Upload
document-ptki-medan
View
233
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 1/22
MAKALAH
Feros
Disusun Oleh:
Zeftha R. Panjaitan 100421039
Togap Sihotang 100421041
Willy Sirait 100421042
Siwan E. P. 100421043
Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
2009
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 2/22
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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 3/22
molibdenum membentuk karbida jika ada karbon yang cukup dan tidak adanya unsur-unsur
pembentuk karbida kuat (yaitu titanium & niobium), mereka membentuk karbida Mo2 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 sebagaiunsur
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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 4/22
mikro material HSS hasil proses pengecoran dengan menggunakan etsa Murakami dengan
perbesaran 500X, mikroskop Olympus GX51 I nverted Type
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 5/22
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 bagianatas 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 :
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 6/22
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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 7/22
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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 8/22
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 akantertuang 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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 9/22
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 ( H igh Speed Steel ) atau SKH 53
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 10/22
(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. M edium all o y steel (baja paduan sedang), jika elemen paduannya 2,5 ± 10 %
c. H igh all o y 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 )
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 11/22
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 (t ool 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 :
y Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 ± 100 °C, digunakan
untuk alat ukur presisi.
y Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.
y 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
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 12/22
y 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
y High Strength Low All o y Steel (HSLA)
Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti bocor, tahanterhadap 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.
y Baja Perkakas (T ool 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 t ool 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.
± C ool work t ool 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 W ork 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.
± H igh 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.
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 13/22
± 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:
y Baja konstruksi ( structural steel ), mengandung karbon kurang dari 0,7 % C.
y Baja perkakas (t ool steel ), mengandung karbon lebih dari 0,7 % C.
b. Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:
y Baja tahan garam (acid-resisting steel )
y Baja tahan panas (heat resistant steel )
y Baja tanpa sisik (non scaling steel )
y
Electric steel y Magnetic steel
y N on magnetic steel
y Baja tahan pakai (wear resisting steel )
y Baja tahan karat/korosi
c. Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia
maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:
y Baja karbon konstruksi (carbon structural steel )
y Baja karbon perkakas (carbon t ool steel )
y Baja paduan konstruksi ( All o yed structural steel )
y Baja paduan perkakas ( All o yed t ool steel )
y Baja konstruksi paduan tinggi ( H ighly all o y structural steel )
d. Selain itu baja juga diklasifisikan menurut kualitas:
y Baja kualitas biasa
y Baja kualitas baik
y Baja kualitas tinggi
B. SIFAT-SIFAT TEKNIS BAHAN
a) Sifat Mekanis Baja Paduan
Baja paduan merupakan campuran dari baja dan beberapa jenis logam lainnya
dengan tujuan untuk memperbaiki sifat baja karon yang relatif mudah berkarat dan getas
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 14/22
bila kadar karbonnya tinggi. Selain itu, penambahan unsur paduan juga bertujuan untuk
memperbaiki sifat mekanik diantaranya:
y 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.
y 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:
y 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.
y 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.
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 15/22
y Keuletan
Keuletan adalah kemampuan suatu material untuk diregang atau ditekuk secara
permanent tanpa mengakibatkan pecah atau patah. Baja dengan kandungan karbonrendah 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.
y 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
Boron0.001±
0.003Powerfull 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
Nikel2±5 Toughener Toughener
12±20 Tahan terhadap Korosi
Silicon
0.2±0.7 Meningkatkan kekuatan
2 Spring Baja
Persentase Memperbaiki sifat-sifat magnetik
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 16/22
tinggi
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 Lingkungan
Korosi 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.
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 17/22
B j t t i i ti i t i i ti
y Penambahan M li bdenum akan memperbaik i ba ja men jadi tahan terhadap suhu
tinggi liat dan kuat y Penambahan Wol ram dan penambahan Kobalt juga member ikan pengaruh yang
sama seper ti pada penambahan Moli bdenum yaitu membuat ba ja paduan tahan terhadap
suhu tinggi
C. CONTOH PENGGUNAAN/APL ASI DI BIDANG TE NIK
PE TANIAN/TEKNIK MESIN
Penggunaan ba ja paduan banyak sekali pada bidang teknik per tanian atau teknik
mesin karena ba ja paduan memilik i kelebihan yang berbeda sesuai dengan campuran jenis
logam yang digunakan.
Penggunaan ba ja paduan pada bidang teknika adalah mesin penghancur plastik. Pada
mesin ini penggunaan ba ja paduan berada pada bagian pisau yang membuat pisau tersebut
mudah di asah dan mudah diganti jika sudah aus, katup coran, kawat yang terbuat dar i ba ja
karbon, rangka mesin perontok padi, gear pada mesin milling, alat tap, pi pa, dan masih
banyak lagi alat atau mesin yang menggunakan ba ja karbon.
Alat Penghancur Plastik Kawat Ba ja Karbon
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 19/22
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:
y Digit pertama adalah "1" seperti dalam 10xx, 11xx, dan 12xx
y Digit kedua menjelaskan proses: "1" adalah resulfurized dan "2" adalah resulfurized
dan rephosphorized.
Baja Mangan:
y 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.
y Digit kedua selalu "3"
Baja Molybdenum:
y Digit pertama adalah "4" seperti dalam 40xx dan 44xx.
y Angka kedua menunjuk persentase molibdenum dalam baja.
Baja Kromium:
y Digit pertama adalah "5" seperti dalam 51xx dan 52xx
y Angka kedua menunjuk persentase kromium dalam baja.
Baja paduan lebih satu unsur:
y Baja ini mengandung tiga paduan
y Digit pertama dapat "4", "8", atau "9" tergantung pada paduan dominany Angka kedua menunjuk persentase reaming dua paduan.
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 20/22
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%
8/7/2019 Willy logam
http://slidepdf.com/reader/full/willy-logam 21/22
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