download

BESI DAN BAJA
Besi dan Baja
Besi dan baja merupakan logam yang paling
banyak digunakan manusia untuk berbagai
keperluan.
Hal ini disebabkan karena antara lain :
• jumlahnya cukup banyak dan mudah didapat,
• mempunyai sifat mekanik (mis. kekuatan,
keuletan, dan lain-lain) yang memadai,
• mudah dikerjakan,
• harganya relatif murah,
• dan lain-lain.
Perbedaan besi dan baja :
Kadar karbon :
• baja
:C<2%
• besi
: 2 < % C < 6,67
Mikrostruktur :
• baja
: ferit, perlit, sementit, bainit, martensit;
• besi
: - matriks : ferit, perlit, sementit, bainit,
martensit;
- filler : grafit atau karbida besi (Fe3C).
Sifat-sifat :
• Keuletan
: baja > besi,
• Kekuatan
: baja > besi,
• Daya redam terhadap getaran : baja < besi.
BAJA
Klasifikasi baja :
1) Menurut kekuatannya : St37, St42, St50, dst.
Standar DIN (Jerman)
St X X
Steel
(baja)
Kekuatan dalam kg/mm2
Contoh : St37 = baja dengan kekuatan 37 kg/mm2
2) Menurut komposisi kimia :
• baja karbon rendah (low carbon steel) :
C ~ 0,25 %,
• baja karbon menengah (medium carbon steel) :
C = 0,25 % - 0,55 %,
• baja karbon tinggi (high carbon steel) :
C > 0,55 %,
• baja paduan rendah (low alloy steel) :
unsur paduan < 10 %,
• baja paduan tinggi (high alloy steel) :
unsur paduan > 10 %.
3) Menurut mikrostrukturnya :
• baja hipoeutektoid : ferit dan perlit,
• baja eutektoid : perlit,
• baja hipereutektoid : sementit dan perlit,
• baja bainit,
• baja martensit.
4) Menurut cara pembuatannya :
• baja Bessemer,
• baja Siemen – Martin,
• baja listrik,
• dan lain-lainnya.
5) Menurut penggunannya :
• baja konstruksi,
• baja mesin,
• baja pegas,
• baja ketel,
• baja perkakas, dll.
6) Menurut bentuknya :
• baja pelat,
• baja strip,
• baja sheet,
• baja pipa,
• baja batang profil, dll.
barang setengah jadi yang
banyak di pasaran
Sifat dan penggunaan baja :
• besi + karbon + sedikit unsur lain disebut baja
karbon (plain carbon steel),
• besi + unsur selain karbon disebut baja paduan
(alloy steel).
Sifat baja banyak ditentukan oleh :
• kadar karbon,
• unsur paduan (jenis dan jumlahnya),
• mikrostruktur.
Pengaruh kadar karbon terhadap mikrostruktur
dan sifat mekanik utama dari baja karbon :
Kadar karbon terhadap
mikrostruktur :
• Dead mild steel (0< %C <
0,1) : seluruhnya ferit;
• Mild steel / baja lunak
(0,15 < %C < 0,3) : ferit +
perlit (ferit > perlit);
• Medium carbon steel (0,3
< %C < 0,7) : ferit + perlit
(ferit < perlit);
• High carbon steel (0,7 <
%C < 2) :
 0,7 < %C < 0,8 : ferit + perlit
 %C = 0,8 : perlit;
 0,8 < %C < 2 : perlit +
sementit (network).
Pengaruh kadar karbon terhadap mikrostruktur
dan sifat mekanik utama dari baja karbon :
Kadar karbon terhadap sifat
mekanik :
• Kekerasan: makin banyak
karbon kekerasan makin
meningkat;
• Kekuatan :
 %C s/d 0,8 : kekuatan
meningkat;
 C > 0,8% : kekuatan menurun.
• Keuletan : makin banyak
karbon keuletan makin
menurun.
Pengaruh kadar karbon terhadap mikrostruktur
dan sifat mekanik utama dari baja karbon :
Sebenarnya yang mempengaruhi sifat mekanik
adalah mikrostruktur :
• Kekerasan: ferit < perlit <
sementit;
• Kekuatan : ferit < sementit
< perlit;
• Keuletan : sementit <
perlit < ferit.
Pengaruh kadar karbon terhadap mikrostruktur
dan sifat mekanik utama dari baja karbon :
Penggunaan baja karbon :
• Dead mild steel : jarang
dipakai karena terlalu
lunak;
• Antara dead mild steel mild steel : batang (rod),
sheet;
• Mild steel : bahan baku
proses tempa (forging);
• Medium carbon steel :
 0,3 < %C < 0,5 : poros (axles),
gear, drop forgings;
 0,5 < %C < 0,7 : roda (tyres),
pegas (springs).
Pengaruh kadar karbon terhadap mikrostruktur
dan sifat mekanik utama dari baja karbon :
Penggunaan baja karbon :
• High carbon steel :
 0,7 < %C < 0,9 : pegas,
shears;
 0,9 < %C < 1,1 : press dies,
drills, milling, cutters, taps;
 1,1 < %C < 1,2 : perkakas
mesin bubut (lathe tools), kikir
(files).
Mikrostruktur baja dengan berbagai kadar
karbon :
%C 0,05 0,13 0,15 0,20
0,25 0,50 0,62 0,82 1,30
BESI TUANG
• Besi tuang adalah paduan besi dan karbon
dengan kadar karbon lebih dari 2 %;
• Besi tuang yang banyak dipakai biasanya antara
2,5 % - 4 % C.
Jenis besi tuang :
• besi tuang putih (white cast iron),
• besi tuang mampu tempa (malleable cast iron),
• besi tuang kelabu (gray cast iron),
• besi tuang nodular (nodular cast iron).
Besi tuang putih :
• Seluruh karbon berupa
sementit yang sangat
keras dan getas (lihat
gambar);
• Penggunaan : sebagai
bahan baku besi tuang
mampu tempa.
Besi tuang mampu tempa :
• Dibuat dengan memanaskan
kembali besi tuang putih dampai
temperatur kritis bawah atau sedikit
di bawahnya, dan membiarkan
pada temperatur tersebut dalam
wasktu yang cukup lama, sehingga
sementit terurai menjadi ferit dan
bola-bola grafit (lihat gambar);
• Sifat mekaniknya mirip baja;
• Penggunaan : pipe fitting, camshaft,
crankshaft, dan lain-lain.
Besi tuang kelabu :
• Mikrostrukturnya terdiri dari matriks dan
grafit (lihat gambar);
• Matriks dapat berupa ferit, perlit, bainit,
martensit, atau campuran dua atau lebih
struktur tersebut;
• Grafitnya berbentuk serpihan (flake);
• Sifat mekaniknya : kekuatan tariknya
rendah, keuletan rendah, hanya dapat
dibentuk dengan cara penuangan dan
pemesinan, ketangguhannya rendah
karena grafit berbentuk flake, ujung-ujung
flake merupakan takikan yang
mnenurunkan ketangguhannya;
• Besi tuang kelabu banyak dipakai karena mempunyai
sifat-sifat yang menguntungkan :
 mudah dituang menjadi bentuk yang rumit,
 mudah di machining,
 tahan aus / gesekan,
 dapat meredam getaran,
 kekuatan tekan tinggi,
 sifat tahan korosi lebih baik daripada baja konstruksi
biasa,
 Harganya murah, paling murah diantara paduan besi
karbon yang lain.
• Penggunaan :
 bantalan mesin,
 blok mesin,
 rumah pompa.
Besi tuang nodular :
• Hampir sama dengan besi tuang kelabu,
hanya disini bentuk grafitnya bulat
/nodular (lihat gambar);
• Bentuk grafit yang bulat ini diperoleh
dengan menambahkan sedikit
magnesium atau serium ke dalam besi
cair sesaat sebelum penuangan;
• Sifat mekaniknya : kekuatan, keuletan,
dan ketangguhannya jauh lebih tinggi
dari besi tuang kelabu biasa karena
memiliki bentuk grafit nodular;
• Karena memiliki sifat ulet, maka sering
disebut besi tuang ulet (ductile cast iron);
• Bila besi tuang ini diberi perlakuan panas austemper, sifat
mekaniknya bisa menyamai sifat mekanik baja;
• Besi tuang nodular yang telah di austemper disebut
Austemper Ductile Iron (ADI);
• Penggunaan :
 sama dengan penggunaan besi tuang kelabu (bila
tanpa di austemper),
 crankshaft dan camshaft (ADI).

Download Report