Semua Tentang Baja sebagai Bahan Manufaktur

Baja adalah pemain besar dalam membuat berbagai hal. Dari bangunan tinggi hingga mobil dan bahkan perkakas kecil, kekuatan dan umur panjang baja menjadikannya pilihan utama untuk banyak pekerjaan. Mari kita lihat mengapa baja begitu penting dan bagaimana baja membantu menciptakan dunia kita.

Mengapa Baja Mendominasi Manufaktur

Baja adalah logam yang paling banyak digunakan di dunia. Setiap tahun, para produsen memproduksi sekitar 1,9 miliar ton baja. Jumlah itu lebih banyak dari gabungan semua logam lainnya! Mengapa orang menggunakan begitu banyak baja?

• Ini adalah kuat tetapi dapat dibentuk dengan mudah
• Ini berlangsung lama dan tidak mudah rusak
• Ini adalah lebih murah daripada banyak logam lainnya
• Ini bisa berupa didaur ulang berulang-ulang

Baja juga membantu perekonomian dunia - baja menambahkan sekitar $2,9 triliun dolar AS pada perekonomian global setiap tahunnya. Itu adalah jumlah pekerjaan dan pertumbuhan yang sangat besar!

Apa itu Baja? Komposisi & Ilmu Pengetahuan

Pada dasarnya, baja sebagian besar terdiri dari besi yang dicampur dengan sejumlah kecil karbon (antara 0.02% dan 2.1%). Campuran ini membuat zat besi menjadi lebih kuat. Anggap saja seperti menambahkan sedikit cokelat ke dalam susu - itu mengubah segalanya!

Pembuat baja juga menambahkan elemen lain untuk memberikan kekuatan khusus pada baja:

Para ilmuwan menyebut baja sebagai "logam besi" karena mengandung besi. Logam lain seperti aluminium dan tembaga adalah "non-ferrous" karena tidak mengandung besi.

Jenis Baja & Aplikasinya

Tidak semua baja itu sama. Jenis yang berbeda bekerja paling baik untuk pekerjaan yang berbeda:

Baja Karbon

Ini adalah jenis yang paling umum, menghasilkan sekitar 90% dari semua produksi baja. Tersedia dalam tiga jenis utama:

• Baja karbon rendah (baja ringan): Mudah dibentuk dan dilas, digunakan untuk bodi mobil
• Baja karbon sedang: Lebih kuat, digunakan untuk Suku cadang baja mesin CNC dalam mesin
• Baja karbon tinggi: Sangat keras, digunakan untuk alat potong dan pegas

Baja tahan karat

Baja khusus ini mengandung setidaknya 10,5% kromium, yang membantunya melawan karat. Ada berbagai jenis:

• Austenitik: Yang paling umum, digunakan untuk bak cuci piring dan peralatan makanan
• Martensitik: Dapat dipanaskan hingga menjadi sangat keras, digunakan untuk pisau
• Dupleks: Sangat kuat terhadap korosi, digunakan di tempat yang keras seperti pabrik kimia

Baja Perkakas

Dibuat untuk memotong, membentuk, dan membentuk bahan lain. Baja ini tetap keras meskipun menjadi panas akibat pemotongan. Baja ini digunakan untuk membuat benda-benda seperti mata bor dan stempel logam.

Baja Paduan

Baja ini memiliki elemen khusus yang ditambahkan untuk membuatnya bekerja lebih baik untuk pekerjaan tertentu. Roda gigi mobil, misalnya, menggunakan baja paduan dengan molibdenum dan nikel.

Bagaimana Baja Dibuat: Proses Produksi

Membuat baja seperti memasak resep yang rumit. Dua cara utama untuk membuat baja adalah:

Pembuatan Baja Oksigen Dasar Tanur Sembur (BF-BOS)

Metode tradisional ini menghasilkan sekitar 70% baja dunia:

1. Bijih besi, batu bara, dan batu kapur masuk ke dalam tanur tinggi
2. Campuran memanas hingga sekitar 2.200°F (1.200°C)
3. Besi cair keluar
4. Setrika masuk ke tungku oksigen dasar di mana oksigen berhembus masuk
5. Karbon dan benda-benda lain yang tidak diinginkan terbakar
6. Elemen-elemen lain ditambahkan untuk membuat jenis baja yang tepat

Tungku Busur Listrik (EAF)

Metode yang lebih baru ini sebagian besar menggunakan baja daur ulang:

1. Baja bekas masuk ke dalam panci besar
2. Elektroda besar menciptakan busur listrik (seperti petir)
3. Listrik melelehkan baja
4. Elemen baru ditambahkan untuk membuat tipe yang tepat
5. Baja dituangkan ke dalam cetakan

EAF menggunakan 60% lebih sedikit energi daripada tanur sembur, yang bagus untuk planet kita. Hal ini membantu karena baja dapat didaur ulang berulang kali - faktanya, 90% baja didaur ulang, menjadikannya bahan yang paling banyak didaur ulang di Bumi.

Sifat Kritis Baja

Baja memiliki fitur khusus yang membuatnya bagus untuk banyak pekerjaan:

Sifat Mekanis

• Kekuatan tarik: Seberapa besar gaya tarik yang dapat diterima baja sebelum patah. Baja dapat bertahan antara 400 dan 2.000 MPa (megapascal), yang jauh lebih kuat daripada kayu atau plastik.
• Daktilitas: Berapa banyak baja yang dapat meregang tanpa putus. Hal ini membantunya menyerap energi.
• Kekerasan: Diukur pada skala Rockwell, ini menunjukkan seberapa baik baja menahan penyok dan goresan.

Properti Fungsional

• Konduktivitas termal: Baja dapat memindahkan panas, tetapi tidak sebaik tembaga atau aluminium.
• Magnetisme: Sebagian besar baja dapat dimagnetisasi, yang membantu motor dan generator.
• Ketahanan korosi: Beberapa baja (seperti stainless) melawan karat lebih baik daripada yang lain. Baja biasa dapat berupa galvanis (dilapisi dengan seng) untuk mencegah karat.

Standar

Kualitas baja diperiksa menggunakan standar dari kelompok-kelompok seperti ASTM (American Society for Testing and Materials), ISO (Organisasi Internasional untuk Standardisasi), dan EN (Standar Eropa). Hal ini memastikan baja akan bekerja dengan baik untuk tugasnya.

Aplikasi Industri Teratas

Baja dapat digunakan di banyak tempat! Berikut adalah pengguna terbesarnya:

Konstruksi (50% dari semua baja)

Bangunan, jembatan, dan rumah menggunakan baja untuk:

• Tulangan penguat beton (rebar)
• Balok dan kolom struktural
• Atap dan dinding

Baja membuat bangunan lebih kuat terhadap gempa bumi dan badai.

Otomotif (12% dari semua baja)

Pembuat mobil menggunakan baja untuk pemesinan presisi di:

• Rangka dan bodi mobil
• Bagian-bagian mesin
• Roda gigi dan gandar

Baja berkekuatan tinggi yang baru membantu membuat mobil lebih ringan namun lebih aman.

Dirgantara

Pesawat dan roket membutuhkan baja khusus itu:

• Tetap kuat pada suhu tinggi dan rendah
• Jangan menimbang terlalu banyak
• Jangan putus asa karena stres yang berulang-ulang

Industri Energi

Turbin angin, anjungan minyak, dan pembangkit listrik membutuhkan baja yang bisa:

• Tahan terhadap cuaca yang keras
• Menangani kekuatan yang kuat
• Bertahan selama beberapa dekade

Keuntungan vs Kerugian

Baja memiliki banyak kelebihan, namun juga memiliki beberapa tantangan:

Kelebihan

• Umur panjang: Struktur baja dapat bertahan lebih dari 100 tahun dengan perawatan yang tepat
• Kemampuan beradaptasi: Dapat dibuat menjadi hampir semua bentuk
• Efisiensi biaya: Lebih murah daripada banyak logam dengan kekuatan yang sama
• Ramah lingkungan: Dapat didaur ulang berkali-kali tanpa kehilangan kualitas

Kekurangan

• Korosi: Baja biasa berkarat kecuali jika dilindungi dengan pelapis
• Penggunaan energi: Membuat baja baru dari bijih besi menggunakan banyak energi dan menimbulkan polusi
• Berat: Lebih berat dari aluminium atau komposit
• Konduktor termal: Dapat kehilangan panas di musim dingin dan mendapatkan panas di musim panas

Inovasi yang Membentuk Masa Depan

Baja terus menjadi lebih baik! Berikut adalah beberapa perkembangan baru yang menarik:

Pencetakan 3D dengan Baja

Sekarang mesin dapat mencetak komponen baja lapis demi lapis. Hal ini membantu proses pembuatan:

• Bentuk kompleks yang tidak dapat dibuat sebelumnya
• Suku cadang khusus untuk perangkat kedirgantaraan dan medis
• Prototipe jauh lebih cepat

Baja Hijau

Cara-cara baru untuk membuat baja dengan lebih sedikit polusi:

• Menggunakan hidrogen sebagai pengganti batu bara untuk menghilangkan oksigen dari bijih besi
• Menangkap karbon dioksida sebelum mencapai udara
• Menggunakan lebih banyak baja daur ulang dalam tungku busur listrik

Proyek HYBRIT oleh SSAB telah memangkas emisi CO₂ sebesar 90% dengan menggunakan hidrogen.

Pelapis Cerdas

Lapisan baru membuat baja menjadi lebih baik:

• Lapisan yang dapat menyembuhkan diri sendiri yang memperbaiki goresan kecil
• Permukaan yang disempurnakan secara nano yang membersihkan dirinya sendiri
• Pelapis yang berubah warna saat baja mengalami tekanan

Tanya Jawab Tentang Baja

Kesimpulan

Baja tetap menjadi tulang punggung manufaktur modern karena memadukan kekuatan, keterjangkauan, dan keserbagunaan yang lebih baik daripada hampir semua bahan lainnya. Dari Penggilingan CNC untuk komponen baja hingga balok-balok besar di gedung pencakar langit, baja menyentuh hampir setiap bagian dari dunia kita yang dibangun.

Ketika kita melihat ke masa depan, inovasi dalam produksi "baja hijau" dan pemesinan baja khusus akan membantu bahan yang luar biasa ini menjadi lebih berkelanjutan sekaligus mempertahankan tempatnya sebagai bahan manufaktur terpenting di dunia.