Baja Paduan Kelompok3

MAKALAH

PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK

BAJA PADUAN (ALLOY STELL)

Disusun Oleh:

Kelompok 3

Harli Prawaningrum (f14080011) Dhiba Anisa Umanghanies (f14080012)

Panji Laksamana S (f14080028)

Angga Rakay (f14080084)

Nindi Azis Andriani (f14080100)

Ranto Siregar (f14080109)

Anggi Tri Granita (f14080118)

Johannes Ferdi Frans Sipangkar (f14080112)

Ahmad Nurman Sajuri (f14080132)

Departemen Teknik Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

2009

A. PENGERTIAN

Baja dikatakan padu jika kompesisi unsur-unsur paduannya secara khusus,

bukan baja karbon biasa yang terdiri dari unsur silisium dan mangan. Baja paduan

semakin banyak digunakan.Unsur yang paling banyak digunakan untuk baja

paduan, yaitu: Cr,Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb dan Zr.

Penambahan unsur-unsur lain dalam baja karbon dapat dilakukan dengan

satu atau lebih unsur, tergantung dari karakteristik atau sifat khusus yang

dikehendaki. Baja ini memiliki lebih kekuatan, kekerasan, kekerasan panas,

memakai perlawanan, kemampukerasan, atau ketangguhan dibandingkan dengan

baja karbon. However, they may require heat treatment to achieve such properties.

B. KANDUNGAN ATOM ATAU UNSUR KIMIA

Unsur paduan ditambahkan untuk mencapai sifat tertentu dalam materi.

Sebagai pedoman, unsur paduan ditambahkan dalam persentase lebih rendah

(kurang dari 5%) untuk meningkatkan kekuatan atau kekerasan, atau dalam

persentase yang lebih besar (lebih dari 5%) untuk mencapai sifat-sifat khusus,

seperti ketahanan korosi atau suhu ekstrim stabilitas.

Mangan(Mg), silicon(Si), atau aluminium(Al) ditambahkan selama

pembuatan baja proses untuk menghilangkan oksigen terlarut dari lelehan.

Mangan, silikon, nikel, dan tembaga ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan

dengan membentuk larutan padat di ferit. Kromium, vanadium, molibdenum, dan

tungsten meningkatkan kekuatan dengan membentuk fase kedua-karbida. Nikel

dan tembaga meningkatkan ketahanan korosi dalam jumlah kecil. Molibdenum

membantu untuk melawan embrittlement. Zirconium, cerium, dan kalsium

meningkatkan ketangguhan dengan mengendalikan bentuk inklusi. Mangan

sulfida, timbal, bismut, selenium, dan telurium-mesin meningkat.

Elemen paduan cenderung yang baik untuk membentuk senyawa atau

karbida. Nikel sangat larut dalam ferit, sehingga membentuk senyawa, biasanya

Ni 3 Al. Aluminium larut dalam ferit dan membentuk senyawa Al 2 O 3 dan AlN.

Silikon juga sangat larut dan biasanya membentuk senyawa SiO 2 • M x O y.

Mangan kebanyakan larut dalam membentuk senyawa ferit Mns, MnO • SiO 2,

tetapi juga akan membentuk karbida dalam bentuk (Fe, Mn) 3 C. Bentuk kromium

partisi antara fasa ferit dan karbida di baja, membentuk (Fe, Cr 3) C, Cr 7 C 3, dan

Cr 23 C 6. Jenis bentuk kromium karbida yang tergantung pada jumlah karbon dan

jenis-jenis elemen paduan hadir. Tungsten dan molibdenum membentuk karbida

jika ada karbon yang cukup dan tidak adanya unsur-unsur pembentuk karbida kuat

(yaitu titanium & niobium), mereka membentuk karbida Mo 2 C dan W 2 C,

masing-masing. Vanadium, titanium, dan niobium karbida unsur-unsur kuat yang

membentuk karbida V 3 C 3, TiC, dan NIC satu demi satu.

Unsur paduan juga memiliki mempengaruhi pada suhu eutektoid baja.

Mangan dan nikel eutektoid menurunkan suhu dan dikenal sebagai unsur

menstabilkan austenit. Cukup dengan elemen-elemen ini pada struktur austenitik

dapat diperoleh pada suhu kamar. Elemen pembentukan karbida eutektoid

menaikkan suhu; elemen ini dikenal sebagai unsur menstabilkan ferit.

C. BENTUK STRUKTUR MIKRO

Baja secara umum memiliki struktur mikro berupa ferit, dan pearlite. Ada

beberapa perbedaan struktur mikro yang disebabkan oleh konsentrasi karbon pasa

masing masing campuran, Fasa-fasa padat yang ada didalam baja :

a. Ferit (alpha) : merupakan sel satuan (susunan atom-atom yang paling kecil dan

teratur) berupa Body Centered Cubic (BCC= kubus pusat badan), Ferit ini

mempunyai sifat magnetis, agak ulet, dan agak kuat.

b. Autenit : merupakan sel satuan yang berupa Face Centered Cubic (FCC =

kubus pusat muka), Austenit ini mempunyai sifat Non magnetis, dan ulet.

c. Sementid (besi karbida) : merupakan sel satuan yang berupa orthorombik,

Sementid ini mempunyai sifat keras dan getas.

d. Perlit : merupakan campuran fasa ferit dan sementid sehingga mempunyai sifat

kuat.

e. Delta : merupakan sel satuan yang berupa Body Centered Cubic (BCC=kubus

pusat badan)

High Speed Steel (HSS) merupakan salah satu bagian dari Tool steel

dengan kararakteristik mampu mempertahankan nilai kekerasan pada suhu

300~700 derajat celcius. Selain itu material HSS juga memeliki kadar karbon

yang relative lebih tinggi dibandingkan material tool steel lainnya yaitu berkisar

1.5~2.0% C. Unsur-unsur paduan utama yang terdapat dalam material HSS yang

akan membentuk karbida yaitu Tungsten, Molybdenum, Vanadium. Chromium.

Unsur Nickel dan Manganese tidak terlalu banyak digunakan yaitu berkisar

0.2~0.5%. Penambahan Cobalt, Boron, Niobium merupakan salah satu alternatif

untuk meningkatkan kinerja material HSS. Material HSS bisa di hasilkan melalui

proses pengecoran atau proses metalurgi serbuk. Berikut ini saya tampilkan

beberapa struktur mikro material HSS hasil proses pengecoran dengan

menggunakan etsa Murakami dengan perbesaran 500X, mikroskop Olympus

GX51 Inverted Type

D. CARA PEMBUATAN

Proses dalam Dapur Tinggi

Prinsip dari proses dapur tinggi adalah prinsip reduksi. Pada proses ini zat

karbon monoksida dapat menyerap zat asam dari ikatan-ikatan besi zat asam

pada suhu tinggi. Pada pembakaran suhu tinggi + 18000 C dengan

udara panas, maka dihasilkan suhu yang dapat menyelenggarakan

reduksi tersebut. Agar tidak terjadi pembuntuan karena proses berlangsung maka

diberi batu kapur sebagai bahan tambahan. Bahan tambahan bersifat asam apabila

bijih besinya mempunyai sifat basa dan sebaliknya bahan tambahan

diberikan yang bersifat basa apabila bijih besi bersifat asam.

Gas yang terbentuk dalam dapur tinggi selanjutnya dialirkan keluar

melalui bagian atas dan ke dalam pemanas udara. Terak yang menetes

ke bawah melindungi besi kasar dari oksida oleh udara panas yang dimasukkan,

terak ini kemudian dipisahkan.

Proses reduksi di dalam dapur tinggi tersebut berlangsung sebagai berikut:

Zat arang dari kokas terbakar menurut reaksi :

C+O2 CO2

sebagian dari CO2 bersama dengan zat arang membentuk zat yang

berada ditempat yang lebih atas yaitu gas CO.

CO + C 2CO

Di bagian atas dapur tinggi pada suhu 300 sampai 800 C oksid besi yang lebih

tinggi diubah menjadi oksid yang lebih rendah oleh reduksi tidak

langsung dengan CO tersebut menurut prinsip :

Fe O + CO 2FeO+CO

Pada waktu proses berlangsung muatan turun ke bawah dan terjadi reduksi

tidak langsung menurut prinsip :

FeO+CO FeO+CO2

Reduksi ini disebut tidak langsung karena bukan zat arang murni

yang mereduksi melainkan persenyawaan zat arang dengan oksigen.

sEdangkan reduksi langsung terjadi pada bagian yang terpanas dari

dapur, yaitu langsung di atas pipa pengembus. Reduksi ini berlangsung sebagai

berikut.

FeO+C Fe+CO

CO yang terbentuk itulah yang naik ke atas untuk mengadakan

reduksi tidak langsung tadi.

Setiap 4 sampai 6 jam dapur tinggi dicerat, pertama dikeluarkan

teraknya dan baru kemudian besi. Besi yang keluar dari dapur tinggi

disebut besi kasar atau besi mentah yang digunakan untuk membuat

baja pada dapur pengolahan baja atau dituang menjadi balok-balok tuangan

yang dikirimkan pada pabrik-pabrik pembuatan baja sebagai bahan baku. Besi

cair dicerat dan dituang menjadi besi kasar dalam bentuk balok-balok

besi kasar yang digunakan sebagai bahan ancuran untuk pembuatan

besi tuang (di dalam dapur kubah) atau masih dalam keadaan cair dipindahkan

pada bagian pembuatan baja (dapur Siemen Martin).

Terak yang keluar dari dapur tinggi dapat pula dimanfaatkan menjadi

bahanpembuatan pasir terak atau wol terak sebagai bahan isolasi atau

sebagai bahan campuran semen. Besi cair yang dihasilkan dari proses dapur tinggi

sebelum dituang menjadi balok besin kasar sebagai bahan ancuran di

pabrik penuangan, perlu dicampur dahulu di dalam bak pencampur

agar kualitas dan susunannya seragam. Dalam bak pencampur

dikumpulkan besi kasar cair dari bermacam-macam dapur tinggi yang ada

untuk mendapatkan besi kasar cair yang sama dan merata. Untuk

menghasilkan besi kasar yang sedikit mengandung belerang di dalam

bak pencampur tersebut dipanaskan lagi menggunakan gas dapur tinggi.

Proses Peleburan Baja

Pada gambar 3 dan 4 ditunjukkan proses peleburan baja dengan

menggunakan bahan baku berupa besi kasar (pig iron) atau berupa besi

spons (sponge iron). Disampin itu bahan baku lainnya yang biasanya

digunakan adalah skrap baja dan bahan-bahan penambah seperti ingot

ferosilikon, feromangan dan batu kapur. Proses peleburan dapat dilakukan pada

tungku BOF (Basic Oxygen Furnace) atau pada tungku busur listrik (Electric Arc

Furnace atau disingkat EAF). Tanpa memperhatikan tungku atau proses yang

diterapkan, proses peleburan baja pada umumnya mempunyai tiga tujuan utama,

yaitu :

mengurangi sebanyak mungkin bahan-bahan impuritas mengurangi sebanyak mungkin bahan-bahan impuritas. mengatur kadar karbon agar sesuai dengan tingkat grade/spesifikasi baja

yang diinginkan. menambah elemen-elemen pemadu yang diinginkan.

Proses Peleburan Baja Dengan BOF

Proses ini termasuk proses yang paling baru dalm industri

pembuatan baja. Gambar sketsa dari tungku ini ditunjukkan dalam

gambar 7. Terlihat bahwa dalam gambar tersebut bahwa konstruksi

BOF relatif sederhana, bagian luarnya dibuat dari pelat baja

sedangkan dinding bagian dalamnya dibuat dari bata tahan api

(firebrick). Kapasitas BOF ini biasanya bervariasi antara 35 ton sampai dengan

200 ton.

Bahan-bahan utama yang digunakan dalam proses peleburan dengan

BOF adalah : besi kasar cair (65-85%), skrap baja (15-35%), batu

kapur dan gas oksigen (kemurnian 99,5%). Keunggulan proses BOF

dibandingkan proses pembuatan baja lainnya adalah dari segi waktu

peleburannya yang relatif singkat yaitu hanya berkisar sekitar 60 menit untuk

setiap proses peleburan.

Tingkat efisiensi yang demikian tinggi dari BOF ini disebabkan

oleh pemakaian gas oksigen dengan kemurnian yang tinggi sebagai gas oksidator

utama untuk memurnikan baja. Gas oksigen dialirkan ke dalam

tungku melalui pipa pengalir (oxygen lance) dan bereaksi dengan

cairan logam di dalam tungku. Gas oksigen akan mengikat karbon

dari besi kasar berangsur-angsur turun sampai mencapai tingkat

baja yang dibuat. Disamping itu, selama proses oksidasi berlangsung

terjadi panas yang tinggi sehingga dapat menaikkan temperatur logam

cair sampai diatas 1650 oC.

Pada saat oksidasi berlangsung, ke dalam tungku ditambahkan batu kapur.

Batu kapur tersebut kemudian mencair dan bercampur dengan bahan-

bahan impuritas (termasuk bahan-bahan yang teroksidasi)

membentuk terak yang terapung diatas baja cair.

Bila proses oksidasi selesai maka aliran oksigen dihentikan dan pipa

pengalir oksigen diangkat/dikeluarkan dari tungku. Tungku BOF kemudian

dimiringkan dan benda uji dari baja cair diambil untuk dilakukan analisa

komposisi kimia.

Bila komposisi kimia telah tercapai maka dilakukan penuangan (tapping).

Penuangan tersebut dilakukan ketika temperatur baja cair sekitar 1600 oC.

Penuangan dilakukan dengan memiringkan perlahan- lahan sehingga cairan

baja akan tertuang masuk kedalam ladel. Di dalam ladel biasanya

dilakukan skimming untuk membersihkan terak dari permukaan baja cair

dan proses perlakuan logam cair (metal treatment). Metal treatment

tersebut terdiri dari proses pengurangan impuritas dan penambahan

elemen-elemen pemadu atau lainnya dengan maksud untuk

memperbaiki kualitas baja cair sebelum dituang ke dalam cetakan.

Proses Peleburan Baja Dengan EAF

Proses peleburan dalam EAF ini menggunakan energi listrik.

Konstruksi tungku ini ditunjukkan dalam gambar 8. Panas dihasilkan dari busur

listrik yang terjadi pada ujung bawah dari elektroda. Energi panas yang

terjadi sangat tergantung pada jarak antara elektroda dengan muatan

logam di dalam tungku. Bahan elektroda biasanya dibuat dari karbon

atau grafit. Kapasitas tungku EAF ini dapat berkisar antara 2 - 200

ton dengan waktu peleburannya berkisar antara 3 - 6 jam.

Bahan baku yang dilebur biasanya berupa besi spons (sponge iron)

yang dicampur dengan skrap baja. Penggunaan besi spons

dimaksudkan untuk menghasilkan kualitas baja yang lebih baik.

Tetapi dalam banyak hal (terutama untuk pertimbangan biaya) bahan

baku yang dilebur seluruhnya berupa skrap baja, karena skrap baja

lebih murah dibandingkan dengan besi spons. Disamping bahan baku diatas,

seperti halnya pada proses BOF, bahan-bahan lainnya yang ditambahkan pada

EAF adalah batu kapur, ferosilikon, feromangan, dan lain-lain dengan maksud

yang sama pula.

Proses basa dan asam dapat diterapkan dalam EAF. Untuk

pembuatan baja berupa produk cor maka biasanya digunakan proses

asam, sedangkan untuk pembuatan baja spesial biasanya digunakan proses basa.

Peleburan baja dengan EAF ini dapat menghasilkan kualitas baja yang lebih

baik karena tidak terjadi kontaminasi oleh bahan bakar atau gas yang

digunakan untuk proses pemanasannya.

A. KLASIFIKASI BAJA PADUAN

1. Berdasarkan persentase paduannya

a. Baja paduan rendah

Bila jumlah unsur tambahan selain karbon lebih kecil dari 8% (menurut

Degarmo. Sumber lain, misalnya Smith dan Hashemi menyebutkan 4%),

misalnya : suatu baja terdiri atas 1,35%C; 0,35%Si; 0,5%Mn; 0,03%P;

0,03%S; 0,75%Cr; 4,5%W [Dalam hal ini 6,06%<8%]>

b. Baja paduan tinggi

Bila jumlah unsur tambahan selain karban lebih dari atau sama dengan 8%

(atau 4% menurut Smith dan Hashemi), misalnya : baja HSS (High Speed

Steel) atau SKH 53 (JIS) atau M3-1 (AISI) mempunyai kandungan unsur :

1,25%C; 4,5%Cr; 6,2%Mo; 6,7%W; 3,3%V.

Sumber lain menyebutkan:

a. Low alloy steel (baja paduan rendah), jika elemen paduannya ≤ 2,5 %

b. Medium alloy steel (baja paduan sedang), jika elemen paduannya 2,5 – 10 %

c. High alloy steel (baja paduan tinggi), jika elemen paduannya > 10 %

2. Berdasarkan jumlah komponennya:

a. Baja tiga komponen

Terdiri satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C.

b. Baja empat komponen atau lebih

Terdiri dua unsur atau lebih pemadu dalam penambahan Fe dan C. Sebagai

contoh baja paduan yang terdiri: 0,35% C, 1% Cr,3% Ni dan 1% Mo.

3. Berdasarkan strukturnya:

a. Baja pearlit (sorbit dan troostit)

Unsur-unsur paduan relatif kecil maximum 5% Baja ini mampu dimesin, sifat

mekaniknya meningkat oleh heat treatment (hardening &tempering)

b. Baja martensit

Unsur pemadunya lebih dari 5 %, sangat keras dan sukar dimesin

c. Baja austenit

Terdiri dari 10 – 30% unsur pemadu tertentu (Ni, Mn atau CO) Misalnya :

Baja tahan karat (Stainless steel), nonmagnetic dan baja tahan panas (heat

resistant steel).

d. Baja ferrit

Terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau Si) tetapi karbonnya

rendah. Tidak dapat dikeraskan.

e. Karbid atau ledeburit

Terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur pembentuk karbid (Cr, W, Mn, Ti,

Zr).

4. Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifatnya

a. Baja konstruksi (structural steel)

Dibedakan lagi menjadi tiga golongan tergantung persentase unsur

pemadunya, yaitu baja paduan rendah (maksimum 2 %), baja paduan

menengah (2- 5 %), baja paduan tinggi (lebih dari 5 %). Sesudah di-heat

treatment baja jenis ini sifat-sifat mekaniknya lebih baik dari pada baja

karbon biasa.

b. Baja perkakas (tool steel)

Dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya tergantung bahan dan tebal

benda yang dipotong/disayat,kecepatan potong, suhu kerja. Baja paduan jenis

ini dibedakan lagi menjadi dua golongan, yaitu baja perkakas paduan rendah

(kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250 °C) dan baja perkakas

paduan tinggi (kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 600°C). Biasanya

terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4% Cr, dan 1% V, atau terdiri dari 0,9% C, 9 W,

4% Cr dan 2-2,5% V.

c. Baja dengan sifat fisik khusus

Dibedakan lagi menjadi tiga golongan, yaitu baja tahan karat (mengandung

0,1-0,45% C dan 12-14% Cr), baja tahan panas (yang mengandung 12-14%

Cr tahan hingga suhu 750-800oC, sementara yang mengandung 15-17% Cr

tahan hingga suhu 850-1000oC), dan baja tahan pakai pada suhu tinggi (ada

yang terdiri dari 23-27% Cr, 18-21% Ni, 2-3% Si, ada yang terdiri dari 13-

15% Cr, 13-15% Ni, yang lainnya terdiri dari 2-2,7% W, 0,25-0,4% Mo, 0,4-

0,5% C).

d. Baja paduan istimewa

Baja paduan istimewa lainnya terdiri 35-44% Ni dan 0,35% C,memiliki

koefisien muai yang rendah yaitu :

Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 – 100 °C,

digunakan untuk alat ukur presisi.

Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.

Elinvar : memiliki modulus elastisitet tak berubah pada suhu 50°C sampai

100°C. Digunakan untuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika.

e. Baja Paduan dengan Sifat Khusus

Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Sifatnya antara lain:

– Memiliki daya tahan yang baik terhadap panas, karat dan

goresan/gesekan

– Tahan temperature rendah maupun tinggi

– Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil

– Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan aus

– Tahan terhadap oksidasi

– Kuat dan dapat ditempa

– Mudah dibersihkan

– Mengkilat dan tampak menarik

High Strength Low Alloy Steel (HSLA)

Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti

bocor, tahan terhadap abrasi, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet,

sifat mampu mesin yang baik dan sifat mampu las yang tinggi

(weldability). Untuk mendapatkan sifat-sifat di atas maka baja ini diproses

secara khusus dengan menambahkan unsur-unsur seperti: tembaga (Cu),

nikel (Ni), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Vanadium (Va) dan

Columbium.

Baja Perkakas (Tool Steel)

Sifat-sifat yang harus dimiliki oleh baja perkakas adalah tahan pakai,

tajam atau mudah diasah, tahan panas, kuat dan ulet. Kelompok dari tool

steel berdasarkan unsur paduan dan proses pengerjaan panas yang

diberikan antara lain:

– Later hardening atau carbon tool steel (ditandai dengan tipe W oleh

AISI), Shock resisting (Tipe S), memiliki sifat kuat dan ulet dan tahan

terhadap beban kejut dan repeat loading. Banyak dipakai untuk pahat,

palu dan pisau.

– Cool work tool steel, diperoleh dengan proses hardening dengan

pendinginan yang berbeda-beda. Tipe O dijelaskan dengan

mendinginkan pada minyak sedangkan tipe A dan D didinginkan di

udara.

– Hot Work Steel (tipe H), mula-mula dipanaskan hingga (300 – 500) ºC

dan didinginkan perlahan-lahan, karena baja ini banyak mengandung

tungsten dan molybdenum sehingga sifatnya keras.

– High speed steel (tipe T dan M), merupakan hasil paduan baja dengan

tungsten dan molybdenum tanpa dilunakkan. Dengan sifatnya yang

tidak mudah tumpul dan tahan panas tetapi tidak tahan kejut.

– Campuran carbon-tungsten (tipe F), sifatnya adalah keras tapi tidak

tahan aus dan tidak cocok untuk beban dinamis serta untuk pemakaian

pada temperatur tinggi.

5. Klasifikasi lain antara lain :

a. Menurut penggunaannya:

Baja konstruksi (structural steel), mengandung karbon kurang dari 0,7 %

C.

Baja perkakas (tool steel), mengandung karbon lebih dari 0,7 % C.

b. Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:

Baja tahan garam (acid-resisting steel)

Baja tahan panas (heat resistant steel)

Baja tanpa sisik (non scaling steel)

Electric steel

Magnetic steel

Non magnetic steel

Baja tahan pakai (wear resisting steel)

Baja tahan karat/korosi

c. Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan

komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:

Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)

Baja karbon perkakas (carbon tool steel)

Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel)

Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel)

Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)

d. Selain itu baja juga diklasifisikan menurut kualitas:

Baja kualitas biasa

Baja kualitas baik

Baja kualitas tinggi

B. SIFAT-SIFAT TEKNIS BAHAN

a) Sifat Mekanis Baja PaduanBaja paduan merupakan campuran dari baja dan beberapa jenis logam

lainnya dengan tujuan untuk memperbaiki sifat baja karon yang relatif mudah

berkarat dan getas bila kadar karbonnya tinggi. Selain itu, penambahan unsur

paduan juga bertujuan untuk memperbaiki sifat mekanik diantaranya:

Kekuatan

Kekuatan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan

bentuk di bawah tekanan. Penambahan logam (Ni, Cr, Molibdenum) dengan

komposisi sesuai akan menambah kekuatan baja, sebab Ni dan Cr yang

ditambahkan akan masuk ke susunan atom dan menggantikan berapa atom C.

Penambahan tersebut dapat meningkatkan kekuatan sampai lima kali lipat.

Elasisitas

Elastisitas adalah kemampuan

suatu bahan unuk kembali ke

bentuk semula setelah

pembebanan ditiadakan atau

dilepas. Modulus elastisitas

merupakan indikator dari sifat

elastis. Adanya penambahan

logam pada baja akan

meningkatkan kemampuan elastisitasnya dengan nilai modulus elastisitas yang

lebih besar dari sebelumnya. Berikut beberapa logam dan nilai modulus

elastisitasnya jika ditambahkan pada baja:

Batas mulur (Plastisitas)

Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan untukberubah bentuk secara

permanen setelah diberi beban. Logam yang ditambahkan berupa nikel,

vanadium, titanium, tungsten, chrome dsb akan meningkatkan nilai batas

mulur. Hal tersebut disebabkan dengan penambahan logam yang memiliki

batas mulur tinggi akan menghasilkan baja paduan yang batas mulurnya tinggi

pula.

Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah kemampuan suatu material untuk menahan tarikan dua

gaya yang saling berlawanan arah dan segaris. Logam Ni dan Cr merupakan

bahan yang biasa ditambahankan untuk meningkatkan kemampuan menahan

tariakan, selain sebagai penambah kekutan tekan.

Keuletan

Keuletan adalah kemampuan suatu material untuk diregang atau ditekuk secara

permanent tanpa mengakibatkan pecah atau patah. Baja dengan kandungan

karbon rendah memiliki keuletan yang tinggi, sehingga dengan paduan logam

lain kadar karbonnya akan turun. Selain itu, kandungan fosfor pada baja

paduan yang rendah akan meningkatkan keuletannya.

Tahan aus

Tahan aus merupakan. Paduan logam yang digunakan untuk meningkatkan

kemampuan tahan aus diantaranya nikel, chrom, dan vanadium.

Efek utama elemen paduan utama untuk baja [8]

Elemen Persentase Fungsi utama

Aluminium 0.95–1. Paduan unsur dalam nitriding baja

Bismut - -- Meningkatkan mesin

Boron 0.001–0.003 Powerfull agen kemampukerasan

Kromium 0.5–2 Naik kemampukerasan

4–18 Tahan Korosi

Tembaga 0.1–0.4 Tahan Korosi

Molybdenum 0.2–5 Stabil karbida; menghambat pertumbuhan butir

Nikel 2–5 Toughener Toughener

12–20 Tahan terhadap Korosi

Silicon

0.2–0.7 Meningkatkan kekuatan

2 Spring Baja

Persentase

tinggi Memperbaiki sifat-sifat magnetik

Belerang 0.08–0.15 mesin bebas properti

Titanium - Perbaikan karbon dalam partikel inert;

mengurangi kekerasan di krom martensit baja

Tungsten - Kekerasan pada temperatur tinggi

Vanadium 0.15

Stabil karbida; meningkatkan kekuatan sementara

tetap mempertahankan keuletan; mempromosikan

struktur butir halus

Gambar Kurva Tegangan dan Regangan (baja paduan AISI 4.140)

b) Sifat Pengaruh LingkunganKorosi merupakan proses elektrokimia yang terjadi pada logam dan tidak

dapat dihindari karena merupakan suatu proses alamiah. Berbagai faktor yang

dapat menyebabkan terjadinya korosi, yaitu: sifat logam, yang meliputi

perbedaan potensial, ketidakmurnian, unsur paduan, perlakuan panas yang

dialami, dan tegangan, serta faktor lingkungan yang meliputi udara, temperatur,

mikroorganisme. Baja paduan akan memiliki ketahanan terhadap korosi jika

dicampur dengan Tembaga yang berkisar 0,5-1,5% tembaga pada 99,95-99,85 %

Fe, dengan Chromium, atau dicampur dengan Nikel.

Baja Paduan tahan terhadap perubahan suhu, ini berarti sifat fisisnya tidak

banyak berubah.

Penambahan Molibdenum akan memperbaiki baja menjadi tahan terhadap

suhu tinggi,liat dan kuat

Penambahan Wolfram dan penambahan Kobalt juga memberikan

pengaruh yang sama seperti pada penambahan Molibdenum yaitu membuat

baja paduan tahan terhadap suhu tinggi

C. CONTOH PENGGUNAAN/APLIKASI DI BIDANG TEKNIK

PERTANIAN/TEKNIK MESIN

Penggunaan baja paduan banyak sekali pada bidang teknik pertanian atau

teknik mesin karena baja paduan memiliki kelebihan yang berbeda sesuai dengan

campuran jenis logam yang digunakan.

Penggunaan baja paduan pada bidang teknika adalah mesin penghancur

plastik. Pada mesin ini penggunaan baja paduan berada pada bagian pisau yang

membuat pisau tersebut mudah di asah dan mudah diganti jika sudah aus, katup

coran, kawat yang terbuat dari baja karbon, rangka mesin perontok padi, gear pada

mesin milling, alat tap, pipa, dan masih banyak lagi alat atau mesin yang

menggunakan baja karbon.

Alat Penghancur Plastik Kawat Baja Karbon

Katup KoranMesin Perontok Padi

Gear Pipa Tap

D. STANDARISASI DAN PENGKODEAN

Baja memilki standar dan pengkodean yang bermacam-maca dari Amerika

hingga Jepang pun mengkodekan jenis baja. Jenis-jenis Kode tersebut adalah

AISI(American Iron Steel Institute), SAE(Society for Automotive Engineering),

UNS (Unified Numbering System), ASTM(American Standard for Testing and

Material), JIS (Japanese Industrial Standard), DIN (Deutsches Institut fur

Normung), ASME(American Society of Mechanical Engineers),

CEN(Committee European de Normalization), ISO(International Standardization

Organization), dan Association francaise de normalization (AFNOR).

Standarisasi untuk pengkodean SAE memiliki cara penulisan sebagai

berikut:

Untuk dua angka pertama dalam sebutan ini menandakan paduan utama (s)

dari baja. Dua angka berikutnya dalam penunjukan menandakan jumlah karbon

dalam baja. Masing-masing unsur logam lainnya memilki angka kode yang

mengisi digit pertama, yaitu:

Baja Karbon:

Digit pertama adalah "1" seperti dalam 10xx, 11xx, dan 12xx Digit kedua menjelaskan proses: "1" adalah resulfurized dan "2" adalah

resulfurized dan rephosphorized.

Baja Mangan:

Digit pertama adalah "1" seperti dalam 13xx dan, memang, baja karbon. Namun, karena mangan adalah normal produk baja karbon membuat AISI / SAE telah memutuskan untuk tidak mengklasifikasikan sebagai baja paduan.

Digit kedua selalu "3"

Baja Molybdenum:

Digit pertama adalah "4" seperti dalam 40xx dan 44xx. Angka kedua menunjuk persentase molibdenum dalam baja.

Baja Kromium: Digit pertama adalah "5" seperti dalam 51xx dan 52xx Angka kedua menunjuk persentase kromium dalam baja.

Baja paduan lebih satu unsur: Baja ini mengandung tiga paduan Digit pertama dapat "4", "8", atau "9" tergantung pada paduan dominan

Angka kedua menunjuk persentase reaming dua paduan.

DATA PENGKODEAN BAJA PADUAN SEBAGAI BERIKUT:

Kode SAE Komposisi

13xx Mn 1.75%

40xx Mo 0.20% or 0.25% or 0.25% Mo & 0.042% S

41xx Cr 0.50% or 0.80% or 0.95%, Mo 0.12% or 0.20% or 0.25% or 0.30%

43xx Ni 1.82%, Cr 0.50% to 0.80%, Mo 0.25%

44xx Mo 0.40% or 0.52%

46xx Ni 0.85% or 1.82%, Mo 0.20% or 0.25%

47xx Ni 1.05%, Cr 0.45%, Mo 0.20% or 0.35%

48xx Ni 3.50%, Mo 0.25%

50xx Cr 0.27% or 0.40% or 0.50% or 0.65%

50xxx Cr 0.50%, C 1.00% min

50Bxx Cr 0.28% or 0.50%

51xx Cr 0.80% or 0.87% or 0.92% or 1.00% or 1.05%

51xxx Cr 1.02%, C 1.00% min

51Bxx Cr 0.80%

52xxx Cr 1.45%, C 1.00% min

61xx Cr 0.60% or 0.80% or 0.95%, V 0.10% or 0.15% min

86xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.20%

87xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.25%

88xx Ni 0.55%, Cr 0.50%, Mo 0.35%

92xx Si 1.40% or 2.00%, Mn 0.65% or 0.82% or 0.85%, Cr 0.00% or 0.65%

E. BENTUK, Ukuran, dan Harga yang Ada di pasar

Bentuk Ukuran /Bentuk Harga

Mur dan Baut 10 Rp 1000

12 Rp1250

14 Rp1500

Palu Rp 21.000

Gunting   Rp 27.500

Gear & Rantai 1 Set Rp 120.000

Obeng   Rp 15.000 - Rp 55000

Tang Potong   Rp 13.000

Pipa 0.5 inchi

panjang 6 m

Rp 150.000

2 inchi Rp 550.000

Gembok 20 mm Rp 8.000

30 mm Rp 12.000

35 mm Rp 20.000

Ragum 3 inchi Rp 100.000

8 inchi Rp 750.000

DAFTAR PUSTAKA

[Anonim].2009.Alloy Steel. http://en.wikipedia.org. [Diakses pada tanggal 4

November 2009].

Agung Gregorious. 2009. Perlakuan Panas (heat treatment) pada Baja. http://

gregoriousagung.wordpress.com. [Diakses pada tanggal 28

November2009].

Henkel,Daniel P. 2002. Structure and Properties of Engineering Materials. New

York: McGraw-Hill Companies.

Prasetyo,Yos. 2009. The Beauty of High Speed Steal.

http://www.bp.blogspot.com . [Diakses pada tanggal 29 November 2009].

Rahayu SS. 2009. Baja Paduan. http://www.Chem-Is-Try.Org. [Diakses pada

tanggal 30 November 2009].

Surdia Tata dan Shinroku Saito.1999.Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT

Pradnya Paramita.

Syuaib. M Faiz. 2006. Modul Penuntun Kuliah dan Praktikum Perbengkelan.

Bogor: Institut Pertanian Bogor.

http://www.engineeringnews.co.za/article/steel-sales-increase-in-first-half-of-

2008-2008-08-15

http://www.tradeindia.com/fp247342/Alloy-Steel-Wire.html

http://www.indiamart.com/vinayakaelectro/steelcastings-valvebody.html#low-

alloy-steel-castings

http://wb9.itrademarket.com/pdimage/22/699322_perontok-mobile2.jpg

http://www.evroskop.com/img/spur_gear.jpg

http://okasatria.blogspot.com