Home >Documents >Besi Tempa,Baja Dan Besi Tuang

Besi Tempa,Baja Dan Besi Tuang

Date post:19-Jun-2015
Category:
View:4,158 times
Download:220 times
Share this document with a friend
Transcript:

TEKNOLOGI BAHANFERROUS METAL(LOGAMBESI)

FERROUS (BESI)Berdasarkan jumlah kandungan unsur karbon dalan besi, maka Ferrous metal dibedakan;1. 2. 3.

Wrought Iron (besi tempa) Baja ( steel ) Besi Tuang ( Cast iron )

Bagian 1

Wrought Iron(besi tempa)

Wrought Iron (besi tempa) 1Fasa besi tempa berupa ferit (Fe-alpha), didalamnya terdapat sisa terak yang masih terperangkap. Terak tersebut banyak mengandung silikat (silikon oksida), bentuknya menyerupai fiber (cukup kuat). Sifat dari besi tempa ini Ulet dan cukup kuat. Contoh komposisi dari besi tempa : - Carbon : 0.05% - Mangaan : 0.045% - Silicon : 0.101% - Phospor : 0.068% - Sulfur (belerang) : 0.009% - Terak (dalan berat) : 1.97%

Wrought Iron (besi tempa) 2Pemanfaatan:Besi tempa digunakan pada bangunan kereta api, bangunan kapal laut, industri minyak, tujuan arsitektur, perlengkapan pertanian, dll. Umumnya, pembuatan dari besi tempa ini menggunakan dapur puddle (dapur aduk) atau convertor

Bagian 2

STEEL (BAJA)

STEEL ( Baja ) 1 Apa itu Baja ? Baja adalah material dengan komposisi utamanya yaitu besi (iron ) yang secara umum mempunyai kandungan Fe > 90 %. Semua baja ( steel ) mengandung elemen kedua yaitu carbon dan elemen lainya. Tetapi unsur C merupakan elemen satu-satunya terdapat dalam semua baja. Persentase unsur C pada baja mendekati 2 %, tetapi kebanyakan ( 0,15 1 ) %

Pengelompokan BajaBaja dikelompokan menjadi 2 yaitu : 1. Baja Karbon ( carbon steel ) 2. Baja Paduan ( alloy Steel )

Type BajaMenurut typenya, baja dibagi menjadi 5 yaitu: 1. Carbon steel 2. Alloy Steel 3. Tool steel 4. Stainless Steel 5. Other steel

Carbon steel (baja karbon) 1 Baja karbon adalah material yang merupakan

campuran unsur besi dengan karbon dan unsur ikutan lain seperti Si dan Mn yang tidak ditambahkan secara khusus.

Carbon steel (baja karbon) 2 Baja karbon, kekuatan dan sifat kekerasannya

tergantung pada jumlah unsur karbon yang ada pada besi tersebut. Baja dengan kadar karbon yang rendah akan lebih fleksibel dan ductile, namun dengan penambahan karbon akan menyebabkan baja lebih :

Kuat ( stregth ). Keras ( hard ).

Carbon steel (baja karbon) 3Baja karbon dapat digolongkan menjadi 3 macam, yakni : -Baja karbon rendah ( LCS ) Kadar Carbon antara 0,05% hingga 0,35%] -Baja Karbon sedang ( MCS ), Kadar Carbon antara 0,35% hingga 0,50%] - Baja Karbon tinggi, (HCS ), Kadar Carbon lebih dari 0,5% hingga 1,75%]

Sifat Umum dan pemanfatan LCS Sifatnya:

Kekuatan dan kekerasannya rendah Mudah dibentuk dan dimesin. Digunakan untuk plat, bodi kendaraan. Lembaran lembaran baja galvanis. Pipa-pipa, Konstruksi bangunan gedung dan kapal laut. Tanki penyimpan, kawat dan lai-lain.

Pemanfaatan:

Sifat Umum dan pemanfatan MCS Sifatnya: Kekeras dan kekuatan dapat ditingkatkan tanpa penambahan kandungan karbon dengan proses heattreatment ( Quenching ). Kekuatan , kekerasan serta harganya lebih mahal dari LCS. Pemanfaatan: Digunakan untuk poros engkol ( crank-shaft ). Roda gigi. Konstruksi jembatan dan kapal laut. Poros dan lai-lain.

Sifat Umum dan pemanfatan HCS Sifatnya: Kekeras dan kekuatan dapat ditingkatkan dengan heat-treatment ( Quenching ), tetapi kemungkinan terjadi distorsi dan bahkan retak setelah di quenching lebih besar dibanding dengan MCS. Pemanfaatan: Digunakan untuk tool`s. Punch and dies. Pisau/ penyayat. Rail ( rail road-wheel ).

Baja Paduan ( alloy Steel )Sebenarnya perbedaan mendasar dari baja karbon dengan baja paduan terletak pada dominasi atas unsur dalam suatu baja. Jika yang mendominasi sifat fisik dan mekanik adalah prosentase kadar karbon maka dapat disebut sebagai baja karbon. Sedang bila yang mendominasi sifat fisik dan mekanik adalah paduan (selain unsur karbon) maka dapat disebut sebagai baja paduan.

Difinisi: Baja dikatakan baja paduan jika komposisi

unsur-unsur pemadunya secara khusus, bukan baja karbon biasa yang terdiri dari unsur silisium dan mangan. Unsur yang paling banyak digunakan untuk baja paduan yaitu : Cr, Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb dan Zr.

Logam Paduan / Metal AlloyDitinjaun dari Terjadinya Paduan dibedakan menjadi 2 macam : Logam, dapat

a.Larutan Padat ( solid solution ),Yaitu dua buah logam dapat membentuk paduan dengan jalan logam yang satu Larut pada logam yang lain dalam keadaan padat. secara garis besar, larutan padat ini ada 2 macam yitu: 1. Larutan substitusi yaitu; atom-atom yang larut menggantikan atom-atom pelarut dalam sistim kristalnya. contoh : Pada paduan alumunium (diameter atom Al dan diameter atom Cu hampir sama), pada stainless steel (diameter atom Fe dan diameter atom Cr hampir sama), dll.

Logam Paduan / Metal Alloy2.Larutan padat intertitial ( larutan sela antara ), dimana atom logam yang larutakan menempati ruangan/ sela antara atomatom pelarut. contoh : Pada baja Carbon yang mengalami Nitriding dimana atom Fe (yang dilaruti) mempunyai diameter atom lebih besar bila dibandingkan dengan atom N (yang larut) dengan diameter lebih kecil sehingga menyisip diantara atom Fe. Pada larutan padat, atom pelarut masih membawa sifat asalnya dengan dipengaruhi oleh sifat dari atom yang larut. b. Senyawa ( Compound ), yaitu : Persenyawaan logam dengan logam yang terjadi pada suhu tertentu dan membentuk kristal besama-sama. Kristal yang terjadi pada senyawa logam berbentuk kecil-kecil dan bercampur secara merata dan mengandung kristal kedua/ lebih. Senyawa ini mempunyai sifat, sama sekali berbeda dari kedua atom pembentuknya.

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(1)1. Karbon : unsur yang dominan untuk meningkatkan kekerasan pada baja. 2. Mangan ( Mn ): Meningkatkan kekuatan dan kekerasan terutama disebabkan terjadinya penguatan pada fasa ferrit. Berfungsi sebagai deoksidator ( mengikat sulphur membentuk senyawa MnS yang titik cairnya lebih tinggi dari baja, sehingga cendrung terperangkap sebagai inklusi ) Berfunsi mencegah terbentuknya ikatan sulfur dengan baja dalam bentuk FeS yang mempuntai titik leleh lebih rendah dari baja, sehingga unsure Mn dapat mencegah terjadinya terjadinya kerapuhan pada suhu tinggi terutama untuk baja yang beroperasi pada suhu yang tinggi.

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(2)3. Silisium ( Si ) : Berfungsi sebagai deoksidator. Meningkatkan kekuatan tarik baja tanpa mengakibatkan penurunan sifat keuletannya. Hal ini dapat terjadi karena Si merupakan stabilistor sementite. 4. Phospor (P); Dalam jumlah besar dapat meningkatkan kekutaan tarik dan kekerasan, tetapi keuletanya turun tajam dan bahkan dapat mengakibatkan mudah terjadi retak dingin atau rapuh pada suhu rendah. Pada baja konstruksi kandungan phosfor dibatasi maksimum 0,05 %

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(3)5. Sulfur (S) : Menurunkan sifat Keuletan dan ketangguhan terhadap beban kejut. Sulfur yang berlebihan dalam baja akan membentuk FeS yang mempunyai titik leleh rendah. Dalam baja Sulfur dibatasi Maks. 0,05%. 6. Aluminium (Al): Sebagai unsur deoksidator yang mengikat oksigen yang terdapat dalam cairan baja. Al juga mudah mengikat Nitrogen membentuk endapan nitrida yang cendrung mengendap dibatas butir struktur baja, sehingga meningkatkan kekersan baja.

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(4)7. Nikel (Ni) : Meningkatkan keuletan Baja. Ni bersama Cr dapat meningkatkan ketahanan korosi dan ketahanan panas baja. 8. Chrome (Cr): Meningkatkan kekuatan, Ketahanan panas, ketahanan aus serta tahan korosi. Menurunkan sifat mampu lasnya ( weldingability ). 9. Molebdenum (Mo): Meningkatkan Kekuatan tarik terutama pada pada temperatur tinggi. Memperbaiki sifat mampu las. Mo sebagai stabilisator kabida sehingga mencegak terbentuknya grafit pada pemanasan yang cukup lama.

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(5)10. Vanadium, (V): Meningkatkan Kekuatan tarik terutama sifat hot hardness baja. Vanadium merupakan unsur penstabil karbida. Bila dikombinasikan dengan Cr akan diperoleh baja tahan karat. Bila dikombinasikan dengan W dapat dimanfaatkan sebagai baja perkakas. 11. Wolfram/ Tungsten (W): Meningkatkan sifat; kekuatan, kekerasan dan ketahanan aus pada baja. Wolfram mempunyau kecendrungan yang kuat untuk membentuk karbida, karena itu dimanfaatkan untuk pembuatan baja tahan panas.

Pengaruh Unsur Paduan Dalam Baja(6)12. Titanium (Ti): Merupakan elemen yang sangat keras, penstabil karbida, sebagai elemen pemadu dalam stainless steel untuk meningkatkan ketahanan korosi interkristalin. Ti berfungsi sebagai penghalus butir kristal. 13. Tembaga (Cu): Meningkatkan kekuatan. Dalam jumlah yang kecil Cu dapat meningkatka ketahanan korosi baja.

Tujuan Utama Membuat Baja paduan.Untuk memperbaiki/ memperoleh sifat-sifat baja seperti :

kekuatan tarik, kekuatan impak ketahanan korosi, ketahanan panas, dll.

Pada baja HSS (contoh diets) mempunyai sifat keras, ulet, tahan temperatur tinggi, dll.

Baja paduan ( Alloy Steel )Baja paduan dapat diklasifikasikan sesui dengan:

Komposisi Struktur Mikro Penggunaan

Klasifikasi Menurut Komposisi

Berdasarkan komposisi baja paduan dibagi lagi

menjadi : Baja tiga komponen : terdiri satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C Baja empat komponen : terdiri dari dua unsur pemadu dst Sebagai contoh baja paduan kelas tinggi terdiri dari : 0,35 % C, 1 % Cr, 3% Ni dan 1 % Mo.

Klasifikasi Menurut Struktur Mikro Menurut Struktur Mikro, Baja paduan diklasifikasikan berdasarkan :

Baja pearlit Baja martensit Baja austenit Baja ferrit Baja karbid atau ledeburit

Baja pearlit ( sorbit dan troostit )

Baja ini didapat, jika unsur paduan relatif kecil maximum 5 %. Baja ini mampu dimesin, sifat mekaniknya meningkat oleh heat treatment ( hardening dan tempering ). Baja martensit, Baja ini unsur pemadunya lebih dari 5 %,sifatnya sangat keras dan sukar dimesin. Baja austenit, Baja ini terdi

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended