1. Perkenalan
ASTM A36 adalah spesifikasi standar untuk baja struktural rendah karbon yang banyak digunakan untuk pelat, bentuk, batangan dan komponen yang dilas pada bangunan dan aplikasi struktur umum.
Itu dihargai karena dapat diprediksi, sifat mekanik yang ulet, kemampuan las yang sangat baik dan ketersediaan luas dalam berbagai bentuk produk.
A36 baja karbon bukan paduan berkekuatan tinggi — daya tariknya terletak pada keekonomiannya, ketangguhan yang kuat pada suhu sekitar, dan kemudahan fabrikasi.
Para perancang harus mempertimbangkan kekuatan luluhnya yang relatif kecil, perilaku dasar korosi (baja ringan yang tidak terlindungi akan berkarat) dan kemampuan pengerasan yang terbatas ketika memutuskan apakah A36 merupakan material yang tepat untuk suatu komponen atau struktur.
2. Apa itu Baja Karbon ASTM A36?
ASTM A36 adalah spesifikasi paling umum untuk rendah karbon, kelas baja struktural yang digunakan dalam konstruksi dan fabrikasi umum.
Ini adalah canai panas, baja ringan yang dirancang untuk memberikan hasil yang dapat diprediksi, perilaku mekanis yang ulet, kemampuan las yang mudah dan ketersediaan pelat yang luas, bentuk, batangan dan produk pabrik lainnya yang digunakan untuk rangka bangunan, jembatan, pangkalan mesin dan fabrikasi struktur umum.
Mengapa nama itu penting
Penunjukan “A36” berasal dari spesifikasi ASTM yang menjadi dasar standarisasi material (ASTM A36/A36M).
Angka “36” mengacu pada kekuatan leleh minimum nominal dalam ksi (36 ksi ≈ 250 MPa) bahwa bahan tersebut harus memenuhi kondisi as-rollnya.
Metrik tunggal tersebut adalah salah satu alasan mengapa A36 sering dianggap sebagai baja struktural standar di banyak wilayah dan industri.
Bentuk produk umum:
- Piring canai panas (ketebalan dari beberapa milimeter hingga 150+ mm)
- Bentuk struktural (SAYA, H, C, bagian U), sudut dan saluran
- Bar: bulat, persegi dan datar (untuk pemesinan dan penempaan blanko)
- Gulungan dan lembaran yang digulung (kisaran ketebalan terbatas)
3. Komposisi kimia Baja Karbon ASTM A36
| Elemen | Kisaran khas (wt.%) — indikatif |
| Karbon (C) | ≤ ~0,25–0,29 (kandungan karbon rendah) |
| Mangan (M N) | ~0,60–1,20 |
| Fosfor (P) | ≤ 0.04 (Max) |
| Sulfur (S) | ≤ 0.05 (Max) |
| Silikon (Dan) | ≤ 0.40 - - 0.50 (jejak) |
| Tembaga, Di dalam, Cr, Mo | tingkat residu atau ppm rendah |
4. Sifat Mekanik Baja Karbon ASTM A36
Nilai yang ditampilkan adalah perwakilan untuk canai panas, ASTM A36 yang digulung. Sifat sebenarnya bergantung pada ketebalan bagian, latihan bergulir dan kimia panas.
| Milik | Khas / Nilai minimal | Catatan |
| Kekuatan luluh minimum (RP0.2) | 36 ksi (≈ 250 MPa) | Dasar penunjukan A36; gunakan sebagai hasil minimum untuk desain struktur awal kecuali MTR menunjukkan nilai yang lebih tinggi. |
| Kekuatan tarik (Rm) | 58 - - 80 ksi (≈ 400 - - 550 MPa) | Kisarannya bervariasi menurut bentuk dan ketebalan produk; konfirmasi nilai pasti pada MTR. |
| Pemanjangan | ≥ 20% (di dalam 2 di dalam / 50 Panjang pengukur mm) | Menunjukkan keuletan yang baik; perpanjangan berkurang dengan meningkatnya ketebalan. |
| Modulus elastisitas (E) | ≈ 200 IPK (29,000 ksi) | Nilai baja struktural standar yang digunakan untuk perhitungan kekakuan dan defleksi. |
Modulus geser (G) |
≈ 79 IPK (11,500 ksi) | Digunakan untuk perhitungan deformasi torsi dan geser. |
| Rasio Poisson (N) | ≈ 0.28 | Nilai tipikal untuk baja struktural rendah karbon. |
| kekerasan brinell (HBW) | ~120 – 160 HBW | Kisaran indikatif untuk kondisi as-roll; berkorelasi dengan kekuatan tarik. |
| Ketangguhan dampak Charpy | Tidak ditentukan oleh ASTM A36 | Ketangguhan dampak tidak wajib; tentukan pengujian CVN jika layanan pada suhu rendah atau kritis diharapkan. |
5. Fisik & Sifat Termal Baja Karbon ASTM A36
Angka-angka yang diberikan bersifat representatif khas nilai pada atau mendekati suhu kamar kecuali dinyatakan lain — nilai sebenarnya bergantung pada kimia, riwayat dan suhu penggulungan/homogenisasi.
| Milik | Nilai khas (perwakilan) | Catatan praktis |
| Kepadatan | ≈ 7.85 g · cm⁻³ (7850 kg·m⁻³) | Gunakan untuk massal, perhitungan inersia dan berat struktur. |
| Konduktivitas termal, k | ≈ 50–60 W·m⁻¹·K⁻¹ (≈54 W·m⁻¹·K⁻¹ umumnya dikutip pada 20–25 °C) | Konduktivitas menurun seiring dengan meningkatnya suhu; penting untuk aliran panas, desain pendinginan dan pendinginan. |
| Kapasitas panas spesifik, cp | ≈ 460–500 J·kg⁻¹·K⁻¹ (menggunakan ≈ 470 J·kg⁻¹·K⁻¹ sebagai nilai praktis pada 20–25 °C) | cp meningkat seiring suhu; mengatur energi yang dibutuhkan untuk memanaskan/mendinginkan bagian. |
| Difusivitas termal, =k/(ρ·cp) | ≈ 1,4–1,6 × 10⁻⁵ m²·s⁻¹ (menggunakan k = 54, = 7850, cp = 470 → α ≈ 1,46×10⁻⁵) | Mengontrol seberapa cepat perubahan suhu menembus material (respons termal sementara). |
| Koefisien ekspansi termal linier, αL | ≈ 11,7–12,5 × 10⁻⁶ K⁻¹ (khas: 12×10⁻⁶ K⁻¹) | Gunakan untuk perhitungan pertumbuhan termal dan jarak bebas sambungan. |
Rentang leleh (kira -kira.) |
Solidus ≈ 1425 ° C.; Cair ≈ 1540 ° C. | Kisaran lelehan/solidus sedikit berbeda menurut komposisi. Tidak digunakan untuk desain struktur normal. |
| Emisivitas (bergantung pada permukaan) | 0.1 - - 0.95 (baja teroksidasi khas ≈ 0.7–0.9; cat cerah ≈ 0.05–0.2) | Gunakan untuk model perpindahan panas radiasi; selalu pilih emisivitas yang konsisten dengan permukaan akhir dan keadaan oksidasi. |
| Resistivitas listrik (padat) | ≈ 0.10 - - 0.20 μΩ · m (≈ 1.0–2,0 ×10⁻⁷ Ω·m) | Bervariasi menurut kimia dan suhu; mempengaruhi pemanasan listrik dan kerugian arus eddy. |
| Perilaku magnetis | Feromagnetik di bawah titik Curie (~770 °C untuk besi) | Sifat magnetik mempengaruhi NDT (MPI) dan perilaku pemanasan induksi. |
6. Perilaku fabrikasi: pembentukan, permesinan dan pekerjaan dingin
Pembentukan (dingin & panas):
- Produk canai panas A36 terbentuk dengan baik dengan cara ditekuk, gambar bergulir dan sederhana.
- Pembentukan dingin (pembengkokan, Stamping) praktis dalam batasan desain — pastikan radius tekukan dan batas reduksi sesuai dengan ketebalan dan temper material untuk menghindari retak.
Jari-jari tekukan minimum tipikal direkomendasikan dalam pembentukan tabel dan bergantung pada ketebalan dan kondisi pabrik.
Pemesinan:
- Mesin A36 dapat dikerjakan dengan mudah menggunakan perkakas karbon dan karbida konvensional. Kemampuan mesin sebanding dengan baja ringan lainnya; kecepatan dan umpan standar berlaku.
Beban chip yang berat, Pemotongan yang sangat dalam dan cairan pendingin yang buruk dapat membuat permukaan menjadi keras dan mengurangi masa pakai alat.
Efek kerja dingin:
- Pembengkokan atau penarikan dingin meningkatkan hasil secara lokal melalui pengerasan regangan; anil pelepas tegangan selanjutnya dapat dilakukan jika keuletan harus dipulihkan.
7. Pengelasan dan bergabung
Kemampuan las: Bagus sekali. Kandungan karbon rendah dan paduan terbatas membuat A36 mudah dilas dengan semua teknik fusi dan solid-state yang umum (SMAW, GTAW, Gmaw/mig, Fcaw).
Pemilihan logam pengisi:
- Bahan habis pakai umum: batang/kabel pengisi baja ringan (MISALNYA., Seri ER70S untuk GMAW, E7018 atau E7016 untuk SMAW) cocok untuk kekuatan dan keuletan.
Pilih bahan habis pakai yang menghasilkan ulet, logam las yang tahan retak.
Panaskan dan interpass:
- Untuk ketebalan pelat tipikal (<25 mm) dan lingkungan yang ramah, tidak ada pemanasan awal biasanya diperlukan. Untuk bagian yang lebih tebal, sendi yang tertahan, atau kondisi lingkungan yang dingin, pemanasan awal yang sederhana (MISALNYA., 50–150 °F / 10–65 °C) mengurangi risiko retak hidrogen dan tegangan sisa.
Kontrol suhu interpass sangat penting untuk pengelasan multi-pass.
Perlakuan panas pasca-keluhan (PWHT):
- Tidak diperlukan untuk sebagian besar rakitan las A36. PWHT dapat digunakan untuk mengurangi tegangan sisa atau ketika kualifikasi prosedur pengelasan memerlukannya (komponen kritis tekanan atau kelelahan), tetapi A36 tidak memiliki kemampuan pengerasan;
PWHT umumnya melibatkan anil pelepas stres (MISALNYA., ~600–650 °C) bukannya mengeras.
8. Perlakuan panas: kemampuan dan batasan untuk A36
ASTM A36 bukanlah paduan yang dapat diberi perlakuan panas dalam arti pendinginan & pengerasan emosi (karbon rendah dan kurangnya paduan menghambat transformasi martensit).
Perawatan termal yang khas:
- Anil / Menormalkan: mungkin untuk menghaluskan butiran dan mengembalikan keuletan setelah pekerjaan dingin atau pengelasan yang berat. Suhu anil biasanya ~ 700–900 °C tergantung pada ketebalan dan efek yang diinginkan.
- Anneal pereda stres: suhu rendah (~ 550–650 ° C.) untuk mengurangi tegangan sisa las.
- Memuaskan & melunakkan: tidak efektif untuk peningkatan kekuatan yang signifikan karena rendahnya karbon/kemampuan pengerasan; pendinginan menghasilkan pengerasan terbatas dan distorsi besar.
Implikasi desain: jangan mengandalkan perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan luluh; pilih baja dengan kekuatan lebih tinggi jika diperlukan tegangan ijin yang lebih besar.
9. Perilaku korosi dan strategi perlindungan permukaan
Korosi intrinsik: A36 adalah baja karbon murni dan akan menimbulkan korosi (membentuk oksida besi) ketika terkena kelembaban dan oksigen. Tarif tergantung pada lingkungan (kelembaban, garam, polutan).
Strategi Perlindungan:
- Sistem pengecatan: primer + Mantel (epoksi, poliuretan) ekonomis untuk perlindungan atmosfer.
Persiapan permukaan (ledakan abrasif hingga Sa 2½, SSPC SP10) meningkatkan daya rekat dan umur panjang. - Galvanis: galvanisasi hot-dip (HDG) memberikan perlindungan pengorbanan; umumnya digunakan untuk anggota struktural eksterior, pengencang dan komponen terkena cuaca.
- Perlindungan katodik: digunakan untuk struktur terendam atau terkubur (pelapis + anoda korban).
- Tunjangan korosi: tentukan tunjangan ketebalan dan jadwal inspeksi di lingkungan yang agresif.
Pemeliharaan: inspeksi dan perbaikan berkala sangat penting untuk masa pakai yang lama—kegagalan lapisan memungkinkan terjadinya korosi dan lubang di lokasi tertentu.
10. Aplikasi Khas Baja ASTM A36
A36 adalah pilihan default di mana ekonomi, ketersediaan dan kesederhanaan fabrikasi adalah prioritas. Aplikasi tipikal termasuk:
- Struktur bangunan: balok, kolom, pelat dan penguat
- Jembatan (komponen yang tidak berkekuatan tinggi), jalan setapak, platform
- Fabrikasi umum: bingkai, dukungan, trailer
- Basis mesin, perumahan, komponen non-tekanan
- Perlengkapan dan rakitan las yang mengutamakan keuletan dan kemampuan las
11. Keuntungan & Keterbatasan Baja Karbon ASTM A36
Keuntungan Inti
- Efektivitas biaya: Biaya terendah di antara baja struktural (30-40% lebih murah dari baja HSLA seperti A572 Gr.50, 70-80% lebih murah dibandingkan baja tahan karat 304).
- Kemampuan las yang unggul: Menghilangkan pemanasan awal untuk bagian yang tipis, mengurangi waktu dan biaya produksi.
- Kemampuan proses yang luar biasa: Mudah dibentuk, mesin, dan menempa, cocok untuk komponen sederhana dan kompleks.
- Ketersediaan luas: Rantai pasokan global, dengan beragam bentuk produk (piring, bar, bentuk, MEMPERLIHKAN) dan ukuran.
- Kekuatan seimbang: Memenuhi sebagian besar persyaratan struktural (beban statis, beban dinamis rendah) tanpa rekayasa berlebihan.
Batasan utama
- Ketahanan korosi yang buruk: Membutuhkan perlindungan permukaan untuk lingkungan luar ruangan atau korosif; tidak cocok untuk aplikasi kelautan/kimia tanpa pelapis.
- Ketangguhan suhu rendah yang terbatas: A36 yang tidak dimodifikasi rapuh di bawah 0°C, tidak direkomendasikan untuk aplikasi kriogenik (MISALNYA., Struktur Arktik).
- Tidak dapat diobati dengan panas: Tidak dapat diperkuat secara signifikan melalui perlakuan panas (kekuatan tarik maks ~550 MPa); tidak cukup untuk komponen bertekanan tinggi.
- Ketahanan lelah yang lebih rendah: Tidak ideal untuk beban dinamis siklus tinggi (MISALNYA., Bagian mesin otomotif) – gunakan HSLA atau baja paduan sebagai gantinya.
12. Kepatuhan Standar & Setara Internasional
ASTM A36 diakui secara global, dengan standar setara di kawasan industri besar, memastikan kompatibilitas lintas batas:
| Wilayah | Standar Setara | Penunjukan kelas | Perbedaan utama |
| Eropa | DI DALAM 10025-2:2004 | S235JR | Kekuatan luluh yang lebih rendah (235 MPA vs.. 250 MPa untuk A36 ≤19 mm); keuletan dan kemampuan las yang serupa. |
| Cina | GB/T. 700-2006 | Q235B | Kekuatan luluh 235 MPa; batas fosfor/belerang lebih ketat (≤0,045% vs. A36 0.040% P, 0.050% S). |
| Jepang | DIA G3101:2015 | SS400 | Tidak ada kekuatan luluh yang ditentukan (tarik 400-510 MPa); setara untuk aplikasi struktural. |
| India | ADALAH 2062:2011 | E250A | Kekuatan luluh 250 MPa; kompatibel dengan A36 dalam konstruksi dan permesinan. |
13. Analisis komparatif — A36 vs. baja struktural dengan kekuatan lebih tinggi
| Aspek | A36 (Baseline) | A572 gram 50 (Hsla) | A992 (bentuk struktural) | A514 (Q&T pelat berkekuatan tinggi) |
| Kelas metalurgi | Baja ringan rendah karbon (canai panas) | Kekuatan tinggi, Low-alloy (Hsla) | HSLA struktural dengan kimia terkontrol untuk bentuk | Padam & marah, pelat paduan kekuatan tinggi |
| Hasil minimum yang khas | 36 ksi (≈250 MPa) | 50 ksi (≈345 MPa) | 50 ksi (≈345 MPa) | 100 ksi (≈690 MPa) |
| Kisaran tarik khas | 58–80 ksi (≈400–550 MPa) | 60–80 ksi (≈415–550 MPa) | 60–80 ksi (≈415–550 MPa) | ~110–140 ksi (≈760–965 MPa) (bervariasi berdasarkan nilai) |
| Pemanjangan | ≥ ~20% (tergantung pada ketebalan) | ~18–22% (tergantung bagian) | ~18–22% | Lebih rendah — seringkali ~10–18% (bagian dan bergantung pada panas) |
| Kemampuan las (toko) | Bagus sekali; bahan habis pakai umum | Sangat bagus; praktik serupa dengan A36 | Sangat bagus; diperuntukkan bagi kolom/balok bangunan | Lebih menuntut — pengelasan harus dikontrol; pemanasan awal/interpass dan WPS yang memenuhi syarat sering kali diperlukan |
Kemampuan perlakuan panas |
Tidak dapat diberi perlakuan panas untuk mendapatkan kekuatan | Tidak dimaksudkan untuk memuaskan/memanaskan; diperkuat dengan proses kimia/termomekanis | Tidak dapat diberi perlakuan panas untuk penguatan | Diperlakukan dengan panas (Q&T) — kekuatan diperoleh melalui quench & melunakkan |
| Kekerasan / perilaku suhu rendah | Bagus untuk layanan umum; tentukan CVN jika diperlukan | Peningkatan ketangguhan dibandingkan A36 (tergantung pada spesifikasi) | Baik — bahan kimia yang ditentukan untuk bagian struktural dan ketangguhan terkontrol | Dapat memiliki ketangguhan yang baik jika ditentukan, namun memerlukan pengendalian; risiko perilaku rapuh jika tidak disediakan/diperlakukan dengan benar |
| Kemampuan formulir & pekerjaan dingin | Karakteristik pembentukan yang baik | Bagus, tapi kemunduran yang lebih besar; kurang ulet dibandingkan A36 | Baik untuk pembentukan bentuk yang kasar | Terbatas — kemampuan mampu bentuk buruk dibandingkan dengan A36/A572; pembentukan dingin tidak disarankan untuk penggunaan kekuatan penuh |
Kisaran ketebalan pelat/bentuk yang dapat digunakan |
Lebar, stok pabrik standar | Lebar; umumnya tersedia dalam piring dan bentuk | Terutama bentuk dan balok berflensa lebar | Biasanya pelat berat (bagian yang lebih tebal) untuk komponen bertekanan tinggi |
| Aplikasi khas | Kerangka struktural umum, kurung, anggota yang tidak kritis | Jembatan, anggota bangunan, bagian struktural di mana tegangan izin yang lebih tinggi mengurangi berat | Balok/kolom berflensa lebar pada bangunan — standar industri untuk bentuk struktur | Rangka mesin berkekuatan tinggi, peralatan penggalian, anggota struktural yang sangat tertekan |
| Biaya bahan relatif | Rendah (paling ekonomis) | Sedang | Sedang (mirip dengan A572) | Tinggi (premium untuk kekuatan tinggi dan Q&pemrosesan T) |
| Pengorbanan desain | Biaya rendah, fabrikasi sederhana tetapi bagian lebih berat | Penghematan berat badan, tegangan ijin yang lebih tinggi, kontrol fabrikasi ekstra sederhana | Dioptimalkan untuk membangun pekerjaan baja (toleransi bagian, geometri flensa) | Pengurangan berat yang besar mungkin terjadi tetapi memerlukan pengelasan/fabrikasi yang hati-hati dan NDE |
14. Siklus hidup, pemeliharaan dan daur ulang
Kehidupan pelayanan: Dengan sistem pengecatan dan perawatan standar, Komponen struktural A36 biasanya bertahan selama beberapa dekade di atmosfer sedang. Lingkungan korosif atau kelautan memerlukan perawatan atau galvanisasi yang lebih tinggi.
Memperbaiki & pemeliharaan: Perbaikan las sangatlah mudah. Inspeksi struktural, pemantauan korosi dan pelapisan ulang yang tepat waktu memperpanjang umur.
Daur ulang: Baja sangat mudah didaur ulang (salah satu bahan rekayasa yang paling banyak didaur ulang). Potongan A36 mudah dikonsumsi dalam tungku busur listrik (Eaf) atau pabrik terintegrasi; menentukan konten daur ulang adalah mungkin.
15. Kesimpulan
Baja karbon ringan/rendah ASTM A36 tetap menjadi bahan landasan untuk pekerjaan baja struktural umum karena menggabungkan sifat ekonomis, sifat ulet yang dapat diprediksi dan fabrikasi yang mudah.
Ini adalah pilihan yang tepat ketika beban dan kondisi lingkungan sesuai dengan desainnya dan ketika kesederhanaan fabrikasi serta biaya merupakan pendorong utama.
Namun, ketika tegangan ijin lebih tinggi, bentang yang lebih besar, pengurangan berat badan, diperlukan peningkatan ketangguhan suhu rendah atau ketahanan korosi yang unggul, insinyur harus mengevaluasi baja struktural berkekuatan lebih tinggi, paduan HSLA, baja tahan cuaca atau paduan tahan korosi yang sesuai.
