nknkjlsg

Selasa, 29 Januari 2013

klasifiksi baja



klasifikasi BAJA
Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu :
  • Baja karbon (Carbon steel)
  • Baja paduan (Alloy steel)
1. Baja Karbon (carbon steel)
Baja karbon dapat terdiri atas :
  • Baja karbon rendah (low carbon steel)
Machine, machinery dan mild steel (0,05 % – 0,30% C ) Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin  Penggunaannya:
•          0,05 % – 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.
•          0,20 % – 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings
  • Baja karbon menengah (medium carbon steel )
    • Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah.
    • Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong.
     Penggunaan:
  • 0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
  • 0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
  • 0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges
  • Baja karbon tinggi (high carbon steel)  tool steel
       Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong. Kandungan 0,60 % – 1,50 % C
       Penggunaan :
  • screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise jaws, knives, drills.tools for turning brass and wood, reamerstools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine cutters
2. Baja Paduan (Alloy steel)
Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:
  • Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
  • Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
  • Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
  • Untuk membuat sifat-sifat spesial
Baja paduan yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi:
  • Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %
  • Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %
  • High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %
Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) &high speed steel.
  • Baja Paduan Khusus (special alloy steel)
Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum,       tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut            akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan                terhadap baja karbon (carbon steel).
  • High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel
Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel
Jenis Lainnya :
Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:
  • Baja tahan garam (acid-resisting steel)
  • Baja tahan panas (heat resistant steel)
  • Baja tanpa sisik (non scaling steel)
  • Electric steel
  • Magnetic steel
  • Non magnetic steel
  • Baja tahan pakai (wear resisting steel)
  • Baja tahan karat/korosi
Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:
  • Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)
  • Baja karbon perkakas (carbon tool steel)
  • Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel)
  • Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel)
  • Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)

perlakuan panas pada baja


PERLAKUAN PANAS BAJA

Sifat mekanis bahan logam yang terbentuk selama proses pembekuan berlangsung, masih dapat diatur dan diarahkan, macam struktur kristalnya. Dengan demikian pada dasarnya sifat mekanis yang bagaimana kita kehendaki pada batas-batas tertentu dapat kita atur. Sifat logam yang seperti ini yang menempatkan logam sebagai material yang sangat terkemuka dibandingkan dengan bahan-bahan lainnya. Walaupun mekanis terdapat bahan-bahan lain yang memiliki sifat-sifat mekanis tertentu yang lebih baik daripada logam, tetap saja Iogam akan merupakan bahan yang sulit untuk disubstitusi secara menyeluruh. Bangun kristal logam yang dapat dihasilkan komposisi struktur yang bervariasi, baik dari segi macamnya maupun dari segi kadarnya, menjadikan logam sebagai bahan yang mudah diatur.


                                             

gambar 1

Gambar ilustrasi terjadinya transformasi Austenit ke Perlit. Terjadi perubahan inti pada batas butiran dan difusi berlangsung secara mekanisme. Terlihat Lameral Cementit         ( Fe3 C ).
Bagan Heat Treatment

                                         

Dengan metoda heat treatment seperti tersebut di atas, maka sifat mekanis bahan dapat diarahkan, yaitu dengan merubah struktur mikro, akibat perlakuan panas ini, bangun kristal berubah demikian pula komposisi struktur berubah pula. Dengan melakukan heat treatment terhadap logam akan diperoleh beberapa keuntungan tertentu tergantung tipe heat treatment yang mana dilaksanakan, diantaranya perbaikan yang dapat dicapai adalah :
1.    Menghilangkan atau menurunkan derajat kerapuhan
2.    Logam bebas dari tegangan dalam
3.    Logam bersifat lebih lunak dan kemudian dapat diproses lebih lanjut
4.    Setelah melalui perlakuan secara kimia, logam dapat memiliki lapisan yang lebih keras
Dengan perbaikan-perbaikan seperti di atas, bahan dasar logam tidak lagi seutuhnya menentukan secara 100% sifat akhir 7ogam. Bahan dasar (Basic Materials) menurut penelitian hanya berpengaruh 60% saja. Dengan mempergunakan dam berdasarkan prinsip diagram CCT (Continuous Cooling Temperature) dan dengan memperhatikan komposisi kimia bahan dasarnya, maka tindakan perlakuan panas terhadap suatu benda/komponen untuk maksud menaikkan sifat mekanisnya pasti dapat tercapai. Hasil dari perlakuan panas dengan nyata akan terlihat setelah dilakukan pengujian mikrostruktur. Setelah pembentukan benda melalui proses permesinan, perlakuan yang sering dilakukan adalah perubahan struktur : FERRIT dan CEMENTIT. Proses perlakuan panas yang dapat terjadi seperti pada bagan di bawah ini :
                          
Gambar  2
Keterangan :
1. Pendinginan CEPAT
2. Pendinginan SEDANG
3. Pendinginan LAMBAT
4. Pendinginan SANGAT LAMBAT
Bagan diatas memberikan pandangan jelas, bagaimana finishing dari segi sifat mekanis bahan dapat dilaksanakan. Yang paling utama harus diperhatikan adalah tingginya suhu pemanasan dan penahan selang waktu yang tepat.

Beberapa Contoh
1.    Austenisasi.
Peristiva pemanasan baja karbon (Bj K) hingga temperatur di atas suhu AC3, sehingga diperoleh struktur dasar Austenit stabil dan merata di seluruh penampang. Setelah struktur ini di capai, maka dilakukan pendinginan dengan kecepatan tertentu yang harus dipertahankan dengan seksama, perhatikan Gambar. 3. berikut ini :

                                          
Gambar. 3. Proses Austenisasi Baja Karbon.

Proses
1.    0 – 1 ............................ α + Pt.
2.    1 – 2 ............................ Pt ....... δ dengan reaksi eutektoid ( α + Fe3C ....... δ ).
3.    2 – 3 ............................ α → δ.
4.    3 – 4 ............................ Pemanasan δ.
5.    4 – 5 ............................ Struktur δ.
6.    5 – 6 ............................ Pendinginan δ.
7.    6 – 7 ............................ δ → α ( struktur α + δ ).
8.    7 – 8 ............................ Pembentukan Pt.
struktur δ → α + Fe3C.
9.    8 – 9 ............................ Pendinginan α + Pt.
struktur α + Pt.
Demikianlah proses Austenisasi yang berlangsung, tahap demi tahap. Proses di atas masih dapat lebih dilaksanakan secara terperinci dengan beberapa peristiwa heat treatment.
2.    Full Annealing.
Baja hypoeutektoid dipanasi hingga suhu 30˚ – 50˚ C di atas temperatur kritis dan dengan temperatur ini dipertahankan beberapa waktu dan kemudian didinginkan dengan kecepatan pendinginan antara temperatur 500˚ C dengan 600˚ C untuk penurunan suhu (50˚ – 100˚ C)/jam.
Tujuan fuII annealing adalah untuk mencapai :
- Baja lebih lunak.
- Mengurangi tegangan dalam.
3.    Spheroidizing Annealing.
Pemanasan Baja Hypereutektoid dengan waktu pemanasan yang berlangsung lama hingga mencapai suhu di atas temperatur kritis AC1, sekitar suhu 770˚ C. Dengan suhu dipertahankan dan pelan-pelan diturunkan dengan kecepatan penurunan (25˚ – 30˚) C/jam sampai suhu 600˚ C. Dengan peristiwa ini akan di peroleh struktur perlit yang lamelar menjadi bentuk globular.
4.    Hardening.
Baja Hypereutektoid dengan struktur Ferrit & Perlit atau Baja Hypereutektoid dengan struktur Perlit & Cementit diubah agar berstruktur Austenit. Prosesnya dengan cara pemanasan dan mempertahankan beberapa saat. Selama mempertahankan beberapa saat. Selama mempertahankan suhu itu maka Ferrit akan berkesempatan untuk masuk ke dalam butir-butir Austenit, sehingga diperoleh struktur Martensit apabila dilakukan pendinginan dengan cepat, seperti kita ketahui struktur Hartensit keras sekali.
Pemanasan dilaksanakan sebagai berikut :
- BJ. Hypereutektoid. 30˚ – 50˚ C di atas suhu Ac1.
- BJ. Hypereutektoid. 30˚ – 50˚ C di atas suhu Ac3.
Kecepatan pendinginan yang penting itu diatur sebagai berikut :
-       Media Pendingin Oli
Suhu antara 550˚ – 650˚ C dengan kecepatan pendinginan
100˚ C – 150˚ C / detik.
Suhu antara 200˚ – 300˚ C dengan kecepatan pendinginan
20˚ C – 50˚ C / detik.
-       Media Pendingin Air (18˚ C)
Suhu antara 550˚ – 650˚ C dengan kecepatan pendinginan
600˚ C / detik.
Suhu antara 200˚ – 300˚ C dengan kecepatan pendinginan
270˚ C / detik.
setelah Hardening berlangsung akan diperoleh logam dengan sifat-sifat sebagai berikut :
-       Menjadi keras.
-       Mengandung sisa-sisa tegangan dalam.
-       Struktur tidak stabil.
5.    Tempering.
Tempering disebut pula dengan istilah populer "pemudaan". peristiwa penyepuhan mengakibatkan logam memiliki sifat-sifat yang kurang menguntungkan, seperti sifat keras dan rapuh. Perubahan fisik ini harus ditanggulangi, yaitu dengan cara pemudaan ini, sehingga sifat rapuh menjadi kenyal dan struktur martensit yang keras dijadikan Sorbit.
Jadi tujuan Tempering adalah :
-       Membuat baja lebih kenyal.
-       Menghilangkan tegangan-tegangan dalam.
Tahapan Tempering yang utama adalah :
1.    Pada 100˚ C, martetragonal .... mar. kubus.
2.    Sampai 200˚ C, terjadi pembebasan dari sebagian atom C. pada saat ini terjadi peralihan yang kaya C tanpa Fe3C.
3.    Pada suhu 240˚ C terjadi transformasi sisa ke martensit.
4.    Pada suhu 300˚ C, terjadi transformasi Fe3C terjadi Fe3C dan martensit ke Sorbit.
5.    Mulai pada suhu 300˚ C terjadi struktur Sorbit baru dan mulai pada saat ini tempering berlangsung.
Demikian secara singkat keterangan utama yang perlu mendapat perhatian dalam masalah Heat Treatment logam.