Visualisasi batang baja karbon menengah.
Baja AISI 1040 adalah salah satu jenis baja karbon menengah yang paling umum digunakan dalam industri metalurgi. Dikenal dalam sistem penamaan American Iron and Steel Institute (AISI), angka "10" menunjukkan bahwa baja ini adalah baja karbon sederhana (plain carbon steel), sedangkan angka "40" menunjukkan kandungan karbon rata-rata sekitar 0,40% berat. Persentase karbon ini menempatkan 1040 pada posisi yang strategis, menawarkan keseimbangan antara kekuatan, kekerasan yang dapat dicapai melalui perlakuan panas, dan kemudahan dalam pemesinan dibandingkan dengan baja karbon tinggi.
Sebagai baja karbon menengah, AISI 1040 tidak mengandung paduan signifikan seperti kromium, nikel, atau molibdenum. Sifat mekaniknya sebagian besar ditentukan oleh kadar karbon dan perlakuan panas yang diterapkan. Karakteristik utama baja ini adalah kemampuannya untuk dikeraskan (hardened) melalui proses quenching dan tempering, menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan aus sedang dan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada baja 1018 atau 1025.
Komposisi kimia yang sederhana membuat baja AISI 1040 relatif ekonomis. Dengan kandungan karbon sekitar 0.37% hingga 0.44%, baja ini memiliki sifat yang dapat diprediksi.
Kekuatan sebenarnya dari 1040 terletak pada responsnya terhadap perlakuan panas. Jika digunakan dalam kondisi panas bumi (as-rolled), kekuatannya standar. Namun, ketika dipanaskan hingga suhu austenitizing dan kemudian didinginkan secara cepat (quenching), struktur mikro berubah menjadi martensite, menghasilkan kekerasan permukaan yang signifikan. Proses tempering selanjutnya digunakan untuk mengurangi kerapuhan yang timbul dari quenching dan mencapai tingkat kekuatan tarik yang diinginkan, seringkali berkisar antara 550 MPa hingga 850 MPa, tergantung pada intensitas tempering.
Karena sifatnya yang seimbang, baja AISI 1040 banyak ditemukan dalam komponen mesin yang memerlukan ketahanan benturan dan keausan yang lebih baik daripada baja ringan, tetapi tidak memerlukan ketahanan korosi atau kekuatan ekstrem dari baja paduan tinggi.
Beberapa contoh aplikasi utama mencakup:
Memahami di mana posisi 1040 dalam keluarga baja karbon sangat penting. Dibandingkan dengan AISI 1018 (baja karbon rendah), 1040 jauh lebih kuat dan lebih keras setelah perlakuan panas, tetapi 1018 jauh lebih mudah dibentuk dan dilas. Sementara itu, baja karbon tinggi seperti AISI 1095 digunakan ketika kekerasan permukaan ekstrem atau ketahanan aus maksimum diperlukan, namun 1095 sangat rentan terhadap kerapuhan dan sulit dikerjakan. Baja 1040 mengisi celah antara material yang mudah dibentuk dan material yang sangat keras.
Secara keseluruhan, baja AISI 1040 adalah material pilihan bagi para insinyur yang mencari solusi biaya-efektif untuk aplikasi mekanis yang menuntut ketahanan yang lebih baik, didukung oleh kemampuan untuk disesuaikan sifatnya melalui proses termal yang terkontrol. Ini adalah "pekerja keras" yang andal di dunia manufaktur.