penggunaan utama timah adalah dalam bentuk pelapis untuk paduan baja dan tembaga. Ini adalah pengotor yang tidak diinginkan dalam baja sehingga menimbulkan kerapuhan marah, tetapi kurang berbahaya daripada fosfor.

Titanium (Ti)

Penggunaan utama dari titanium adalah untuk menstabilkan karbon dengan membentuk titanium karbida. Pada baja tahan karat austenit digunakan dalam cara ini untuk mencegah korosi antar kristal, penambahan titanium yang setidaknya empat kali kandungan karbon. Hal ini juga ditambahkan ke baja karbon rendah untuk mencegah terik selama enameling vitreous. Titanium karbida digunakan dengan karbida tungsten dalam pembuatan alat logam keras.

Tungsten (W)

Pengaruh penambahan logam ini untuk baja adalah untuk meningkatkan kekuatan pada suhu normal dan tinggi. Karena kekerasan karbida tungsten dan pengaruhnya terhadap pengerasan sekunder, tungsten digunakan sebagai penambahan paduan utama dalam baja perkakas kecepatan tinggi, molibdenum menjadi pengganti satu-satunya. Selain itu, tungsten menemukan aplikasi yang cukup besar dalam baja perkakas umum, mati dan pengerasan presipitasi baja. Telah menemukan aplikasi yang berguna dalam katup dan baja lain yang diperlukan untuk digunakan pada suhu tinggi. Tungsten adalah unsur esensial dalam logam disinter keras.

Vanadium (V)

Kehadiran vanadium dalam baja meningkatkan suhu di mana gandum pengkasaran set dan dalam kondisi tertentu meningkatkan kemampukerasan tersebut. Hal ini juga mengurangi pelunakan pada tempering dan menganugerahkan kekerasan sekunder pada kecepatan tinggi dan baja lainnya. Vanadium karbida adalah sangat keras dan sebanyak 5% vanadium dapat ditambahkan ke kecepatan tinggi dan krom baja perkakas tinggi di mana itu meningkatkan ketahanan abrasi. Vanadium adalah unsur penting dalam berbagai jenis baja, untuk aplikasi yang sangat beragam, misalnya, nitriding, panas-perlawanan, peralatan, memakai piring dan bagian sepenuhnya mengeras lainnya. Dalam hubungannya dengan molibdenum, vanadium memiliki efek yang nyata dalam meningkatkan ketahanan mulur.

Zirkonium (Zr)

Tindakan Zirkonium sebagai elemen deoxidizing dalam baja dan menggabungkan dengan belerang.