PENGETAHUAN_BAHAN_TEKNIK.docx

7/25/2019 PENGETAHUAN_BAHAN_TEKNIK.docx

1/12

MODUL PERKULIAHAN

PENGETAHUAN BAHAN

TEKNIK

BESI DAN BAJA

FakultasProgramStudi

TataMuka

Kod! MK Disusu" Ol!#

Teknik Teknik Industri

$%Selamet Riadi, ST,MT

A&stra't Kom!t!"siBesi dan baja paling banyak dipakai sebagai bahan industriyang merupakan sumber sangat besar, dimana sebagianditentukan oleh nilai ekonominya, tetapi yang paling pentingkarena sifat-sifatnya yang bervariasi. Yaitu bahwa bahantersebut mempunyai berbagai sifat dan yang paling lunakdan mudah dibuat sampai yang paling keras dan tajampununtuk pisau pemotong dapat dibuat. Dari unsur besi

berbagai bentuk struktur logam dapat dibuat, itulahsebabnya mengapa besi dan baja disebut bahan yang kayadengan sifat-sifat.

Mahasiswa memahami mengenaimaterial besi dan baja dalamkaitannya dengan bahan insustri.


2/12

BAB VI

BESI DAN BAJA

Pendahuluan.

Besi dan baja paling banyak dipakai sebagai bahan industri yang merupakan sumber sangat

besar, dimana sebagian ditentukan oleh nilai ekonominya, tetapi yang paling penting karena

sifat-sifatnya yang bervariasi. Yaitu bahwa bahan tersebut mempunyai berbagai sifat dan

yang paling lunak dan mudah dibuat sampai yang paling keras dan tajampun untuk pisau

pemotong dapat dibuat, atau apa saja dengan bentuk apapun dapat dibuat dengan

pengecoran. Dari unsur besi berbagai bentuk struktur logam dapat dibuat, itulah sebabnyamengapa besi dan baja disebut bahan yang kaya dengan sifat-sifat.

Struktur mikro Besi dan Baja (Logam Ferro)

ogam !erro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan

besi. "ntuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan

besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya. ogam !erro terdiri dari

komposisi kimia yang sederhana antara besi dan karbon. Masuknya unsur karbon ke dalam

besi dengan berbagai cara.

#enis logam ferro adalah sebagai berikut$

1. Besi Tuang

%omposisinya yaitu besi dan karbon. %adar karbon sekitar & ', sifatnya rapuh tidak

dapat ditempa, baik untuk dituang, liat dalam pemadatan, lemah dalam tegangan.

Digunakan untuk membuat alas mesin, meja perata, badan ragum, bagian-bagian mesin

bubut, blok silinder dan cincin torak.

(. Besi Tempa

%omposisi besi tempa terdiri dari )) ' besi murni, sifat dapat ditempa, liat, dan tidak

dapat dituang. Besi tempa antara lain dapat digunakan untuk membuat rantai jangkar,

kait keran dan landasan kerjapelat.

*. Baja Lunak

($)(

P!"g!ta#ua" Ba#a" T!k"ikPusat Ba#a" A*ar da" !L!ar"i"g

+elamet iadi,+,M http//www.mercubuana.ac.id


3/12

%omposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,1 ' - 0,* ', mempunyai sifat

dapat ditempa dan liat. Digunakan untuk membuat mur, sekrup, pipa dan keperluan

umum dalam pembangunan

&. Baja Karbon Sedang

%omposisi campuran besi dan karbon, kadar 0,& ' - 0,2 '. +ifat lebih kenyal dari yang

keras. Digunakan untuk membuat benda kerja tempa berat, poros, dan rel baja.

3. Baja Karbon Tinggi

%omposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,4 ' - 1,3 '. +ifat dapat ditempa,

dapat disepuh keras, dan dimudakan. Digunaka nuntuk membuat kikir, pahat, gergaji,

tap, stempel dan alat mesin bubut.

2. Baja Karbon Tinggi Dengan Campuran

%omposisi baja karbon tinggi ditambah nikel atau kobalt, krom atau tungsten. +ifat rapuh,

tahan suhu tinggi tanpa kehilangan kekerasan, dapat disepuh keras, dan dimudakan.

Digunakan untuk membuat mesin bubut dan alat 5 alat mesin.

($)( !




4/12

($)( "




5/12

Gambar 6.1 Diagram keseimbangan besi-karbon.

Perubahan struktur pada perlakuan panas

($)( #




6/12

Besi dan baja diharapkan mempunyai kekuatan statik dan dinamik, ulet, mudah diolah,

tahan korosi dan mempunyai sifat elektromagnet agar dapat dipakai sebagai bahan untuk

konstruksi dan mesin-mesin. Dilihat dari transformasi ada tiga macam baja yaitu

16 Baja dengan titik transformasi 71, berupa ferit di bawah 71, dan austenit pada 7* atau di

atas 71.

(6 Baja dengan titik transformasi 71 di bawah temperatur kamar, berupa austenit pada

temperatur kamar.

*6 Baja dengan daerah austenit yang kecil, berupa ferit sampai temperatur tinggi pada

daerah komposisi tertentu.

Baja yang tergolong macam 16 berupa ferit pada temperatur kamar 8dalam keseimbangan6,

dapat diproses menjadi berbagai struktur dengan jalan perlakuan panas. +truktur tersebut

diikhtisarkan pada able 2.1. !asa-fasa tersebut memiliki sifat-sifat khas. !erit mempunyai

sel satuan kubus pusat badan atau body centered cubic 8bcc6, menunjukkan titik mulur yang

jelas dan menjadi getas pada temperatur rendah. 7ustenit mempunyai sel satuan kubus

pusat muka atau face centered cubic 8fcc6 menunjukkan titik mulur yang jelas tanpa

kegetasan pada keadaan dingin. 7kan tetapi kalau berupa fasa metastabil bisa berubah

menjadi a9 pada temperatur rendah dengan pengerjaan. Martensit adalah fasa larutan padat

lewat jenuh dan karbon dalam sel satuan tetragonal pusat badan atau body centered

tetragonal 8bct6. Makin tinggi derajat kelewat jenuhan karbon, makin besar perbandingan

satuan sumbu sel satuannya dan makin keras serta makin getas mertensit tersebut. Bainit

mempunyai sifat-sifat antara martensit dan ferit.

+esuai dengan keaneka-ragaman strukturnya, maka dapat diperoleh berbagai sifat baja

termasuk kekuatan dan keuletan. !aktor-faktor yang menentukan sifat-sifat mekanik adalah

macam fasa, kadar unsur :duan dalam fasa, banyak fasa, ukuran dan b;ntuk senyawa.

"ntuk mendapatkan sifat-sifat mekanik yang diinginkan perlu mendapat struktur yang cocok

dengan komposisi kimia dan perlakuan panas yang tepat.

Tabel 6.1 Fasa ang ada pada baja.

($)( $




7/12

Penggunaan baja untuk kekuatan dan keuletan

+ebagai petunjuk pertama dalam pemilihan baja yang akan dipakai sebagai bahan

konstruksi ialah kekuatan dan keuletan yang memadai. +atu dan sekian sifat-sifat baja yang

paling penting ialah kekuatan, tetapi karena pada umumnya apabila kekuatan ditingkatkan,

keuletannya menurun, maka kekuatan yang berlebihan menyebabkan kerusakan karena

benturan, dsb. r, =i->r-Mo, >r, >r-Mo, Mn, dan Mn->r.

Baja paduan mempunyai kelebihan sebagai berikut

16 Mempunyai mampu keras yang baik meskipun berukuran besar dapat dikeraskan

sampai ke dalam, jadi dengan penemperan dapat diperoleh struktur yang lebih uniform.

Di samping itu kekuatan yang lebih tinggi dan keuletan yang lebih baik dapat diperoleh.

(6 %arena mempunyai mampu keras yang lebih baik tidak perlu pendinginan yang cepat

pada pengerasannya, hal mi menyebabkan rendahnya tegangan sisa.

($)( %




8/12

Gambar 6.! Pengaruh temperatur penemperan pada si"at-si"at mekanik dan baja

martensit ang ditemper. 8#apan ?ndustrial +tandard 7ssociation$ Manual for #?+ machine

structural carbon steel and structural alloy steel 81)2(6, **6.

@b. 2.(. menunjukkan contoh perubahan pada sifat mekanik untuk baja yang ditemper dandikeraskam. %ekerasan, kekuatan tank dan kekuatan mulur menurun kalau temperatur

tempering meningkat dan harga impak meningkat kecuali di antara daerah (00A*00>.

%omponen mekanik yang umumnya dibuat adalah poros roda gigi, baud, mur, batang torak,

dsb. Berkat pengembangan dalam teknik pembuatan, bukan hanya pemesinan tetapi juga

pengerolan dingin, ektrusi dingin dan penempaan dingin lainnya banyak dipergunakan.

Dalam perlakuan panas juga dipakai pemanasan frekwensi tinggi hanya pada permukaan

yang dikeraskan. ini semua disebabkan oleh permintaan penurunan biaya produksi

penghematan energi dan pengurangan polusi lingkungan.

($)( &




9/12

Baja =iA>r-Mo sangat baik kekuatan dan keuletannya, tetapi =i mahal$ hal mi merupakan

suatu pembatas, usaha dilakukan dalam teknik produksi mi untuk mencoba

menggantikannya dengan baja >r-Mo atau baja >r. "ntuk maksud yang sama B dipakai

karena pengaruhnya dapat memperbaiki mampu keras dengan penambahan yang sedikit

saja.

Baja kekuatan sangat tinggi

Baja yang mempunyai kekuatan mulur di atas 1000 Mr akan terbentuk suatu lapisan yang stabil. %arat pada lasandan baja tahan karat 14' >r sering terjadi disebabkan karena presipitasi karbida >r pada

batas butir dan oksidasi >r dan permukaan karenanya lapisan permukaan menjadi

kekurangan >r yang mengurangi ketahanan karatnya.

%alau =i dipadukan pada besi, kehilangan berat yang disebabkan korosi di dalam asam

berkurang dan ketahanan korosi bisa diperbaiki.

Baja tahan karat adalah baja paduan yang memanfaatkan keefektifan unsur paduan

tersebut seperti >r dan =i dan dapat dibagi menjadi sistim !e->r dan !e->r-=i. Yang

($)( '




10/12

pertama termasuk baja tahan karat martensit dan ferit dan yang terakhir baja tahan karat

austenit. Biasanya Mo, >u, dsb. ditambahkan kepada baja mi untuk memenuhi maksud

tertentu pada penggunaan.

!. Struktur baja tahan karat

Memperhatikan unsur >r, yang menjadi komponen utama pada baja tahanan karat, diagram

fasa !eA>r ditunjukkan dalam @b. (.(. >r dapat larut dalam besi memperluas daerah a

8ferit6. Dalam baja dengan 1('>r pada temperatur di atas )00> terjadi fasa y 8austenit6.

Dalam paduan yang nyata, > dan = juga terkandung, jadi fasa y diperluas ke daerah yang

mempunyai konsentrasi >r lebih tinggi. Baja tahan karat 1('>r biasa dipakai, diaustenitkan

dan )00 sampai 1000> tergantung kadar > nya, dan dicelup dingin pada minyak. +ehingga

mempunyai struktur martensit ia menjadi baja tahan karat.

Baja tahan panas dan paduan tahan panas ang super


11/12

+ifat-sifat dasar pada 16 dan (6 adalah sifat-sifat yang diminta untuk dapat lebih baik,

berdasarkan itu tegangan perencanaan dapat ditetapkan.

($)( ((




12/12

Da*tar Pustaka

Begeman, Myron ., Manufacturing Processes, #ohn Eiler F +ons, =ew York.

Budinski, %.@. dan Budinski M.%., (010, Engineering Materials, Properties and Selection,

. 8(00*6. Progress in Structural Materials for Aerospace Systes8edisi ke-31st6.

7cta Materialia.. hlm. 3443-34)).

Eirjosumarto, Garsono, tanpa tahun, !ekuatan dan Penguatan "oga, aboratorium eknik

Metalurgi, Departemen Mesin, !?, ?B, Bandung

($)( (



Documents

PENGETAHUAN_BAHAN_TEKNIK.docx