Carbon Steel : Jenis, Karakteristik & Kelebihan

Qilat.id – Carbon Steel : Jenis, Karakteristik & Kelebihan. Carbon steel adalah jenis baja yang terbuat dari paduan besi karbon dengan kandungan karbon yang lebih rendah dibandingkan baja paduan lainnya seperti stainless steel atau baja nirkarat. Baja karbon biasanya digunakan untuk pembuatan konstruksi dan mesin karena kekuatannya yang tinggi dan relatif murah.

Namun, baja karbon juga memiliki kelemahan seperti kecenderungan untuk berkarat dan kurang tahan terhadap korosi dibandingkan dengan baja paduan lainnya. Meskipun demikian, carbon steel masih menjadi pilihan populer dalam industri manufaktur karena kemampuannya untuk diproduksi dalam jumlah besar dengan biaya produksi yang rendah.

Apa Itu Carbon Steel?

Carbon steel adalah jenis baja yang terbuat dari paduan karbon dan besi dengan kandungan karbon hingga 2,06%, mangan hingga 1,65%, dan silikon hingga 0,5%. Selain unsur-unsur tersebut, dalam proses pembuatan baja karbon, terdapat pula pengotor di dalamnya seperti belerang dan fosfor. Kandungan karbon pada carbon steel menentukan kekuatan dan kelenturannya.

Semakin tinggi kandungan karbon, maka semakin tinggi kekuatan dan semakin rendah tingkat kelenturan. Carbon steel sebenarnya adalah nama lain untuk baja non paduan.

Penambahan karbon pada carbon steel juga dapat meningkatkan ketahanan baja terhadap korosi. Tetapi, ketika kadar karbon  yang meningkat juga akan menurunkan kemampuan penempaan dan pengelasan.

Pada carbon steel, terdapat sistem kode yang digunakan untuk menentukan standar carbon steel. Maksudnya, sistem kode dijadikan patokan untuk melihat bahwa baja tersebut merupakan carbon steel serta keterangan pengolahan baja.

Umumnya sistem ditulis dengan kode huruf dan diikuti dengan 4 digit angka. Pada huruf pertama, kode digunakan untuk menunjukkan teknologi yang digunakan untuk membuat carbon steel, dengan keterangan sebagai berikut:

Huruf pertama pada sistem  menunjukkan teknologi yang digunakan untuk membuat baja, dengan keterangan sebagai berikut:

• A: Perapian terbuka dasar
• B: Proses Bessemer
• C: Perapian terbuka dasar tetapi dengan karbon
• D: Perapian terbuka dengan asam
• E: Tungku

Kode huruf tersebut diikuti oleh empat digit angka, di mana digit pertama selalu 1 karena merupakan kode untuk carbon steel. Digit kedua menunjukkan modifikasi baja, sedangkan digit ketiga dan keempat digunakan sebagai petunjuk konsentrasi karbon dalam baja.

Digit angka kedua digunakan dengan ketentuan angka sebagai berikut:

• 0 digunakan untuk baja dengan karbon saja
• 1 digunakan untuk baja yang diolah ulang
• 2 digunakan untuk baja yang diolah dan didisfosforilasi ulang
• 5 digunakan untuk baja yang tidak diolah ulang dengan persentase mangan sebesar 1%

Klasifikasi Baja Karbon

Dalam industri baja, carbon steel memiliki klasifikasi berdasarkan kadar karbon yang terkandung di dalamnya. Ada yang memiliki kadar karbon tinggi, sedang, hingga rendah, dan semua kandungan karbon tersebut mempengaruhi nilai uji tariknya.

Besi murni memiliki sifat yang lunak sehingga memerlukan penambahan unsur lain seperti karbon untuk menghasilkan material yang lebih kuat. Kandungan karbon pada carbon steel menentukan kekuatannya. Semakin tinggi kadar karbon, maka kekuatan baja akan semakin tinggi tetapi keuletan atau daktilitasnya akan menurun.

1. Baja Karbon Tinggi (High Carbon Steel)

Baja karbon tinggi memiliki kadar karbon di atas 0,55%, dengan komposisi karbon antara 0,5% hingga lebih dari 1% yang sering digunakan dalam industri. Baja ini memiliki kekerasan dan kekuatan yang tinggi setelah proses heat treatment, serta ketahanan terhadap aus yang sangat baik.

Namun, baja karbon tinggi memiliki nilai daktilitas atau keuletan yang sedang, sehingga lebih sulit untuk ditempa. Diperlukan energi ekstra untuk menempa dan membentuk baja sesuai keinginan.

Contoh penggunaan high carbon steel antara lain rolling mills, screw drivers, paku, wire rope, kunci pas, dan berbagai perkakas dan kebutuhan konstruksi lainnya.

2. Baja Karbon Sedang (Medium Carbon Steel)

Jenis berikutnya adalah baja karbon sedang, dengan komposisi karbon sekitar 0,25% hingga mencapai 0,55%. Beberapa sumber menyebutkan bahwa kandungan karbon medium  berkisar antara 0,35% hingga 0,55%.

Medium carbon memiliki karakteristik yang unik, di mana kekuatan baja ini cukup tinggi setelah proses heat treatment dan masih bisa diperkeras dengan teknik pendinginan. Selain itu, nilai ketangguhan dan daktilitasnya juga cukup baik, sehingga baja lebih mudah untuk ditempa tanpa khawatir ikatan antara unsur-unsurnya terputus.

Penggunaan karbon sedang biasanya untuk pembuatan poros engkol, suku cadang mesin, silinder, sekrup, dan gandar. Karakteristik yang dimiliki medium carbon  membuatnya menjadi pilihan yang tepat untuk aplikasi di industri manufaktur yang membutuhkan kekuatan dan ketangguhan yang tinggi.

3. Baja Karbon Rendah (Low Carbon Steel)

Baja dengan komposisi karbon paling rendah di antara yang lainnya disebut sebagai lbaja karbon rendah, dengan kadar karbon >0,25%. Namun, pabrik baja biasanya menggunakan komposisi karbon dengan kisaran antara 0,05% hingga 0,35%.

Baja karbon rendah memiliki kekuatan dan kekerasan yang kurang baik, namun memiliki daktilitas yang tinggi sehingga mudah untuk dibentuk. Kemampuan lasnya juga sangat baik karena kekuatan antarstruktur yang rendah. Biaya produksi baja karbon rendaj juga rendah, terutama dalam hal penggunaan energi saat proses pembuatannya.

Beberapa pengaplikasian meliputi pembuatan rantai, kawat, beberapa sparepart mesin, pipa, dan paku. LBaja karbon rendah adalah pilihan yang tepat untuk aplikasi yang membutuhkan baja dengan karakteristik yang mudah dibentuk dan biaya produksi yang rendah.

4. Baja Karbon Perkakas (Tool Carbon Steel)

Jenis carbon  yang satu ini mungkin masih belum begitu dikenal oleh sebagian orang, tetapi di industri baja jenis ini cukup populer dan banyak digunakan untuk membuat berbagai peralatan. Baja karbon perkakas adalah mirip dengan baja karbon tinggi, namun jenis ini memiliki kekuatan yang lebih tinggi karena kandungan karbonnya lebih tinggi.

Pada umumnya, kandungan karbon dalam tool carbon ini adalah harus lebih dari 0,8% hingga mencapai 1,5%. Baja ini juga memiliki campuran unsur lain seperti molibdenum, tungsten, kromium, dan vanadium.

Karakteristik dari baja perkakas adalah memiliki kekuatan dan kekerasan yang sangat tinggi, serta ketahanan terhadap aus yang baik. Namun, daktilitas dan kemampuan lasnya relatif rendah seperti baja keras lainnya.

Tool carbon steel sering digunakan untuk membuat berbagai perkakas seperti pisau, pisau geser, pisau bubut dan frais, palu, pemukul, pegas, dan perkakas yang memerlukan kekuatan lainnya. Tool carbon steel juga menjadi pilihan utama untuk membuat pisau berkualitas, terutama untuk memotong bahan-bahan keras.

Keuntungan Menggunakan Carbon Steel

Penggunaan sangat populer dan banyak pihak beralih menggunakan baja karbon daripada baja paduan. Meski paduan memiliki komposisi unsur yang mirip dengan baja karbon keduanya memiliki sifat yang berbeda. Carbon steel adalah dominan dalam sifat fisik seperti kekuatan dan kekerasan, sedangkan baja paduan memiliki sifat fisik dan mekanik yang lebih seimbang.

Kedua jenis baja ini sering digunakan dalam bidang konstruksi dan pembuatan perkakas. Namun, carbon steel memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan baja paduan, di antaranya:

1. Ketahanan Material Sangat Baik

Sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya, carbon steel memiliki kekuatan dan kekerasan yang sangat baik. Hal ini menyebabkan ketahanannya juga sangat baik, sehingga material ini lebih tahan lama terutama dalam kondisi cuaca buruk, gempa bumi, tornado, dan bencana alam lainnya.

Dengan ketahanan yang baik, penggunaan  dalam berbagai aplikasi konstruksi dapat memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap kerusakan dan keausan, sehingga dapat menghemat biaya perbaikan atau penggantian material di masa depan. Selain itu, ketahanannya menjadikannya sebagai pilihan yang baik untuk penggunaan dalam lingkungan yang korosif atau berpotensi menyebabkan korosi pada material lain.

2. Keberlanjutan

Ternyata, carbon steel memiliki sifat yang berkelanjutan atau sustainable. Artinya, industri baja dapat dengan mudah mendaur ulang material tersebut dan menggunakannya kembali.

Hal ini juga berlaku untuk jenis baja lainnya, termasuk baja paduan. Proses daur ulang yang paling umum untuk baja adalah molding atau melelehkan kembali baja, kemudian membentuknya lagi.

Melalui proses daur ulang tersebut, material dari baja bahkan bisa menjadi lebih kuat. Hal ini tentu saja membuat carbon steel menjadi lebih ramah lingkungan dan mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan oleh industri baja.

3. Terjangkau

Jika dibandingkan harga antara baja paduan dengan baja karbon, maka harga baja karbon lebih terjangkau. Dengan ketahanan yang baik dan harga yang terjangkau, tidak heran jika banyak perusahaan konstruksi memilih menggunakan baja ini.

Selain dapat digunakan dalam bidang konstruksi, carbon steel juga bisa mendukung industri lainnya. Tidak heran jika popularitas dari material ini sangat baik di kalangan masyarakat dan digunakan dalam berbagai aplikasi industri, seperti otomotif, pembuatan peralatan rumah tangga, dan banyak lagi.

4. Aman

Baja merupakan bahan yang mudah digunakan dan relatif aman. Di dalam material baja tidak terdapat bahan kimia berbahaya bagi kesehatan dan tubuh manusia.

Hal ini membuat  bisa digunakan untuk peralatan masak. Materialnya tidak akan mencemari makanan ketika digunakan. Hal ini membuat makanan tetap aman dan sehat untuk manusia.

Itulah beberapa jenis baja beserta kelebihannya masing-masing, salah satunya adalah  memiliki beberapa klasifikasi dengan karakteristik yang berbeda-beda.

Penutup

Secara keseluruhan, qilat.id telah merangkum bahwa carbon steel memiliki banyak kelebihan yang menjadikannya pilihan utama dalam berbagai industri, mulai dari konstruksi hingga pembuatan perkakas. Dari klasifikasi-kalsifikasi yang ada, setiap jenis memiliki karakteristik yang berbeda dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan penggunaannya.

Terlebih lagi, memiliki sifat sustainability yang baik, sehingga materialnya dapat didaur ulang dan digunakan kembali dengan lebih efisien. Dengan harga yang terjangkau, keberlanjutan, dan keamanannya, carbon Steel adalah menjadi pilihan yang cerdas dan populer di kalangan masyarakat. Semoga bermanfaat.