Baja Paduan (Alloy Steel)

Baja Secara Umum

Baja (steel) merupakan material yang sering digunakan dan dijumpai pada kehidupan kita sehari-hari. Kandungan utama dalam baja adalah ferrous atau iron. Selain ferrous, ada kandungan lain yang selalu ada pada baja. Kandungan lain yang selalu ada dalam baja adalah karbon dan manganese.

Baja dapat dibagi menjadi dua kategori yakni baja standar dan baja tool. Berdasarkan komposisi kimianya, baja standar dapat dibagi menjadi tiga kelompok. Ketiga kelompok baja standar antara lain baja karbon, baja paduan, dan baja tahan karat. Berikut akan dibahas mengenai baja paduan.

Baja Paduan (Alloy Steel)

Baja paduan merupakan baja dengan campuran satu atau lebih elemen seperti carbon, manganese, silicon, nickel, chromium, molybdenum, vanadium, cobalt, dll. Fungsi utama dari elemen paduan yaitu untuk meningkatkan atau “menyempurnakan” sifat-sifat mekanis dari baja. Sebagai contoh nickel dapat memberi kekuatan pada baja dan dapat membantu baja dalam proses pengerasan melalui quenching serta tempering. Chromium dapat mencegah karat. Chromium serta molybdenum dapat membantu baja dalam meningkatkan kemampuan pengerasan. Vanadium juga dapat meningkatkan kekuatan baja.

Gambar 1. Pipa Baja Paduan

Baja paduan rendah
Pada sistem SAE/AISI, baja paduan rendah diklasifikasikan sebagai berikut:

Baja manganese	dengan nomor SAE/AISI 13xx.
Baja nickel	dengan nomor SAE/AISI 23xx dan 25xx.
Baja nickel-chromium	dengan nomor SAE/AISI 31xx, 32xx, 33xx, dan 34xx.
Baja molybdenum	dengan nomor SAE/AISI 40xx dan 44xx.
Baja chromium-molybdenum	dengan nomor SAE/AISI 41xx.
Baja nickel-chromium-molybdenum	dengan nomor SAE/AISI 43xx, 47xx, 81xx, 86xx, 87xx, 88xx, 93xx, 94xx, 97xx, dan 98xx.
Baja nickel-molybdenum	dengan nomor SAE/AISI 46xx dan 48xx.
Baja chromium	dengan nomor SAE/AISI 50xx, 51xx, 50xxx, 51xxx, dan 52xxx.
Baja chromium-vanadium	dengan nomor SAE/AISI 61xx.
Baja tungsten-chromium	dengan nomor SAE/AISI 71xx dan 72xx.
Baja silicon-manganese	dengan nomor SAE/AISI 92xx.
Baja boron	dengan nomor SAE/AISI xxBxx.
Baja timah	dengan nomor SAE/AISI xxLxx.
Baja vanadium	dengan nomor SAE/AISI xxVxx.

Selain baja-baja paduan di atas, ada jenis baja paduan lain yang penting dan banyak penggunaannya. Baja paduan tersebut dikenal dengan istilah baja paduan rendah berkekuatan tinggi (high-strength low-alloy steel disingkat HSLA). Baja HSLA diproduksi dalam bentuk lembaran, plat, profil, dan batangan. Kekuatan yield dari baja HSLA berkisar antara 290 sampai 690 MPa. Baja HSLA biasanya menggunakan standar SAE dan ASTM. Baja-baja HSLA dengan standar SAE antara lain J410, J1392, dan J1442. Sedangkan baja HSLA dengan standar ASTM antara lain A242, A440, A441, A572, A588, A606, A607, A618, A633, A656, A690, A709, A714, A715, A808, A812, A841, A860, dan A871.

Baja HSLA banyak digunakan pada berbagai macam bidang. Penggunaan baja HSLA antara lain pada konstruksi jembatan, struktur bangunan, landasan sumber minyak dan gas alam lepas pantai, lambung dan deck kapal, pipa gas, serta tower listrik. Dalam dunia otomotif, baja HSLA biasanya digunakan untuk membuat pintu tahan benturan, chassis, dan bumper peredam.

Jenis-jenis lain baja paduan rendah
Ada beberapa jenis baja paduan rendah lainnya yang dikenal dan digunakan di bidang industri serta energi. Baja paduan rendah tersebut antara lain baja fase ganda, baja trip, dan baja performa tinggi.

• Baja fase ganda merupakan baja yang diproduksi dari baja karbon sedang dengan tambahan vanadium atau molybdenum yang didinginkan dengan cepat. Baja fase ganda memiliki karakter yang mampu meredam benturan. Baja tersebut saat ini diterapkan pada bidang otomotif seperti wheel rim, cakram, dan lokasi-lokasi kritis pada kendaraan sebagai pengaman bila terjadi tabrakan/benturan.
• Baja trip mirip dengan baja fase ganda. Baja trip merupakan baja kekuatan tinggi yang mampu meredam benturan. Istilah trip diperoleh dari mekanisme transformation induced plasticity. Pada saat mengalami perubahan bentuk akibat forming atau benturan, austenite berubah menjadi martensite. Hal itu dapat meningkatkan formability dari material ini. Karena kemampuannya tersebut, baja trip digunakan pada komponen-komponen kendaraan.
• Baja performa tinggi merupakan baja paduan rendah yang memiliki tingkat kekuatan tinggi dan keuletan yang sangat baik. Baja performa tinggi mampu bertahan pada suhu yang tinggi. Elemen paduan yang digunakan pada baja performa tinggi antara lain nickel, chromium, molybdenum, dan vanadium. Baja performa tinggi dengan paduan 2,25% Cr dan 1% Mo banyak dijumpai pada heat exchanger, pipa temperatur tinggi, serta boiler. Baja performa tinggi dengan paduan Ni-Cr-Mo digunakan sebagai rotor pada generator uap dan motor pada pembangkit listrik. Baja performa tinggi dengan paduan Ni-Cr-Mo-V digunakan pada pressure vessel reaktor nuklir. Beberapa baja performa tinggi diberi kode seperti HY80 atau HY100. Angka 80 dan 100 tersebut menandakan kekuatan yield minimum material dalam satuan ksi.