Baja karbon rendah adalah baja dengan kadar karbon sampai sekitar 0,25%. Sebagian acuan memakai batas 0,30%. Baja ini juga dikenal sebagai baja lunak atau mild steel, dan sering ditulis “baja rendah karbon”. Dari seluruh baja yang diproduksi dunia, jenis inilah yang paling banyak dipakai, karena murah, mudah dibentuk, dan mudah dilas.
Komposisi Baja Karbon Rendah
Unsur utamanya besi, dengan tambahan berikut:
- Karbon (C): sekitar 0,05–0,25%
- Mangan (Mn): sekitar 0,3–1,5%, menambah kekuatan dan mengikat sulfur
- Silikon (Si): sampai sekitar 0,4%, sisa proses deoksidasi
- Fosfor (P) dan sulfur (S): dibatasi serendah mungkin karena membuat baja getas
Struktur mikronya didominasi ferit yang lunak dan ulet, dengan sedikit perlit. Makin tinggi kadar karbon, makin banyak perlit, sehingga baja makin kuat tetapi makin kurang ulet.
Sifat Utama
Ulet dan mudah dibentuk. Baja karbon rendah bisa ditekuk, dirol, ditarik menjadi kawat, dan dipres menjadi bentuk dalam tanpa retak.
Mudah dilas. Kadar karbon yang rendah membuat daerah sekitar las tidak mudah mengeras dan retak. Hampir semua proses las umum dapat dipakai tanpa pemanasan awal untuk tebal pelat yang wajar.
Kekuatan sedang. Sebagai gambaran, baja struktur umum seperti SS400 memiliki kekuatan tarik 400–510 MPa, dan ASTM A36 memiliki kekuatan luluh minimum sekitar 250 MPa.
Tidak bisa dikeraskan lewat celup cepat. Karbonnya terlalu sedikit untuk membentuk martensit yang keras. Jika permukaan keras diperlukan, dipakai karburisasi, yaitu menambahkan karbon ke lapisan permukaan sebelum dikeraskan. Dasar-dasarnya ada di artikel heat treatment.
Mudah berkarat. Tanpa pelindung, baja karbon rendah cepat terkorosi. Cat, galvanis (lapis seng), atau pelapis lain hampir selalu diperlukan. Lihat jenis-jenis korosi pada logam.
Perbandingan dengan Baja Karbon Sedang dan Tinggi
| Karbon rendah | Karbon sedang | Karbon tinggi | |
|---|---|---|---|
| Kadar karbon | sampai ±0,25% | ±0,25–0,60% | ±0,60–1,0% lebih |
| Kekuatan dan kekerasan | Sedang | Tinggi | Sangat tinggi |
| Keuletan | Sangat baik | Sedang | Rendah |
| Mampu las | Sangat baik | Perlu kehati-hatian | Sulit |
| Dapat dikeraskan | Hanya permukaan | Ya | Ya |
| Contoh pemakaian | Rangka, pelat, pipa | Poros, roda gigi, rel | Pegas, pahat, kawat baja |
Contoh Grade yang Umum di Indonesia
- SS400 (JIS G3101): baja struktur umum untuk pelat dan profil.
- ASTM A36: padanan yang lazim di proyek berstandar Amerika.
- SPCC (JIS G3141) dan SPHC (JIS G3131): baja lembaran canai dingin dan canai panas untuk komponen pres.
- S10C–S25C (JIS G4051) atau AISI 1010–1020: baja batangan untuk komponen mesin ringan dan komponen karburisasi.
- BjTP dan BjTS (SNI 2052): baja tulangan beton polos dan sirip.
Kode dan batas komposisi tiap standar berbeda, jadi selalu periksa sertifikat material (mill certificate) sebelum menganggap dua grade setara.
Baja Karbon Rendah dalam Bentuk Coran
Selain produk canai, baja karbon rendah juga dicor. Contohnya baja cor kelas SC410 atau SC450 (JIS G5101) dan ASTM A216 WCB untuk bodi katup dan sambungan pipa bertekanan. Baja cor dipilih ketika bentuk komponen terlalu rumit untuk dibuat dari pelat, tetapi tetap perlu ulet dan bisa dilas.
Dibanding besi cor, baja cor lebih sulit dituang. Titik leburnya lebih tinggi, alirannya kurang lancar, dan penyusutannya lebih besar, sehingga perlu penambah (riser) yang lebih besar. Perbandingan kedua material ini dibahas di artikel apa itu besi cor, dan prosesnya di dasar-dasar pengecoran logam.
Kegunaan
- Konstruksi: profil rangka, pelat, baja tulangan, atap dan dinding lembaran.
- Otomotif: panel bodi, rangka, dan komponen pres.
- Perpipaan dan tangki: pipa air, pipa gas bertekanan rendah, tangki penyimpanan.
- Barang sehari-hari: kawat, paku, baut, perabot, kaleng (setelah dilapis timah).
- Komponen mesin: poros ringan, pin, dan roda gigi kecil yang dikarburisasi.
“Baja Rendah Karbon” Bukan “Baja Rendah Emisi”
Istilah low-carbon steel kini juga dipakai untuk baja yang diproduksi dengan emisi karbon dioksida rendah, yang sering disebut green steel. Keduanya berbeda. Yang pertama berbicara soal kadar karbon di dalam baja, yang kedua soal emisi dari proses pembuatannya, misalnya dengan tanur busur listrik berbahan skrap atau reduksi langsung memakai hidrogen. Saat membaca spesifikasi atau berita industri, pastikan makna mana yang dimaksud. Pembahasan baja rendah emisi ada di artikel baja hijau dan hidrogen.
Pilihan Pertama untuk Banyak Keperluan
Baja karbon rendah menjadi pilihan awal setiap kali komponen perlu murah, mudah dibentuk, dan mudah dilas, sementara tuntutan kekuatan dan kekerasannya tidak ekstrem. Jika beban kerja menuntut kekuatan lebih tinggi atau ketahanan aus, barulah baja karbon sedang, baja paduan, atau perlakuan permukaan dipertimbangkan.
