BKT Besi Baja

. Pendahuluan

—  Logam besi paling banyak digunakan dalam pekerjaan teknik

—  Logam yang sebagian terdiri dari atom besi disebut logam besi (Ferrous metal), logam yang tidak berisi besi disebut logam non besi (non-ferrous metal)

—  Logam besi dibagi 3 macam;     

            1. besi tuang/cor

            2. besi tempa

            3. baja

—  Besi diperoleh dari biji besi, besi yang terdapat dalam biji besi dalam bentuk oksida besi (Fe₂O₃). Biji besi tercampur dengan bahan lain seperti silika, alumina,mangaan, belerang,fosfor.

—  Biji besi yang diperoleh dari alam disebut besi gubal (pig iron) yang terdiri dari 90%-95% besi, 3%-4% karbon, sisanya belerang, mangaan, fosfor,

—  Besi gubal merupakan bahan dasar pembuatan besi tuang,besi tempa, dan baja.

—  Besi gubal bersifat lunak dan getas sehingga tidak dapat digunakan untuk bahan struktur

—  2. Besi Tuang

—  Dibuat dengan cara dituang/dicor dari bahan besi gubal

—  Besi gubal ini dilebur untuk memperoleh  karbon yang diinginkan, kemudian dituang/dicor atau dicetak u/ mendapatkan bentuk yang diinginkan

—  Besi tuang berisi 2-4% karbon dan mengandung

a.      Belerang (S), menyebabkan besi tuang keras dan getas, cepat mengeras dan menyebabkan  cacat berupa pori-pori udara, kandungan belerang tdk boleh lebih dari 0,1%.

b.      Fosfor (P), membuat besi mudah mencair dan bertambah getas, bila mengandung fosfor lebih dari 0,3% besi tuang menjadi hilang kekerasannya dan tidak mudah dikerjakan, bila menginginkan besi yang halus dan tipis , kadar fosfornya 1-1,5%.

c.       Silikon (Si), bila kandungannya kurang dari 2,5% menjadikan besi bersifat lebih mudah dituang. Silikon mengurangi besarnya susut pengerasan dan menjadikan besi bersifat lebih lunak,

d.      Mangaan (Mn), membuat besi tuang lebih keras dan getas. Kandungan mangaan tdk boleh lebih dari 0,7 %.

—  2.1. Sifat besi tuang

—  Keras dan mudah melebur/mencair

—  Getas, sehingga tidak dapat menahan benturan

—  Temperatur leleh 1250^o

—  tdk berkarat

—  Tdk dapat diberi muatan magnit

—  Dpt dikeraskan dgn cara dipanasi kemudian didinginkan secara mendadak

—  Menyusut waktu pendinginan/waktu dituang

—  Kuat dalam menahan gaya tekan, lemah dalam menahan tarik kuat tekan sekitar 600 Mpa, kuat tarik 50 Mpa

—  Tidak dapat disambung dengan las dan paku keling, disambung dengan baut dan sekrup.

—  2.2 Pemakaian besi tuang

—  Pipa yang menahan tekanan dari laur sangat tinggi

—  Tutup lubang saluran drainasi dan alat saniter lain

—  Bagian struk rangka yang menahan gaya tekan

—  Bagian mesin, blok mesin

—  Pintu gerbang,tiang lampu

—  Sendi, rol jembatan

—  3. BESI TEMPA (wrough iron)

—  Mengandung sedikit bahan lain

3. 1 Sifat besi tempa

—  Daktail (liat) kuat dan dapat ditempa

—  Dapat dilas

—  Tdak dapat dituang karena sulit mencair

—  Tahan korosi

—  Temperatur leleh 1355oC

—  Kuat tarik maks 400 Mpa, kuat tekan 200 Mpa

3.2 Pemakaian besi tempa

       Pemakaian telah digantikan dengan baja struktur (mild Steel). Digunakan untuk paku keling, pipa air, pipa gas, baut, skruup, tapal kuda, rantai, dsb.

—  Baja

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

—  Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom (chromium), vanadium, dan tungsten. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

—   Klasifikasi baja

—  Berdasarkan komposisi

—  Baja karbon

—  Baja paduan rendah

—  Baja tahan karat

—  Berdasarkan proses pembuatan

—  Tanur baja terbuka

—  Dapur listrik

—  Proses oksidasi dasar

—  Berdasarkan bentuk produk

—  Pelat batangan

—  Tabung

—  Lembaran

—  Pita

—  Bentuk struktural

—  Berdasarkan struktur mikro

—  Feritik

—  Perlitik

—  Martensitik

—  Austenitik

—  Berdasarkan kegunaan dalam konstruksi

—  Baja Struktural

—  Baja Non-Struktural

—  3. Baja

—  Terletak diantara sifat besi tuang dan besi tempa, besi tuang mengandung banyak karbon, besi tempa sedikit karbon, besi tuang kuat menahan tekan, besi tempa kuat menahan tarik,

—  Baja dapat dipakai untuk menahan tarik dan tekan

—  Baja merupakan paduan antara besi dan karbon, besi murni tanpa karbon tidak dapat kuat, akan tetapi bila dipadu karbon kekuatannya bertambah.

—  Bila besi dipadu karbon disebut BAJA, besi dipadu dengan logam lain disebut BAJA PADUAN (Steel alloy)

—  Baja dibagi 3 jenis sesuai kandungan karbonnya,

—              1. Baja dengan sedikit karbon, baja lunak atau baja struktur, kandungan karbonsampai 0,25%

—              2. Baja dengan karbon sedang , kadar karbon, 0,25%-0,7%

—              3. Baja dgn karbon banyak, kadar karbon 0,7-1,5%

—  3.1 Faktor yang mempengaruhi sifat baja

1. Kandungan Karbon

            Semakin banyak karbon baja semakin kuat dan keras, tetapi sifat daktalitasnya berkurang

2. Kandungan bahan lain

            a. Belerang (S) sampai0,1% kandungan belerang tidak mempengaruhi sifat baja, sifat dapat ditempa berkurang pada temperatur tinggi, kelebihan belerang meyebabkan baja kurang kuat dan daktalitasnya berkurang.

            b. Fosfor, menambah sifat cair baja saat leleh,kelebihan fosfor mengurangi kekuatan, daktalitas dan mengurangin ketahanan terhadap benturan

            b. Silikon, sampai 0,2% silikon tidak berpengaruh thd sifat bajanya, jika berlebih kekuatan dan elastisitas naik, tanpa mengurangi sifat daktalitasnya.

            c. Mangaan , sampai 1% sedikit menaikan kekuatan baja, diatas 1,5% baja menjadi sangat getas

3. Pemanasan

            Sifat baja dapat diubah sesuai dengan keinginan dengan cara pemanasan dan pendinginan yang terkontrol.

—  3.2 sifat magnit baja

Agar diperoleh sifat magnit yang baik, maka unsur unsur dalam baja harus sbb;

—  Karbon, makin sedikit makin baik sifat magnitnya, sebaiknya maksimal 0,1%

—  Silikon, memperburuk sifat magnitnya, sebaiknya seminimal mungkin

—  Belerang,makin banyak makin buruk sifat magnitnya

—  Fosfor,makin banyak makin buruk, kandungan belerang dan fosfor sebaiknya tidak lebih dari 0,30%

—  Mangaan, kandungannya tdk boleh lebih dari 0,3%

—  3.3 Pengerjaan baja

—  Pengerjaan mekanis pada baja diberikan untuk menaikan kualitasnya dengan cara memberikan gaya terhadap butir-butirnya sehingga jaraknya makin dekat.

—  Pengerjaan mekanis dapat berupa pengerjaan panas dan dingin

—  Pengerjaan panas, baja dipanaskan sampai diatas temperatur rekristalisasi kemudian di bentuk

—  Pengerjaan dingin, baja dibentuk pada temperatur kamar

—  Pengerjaan baja dapat dilakukan dengan cara berikut;

—  Drawing, dipakai pada pabrik kawat dan batang baja bulat. Baja dimasukan melalui lubang atau alat lain lalu ditarik sehingga berbentuk kawat,

—  Forging, Baja dipanasi sampai temperatur tertentu, diletakan diatas alas dan ditempa dengan palu berkali-kali. Hal ini memperbaiki ukuran butir baja dan memampatkan sehingga bj sedkit bertambah

—  Pressing, dikerjakan dengan alat pres. Baja yang akan dibentuk diletakan diatas cetakan, ditekan perlahan-lahan sampai baja mengisi penuh cetakan sehingga mencapai bentuk yang diinginkan, contoh plat baja tangki,silinder berlubang,body mobil,dsb

—  Rolling, dipakai alat rol khusus. Baja yang akan dibenruk dipijarkan lalu dipaksakan masuk melalui beberapa rol (roda gilas) yang mempunyai ukuran lubang berturut-turut dari besar ke kecil sampai mencapai ukuran baja yang diinginkan, pengerjaan dengan rol agar baja lebih mampat. Contoh baja tulangan beton, baja profil, rel, pelat,dsb

—  Extrusion, logam yang telah dipanaskan ditekan dengan tekanan besar agar melewati lubang. Contoh pipa, tabung, batang baja

sifat baja

—  Baja Lunak

—  Berat jenis 7,80

—  Temperatur leleh sekitar 1400^oC

—  Daktail (liat)

—  Mudah dilas

—  Dapat diberi muatan magnit

—  Lebih keras dan kuat dari besi tempa

—  Hampir dipakai pada semua struktur (kuda-kuda,kolom,balok,pelat buhul,baja tulangan) sehingga disebut baja struktur

Baja Keras

—  Berat jenis 7,9

—  Temperatur leleh 1300^oC

—  Dapat  diberi muatan magnit permanen

—  Dapat di las

—  Lebih elastis dan kuat daripada baja lunak

—  Mudah berkarat

—  Kuat tarik dan geser hampir sama

—  Dipakai pada bagian alat yang menerima beban kejut dan getaran seperti pangkal kunci/alat, baja prategang, baut mutu tinggi

—  . Pencegahan korosi

—  Tarring, permukaan baja dilapisi dengan gas batubara (coaltar) diproses dengan temperatur pnas dengan bantuan sikat, gas batu bara ini sedikit meresap dipermukaan baja

—  Electroplating, permukaan logam baja dilapisi dengan perak,copper,nikel dengan proses electrolysis

—  Galvanizing, baja yang telah dibersihkan permukaannya direndam dalam cairan seng sehingga permukaannya terlapisi seng

—  Metal spraying, Permukaan baja disemprot gas/cairan seng,alumunium atau timah

—  Dilapisi cat

—  Dimasukan dalam beton