Ukuran Baut Metrik: Tabel Ulir, Kunci, dan Kelas

Kode ukuran baut metrik M8 × 1,25 × 30 dibaca begini: huruf M menandakan ulir metrik ISO, 8 adalah diameter luar ulir dalam milimeter, 1,25 adalah kisar (jarak dari satu puncak ulir ke puncak berikutnya) dalam milimeter, dan 30 adalah panjang baut dalam milimeter yang diukur dari bawah kepala sampai ujung. Karena 1,25 mm adalah kisar kasar baku untuk M8, kode yang sama sering ditulis lebih pendek menjadi M8 × 30. Untuk baut segi enam, ukuran baut M8 dibuka dengan kunci 13.

Halaman ini adalah tabel rujukan cepat ukuran baut M3 sampai M24 untuk teknisi, mekanik, dan pelaksana di lapangan: diameter, kisar ulir kasar dan halus, ukuran kunci menurut ISO dan DIN, luas tegangan tarik, sampai kelas kekuatan 4.6, 8.8, dan 10.9.

Cara membaca ukuran baut metrik

Ukuran baut metrik selalu memakai milimeter, dan urutan penulisannya tetap: diameter, kisar, lalu panjang. Pemisahnya bisa tanda kali (×) atau tanda hubung, sehingga M8 × 1,25 × 30 dan M8-1,25 × 30 berarti sama.

Arti tiap bagian kode:

• M dan diameter nominal (d). Angka setelah M adalah diameter luar ulir. Baut M6 berdiameter nominal 6 mm, baut M12 berdiameter 12 mm. Diameter ini adalah batas atas, jadi hasil ukur di puncak ulir baut biasanya sedikit lebih kecil dari angka nominal.
• Kisar (P). Jarak aksial antara dua puncak ulir yang berdekatan. Kalau kisar tidak ditulis, yang dimaksud adalah kisar kasar baku menurut ISO 261 dan ISO 262. Kisar wajib ditulis bila bautnya berulir halus, misalnya M10 × 1,25.
• Panjang (l). Untuk sebagian besar baut, termasuk baut kepala segi enam, panjang diukur dari bidang bawah kepala sampai ujung. Pengecualiannya baut kepala benam (countersunk): panjangnya diukur total termasuk kepala, karena kepala itu ikut masuk ke benda kerja.
• Lebar kunci (s). Jarak antara dua sisi sejajar pada kepala segi enam. Angka ini tidak tertulis di kode karena ditentukan oleh standar kepala baut (ISO 4014/4017 atau DIN 931/933 lama).

Di belakang kode kadang ada tambahan seperti "-8.8" (kelas kekuatan) atau "6g" (kelas toleransi ulir luar). Huruf kecil (g, h) menandai ulir luar seperti pada baut, huruf besar (G, H) menandai ulir dalam seperti pada mur.

"Baut 10", "baut 12", "baut 14": diameter atau kunci?

Di toko besi dan bengkel, sebutan seperti baut 8, baut 10, baut 12, atau baut 14 tidak selalu berarti M8, M10, M12, atau M14. Angka itu bisa juga berarti ukuran kunci yang dipakai untuk membukanya. Contohnya, baut yang dibuka kunci 10 adalah M6 menurut ISO, dan baut yang dibuka kunci 13 adalah M8.

Ada jebakan lain. Kunci 12 dan kunci 14 tidak dipakai untuk kepala baut ISO 4014/4017 di rentang M3 sampai M24. Ukuran itu tercantum pada seri baut kepala segi enam kecil JIS B 1180 (lampiran tabel 2.1, edisi 1994): M8 berkunci 12 mm, M10 berkunci 14 mm, dan M12 berkunci 17 mm. Jadi kalau ada yang meminta "baut 12", tanyakan dulu: diameter 12 mm atau kunci 12? Cara paling aman adalah membawa contoh baut lamanya, atau mengukurnya dengan jangka sorong seperti dijelaskan di bagian akhir.

Ulir kasar dan ulir halus (drat baut)

Setiap diameter baut metrik punya satu kisar kasar dan satu atau dua kisar halus. Ulir kasar adalah pilihan bawaan yang dipakai di sebagian besar baut di pasaran. Istilah kasar dan halus di sini tidak ada hubungannya dengan mutu pembuatan; yang berbeda hanya jarak antarpuncak ulirnya.

Profil ulir metrik ISO bersudut 60°. Karena kedalaman ulir sebanding dengan kisar, ulir halus lebih dangkal sehingga diameter intinya lebih besar daripada ulir kasar berdiameter sama.

Lalu kenapa ulir kasar tetap jadi pilihan utama? Ulir halus dipakai saat kedalaman ulir kasar tidak cocok, misalnya pada pipa berdinding tipis, dan ulir yang sangat halus dipakai di komponen yang rawan kendur akibat getaran. Untuk keperluan umum di lapangan, ulir kasar adalah kisar bawaan, sehingga baut dan mur penggantinya paling mudah dicari.

Hal yang paling sering bikin repot adalah mencampur keduanya. Baut M10 × 1,25 (halus) tidak akan masuk ke mur M10 berkisar 1,5 (kasar) meskipun diameternya sama. Kalau baut terasa seret setelah dua atau tiga putaran, berhenti dan periksa kisarnya, jangan dipaksa dengan kunci. Memaksa berisiko merusak drat baut dan murnya sekaligus. Bila drat dibuat sendiri di mesin bubut, kisar yang dipilih juga harus mengikuti tabel di bawah; langkah kerjanya ada di panduan cara membubut.

Tabel ukuran baut M3 sampai M24: diameter, kisar, dan kunci

Tabel ini merangkum ukuran baut dan kuncinya untuk baut segi enam metrik yang paling sering dipakai. Kisar mengikuti ISO 262, lebar kunci mengikuti ISO 4014/4017 dan DIN 931/933, diameter bor tap diambil dari tabel ulir kasar ISO 724 di Engineering ToolBox (nilai praktis, bukan isi standar), dan luas tegangan tarik mengikuti ISO 898-1 (lihat Sumber).

Sumber: lihat bagian Sumber artikel.

*Bor tap M18 dihitung dengan aturan praktis diameter nominal dikurangi kisar (18 − 2,5 = 15,5 mm) karena tabel rujukan tidak mencantumkan M18. Aturan yang sama menghasilkan angka yang dekat dengan semua baris lain.

Beda kunci ISO dan DIN untuk M10, M12, M14, dan M22

Empat ukuran yang ditebalkan di tabel adalah sumber salah kunci paling umum. DIN 931 (baut bertangkai polos) dan DIN 933 (baut berulir sampai kepala) sudah ditarik; DIN 931-1 digantikan seri ISO 4014, dan DIN 933 adalah versi modifikasi ISO 4017. Menurut catatan distributor Keller & Kalmbach, DIN 933 hanya bersyarat dapat ditukar dengan ISO 4017 karena lebar kuncinya berubah pada M10, M12, M14, dan M22, selebihnya identik. Tabel DIN 931 terhadap ISO 4014 menunjukkan perubahan lebar kunci yang sama:

Sumber: lihat bagian Sumber artikel.

Masalahnya, nama DIN 931/933 masih dipakai luas di katalog dan toko, padahal standarnya sudah ditarik. Saat membeli baut berlabel DIN, ukuran kepalanya bisa mengikuti DIN lama atau ISO, sehingga di satu mesin bisa ada baut M12 berkunci 18 bersebelahan dengan M12 berkunci 19. Kami menyarankan satu kebiasaan sederhana: di set kunci bengkel, pastikan kunci 16, 17, 18, 19, 21, dan 22 semuanya ada. Kunci yang 1 mm lebih besar dari lebar kunci kepala tidak duduk rapat di sisi kepala, jadi selalu pakai kunci yang ukurannya sama persis dengan hasil ukur.

Ukuran baut yang paling sering dicari

Ringkasan cepat untuk ukuran yang paling banyak dipakai pada rangka, panel, dan mesin ringan:

• Baut M4: diameter 4 mm, kisar 0,7 mm, kunci 7 mm.
• Baut M5: diameter 5 mm, kisar 0,8 mm, kunci 8 mm.
• Baut M6: diameter 6 mm, kisar 1 mm, kunci 10 mm.
• Baut M8: diameter 8 mm, kisar 1,25 mm, kunci 13 mm.
• Ukuran baut M10: diameter 10 mm, kisar 1,5 mm, kunci 16 mm (ISO) atau 17 mm (DIN lama).
• Baut M12: diameter 12 mm, kisar 1,75 mm, kunci 18 mm (ISO) atau 19 mm (DIN lama).

Untuk sambungan rangka atap ringan, perhatikan bahwa jenis pengencang dan ketebalan profilnya dibahas terpisah di artikel baja ringan.

Kelas kekuatan baut 4.6, 8.8, dan 10.9

Angka seperti 8.8 yang tercap di kepala baut adalah kelas kekuatan menurut ISO 898-1, standar sifat mekanik baut dari baja karbon dan baja paduan. Cara membacanya:

• Angka pertama × 100 = kuat tarik nominal $R_m$ dalam MPa (N/mm²).
• Angka pertama × angka kedua × 10 = batas leleh nominal dalam MPa. Dari dua aturan ini, angka kedua dibagi 10 adalah rasio batas leleh terhadap kuat tarik (0,6 untuk kelas 4.6, 0,8 untuk kelas 8.8).

Contohnya kelas 4.6: kuat tarik nominal 4 × 100 = 400 MPa dan batas leleh 4 × 6 × 10 = 240 MPa. Untuk kelas 4.6 dan 5.6 yang dipakai adalah batas leleh bawah $R_{eL}$, sedangkan mulai kelas 8.8 dipakai batas regang 0,2% $R_{p0,2}$, yaitu tegangan saat regangan permanen (plastis) benda uji mencapai 0,2%.

Sumber: lihat bagian Sumber artikel.

Tiga hal praktis yang jarang dibahas:

1. Rumus cepat di atas adalah taksiran. Rumus itu cukup untuk perkiraan, tetapi nilai minimum di tabel standar untuk sebagian kelas lebih tinggi daripada hasil rumus, seperti terlihat pada 8.8 berdiameter di atas 16 mm (830 MPa, bukan 800 MPa).
2. Pasangkan dengan mur yang sesuai. Kelas mur ditulis satu angka yang sama dengan angka pertama kelas baut: baut 10.9 dipasangkan dengan mur kelas 10, baut 8.8 dengan mur kelas 8. Tabel pasangan di ISO 898-2 menyebut kelas baut tertinggi untuk tiap kelas mur, jadi mur kelas 8 tidak dimaksudkan untuk baut 10.9.
3. Baut 10.9 berlapis logam perlu perlakuan khusus. Baut kelas 10.9 dan 12.9 yang dilapis logam dapat dipakai tanpa batasan bila proses pelapisannya disertai langkah pencegahan penggetasan hidrogen sesuai ISO 9587. Saat mengganti baut 10.9 bawaan pabrik dengan baut berlapis, tanyakan kejelasan proses ini ke pemasok.

Baut baja tahan karat tidak memakai sistem 8.8. Kodenya terdiri dari huruf A (baja austenitik), angka jenis baja 1 sampai 5, dan kelas kekuatan 50, 70, atau 80, misalnya A2-70 atau A4-80. Sifat mekaniknya diatur oleh ISO 3506-1, standar yang juga dirujuk ISO 4014 dan ISO 4017 untuk baut stainless.

Beban tarik minimum per ukuran dan kelas menurut tabel ISO 898-1 (ulir kasar):

Sumber: lihat bagian Sumber artikel.

Angka ini adalah gaya tarik saat baut putus, bukan beban kerja yang diizinkan. Untuk baut kelas 8.8 yang dipakai pada sambungan struktur, rujukan yang sama mencatat nilai berbeda untuk M12 dan M16 (70,0 kN dan 130 kN), jadi baut struktur sebaiknya dipilih dari standar baut struktur, bukan dari tabel umum ini.

Contoh hitungan tegangan tarik baut kelas 8.8

Tegangan tarik pada baut dihitung dari gaya tarik dibagi luas tegangan tarik (stress area), bukan luas lingkaran diameter nominal. Bagian terlemah baut ada di dasar ulir, sehingga luas yang dipakai lebih kecil dari luas batang polos.

dengan $\sigma$ = tegangan tarik pada baut (MPa atau N/mm²), $F$ = gaya tarik aksial (N), dan $A_s$ = luas tegangan tarik ulir (mm²).

Luas tegangan tarik menurut ISO 898-1:

dengan $A_s$ = luas tegangan tarik nominal (mm²), $d_2$ = diameter efektif (pitch diameter) ulir luar (mm), dan $d_3$ = diameter inti ulir luar untuk perhitungan tegangan (mm). Keduanya diturunkan dari diameter nominal $d$ (mm) dan kisar $P$ (mm): $d_2 = d - 0{,}649519\,P$, $d_1 = d - 1{,}082532\,P$, dan $d_3 = d_1 - H/6$, dengan $d_1$ = diameter kecil dasar ulir (mm) dan $H = 0{,}866025\,P$ = tinggi segitiga dasar profil ulir (mm).

Contoh hitungan

Menghitung luas tegangan tarik baut M8 × 1,25

1. Diketahui d = 8 mm dan P = 1,25 mm

2. d₂ = 8 − 0,649519 × 1,25 = 8 − 0,8119 = 7,1881 mm

3. d₁ = 8 − 1,082532 × 1,25 = 8 − 1,3532 = 6,6468 mm

4. H = 0,866025 × 1,25 = 1,0825 mm, sehingga H/6 = 0,1804 mm

5. d₃ = 6,6468 − 0,1804 = 6,4664 mm

6. (d₂ + d₃)/2 = (7,1881 + 6,4664)/2 = 6,8273 mm

7. As = 0,7854 × 6,8273² = 0,7854 × 46,612 = 36,61 mm²

Hasil

As ≈ 36,6 mm², sama dengan angka di tabel ISO 898-1

Sekarang pakai angka itu untuk kasus nyata. Misalkan sebuah baut M8 kelas 8.8 ditarik dengan gaya tarik aksial 15 kN, misalnya pada uji tarik di laboratorium.

Contoh hitungan

Tegangan tarik baut M8 kelas 8.8 dengan gaya 15 kN

1. Kelas 8.8: Rm = 8 × 100 = 800 MPa dan Rp0,2 = 0,8 × 800 = 640 MPa

2. Luas tegangan tarik M8: As = 36,6 mm²

3. Gaya tarik: F = 15 kN = 15.000 N

4. Tegangan: σ = 15.000 N / 36,6 mm² = 409,8 MPa

5. Gaya saat mulai leleh: 640 MPa × 36,6 mm² = 23.424 N ≈ 23,4 kN

6. Gaya putus minimum: 800 MPa × 36,6 mm² = 29.280 N ≈ 29,3 kN (tabel ISO 898-1: 29,2 kN)

7. Rasio terhadap leleh: 640 / 409,8 = 1,56

Hasil

σ ≈ 410 MPa, di bawah batas leleh 640 MPa; rasio 1,56 ini bukan faktor keamanan desain

Satu insight dari contoh ini: menaikkan kelas dari 8.8 ke 10.9 pada M8 menaikkan gaya putus minimum dari 29,2 kN ke 38,1 kN, atau sekitar 30%. Menaikkan ukuran dari M8 ke M10 pada kelas yang sama menaikkan gaya putus minimum dari 29,2 kN ke 46,4 kN, atau sekitar 59%. Pada contoh M8 ini, bila lubangnya masih memungkinkan, naik satu ukuran memberi tambahan gaya putus yang lebih besar daripada naik satu kelas.

Cara mengukur baut dengan jangka sorong dan pengukur ulir

Baut tanpa kemasan atau mur dari mesin bekas bisa diidentifikasi dengan jangka sorong dan pengukur ulir (pitch gauge, bilah bergerigi berangka kisar).

Ingin tahu berat baut atau batang ulir yang akan dibawa ke lokasi? Volumenya bisa dikalikan dengan berat jenis baja, seperti dijelaskan di artikel berat jenis baja.

Konversi baut inci ke mm (1/2 inch berapa mm)

Satu inci didefinisikan tepat 25,4 mm, sehingga 1/2 inci = 12,7 mm. Konversi diameter baut inci yang paling sering ditanyakan:

Sumber: lihat bagian Sumber artikel.

"Terdekat" di sini hanya soal diameter, bukan berarti bisa ditukar. Ulir inci standar UNC ditulis dalam gang per inci (TPI). Baut 1/2 inci UNC punya 13 gang per inci, artinya kisarnya sekitar 1,954 mm, sementara M12 berkisar 1,75 mm dan M14 berkisar 2 mm. Baut 1/2 inci tidak akan masuk dengan benar ke mur M12 maupun M14. Untuk mengonversi satuan lain dengan cepat, gunakan alat konversi satuan.

Standar yang dipakai di Indonesia

Di katalog Badan Standardisasi Nasional, baut dan mur segi enam untuk penggunaan umum diatur oleh SNI 0661:2008 (Baut dan mur segi-enam untuk penggunaan umum), berstatus berlaku dan disusun oleh Komite Teknis 21-01 Permesinan dan produk permesinan. Redaksi belum menemukan adopsi langsung ISO 261, ISO 262, ISO 898-1, ISO 4014, atau ISO 4017 dengan nomor "SNI ISO" di katalog BSN yang bisa diakses saat artikel ini disusun. Karena itu tabel di halaman ini merujuk langsung ke standar ISO. Untuk pengadaan atau tender, selalu ikuti standar yang tertulis di spesifikasi teknis proyek, dan periksa nomor terbaru di Akses SNI BSN.

Ringkasnya: baca kode ukuran baut (diameter, kisar, panjang), cek kunci ISO atau DIN pada empat ukuran yang berbeda, dan lihat cap kelas di kepala baut sebelum memakainya menahan beban.