Baja kasar mengandung banyak karbon, maka getas. Untuk memperoleh baja, karbon dikeluarkan (makksimal 2%) dan menambahkan unsure lain
Ada 3 macam proses :
1. Proses Oxy
Besi kasar dimasukkan kedalam reaksi, dialiiri O2 murni. O2 ini membakar besi dan unsure lainnya. Panas yang timbul besar sekali, sehingga perlu ditambahkan serpihan-serpihan baja dari luar untuk pendingin. Kapasitas 250 Ton
2. Siemen martin
Panas untuk proses diberi dari luar dengan pembakaran gas atau minyak. Jalan peleburan dan reaksi lamban, tetapi mudah dikontrol. Kapasitas 250 ton
3. Baja elektro
Panas untuk melebur dan mereduksi diperoleh dari busur listrik antara karbon batangan dan isi tungku. Kualitas sangat tinggi.kapasitas 300 ton
1. Baja konstruksi
Kadar karbon 0 – 0,3 %
Kadar karbonnya rendah maka liat, renggang besar. Mudah diubah bentuknya. Mudah dilas, tak mudah disayat karena litany, bentuk asalnya tidak bagus. Dipakai pada pagar, jembatan rangka atap, Derek dsb.
2. Baja mesin
Kadar karbon 0,3-0,6%
Lebih kuat dank eras disbanding baja konstruksi. Mudah disayat dan tidak mudah dilas. Jenis ini sukar diubah bentuknya, renggangnya lebih kecil disbanding baja konstruksi. Dipakai untuk bagian-bagian mesin misalnya roda gigi, as, pasak-pasak, kopling, dll. Baja ini dikeraskan dan dimuliakan
3. Baja alat
Untuk alat pukul kadar karbonnya 0,6-0,9%
Baja ini dipakai dalam keadaan dikeraskan dan dimuliakan baja keras dan liat. Gunanya untuk bor, palu, pahat, tang dll.
a. Untuk perkakas sayat (karbon 0,4-1,2%)
Baja ini keras dan liat. Gunanya untuk gunting, pisau, gergaji dll.
b. Untuk alat ukur (karbon 1,2-1,5%)
Baja ini harus tahan terhadap keausan, jadi harus sekeras mungkin. Keliatan tidak diperlukan, karena beban tidak besar. Gunanya : mistar ingsut, kikir.
4. Baja tuang
Kadar karbon 0,15-0,35 %
Lebih kuat dan liat dari besi tuang biasa, susut tuang , titik lebur tinggi, ditambah Mn untuk menaikkan kekuatan tanpa mengurangi keliatan.
Besi Tuang
1. Besi tuang abu-abu
a. Bidang patah berwarna abu-abu
b. Grafit berupa cerah-cerah kelabu. Adanya celah ini mengakibatkan terjadinya konsentrasi tegangan sehingga kuat tarik rendah.
c. Modulus elastisitas tarik rendah, karena adanya celah-celah sehingga kelihatannya regangan besar
Gunnanya untuk kepala silinder, motor diesel, penyangga jembatan dll.
2. Besi tuang putih
a. Bidang patah berwarna putih
b. Grafit terdapat dalam bentuk cementite
c. Keras (karena adanya grafit sebagai cementite) sehingga hanya dapat dikerjakan dengan mengasah
d. Tahan ausan
e. Didapat dengan pendinginan menndadak dengan Mn yang tinggi kadar silicon rendah
Gunnanya : bola canai, pelat-pelat tahann aus, ujung garden
3. Besi tuanng noduler
a. mudah dituang
a. mudah dituang
b. harga relative murah
c. dibuat dengan menambahkan Mg(dalam bentuk paduan) ke bahan dasar murni (besi kasar yang kotorannya hanya sedikit). Proses peleburan dengan busur listrik.
d. grafit terpisah dalam bentuk bulat
4. Besi tuanng yag dapat ditempah
Besi tuanng putih mengandung karbon dalam benuk cementite. Karbon ini dapat ditransformasikan. Pada transformasi, ada dua hal sebagai berikut :
a. Karbon bergerak kepinggiran benda dan hilang (keluar dari benda tuang), jenis ini disebut besi tuang murni.
b. Karbon melepas diri dari cementite, membentuk karbon bebas. Jenis ini disebut besi tuang muda.
Besi tuang murni
Karbon telah keluar dari benda tuang sehingga benda tuanng murni. Bahan ini lat (karena tidak ada cementite dan kuat karena tidak adanya lamel-lamel). Dapat dibentuk (karena regangan besar), oleh karena itu dapat ditempa. Kadar karbon kecil sehingga sifat mekanik hampir seperti baja.
Besi tuang muda
Karbon melepaskan diri dalam bentuk repih-repih. Repih lebih menguntungkan daripada lamel. Repih tersebut diseluruh badan, sehingga lebih kuat dan liat, maka dapat ditempa.
Sifat-sifat dari besi tuang yang merugikan
1. Kekuatan rendah. (kec besi murni dan besi tuang muda)
2. Getas. (kec besi murni, muda dan noduler)
3. Tak dapat dilas (kec besi tuang murni)
4. Pemijaran mahal
Sifat-sifat yang menguntunngkan
1. Penyusutan kecil pada penuangan, karena rongga rongga grafit (kec bs tuang murni ddan muda)
2. Mudah dituang
3. Sifat luncur yang baik, karena rongga2 grafit berfungsi sebagai minyak, selain grafit sendiri mempunyai efek pelumasan
4. Harga murah
5. Mudah dikerjakan
6. Mudah dikeraskan
7. Tahan korosi
LOGGAM-LOGAM BUKAN BESI
1. Tembaga
a. Massa jenis 8900 kg/m3. Titk lebur 1083 oC
b. Penghantar yang baik untuk panas dan listrik
c. Tahan korosi. TL 1357,7 K. titik didih 2835 K.
d. Tembaga murni mudah dibentuk (cocok untuk bahan perapat)
e. Sukar dilas (karena penghantar panas sehingga panas sukar terkumpul)
f. Tidak dapat dipotong (disayat)
g. Tidak dapat dituang, sebab waktu dalam keadaan cair menyerap gas, waktu dingin berpori-pori. (diamagnetic)
h. Dapat dilas dan ditarik dingin, karena renggangan besar.
Susunan electron 28,18,1 , sifat keelektronegatifannya 1,9
· Penggunaan :
a. Industry (tahan korosi)
b. Alat-alat (konduktor) , barang kebutuhan rumah tangga, aksesoris
Apabila keracunan Cu dapat merusak hati, ginjal, system saraf otak
· Paduan-paduan tembaga :
a. Perunggu : Cu dan Sn (Sn max 20%)
Supaya mudah dihitung ditambah Zn dan Pb (Contoh Perunggu universal)
Cu : 85%, Zn : 5%, Sn : 5%
Gunanya ubtuk bantalan, pitting pipa, mur poros, roda gigi cacing, baling-baling kapal.
Sifat mudah dituang
b. Kuningan : Cu dan Zn (Zn max 40%)
1) Mudah dituang
2) Mudah ditempah
3) Tahan korosi
Gunanya ekstrusi kuningan, kran gas, kran air kempaan panas, dll
Keistimewaan : mempunyai valensi 1, 2, 3, 4. Masing2 dapat membentuk pengoksida
c. Monel : Cu 30% + Ni 67% + Fe
Sifat : warna putih, tahan korosi
Gunanya : instalasi air, sanitasi air
2. Timbal (Timah Hitam)
Sifat :
a. Massa jenis 11350 Kg/m3
b. Titik lebur 327 oC
c. Kekuatan rendah, tidak dapat dipakai sebagai bahan kontruksi
d. Merayap karena beratnya sendiri
e. Tahan korosi, baik penutup atap, alat2 indusrtri kimia
f. Berat jenis besar, dipakai untuk pemberat
g. Tahan sinar radioaktif
h. Peredaan yang baik terhadap suara dan getaran
i. Tidak larut dalam logam lain
j. Titik lebur rendah dipakai sebagai patri dan bahan bantalan (sebagai pelumas darurat)
3. Aluminium
a. Massa jenis 2700 Kg/m3. Termasuk logam ringan. (mssa jenis < 5000)
b. Titik lebur 658 oC
c. Kekuatan aluminium rendah. Dinaikkan dengan age hardening
d. Tahan korosi (baik untuk dinding luar, bingkai jendela dll)
e. Tidak beracun (dipakai untuk panci), dan tidak berbau
f. Tahan terhadap zat-zat kimia (dipakai sebagai industry kimia)
g. Penghantar listrik yang baik
h. Tak dapat dituang, karena susutnya besar
i. Mudah ditempa dan digilas
j. Tak dapat dilas
Paduannya :
a. Duraluminium (Al+Cu)
(Cu 5%, Sn 4,5%, Zn 4,5% dan Mg 2,5%)
1) Massa jenis 2800 Kg/m3.
2) Tak dapat dilas, harus dikeling
3) Tahan terhadap korosi berkurang dibandingkan Al, maka bagian luar dilapisi aluminium
Gunanya : bagian pesawat terbang
b. Silumin
1) Paduan Al + Sn(12-13%)
2) Kekuatan lebih kecil dari duraluminium
3) Dapat dituang
4) Tahan korosi
Gunanya : torak, kepala silinder, peleg dll
c. Alumag
1) Tahan korosi
2) Banyak digunakan dalam arsitektur
4. Magnesium
a. Massa jenis 1740 kg/m3
b. Titik lebur 650 oC
c. Kekuatan rendah (Mg murni tidak berarti apa-apa), Mg selalu dipakai dalam paduan
d. Mudah terbakar
e. Tidak tahan korosi
Sebagai konstruksi dipakai sebagai bahan pesawat, mobil balap. Juga dala industry petasan, lampu kilat.
5. Titan
a. Massa jenis 4500 kg/m3
b. Titik lebur 1668 kg/m3
c. Sangat kuat
d. Tahan panas (sampai suhu 5000 oC)
e. Tahan korosi
f. Sukar disayat, sukar dituang, diremas
g. Sangat mahal (karena ongkos pembuatannya yang mahal) pembuatan dari dalam bijih dilebur dalam vacuum
Gunanya untuk penyambung tulang dan pesawat ruang angkasa
6. Nikel
a. Penting untuk ketahanan terhadap korosi (tahan terhadap larutan soda kausatik, sedikit asam dan netral). Tahan juga terhadap stress corrosion
b. Tidak tahan terhadap sulfur
c. Liat
d. Tidak tahan terhadap larutan yang mengandung oksidator
Gunanya untuk industry bahan makanan
7. Molybden
a. Tahan terhadap HF, HCl, H2SO4
b. Teroksidasi dalam HNO3
c. Merupakan MoO3 (Volatile) di udara pada suhu 1300 oF
d. Modulus elasisitas tinggi sekali
e. Tahan benturan (disbanding baja)
8. Chrom
a. Pada baja alat, struktur halus
b. Pengerasan mudah
c. Dapat ditempa
d. Kuat, tahhan ausan
e. Tahan korosi (oleh lapisan pasifasi)
f. Warna bagus
Gunanya lapisan pada looga lain, inhibitor korosi
9. Wolfram
a. Titik lebur sangat tinggi dibanding semua logam
b. Pada suhu tinggi tetap kuat
c. Tahan asam dan basa
d. Tetap keras pada suhu tinggi dan putaran cepat (pada baja pelat)
Gunanya antara lain untuk filament pada lampu listrik
10. Mangan
Pada baja tuang dan baja kontruksi menaikkan kekuatan tarik tanpa mengurangi keliatan.
Pemberian Nama Pada Baja
Baja paduan bisa didefinisikan sebagai baja berbeda dari penyusun-penyusunannya.
Ternary steel adalah baja yang sifatnya tergantung dari adanya tambahan elemen dari luar, selain karbon dan besi.
Quarternary steel adalah baja yang sifatnya tergantung dari dua elemen lain
Ternary alloy
a. Baja nikel | b. Baja tembaga |
c. Baja mangan | d. Baja molybden |
e. Baja silicon | f. Baja chrom |
g. Baja wolfram | h. Baja vanadium |
Quarternary Steel
a. Baja chrom nikel | b. Baja chrom silicon |
c. Baja chrom vanadium | d. Baja chrom aluminium |
e. Baja chrom molybden | f. Baja aluminium chrome |
g. Baja chrom wolfram | h. Baja nikell molybdenum |
Elemen-elemen pencampur ini dibedakan menjadi dua golonngan. Golongan pertama yang membentuk carbide, missal : mangan, chrom, wolfram, molybden, dan vanadium.
Golongan yang kedua yang tidak membentuk carbide : nikel, silicon, Cu.
Paduan lebih dari dua elemen dapat dibuat, yaitu dengan heat treating.
