KOMODITI BESI DAN BAJA

Logam besi (Fe) dikenal karena memiliki kekuatan yang tinggi mudah dibentuk serta keberadaannya

cukup banhyak di alam Logam besi banyak dimanfaatkan oleh manusia terutama dan sebagian

besar untuk membuat dua kelompok paduan besi (ferrous alloys) yaitu baja (steel) dan besi cor

(cast iron) Baja dan besi cor dibuat dari bahan baku berupa bijih besi yang terdapat dialam dalam

bentuk mineral umumnya seperti hematit (Fe2O3) magnetit (Fe3O4 ) limonit FeO(OH)nH2O)

Dengan prinsip reduksi yaitu mereaksikan dengan reduktor seperti karbon yang dapat diperoleh dari

batu bara atau arang kayu dengan bijih besi dalam bentuk padat maupun cair pada temperatur yang

tinggi maka akan diperoleh logam besi (Fe)

Karena kebutuhan terbanyak akan logam ini adalah berupa baja dan besi cor maka sebagian besar

pengolahan bijih besi berakhir dengan dihasilkan berbagai jenis baja dan tipe besi cor dan hanya

sedikit orang sengaja memproduksi besi murni karena besi murni ini umumnya hanya digunakan

untuk keperluan industri kimia farmasi dan riset yang keperluannya hanya sedikit saja

Dalam sejarahnya teknologi pembuatan besi yang kemudian berkembang dengan semakin

meningkatnya kemampuan tanur peleburan untuk melebur logam pada temperatur yang semakin

tinggi oleh sebab ditemukannya kokas batubara memberi manfaat dengan ditemukannya baja

Karena baja dikenal sangat tangguh kuat keras dan tidak mudah patah serta mudah dibentuk

membuat logam ini dengan cepat mengisi per-adaban manusia secara luas

Selain untuk peralatan tempur dan persenjataan pada jaman kekaisaran roma telah dicatat

pemakaian besi dan baja untuk pembuatan transport air dalam jarak ratusan mil penguat jembatan

disekeliling istana serta sistem pembuangan limbah untuk publik Selain itu diberbagai belahan

dunia lainnya baja juga digunakan untuk penguat bangunan serta komponen alat transportasi

seperti kereta kuda

Terjadinya peningkatan kebutuhan yang sangat pesat akan baja pada 500 tahun sebelum Masehi

didaratan Eropa Afrika utara dan hampir seluruh wilayah Asia mendorong pengembangan teknik

pertambangan bijih besi

Saat itu pencarian sumberdaya mineral besi relatif mudah terdapat ketersediaannya dalam jumlah

yang cukup besar serta lokasi yang mudah dijangkau namun demikian tuntutan akan produktifitas

kemudahan pengambilan serta faktor keamanan menuntut pengembangan metoda penambangan

bijih besi secara sistematik

Besar kemungkinan pengaruh aktifitas penambangan terhadap lingkungan belum mendapat

perhatian yang cukup serius meskipun telah dicatat pemakaian pompa untuk menghindari

terjadinya banjir akibat aktifitas penambangan tersebut

Namun demikian umumnya dipercaya bahwa mulai saat itulah metoda penambangan yang menjadi

dasar metoda penambangan modern mulai seperti misalnya perencanaan tambang berdasarkan

perkiraan penyebaran bijih pene-rapan jenjang serta penirisan air tambang

Selama beberapa abad memasuki tahun Masehi pemikiran baru dan inovasi teknologi tumbuh

secara cepat meskipun sejarah sempat pula mencatat terjadinya kemunduran pemikiran (dark ages)

Inovasi teknologi yang sangat dirasakan memberi manfaat lansung dalam kehidupan manusia pada

kira-kira tahun 1750 menghasilkan revolusi industri dan persaingan antara beberapa perusahaan dan

pemilik pabrik menimbulkan kreasi baru dibidang pengetrahuan rekayasa dan teknologi

Memasuki abad ke 19 dan 20 penemuan dibidang mesin otomotif pelayaran kereta api peralatan

komunikasi telepon serta pesawat terbang ditambah dengan pembangunan infrasturktur seperti

jalan raya jalan keraeta api serta kecenderungan pendirian bangunan bertingkat tinggi (high raise

building) di beberapa kota besar membutuhkan pasokan baja dalam jumlah besar

Peningkatan produksi di beberapa industri pertam-bangan bijih besi dimungkinkan oleh

ditunjangnya fasilitas peralatan berat baik untuk pemboran ekskavasi dan pengangkutan

Pembangunan nasional di berbagai bidang seperti infrastruktur dan industri seperti pertambangan

dan migas manufaktur dan transportasi membutuhkan baja dalam jumlah yang besar Sebagai

contoh baja sangat diperlukan untuk pembangunan jembatan jalan layang pelabuhan gedung pipa

transmisi minyak dan gas serta alat transporta si seperti kendaraan bermotor kereta api dan kapal

serta peralatan penambangan dan pengolahan mineral

Sifat-sifat BesiBaja Dan Penggunaannya

Secara umum besi dengan kadar carbon di atas 17 disebut besi tuang meskipun biasanya besi

tuang memiliki kadar carbon 3 ndash 45 Besi tuang banyak digunakan dalam dunia tehnik dan industri

karena karakteristik atau sifat mach inability yang mudah dikerjakan dengan mesin dan memiliki sifat

tahan aus karena bersifat self lubrication dan tentunya dari segi harga jauh lebih murah dari baja

Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan

manusia sehari-hari Dalam tabel periodik besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26 Besi juga

mempunyai nilai ekonomis yang tinggi

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya Hal itu karena beberapa

hal diantaranya

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar

Pengolahannya relatif mudah dan murah

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi Korosi menimbulkan banyak kerugian

karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja

Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel)

akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi

Korosi besi memerlukan oksigen dan air Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Manesium dapat

melindungi besi dari korosi Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini

didasarkan pada dua sifat tersebut

1 Pengecatan

Jembatan pagar dan railing biasanya dicat Cat menghindarkan kontak dengan udara dan

air Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik karena keduanya

melindungi besi terhadap korosi

2 Pelumuran dengan Oli atau Gemuk

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin Oli dan gemuk mencegah kontak

dengan air

3 Pembalutan dengan Plastik

Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik

Plastik mencegah kontak dengan udara dan air

4 Tin Plating (pelapisan dengan timah)

Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah Pelapisan dilakukan

secara elektrolisis yang disebut tin plating Timah tergolong logam yang tahan karat Akan

tetapi lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat) Apabila

lapisan timah ada yang rusak misalnya tergores maka timah justru

mendorongmempercepat korosi besi Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih

negatif daripada timah Oleh karena itu besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk

Besar kemungkinan pengaruh aktifitas penambangan terhadap lingkungan belum mendapat

perhatian yang cukup serius meskipun telah dicatat pemakaian pompa untuk menghindari

terjadinya banjir akibat aktifitas penambangan tersebut

Namun demikian umumnya dipercaya bahwa mulai saat itulah metoda penambangan yang menjadi

dasar metoda penambangan modern mulai seperti misalnya perencanaan tambang berdasarkan

perkiraan penyebaran bijih pene-rapan jenjang serta penirisan air tambang

Selama beberapa abad memasuki tahun Masehi pemikiran baru dan inovasi teknologi tumbuh

secara cepat meskipun sejarah sempat pula mencatat terjadinya kemunduran pemikiran (dark ages)

Inovasi teknologi yang sangat dirasakan memberi manfaat lansung dalam kehidupan manusia pada

kira-kira tahun 1750 menghasilkan revolusi industri dan persaingan antara beberapa perusahaan dan

pemilik pabrik menimbulkan kreasi baru dibidang pengetrahuan rekayasa dan teknologi

Memasuki abad ke 19 dan 20 penemuan dibidang mesin otomotif pelayaran kereta api peralatan

komunikasi telepon serta pesawat terbang ditambah dengan pembangunan infrasturktur seperti

jalan raya jalan keraeta api serta kecenderungan pendirian bangunan bertingkat tinggi (high raise

building) di beberapa kota besar membutuhkan pasokan baja dalam jumlah besar

Peningkatan produksi di beberapa industri pertam-bangan bijih besi dimungkinkan oleh

ditunjangnya fasilitas peralatan berat baik untuk pemboran ekskavasi dan pengangkutan

Pembangunan nasional di berbagai bidang seperti infrastruktur dan industri seperti pertambangan

dan migas manufaktur dan transportasi membutuhkan baja dalam jumlah yang besar Sebagai

contoh baja sangat diperlukan untuk pembangunan jembatan jalan layang pelabuhan gedung pipa

transmisi minyak dan gas serta alat transporta si seperti kendaraan bermotor kereta api dan kapal

serta peralatan penambangan dan pengolahan mineral

Sifat-sifat BesiBaja Dan Penggunaannya

Secara umum besi dengan kadar carbon di atas 17 disebut besi tuang meskipun biasanya besi

tuang memiliki kadar carbon 3 ndash 45 Besi tuang banyak digunakan dalam dunia tehnik dan industri

karena karakteristik atau sifat mach inability yang mudah dikerjakan dengan mesin dan memiliki sifat

tahan aus karena bersifat self lubrication dan tentunya dari segi harga jauh lebih murah dari baja

Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan

manusia sehari-hari Dalam tabel periodik besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26 Besi juga

mempunyai nilai ekonomis yang tinggi

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya Hal itu karena beberapa

hal diantaranya

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar

Pengolahannya relatif mudah dan murah

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi Korosi menimbulkan banyak kerugian

karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja

Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel)

akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi

Korosi besi memerlukan oksigen dan air Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Manesium dapat

melindungi besi dari korosi Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini

didasarkan pada dua sifat tersebut

1 Pengecatan

Jembatan pagar dan railing biasanya dicat Cat menghindarkan kontak dengan udara dan

air Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik karena keduanya

melindungi besi terhadap korosi

2 Pelumuran dengan Oli atau Gemuk

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin Oli dan gemuk mencegah kontak

dengan air

3 Pembalutan dengan Plastik

Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik

Plastik mencegah kontak dengan udara dan air

4 Tin Plating (pelapisan dengan timah)

Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah Pelapisan dilakukan

secara elektrolisis yang disebut tin plating Timah tergolong logam yang tahan karat Akan

tetapi lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat) Apabila

lapisan timah ada yang rusak misalnya tergores maka timah justru

mendorongmempercepat korosi besi Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih

negatif daripada timah Oleh karena itu besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk

Besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan

manusia sehari-hari Dalam tabel periodik besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26 Besi juga

mempunyai nilai ekonomis yang tinggi

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya Hal itu karena beberapa

hal diantaranya

Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar

Pengolahannya relatif mudah dan murah

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi Korosi menimbulkan banyak kerugian

karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja

Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel)

akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi

Korosi besi memerlukan oksigen dan air Berbagai jenis logam contohnya Zink dan Manesium dapat

melindungi besi dari korosi Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini

didasarkan pada dua sifat tersebut

1 Pengecatan

Jembatan pagar dan railing biasanya dicat Cat menghindarkan kontak dengan udara dan

air Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik karena keduanya

melindungi besi terhadap korosi

2 Pelumuran dengan Oli atau Gemuk

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin Oli dan gemuk mencegah kontak

dengan air

3 Pembalutan dengan Plastik

Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik

Plastik mencegah kontak dengan udara dan air

4 Tin Plating (pelapisan dengan timah)

Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah Pelapisan dilakukan

secara elektrolisis yang disebut tin plating Timah tergolong logam yang tahan karat Akan

tetapi lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat) Apabila

lapisan timah ada yang rusak misalnya tergores maka timah justru

mendorongmempercepat korosi besi Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih

negatif daripada timah Oleh karena itu besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk

suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode Dengan demikian timah mendorong

korosi besi Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan sehingga kaleng-kaleng bekas cepat

hancur

5 Galvanisasi (pelapisan dengan Zink)

Pipa besi tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink Berbeda dengan

timah zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh Hal ini terjadi

karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode Oleh karena potensial reduksi

besi lebih positif daripada zink maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel

elektrokimia dengan besi sebagai katode Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang

mengalami oksidasi (berkarat) Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi

sehingga tahan karat

6 Cromium Plating (pelapisan dengan kromium)

Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang

mengkilap misalnya untuk bumper mobil Cromium plating juga dilakukan dengan

elektrolisis Sama seperti zink kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan

kromium itu ada yang rusak

7 Sacrificial Protection (pengorbanan anode)

Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi

Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi maka magnesium itu akan berkarat tetapi

besi tidak Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau

badan kapal laut Secara periodik batang magnesium harus diganti

Tabel 1 Keterangan Umum Unsur

Nama Lambang Nomor atom besi Fe 26

Deret kimia logam transisi

Golongan Periode Blok 8 4 d

Penampilan

metalik mengkilap

keabu-abuan

Massa atom 55845(2) gmol

Konfigurasi elektron [Ar] 3d6 4s2

Jumlah elektron tiap kulit 2 8 14 2

Ciri-ciri fisik

Fase padat

Massa jenis (sekitar suhu kamar) 786 gcmsup3

Massa jenis cair pada titik lebur 698 gcmsup3

Titik lebur 1811 K (1538 degC 2800 degF)

Titik didih 3134 K (2861 degC 5182 degF)

Kalor peleburan 1381 kJmol

Kalor penguapan 340 kJmol

Kapasitas kalor (25 degC) 2510 J(molmiddotK)

Tekanan uap

PPa 1 10 100 1 k 10 k 100 k

pada TK 1728 1890 2091 2346 2679 3132

Ciri-ciri atom

Struktur kristal kubus pusat badan

Bilangan oksidasi

2 3 4 6

(oksida amfoter)

Elektronegativitas 183 (skala Pauling)

Energi ionisasi pertama 7625 kJmol

ke-2 15619 kJmol

ke-3 2957 kJmol

Jari-jari atom 140 pm

Jari-jari atom (terhitung) 156 pm

Jari-jari kovalen 125 pm

Lain-lain

Sifat magnetik feromagnetik

Resistivitas listrik (20 degC) 961 nΩmiddotm

Konduktivitas termal (300 K) 804 W(mmiddotK)

Ekspansi termal (25 degC) 118 microm(mmiddotK)

Kecepatan suara

(pada wujud kawat)

(suhu kamar) (elektrolitik)

5120 ms

Modulus Young 211 GPa

Modulus geser 82 GPa

Modulus ruah 170 GPa

Nisbah Poisson 029

Skala kekerasan Mohs 40

BIJIH BESI (IRON ORE)

Bijih besi adalah bahan baku utama untuk pembuatan besi kasar sedangkan besi kasar tersebut

adalah bahan baku untuk pembuatan besi tempa besi tuang dan baja

Bijih besi didapat dari hasil penambangan bijih besi Sedangkan bahan-bahan lain yang bercampur

dengan bijih tersebut selain kotoran yang merugikan antara lain belerang pospor silika tanah liat

juga ada kotoran yang menguntungkan antara lain emas platina perak

Adapun yang termasuk bijih besi tersebut antara lain

1 HAEMATITE ( Fe2O3 )

- Bijih besi jenis ini mempunyai kandungan besi sekitar 65 ndash 70

- Sedangkan warnanya adalah merah tua sampai hitam

- Berat Jenis sekitar 45 sd 53

- Bijih besi ini banyak terdapat di negara India Brasilia Rusia Spanyol AS dan Afrika serta

Jerman

Kekerasan Vickers 608 MPa

Kekerasan Brinell 490 MPa

Isotop

iso NA waktu paruh DM DE (MeV) DP

54Fe 58 gt31E22 tahun penangkapan 2ε 54Cr

55Fe syn 273 tahun penangkapan ε 0231 55Mn

56Fe 9172 Fe stabil dengan 30 neutron

57Fe 22 Fe stabil dengan 31 neutron

58Fe 028 Fe stabil dengan 32 neutron

59Fe syn 44503 hari β 1565 59Co

60Fe syn 15E6 tahun β- 3978 60Co

2 MAGNETITE ( Fe3 O4)

- Kandungan besinya sekitar 70 sd 73

- Bijih besi ini merupakan bijih besi yang terbanyak mengandung kadar besi sedangkan

warnanya hitam atau abu-abu

- Berat jenisnya berkisar 49 sd 52 Bijih besi ini sangat kuat dan keras

Bijih besi ini banyak terdapat di Negara India Swedia Rusia A S Norwegia dan Kanada

3 PYRITIES (FeS2 )

- Bijih besi ini termasuk besi sulpat dengan kandungan besinya berkisar 45 sd 47 sedangkan

warnanya kuning sampai coklat

- Berat Jenis berkisar 48 sd 51

- Bijih besi ini banyak terdapat di negara India AS Rusia dan Kanada

4 LIMONITE (2Fe2O33H2O )

- Bijih besi ini disebut juga sebagai Hydratited-Haematite warnanya dari kuning sampai hitam

dan kandungan Fe nya sekitar 60 sedang kadar air sekitar 145

- Berat jenisnya berkisar 36 sd 4

- Bijih besi ini terdapat di negara India Jerman dan AS

5 SIDERITES (FeCO3)

- Kandungan besinya sekitar 40 sd 48 sedangkan

- Berat jenisnya berkisar 37 sd 39 Warnanya kuning sampai coklat

- Terdapat di negara Rusia dan Inggris

PIG IRON (BESI KASAR)

Besi kasar adalah hasil pemurnian tingkat pertama dari pada bijih besi Kandungan besinya berkisar

92 sd 95 dan kadar karbonnya sekitar 3 sd 4 selain itu masih ada sedikit kandungan belerang

pospor dan mangaan

Besi kasar adalah bahan utama pembuatan

1 Besi tuang ( cast iron )

2 Besi tempa (wrought iron )

3 Baja (steel )

Proses Pembuatan Besi Kasar

Ada beberapa tahapan untuk pengolahan bijih besi menjadi besi kasar antara lain

- Dressing of iron ores (proses pencucian )

- Calcination and roasting (proses pemanggangan

- Smelting (proses peleburan )

Secara umum besi dengan kadar carbon di atas 17 disebut besi tuang meskipun biasanya besi

tuang memiliki kadar carbon 3 ndash 45 Besi tuang banyak digunakan dalam dunia tehnik dan industri

karena karakteristik atau sifat mach inability yang mudah dikerjakan dengan mesin dan memiliki sifat

tahan aus karena bersifat self lubrication dan tentunya dari segi harga jauh lebih murah dari baja

Besi tuang dibagi menjadi 2

1 Besi Tuang Kelabu (GreyCastIron)

Sebagian besar dari Zat arangkarbon dalam besi tuang ini terpisah sebagai graphite

Bidang patahan dari besi tuang ini berwarna abu-abu tua sampai hitam

Gambar 1 Bidang patahan dari besi tuang

2 Besi Tuang Putih (White Cast Iron)

Dimana sebagian besar karbon yang terikat dalam besi sebagai zementite (Fe3C) yang keras

Besi tuang ini memiliki bidang patahan yang berwarna putih Sifat yang keras sehingga sukar

dikerjakan di mesin

Gambar 2 Bidang besi tuang putih

Sifat-sifat dari besi tuang sangat terpengaruh pada unsure-unsur yang ditambahkan pada proses

pembuatannya Seperti Carbon silisium mangan phosphor belerang

Pengaruh dari unsur-unsur diatas akan kita bahas seperti di bawah ini

Secara umum besi dengan kadar carbon di atas 17 disebut besi tuang meskipun biasanya besi

tuang memiliki kadar carbon 3 ndash 45 Besi tuang banyak digunakan dalam dunia tehnik dan industri

karena karakteristik atau sifat mach inability yang mudah dikerjakan dengan mesin dan memiliki sifat

tahan aus karena bersifat self lubrication dan tentunya dari segi harga jauh lebih murah dari baja

Besi tuang dibagi menjadi 2

1 Besi Tuang Kelabu (GreyCastIron)

Sebagian besar dari Zat arangkarbon dalam besi tuang ini terpisah sebagai graphite

Bidang patahan dari besi tuang ini berwarna abu-abu tua sampai hitam

Gambar 1 Bidang patahan dari besi tuang

2 Besi Tuang Putih (White Cast Iron)

Dimana sebagian besar karbon yang terikat dalam besi sebagai zementite (Fe3C) yang keras

Besi tuang ini memiliki bidang patahan yang berwarna putih Sifat yang keras sehingga sukar

dikerjakan di mesin

Gambar 2 Bidang besi tuang putih

Sifat-sifat dari besi tuang sangat terpengaruh pada unsure-unsur yang ditambahkan pada proses

pembuatannya Seperti Carbon silisium mangan phosphor belerang

Pengaruh dari unsur-unsur diatas akan kita bahas seperti di bawah ini

PENGARUH UNSUR PADUAN

a Carbon (C)

Bila carbon terikat pada besi tuang sebagai cementite akan diperoleh besi tuang putih dan bila

carbon terikat sebagai graphite akan diperoleh besi tuang kelabu Dengan adanya graphite besi

tuang jadi mudah dikerjakan dengan mesin tetapi kekuatannya berkurang

b Silisium (Si)

Silisium memperbesar pemisahan graphite sehingga mengurangi kekuatan tarik dan

merendahkan titikcair

Kadar Si terlalu tinggi menyebabkan besi tuang lebih berpori-pori Kadar Si idealnya 2-3

c Mangan (Mn)

Mangan mencegah terjadinya pemisahan graphite sehingga memungkinkan terbentuknya

cementite yang keras Mn membuat besi tuang lebih keras dan memiliki kekuatan tarik yang

tinggi

d Phosphor (P)

Phosphor menghasilkan besi cair yang tipis lunak tetapi sangat rapuh Pada umumnya kadar

phosphor lebih kecil dari 1

e Belerang (S)

Kebalikan dengan phpsphor belerang menghasilkan besi cair yang tebal dan mempersukar

pemisahan graphite

Kadar belerang umumnya di bawah 01 Pada kadar 02 pencairan besi cukup tebal sehingga

sulit untuk dituang lagi

BERDASARKAN KEKUATANNYA BESI TUANG KELABU DIBEDAKAN ATAS

a Besi tuang kekuatan rendah

Memiliki kekuatan tarik 12 ndash 21 kpmm2 Biasa digunakan untuk elemen mesin yang tidak

terkena beban yang berat

Komposisinya

32 ndash 36 C

17 ndash 30 Si

le 05 Mn

le 05 P

le 012 S

Strukturnya berbentuk Ferrite + Graphite atau Pearlite + Ferrite + Graphite

b Besi tuang kekuatan sedang

Memiliki kekuatan tarik sampai dengan 40 kpmm2 Besi tuang ini biasanya digunakan untuk silinder

mesin piston dll

Komposisinya

28 ndash 30 C

15 ndash 17 Si

08 ndash 10 Mn

le 03 P

le 012 S

Strukturnya berbentuk Pearlite Pada proses peleburan ditambahkan 10 ndash 30 baja bekas unruk

mengurangi kadar carbon

c Besi tuang kekuatan tinggi

Memiliki kekuatan tarik lebih besar dari 40 kpmm2 Struktur Graphite berbentuk bola sehingga

disebut besi tuang modular

Pada proses pembuatannya besi tuang ini ditambahkan 12 magnesium yang akan menghasilkan

graphite yang berbentuk bola pada saat pembekuan dan juga memperbesar kekuatannya

BAJA

Baja merupakan perpaduan atara besi (Fe) dan Carbon (C) Besi adalah elemen metal dan Carbon

adalah elemen non metal Baja sendiri digolongkan menjadi dua golongan yaitu baja bukan paduan (

yang hanya terpadu dengan Carbon saja ) dan baja paduan yaitu yang terpadu dengan elemenndash

elemen lain sesuai dengan kebutuhan dan sifat yang dikehendaki Elemen paduan yang ditambahkan

itu sendiri terdiri dari Mangan Chrome Nickel Wolfram Silisium dan lainnya

Besi Carbide Carbon juga dinamakan Zementit Prosentase Jumlah karbon yang ada di besi sangat

berpengaruh juga terhadap kekerasan dari baja itu sendiri Dengan naiknya kadar karbon (C)

maka bertambah besarlah flek hitam ( Flek-perlit ) dan bersama itu berkuranglah flek putih ( Ferrit

atau besi murni ) Pada kadar karbon mencapai 085 maka besi dalam keadaan jenuh terhadap

karbon Struktur tersebut dinamakan Perlit Lamelar yaitu campuran yang sangat halus yang

berbentuk batang kristal Campuran kristal tersebut terdiri dari Ferrit dan Zementit

Jika kadar karbon bertambah besar zementit akan berkurang dan flek perlit akan bertambah Kadar

jenuh karbon sebesar 085 yang berdampak bertambah juga kekerasan dari baja

Tabel 2 Kadar Kekerasan Baja Karbon

BAJA KARBON

Baja karbon adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan karbon ( C ) saja tanpa adanya bahan

pemadu dan unsure lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti Si Mn P P hanyalah

dengan prosentase yang sangat kecil yang biasa dinamakan impurities

Pengaruh dari unsure diatas adalah sebagai berikut

1 Si dan Mn

Biasanya kandungan paling banyak untuk Si adalah 04 dan untuk Mn adalah 05 ndash 08

Kedua unsur ini tidak banyak berarti pengaruhnya terhadap sifat mekanik dari baja Mn dipakai

untuk mengurangi sifat rapuh panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses

penuanganpembuatan baja

2 Phosphor

Phosphor dalam baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan dalam keadaan dingin Semakin

besar prosentase phosphor semakin tinggi batas tegangan tariknya tetapi impact strength dan

ductility nya turun Prosentase phosphor pada baja paling tinggi 008 tetapi pada baja karbon

rendah prosentasenya 015 ndash 020 untuk memperbaiki sifat mach inability nya yaitu supaya

chipstatal yang terjadi tidak sambung-menyambung melainkan dapat putus-putus

Komposisinya

28 ndash 30 C

15 ndash 17 Si

08 ndash 10 Mn

le 03 P

le 012 S

Strukturnya berbentuk Pearlite Pada proses peleburan ditambahkan 10 ndash 30 baja bekas unruk

mengurangi kadar carbon

c Besi tuang kekuatan tinggi

Memiliki kekuatan tarik lebih besar dari 40 kpmm2 Struktur Graphite berbentuk bola sehingga

disebut besi tuang modular

Pada proses pembuatannya besi tuang ini ditambahkan 12 magnesium yang akan menghasilkan

graphite yang berbentuk bola pada saat pembekuan dan juga memperbesar kekuatannya

BAJA

Baja merupakan perpaduan atara besi (Fe) dan Carbon (C) Besi adalah elemen metal dan Carbon

adalah elemen non metal Baja sendiri digolongkan menjadi dua golongan yaitu baja bukan paduan (

yang hanya terpadu dengan Carbon saja ) dan baja paduan yaitu yang terpadu dengan elemenndash

elemen lain sesuai dengan kebutuhan dan sifat yang dikehendaki Elemen paduan yang ditambahkan

itu sendiri terdiri dari Mangan Chrome Nickel Wolfram Silisium dan lainnya

Besi Carbide Carbon juga dinamakan Zementit Prosentase Jumlah karbon yang ada di besi sangat

berpengaruh juga terhadap kekerasan dari baja itu sendiri Dengan naiknya kadar karbon (C)

maka bertambah besarlah flek hitam ( Flek-perlit ) dan bersama itu berkuranglah flek putih ( Ferrit

atau besi murni ) Pada kadar karbon mencapai 085 maka besi dalam keadaan jenuh terhadap

karbon Struktur tersebut dinamakan Perlit Lamelar yaitu campuran yang sangat halus yang

berbentuk batang kristal Campuran kristal tersebut terdiri dari Ferrit dan Zementit

Jika kadar karbon bertambah besar zementit akan berkurang dan flek perlit akan bertambah Kadar

jenuh karbon sebesar 085 yang berdampak bertambah juga kekerasan dari baja

Tabel 2 Kadar Kekerasan Baja Karbon

BAJA KARBON

Baja karbon adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan karbon ( C ) saja tanpa adanya bahan

pemadu dan unsure lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti Si Mn P P hanyalah

dengan prosentase yang sangat kecil yang biasa dinamakan impurities

Pengaruh dari unsure diatas adalah sebagai berikut

1 Si dan Mn

Biasanya kandungan paling banyak untuk Si adalah 04 dan untuk Mn adalah 05 ndash 08

Kedua unsur ini tidak banyak berarti pengaruhnya terhadap sifat mekanik dari baja Mn dipakai

untuk mengurangi sifat rapuh panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses

penuanganpembuatan baja

2 Phosphor

Phosphor dalam baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan dalam keadaan dingin Semakin

besar prosentase phosphor semakin tinggi batas tegangan tariknya tetapi impact strength dan

ductility nya turun Prosentase phosphor pada baja paling tinggi 008 tetapi pada baja karbon

rendah prosentasenya 015 ndash 020 untuk memperbaiki sifat mach inability nya yaitu supaya

chipstatal yang terjadi tidak sambung-menyambung melainkan dapat putus-putus

Tabel 2 Kadar Kekerasan Baja Karbon

BAJA KARBON

Baja karbon adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan karbon ( C ) saja tanpa adanya bahan

pemadu dan unsure lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti Si Mn P P hanyalah

dengan prosentase yang sangat kecil yang biasa dinamakan impurities

Pengaruh dari unsure diatas adalah sebagai berikut

1 Si dan Mn

Biasanya kandungan paling banyak untuk Si adalah 04 dan untuk Mn adalah 05 ndash 08

Kedua unsur ini tidak banyak berarti pengaruhnya terhadap sifat mekanik dari baja Mn dipakai

untuk mengurangi sifat rapuh panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses

penuanganpembuatan baja

2 Phosphor

Phosphor dalam baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan dalam keadaan dingin Semakin

besar prosentase phosphor semakin tinggi batas tegangan tariknya tetapi impact strength dan

ductility nya turun Prosentase phosphor pada baja paling tinggi 008 tetapi pada baja karbon

rendah prosentasenya 015 ndash 020 untuk memperbaiki sifat mach inability nya yaitu supaya

chipstatal yang terjadi tidak sambung-menyambung melainkan dapat putus-putus

3 Sulfur

Prosentasi sulfur pada baja karbon 004 Sulfur dapat mempengaruhi sifat rapuh ndash panas

Baja Karbon berdasarkan prosentase kadar karbonnya dikelompokkan menjadi 3 Macam

1 Baja Karbon Rendah

Kandungan karbon pada baja ini antara 010 sampai 025 Karena kadar karbon yang sangat

rendah maka baja ini lunak dan tentu saja tidak dapat dikeraskan dapat ditempa dituang

mudah dilas dan dapat dikeraskan permukaannya ( case hardening ) Baja dengan prosentase

karbon dibawah 015 memiliki sifat mach ability yang rendah dan biasanya digunakan untuk

konstruksi jembatan bangunan dan lainnya

2 Baja Karbon Menengah

Kandungan karbon pada baja ini antara 025 sampai 055 Baja jenis ini dapat dikeraskan dan

di tempering dapat dilas dan mudah dikerjakan pada mesin dengan baik Penggunaan baja

karbon menengah ini biasanya digunakan untuk poros as engkol dan sparepart llainnya

3 Baja Karbon Tinggi

Kandungan karbon pada baja ini antara 055 sampai 070 Karena kadar karbon yang tinggi

maka baja ini lebih mudah dan cepat dikeraskan dari pada yang lainnya dan memiliki kekerasan

yang baik tetapi susah dai bentuk pada mesin dan sangat susah untuk dilas Penggunaan baja ini

untuk pegasper dan alat-alat pertanian

BAJA PADUAN

Sifat mekanis dari baja dapat berubah jika kita menambahkan bahan paduan seperti Mangan

Chrome Nickel Wolfram Silisium dan lainnya

Disebut baja paduan jika elemen pemadu yang terkandung didalamnya mencapai 08

PENGARUH ELEMEN PADUAN

1 Belerang dan Phosphor

Semua baja mengandung belerang (S) dan phosphor (P) tapi dalam kadar yang kecil sehingga tidak

akan disebut elemen paduan Kadar Belerang (S) yang terlalu tinggi akan mengakibatkan baja

bersifat rapuh jika dalam kedaan panas Kadar Phosphor (P) yang terlalu tinggi akan mengakibatkan

baja bersifat rapuh jika dalam kedaan Dingin

2 Silizium

Silizium (Si) terdapat dalam setiap baja tapi kandungannya kecil namun baru dapat dikatakan

elemen paduan jika kadarnya lebih dari 05

Silizium berguna untuk menaikkan kekuatan batas mulur atau batas plastis Akibat dari silizium ini

baja menjadi berbutir kasar dan berserat dan cocok untuk pegas ( Spring Steel )

Silizium menurunkan kecepatan pendinginan kritis Baja paduan silizium dapat dikeraskan sampai

intinya dengan lebih baik

3 Mangan

Mangan (Mn) juga terdapat dalam setiap baja tapi kandungannya kecil namun baru dapat dikatakan

elemen paduan jika kadarnya lebih dari 06

Semakin tinggi kadar mangan semakin turun temperature ubah gama-alpha sehingga baja dengan

kadar mangan 12 pada temperarur kamar (20ordmC) masih berstruktur austenit Baja jenis ini sukar

dikerjakan tetapi tahan aus

Kadar mangan yang kecil sudah dapat menurunkan kecepatan pendinginan kritis Oleh sebab itu baja

dengan kadar mangan 10 sampai 12 sedah dapat dikeraskan dengan pendinginan quenching

olie ( Baja keras oli )

4 Chrome

Chrome (Cr) berperan dalam pembentukan carbide Senyawa carbide ini sangat keras dan dengan

sendirinya kekerasan baja akan naik Adanya senyawa chrome ini menyebabkan besi juga tahan aus

Chrome juga menyebabkan baja memiliki struktur butiran yang lebih halus dan chrome juga

menyebabkan turunnya kecepatan pendinginan kritis yang sangat besar

Kadar chrome ddalam besi mulai dari 15 dan dikeraskan dalam oli sampai intinya dengan baik

Baja dengan kadar chrome diatas 13 dan kadar karbon kurang dari 06 bersifat anti karat atau

disebut juga baja stainless steel

5 Nickel

Nickel (Ni) menurunkan temperature ubah gamma-alpha dengan cepat Baja dengan kadar nickel

yang tinggi berstruktur austenit Baja ini anti karat tahan panas ketahanan impact dan vatic tinggi

tapi tidak dapat dikeraskan

Baja ndashNickel dapat dikeraskan dalam oli dan air

6 Molybdenum

Molybdenum (Mo) sangat berperan dalam pembentukan carbide Molybdenum meningkatkan

kekuatandan batas mulur baja terutama terhadap pembebanan yang continue dan juga menaikkan

temperature tempering

Baja paduan molybdenum tidak cenderung membentuk struktur butiran yang kasar sehingga

lumayan tahan terhadap panas

7 Wolfram

Baja dengan kadar wolfram 18 dan carbon 07 sudah bersifat Eutectoid-atas meskipun sebagian

carbon dipakai untuk pembentukan wolfram carbide Kandungan wolfram tinggi akan menaikkan

kekerasan baja dan dengan sendirinya menaikkan kemampuan potong dan tahan aus

Kecepat6an pendinginan kritis tidak diturunkan secara mencolok oleh wolfram jadi baja ini termasuk

baja keras air

Wolfram memperhalus struktur butiran yang akan menaikkan temperature tempering

Wolfram dipakai pada HSS dan Hot Work Steel

8 Vanadium

Pengaruh Vanadium (V) sama seperti Wolfram tetapi Vanadium memiliki pengaruh yang lebih besar

dalam pembentukan carbide oleh sebab itu dibutuhkan kadar carbon yang tinggi

Vanadium membuat baja menjadi tahan panas menaikkan kemampuan potong dan tahan terhadap

gesekan

9 Cobalt

Sebagai elemen paduan Cobalt hanya digunakan jika bersenyawaan dengan elemen lain karena

cobalt tidak memiliki pengaruh yang besar terhadap struktur baja

Cobalt sangat mempengaruhi sifat magnetic dari baja dan berperan pada pembentukan struktur

butiran kasar

Contoh Baja Paduan

bull Fe + Ni

Fe + 2 Ni untuk baja keeling

Fe + 25 Ni tak bekarat dan tak magnetic

Fe + 36 Ni baja invar sifat muai yang sangat kecil

bull Fe + Cr

Kuat Keras dan Tahan Karat

Fe + Cr gt 12 dinamakan Stainless Steel ( Baja Tahan Karat )

Prosentase yang banyak digunakan adalah

Fe + 01 sampai 04 C + 12 sampai 14 Cr

Fe + 09 sampai 10 C + 17 sampai 19 Cr

Sifat tahan karat ini disebabkan karena terjadinya lapisan chromoksida (Cr2O3) pada permukaan

baja yang menghalangi terjadinya karat Bila prosentase C terlalu besar maka sifat tahan karat

akan menurun karena sebagian Cr akan diikat menjadi CrC Prosentase ideal adalah C lt 01

bull FE + Cr + Ni

Baja tahan asam (acid)

Contoh baja 188 (18 Cr + 8 Ni) atau disebut juga baja Crupp

bull HSS (High Speed Steel)

Biasa digunakan sebagai alat potong karena memiliki sifat Red Hardness yaitu tetap memiliki

kekerasan yang tinggi walaupun temperaturnya mencapai 600 ordmC

Contoh

Fe + 07 ndash 08 C

38 ndash 44 Cr

175 ndash 19 W

10 ndash 14 V

Fe + 085 ndash 095 C

38 ndash 44 Cr

85 ndash 100 V

20 ndash 26 V

Baja dan Aplikasinya

Agar lebih mudah dicerna kita mulai dengan pengenalan baja dalam hal aplikasinya Semua orang

pasti sudah bersentuhan dengan baja baik disadari maupun tidak baja bisa diaplikasikan menjadi

banyak hal Semuanya itu didukung oleh sifat baja yang sendiri yang mempunyai kelebihan

dibanding material lainnya diantaranya

Tangguh dan ulet (tidak mudah rusakpecah namun mudah untuk dibentuk)

Mudah dibentuk menjadi berbagai macam aplikasi

Sifat mekanisnya mudah dirubah dengan perlakuan panas ataupun penambahan unsur

pemadu

Murah dan mudah didapat

Dapat didaur ulang

Contoh aplikasi yang terbuat dari baja

Peralatan di Dapur

Silizium berguna untuk menaikkan kekuatan batas mulur atau batas plastis Akibat dari silizium ini

baja menjadi berbutir kasar dan berserat dan cocok untuk pegas ( Spring Steel )

Silizium menurunkan kecepatan pendinginan kritis Baja paduan silizium dapat dikeraskan sampai

intinya dengan lebih baik

3 Mangan

Mangan (Mn) juga terdapat dalam setiap baja tapi kandungannya kecil namun baru dapat dikatakan

elemen paduan jika kadarnya lebih dari 06

Semakin tinggi kadar mangan semakin turun temperature ubah gama-alpha sehingga baja dengan

kadar mangan 12 pada temperarur kamar (20ordmC) masih berstruktur austenit Baja jenis ini sukar

dikerjakan tetapi tahan aus

Kadar mangan yang kecil sudah dapat menurunkan kecepatan pendinginan kritis Oleh sebab itu baja

dengan kadar mangan 10 sampai 12 sedah dapat dikeraskan dengan pendinginan quenching

olie ( Baja keras oli )

4 Chrome

Chrome (Cr) berperan dalam pembentukan carbide Senyawa carbide ini sangat keras dan dengan

sendirinya kekerasan baja akan naik Adanya senyawa chrome ini menyebabkan besi juga tahan aus

Chrome juga menyebabkan baja memiliki struktur butiran yang lebih halus dan chrome juga

menyebabkan turunnya kecepatan pendinginan kritis yang sangat besar

Kadar chrome ddalam besi mulai dari 15 dan dikeraskan dalam oli sampai intinya dengan baik

Baja dengan kadar chrome diatas 13 dan kadar karbon kurang dari 06 bersifat anti karat atau

disebut juga baja stainless steel

5 Nickel

Nickel (Ni) menurunkan temperature ubah gamma-alpha dengan cepat Baja dengan kadar nickel

yang tinggi berstruktur austenit Baja ini anti karat tahan panas ketahanan impact dan vatic tinggi

tapi tidak dapat dikeraskan

Baja ndashNickel dapat dikeraskan dalam oli dan air

6 Molybdenum

Molybdenum (Mo) sangat berperan dalam pembentukan carbide Molybdenum meningkatkan

kekuatandan batas mulur baja terutama terhadap pembebanan yang continue dan juga menaikkan

temperature tempering

Baja paduan molybdenum tidak cenderung membentuk struktur butiran yang kasar sehingga

lumayan tahan terhadap panas

7 Wolfram

Baja dengan kadar wolfram 18 dan carbon 07 sudah bersifat Eutectoid-atas meskipun sebagian

carbon dipakai untuk pembentukan wolfram carbide Kandungan wolfram tinggi akan menaikkan

kekerasan baja dan dengan sendirinya menaikkan kemampuan potong dan tahan aus

Kecepat6an pendinginan kritis tidak diturunkan secara mencolok oleh wolfram jadi baja ini termasuk

baja keras air

Wolfram memperhalus struktur butiran yang akan menaikkan temperature tempering

Wolfram dipakai pada HSS dan Hot Work Steel

8 Vanadium

Pengaruh Vanadium (V) sama seperti Wolfram tetapi Vanadium memiliki pengaruh yang lebih besar

dalam pembentukan carbide oleh sebab itu dibutuhkan kadar carbon yang tinggi

Vanadium membuat baja menjadi tahan panas menaikkan kemampuan potong dan tahan terhadap

gesekan

9 Cobalt

Sebagai elemen paduan Cobalt hanya digunakan jika bersenyawaan dengan elemen lain karena

cobalt tidak memiliki pengaruh yang besar terhadap struktur baja

Cobalt sangat mempengaruhi sifat magnetic dari baja dan berperan pada pembentukan struktur

butiran kasar

Contoh Baja Paduan

bull Fe + Ni

Fe + 2 Ni untuk baja keeling

Fe + 25 Ni tak bekarat dan tak magnetic

Fe + 36 Ni baja invar sifat muai yang sangat kecil

bull Fe + Cr

Kuat Keras dan Tahan Karat

Fe + Cr gt 12 dinamakan Stainless Steel ( Baja Tahan Karat )

Prosentase yang banyak digunakan adalah

Fe + 01 sampai 04 C + 12 sampai 14 Cr

Fe + 09 sampai 10 C + 17 sampai 19 Cr

Sifat tahan karat ini disebabkan karena terjadinya lapisan chromoksida (Cr2O3) pada permukaan

baja yang menghalangi terjadinya karat Bila prosentase C terlalu besar maka sifat tahan karat

akan menurun karena sebagian Cr akan diikat menjadi CrC Prosentase ideal adalah C lt 01

bull FE + Cr + Ni

Baja tahan asam (acid)

Contoh baja 188 (18 Cr + 8 Ni) atau disebut juga baja Crupp

bull HSS (High Speed Steel)

Biasa digunakan sebagai alat potong karena memiliki sifat Red Hardness yaitu tetap memiliki

kekerasan yang tinggi walaupun temperaturnya mencapai 600 ordmC

Contoh

Fe + 07 ndash 08 C

38 ndash 44 Cr

175 ndash 19 W

10 ndash 14 V

Fe + 085 ndash 095 C

38 ndash 44 Cr

85 ndash 100 V

20 ndash 26 V

Baja dan Aplikasinya

Agar lebih mudah dicerna kita mulai dengan pengenalan baja dalam hal aplikasinya Semua orang

pasti sudah bersentuhan dengan baja baik disadari maupun tidak baja bisa diaplikasikan menjadi

banyak hal Semuanya itu didukung oleh sifat baja yang sendiri yang mempunyai kelebihan

dibanding material lainnya diantaranya

Tangguh dan ulet (tidak mudah rusakpecah namun mudah untuk dibentuk)

Mudah dibentuk menjadi berbagai macam aplikasi

Sifat mekanisnya mudah dirubah dengan perlakuan panas ataupun penambahan unsur

pemadu

Murah dan mudah didapat

Dapat didaur ulang

Contoh aplikasi yang terbuat dari baja

Peralatan di Dapur

7 Wolfram

Baja dengan kadar wolfram 18 dan carbon 07 sudah bersifat Eutectoid-atas meskipun sebagian

carbon dipakai untuk pembentukan wolfram carbide Kandungan wolfram tinggi akan menaikkan

kekerasan baja dan dengan sendirinya menaikkan kemampuan potong dan tahan aus

Kecepat6an pendinginan kritis tidak diturunkan secara mencolok oleh wolfram jadi baja ini termasuk

baja keras air

Wolfram memperhalus struktur butiran yang akan menaikkan temperature tempering

Wolfram dipakai pada HSS dan Hot Work Steel

8 Vanadium

Pengaruh Vanadium (V) sama seperti Wolfram tetapi Vanadium memiliki pengaruh yang lebih besar

dalam pembentukan carbide oleh sebab itu dibutuhkan kadar carbon yang tinggi

Vanadium membuat baja menjadi tahan panas menaikkan kemampuan potong dan tahan terhadap

gesekan

9 Cobalt

Sebagai elemen paduan Cobalt hanya digunakan jika bersenyawaan dengan elemen lain karena

cobalt tidak memiliki pengaruh yang besar terhadap struktur baja

Cobalt sangat mempengaruhi sifat magnetic dari baja dan berperan pada pembentukan struktur

butiran kasar

Contoh Baja Paduan

bull Fe + Ni

Fe + 2 Ni untuk baja keeling

Fe + 25 Ni tak bekarat dan tak magnetic

Fe + 36 Ni baja invar sifat muai yang sangat kecil

bull Fe + Cr

Kuat Keras dan Tahan Karat

Fe + Cr gt 12 dinamakan Stainless Steel ( Baja Tahan Karat )

Prosentase yang banyak digunakan adalah

Fe + 01 sampai 04 C + 12 sampai 14 Cr

Fe + 09 sampai 10 C + 17 sampai 19 Cr

Sifat tahan karat ini disebabkan karena terjadinya lapisan chromoksida (Cr2O3) pada permukaan

baja yang menghalangi terjadinya karat Bila prosentase C terlalu besar maka sifat tahan karat

akan menurun karena sebagian Cr akan diikat menjadi CrC Prosentase ideal adalah C lt 01

bull FE + Cr + Ni

Baja tahan asam (acid)

Contoh baja 188 (18 Cr + 8 Ni) atau disebut juga baja Crupp

bull HSS (High Speed Steel)

Biasa digunakan sebagai alat potong karena memiliki sifat Red Hardness yaitu tetap memiliki

kekerasan yang tinggi walaupun temperaturnya mencapai 600 ordmC

Contoh

Fe + 07 ndash 08 C

38 ndash 44 Cr

175 ndash 19 W

10 ndash 14 V

Fe + 085 ndash 095 C

38 ndash 44 Cr

85 ndash 100 V

20 ndash 26 V

Baja dan Aplikasinya

Agar lebih mudah dicerna kita mulai dengan pengenalan baja dalam hal aplikasinya Semua orang

pasti sudah bersentuhan dengan baja baik disadari maupun tidak baja bisa diaplikasikan menjadi

banyak hal Semuanya itu didukung oleh sifat baja yang sendiri yang mempunyai kelebihan

dibanding material lainnya diantaranya

Tangguh dan ulet (tidak mudah rusakpecah namun mudah untuk dibentuk)

Mudah dibentuk menjadi berbagai macam aplikasi

Sifat mekanisnya mudah dirubah dengan perlakuan panas ataupun penambahan unsur

pemadu

Murah dan mudah didapat

Dapat didaur ulang

Contoh aplikasi yang terbuat dari baja

Peralatan di Dapur

Contoh baja 188 (18 Cr + 8 Ni) atau disebut juga baja Crupp

bull HSS (High Speed Steel)

Biasa digunakan sebagai alat potong karena memiliki sifat Red Hardness yaitu tetap memiliki

kekerasan yang tinggi walaupun temperaturnya mencapai 600 ordmC

Contoh

Fe + 07 ndash 08 C

38 ndash 44 Cr

175 ndash 19 W

10 ndash 14 V

Fe + 085 ndash 095 C

38 ndash 44 Cr

85 ndash 100 V

20 ndash 26 V

Baja dan Aplikasinya

Agar lebih mudah dicerna kita mulai dengan pengenalan baja dalam hal aplikasinya Semua orang

pasti sudah bersentuhan dengan baja baik disadari maupun tidak baja bisa diaplikasikan menjadi

banyak hal Semuanya itu didukung oleh sifat baja yang sendiri yang mempunyai kelebihan

dibanding material lainnya diantaranya

Tangguh dan ulet (tidak mudah rusakpecah namun mudah untuk dibentuk)

Mudah dibentuk menjadi berbagai macam aplikasi

Sifat mekanisnya mudah dirubah dengan perlakuan panas ataupun penambahan unsur

pemadu

Murah dan mudah didapat

Dapat didaur ulang

Contoh aplikasi yang terbuat dari baja

Peralatan di Dapur

Bangunan dan konstruksi

Alat Transportasi

Senjata

Infrastruktur Industri

Dan masih banyak lagi penggunaanya yang berhubungan dengan kehidupan kita sehari-hari Karena

banyaknya kaitan baja dengan kehidupan sehari-hari inilah maka konsumsi baja tiap kapita atau

suatu negara selalu dikaitkan dengan kemajuan pertumbuhan ekonomi negara tersebut Untuk

alasan itu juga industri baja dikategorikan sebagai industri strategis

PERLAKUAN PANAS PADA BESIBAJA

1 Stress Relieving

Besibaja akan mengalamami tegangan dalam akibat dari pemanasan atau pendinginan yang tidak

kontinue akibat dari tuang las maupun tempa atau karena pengepresan tekuk tekan maupun juga

karena proses potong Karena jika tegangan dalam ini tidak dihilangkan akan mengganggu proses

selanjutnya misalnya rentan terjadinya keretaan maupun penyusutan pada proses pemanasan

lanjutan

Prinsip dari pemanasan ini adalah memanaskan besibaja sampai temperatur di bawah titik ubah A1

(pada diagram FEC) kemudian didinginkan perlahan-lahan

Untuk pemanasan Stress Relieving pada baja idealnya 550 ordmC sampai 650 ordmC yang dipertahankan

selama 3 jam atau sesuai dengan tebal dari baja

Jika proses pendinginan terlalu cepat malahan akan timbul tegangan baru semuanya itu dapat

dicegah dengan cara pendinginan dalam dapur oven sampai suhu 400 ordmC dan jika dapuroven tidak

ada pelindung oksidasi ( dengan gas Nitrogen ) maka baja yang dipanaskan harus dibungkus dikubur

dengan tatal dari besi tuang supaya tidak terjadi oksidasi karena pertemuan dengan gas oksigen

2 Normalizing

Proses normalizing bertujuan untuk memperbaiki dan menghilangkan struktur butiran kasar dan

ketidak seragaman struktur dalam baja menjadi berstrukrur yang normal kembali yang otomatis

mengembalikan keuletan baja lagi

Struktur butiran kasar terbentuk karena waktu pemanasan dengan temperatur tinggi atau di daerah

austenit yang menyebabkan baja berstruktur butiran kasar Sedangkan penyebab dari ketidak

seragaman struktur karena

- Pengerjaan rol atau tempa

- Pengerjaan las atau potong las

- Temperatur pengerasan yang terlalu tinggi

- Menahan terlalu lama di daerah austenite

- Pengepresan penglubangan dengan punch penarikan

Pada proses normalizing ini baja di panaskan secara pelan-pelan sampai suhu 20 ordmC sampai 30 ordmC

diatas suhu pengerasan ditahan sebentar lalu didinginkan dengan perlahan dan kontinue

Proses normalizing ini dilakukan juga sebelum kita melakukan proses Soft anneling

Gambar 3 Grafik Proses Normalizing

3 Soft Anneling

Proses soft anneling bertujuan untuk melunakkan besi atau baja sehingga dapat dengan mudah

dilakukan proses permesinan dan dapat dengan mudah dilakukan pengerasan lagi dengan resiko

keretakan yang kecil

Proses soft anneling ini dapat dilakukan dengan 2 cara

- Benda kerja dipanaskan secara merata sampai temperatur titik ubah A1 ( diatas 721 ordmC ) ditahan

sebentar supaya suhu pada inti benda kerja sama dengan suhu pada permukaan benda kerja lalu

didinginkan di oven agar pendinginan dapat berlangsung secara teratur

- Benda kerja dipanaskan dibawah titik ubah atau hampir menyentuh titik ubah lalu ditahan dengan

waktu yang lama 2sampai 20 jam baru didinginkan secara teratur Tidak seperti cara pertama

pada cara kedua ini kecepatan pendinginan disini tidak mempunyai pengaruh apapun

4 Full Hardening

Untuk memenuhi tuntutan fungsi seperti harus keras tahan gesekan atau beban kerja yang berat

maka baja harus dikeraskan melalui proses pengerasan

Prinsip dari full hardening adalah memanaskan baja sampai titik temperatur austenit kemudian

didinginkan secara memdadak quenching dengan kecepatan pindinginan diatas kecepatan

pendinginan kritis agar terjadi pembentukan martensit dan diperoleh kekerasan yang tinggi

Besarnya Temperatur pemanasan austenit tergantung dari jenis baja dan biasanya tiap-tiap

produsen sudah mengeluarkan diagram suhunya masing-masing

Gambar 3 Grafik Proses Normalizing

3 Soft Anneling

Proses soft anneling bertujuan untuk melunakkan besi atau baja sehingga dapat dengan mudah

dilakukan proses permesinan dan dapat dengan mudah dilakukan pengerasan lagi dengan resiko

keretakan yang kecil

Proses soft anneling ini dapat dilakukan dengan 2 cara

- Benda kerja dipanaskan secara merata sampai temperatur titik ubah A1 ( diatas 721 ordmC ) ditahan

sebentar supaya suhu pada inti benda kerja sama dengan suhu pada permukaan benda kerja lalu

didinginkan di oven agar pendinginan dapat berlangsung secara teratur

- Benda kerja dipanaskan dibawah titik ubah atau hampir menyentuh titik ubah lalu ditahan dengan

waktu yang lama 2sampai 20 jam baru didinginkan secara teratur Tidak seperti cara pertama

pada cara kedua ini kecepatan pendinginan disini tidak mempunyai pengaruh apapun

4 Full Hardening

Untuk memenuhi tuntutan fungsi seperti harus keras tahan gesekan atau beban kerja yang berat

maka baja harus dikeraskan melalui proses pengerasan

Prinsip dari full hardening adalah memanaskan baja sampai titik temperatur austenit kemudian

didinginkan secara memdadak quenching dengan kecepatan pindinginan diatas kecepatan

pendinginan kritis agar terjadi pembentukan martensit dan diperoleh kekerasan yang tinggi

Besarnya Temperatur pemanasan austenit tergantung dari jenis baja dan biasanya tiap-tiap

produsen sudah mengeluarkan diagram suhunya masing-masing

Untuk mencapai suhu austenit plusmn 900 ordmC harus dilakukan pemanasan bertahap

Gambar 4 Grafik Temperatur pemanasan austenit

Misalnya untuk Special K (Bohler) Suhu hardening 950-980 ordmC untuk mencapai kekerasan 63-65 RC

Media quenching oli atau udara

Untuk mencapai suhu 950 ordmC harus dipanaskan bertahap yaitu

bull Suhu 450 ditahan selama 10 menit 10 mm tebal material

bull Lalu dipanaskan lagi ke 750 ordmC selama 10 menit 10 mm tebal material

bull Lalu dipanaskan kembali sampai suhu 950-980 ordmC

bull Di tahan sebentar lalu di keluarkan dan di celupkan kedalam oli quenching sambil digoyang

goyang supaya gelembung asap cepat terlepas dari permukaan baja sehingga pendinginannya

dapat merata

bull Jika bentuk dari material yang dikeraskan berpenampang komplex atau benda tersebut

berpenampang tipis temperatur pengerasan harus memakai atas bawah sedangkan juka material

besar dan tebal atau berbentuk sederhana memakai temperatur pengerasan batas atas

Media dari quenching ada bermacam-macam menurut jenis baja yang dikeraskan

a Air

Biasanya air ini diberi garam dapur sebanyak 10 atau bahan kimia lainnya seperti osmanil untuk

mencegah terjadinya gelembung asap yang berlebihan yang dapat mengakibatkan terjadinya flek

hitam pada permukaan material yang dikeraskan

Air sebagai media quenching harus bersuhu 10 -40 ordmC

b Oli

c Larutan garam

d Udara

e Di dalam dapur listrik

Gambar 5 Grafik Quenching Menurut Jenis Baja

Di bawah ini ada beberapa penyebab kegagalan proses Hardening

a Suhu pengerasan terlalu rendah sehingga suhu belum mencapai pada temperature austenit

sehingga kekerasan tidak tercapai seperti yang diharapkan

b Pemanasan terlalu cepat sehingga temperatur inti dari benda kerja belum sama dengan

temperatur kulit luar pada baja

c Tidak adanya proses pemanasan bertahap dan tidak adanya waktu penahanan pada proses

pemanasan sehingga pada waktu di quenching benda kerja akan mengalami retak

d Timbulnya nyala api yang mengakibatkan terlepasnya karbon pada permukaan benda kerja

sehingga permukaan benda kerja kurang keras

e Kesalahan pemilihan media quenching misalnya baja keras ilo di quenching dengan air

5 Tempering

Setelah proses hardening biasanya baja akan sangat keras dan bersifat rapuh untuk itu perlu proses

lanjutan yaitu proses tempering

Tempering ini bertujuan untuk

bull Mengurangi kekerasan

bull Mengurangi tegangan dalam

bull Memperbaiki susunan struktur Baja

Prinsip dari tempering adalah baja dikeraskan sampai temperature dibawah A1(diagram FeC)

ditahan selama 1 jam 25 mm tebal baja lalu didinginkan di udara dan pada suhu 300-400 ordmC dapat

di quenching dengan media oli atau dapat juga didinginkan di udara

Secara kimia selama tempering yang terjadi adalah atom C yang setelah proses hardening

terperangkap pada jaringan besi Alfa dan pada proses pemanasan tempering atom C mendapat

kesempatan untuk melakukan diffuse yaitu pemerataan kadar C tanpa adanya halangan dan kembali

menjadi Zementit

Proses ini berlangsung terus sehingga diperoleh struktur ferrite yang bercampur dengan zementit

dan diperoleh struktur yang ulet

6 Martempering

Pada proses ini baja dipanaskan hingga temperatur austenit kemudian didinginkan secara mendadak

di quenching pada bak yang berisi air garam yang panas yaitu pada temperatur Martensit ( 210-220

ordmC ) dan ditahan dalam bak sedemikian lama hingga permukaan maupun inti baja memiliki suhu

sama yaitu suhu martensit lalu diangkat dan didinginkan di udara baru setelah mencapai suhu

kamar baru dilakukan tempering

Perubahan bagian dari inti baja dari austenit menjadi martensit selalu disertai dengan perubahan

volume ditambah pula perbedaan suhu antara kulit dan inti dari baja yang di quenching ( kulit lebih

cepat menjadi martensit ) menyebabkan terjadinya tegangan maupun deformasi pada pemanasan

bertahap ini ( martempering ) kemungkinan diatas dapat diperkecil karena perubahan dari austenit

ke martensit berlangsung serentak

Kekerasan yang dihasilkan pada proses martempering ini sedikit lebih rendah dari pada proses

hardening dengan oli karena waktu tahan pada martempering berjalan lama sehingga strukturnya

sedikit terbentuk struktur bainit

Pengerasan dalam bak panas ini hanya cocok untuk jenis baja yang proses perubahannya lambat

Gambar 6 Grafik Eutectoid Temperature

7 Pengerasan Bainit

Prinsip dari pengerasan ini adalah dengan cara memanaskan baja sampai temperature austenit

kemudian di quenching dalam bak air garam yang panasnya diatas temperature martensit atau

tepatnya pada temperature bainit yaitu plusmn 200-400 ordmC dan ditahan dengan waktu yang cukup lama

sehingga austenit berubah menjadi bainit keseluruhannya

Setelah proses pengerasan bainit benda kerja tidak perlu di tempering lagi

Strukteu yang dihasilkan lebih ulet dibandingkan dengan pengerasan martempering dan biasanya

dipakai untuk elemen mesin yang mementingkan keuletan dan berdinding tipis

8 Carburising ( Pengerasan Permukaan dengan karbon )

Pengerasan permukaan biasanya dibutuhkan untuk asporos yang mengalami beban kerja berat

karena biasanya membutuhkan kekerasan di permukaan tetapi didalamnyainti bajanya masih tetap

ulet

Untuk mencapai kondisi diatas maka baja yang digunakan adalah jenis baja carbon rendah atau

kadar C max 02 sehingga jika dikeraskan bagian inti tidak menjadi keras dan permukaan yang

dikehendaki keras harus melalui proses diffuse dengan carbonpengkarbonan untuk menghasilkan

kekerasan yang diinginkan

Prinsip dari carburizing ini adalah men diffusi kan permukaan benda kerja dengan carbon sehingga

permukaan memiliki kadar karbon sebesar 09 pada suhu 850 ndash 950 ordmC kemudian baru didinginkan

Gambar 6 Grafik Eutectoid Temperature

7 Pengerasan Bainit

Prinsip dari pengerasan ini adalah dengan cara memanaskan baja sampai temperature austenit

kemudian di quenching dalam bak air garam yang panasnya diatas temperature martensit atau

tepatnya pada temperature bainit yaitu plusmn 200-400 ordmC dan ditahan dengan waktu yang cukup lama

sehingga austenit berubah menjadi bainit keseluruhannya

Setelah proses pengerasan bainit benda kerja tidak perlu di tempering lagi

Strukteu yang dihasilkan lebih ulet dibandingkan dengan pengerasan martempering dan biasanya

dipakai untuk elemen mesin yang mementingkan keuletan dan berdinding tipis

8 Carburising ( Pengerasan Permukaan dengan karbon )

Pengerasan permukaan biasanya dibutuhkan untuk asporos yang mengalami beban kerja berat

karena biasanya membutuhkan kekerasan di permukaan tetapi didalamnyainti bajanya masih tetap

ulet

Untuk mencapai kondisi diatas maka baja yang digunakan adalah jenis baja carbon rendah atau

kadar C max 02 sehingga jika dikeraskan bagian inti tidak menjadi keras dan permukaan yang

dikehendaki keras harus melalui proses diffuse dengan carbonpengkarbonan untuk menghasilkan

kekerasan yang diinginkan

Prinsip dari carburizing ini adalah men diffusi kan permukaan benda kerja dengan carbon sehingga

permukaan memiliki kadar karbon sebesar 09 pada suhu 850 ndash 950 ordmC kemudian baru didinginkan

Gambar 7 Grafik Carburising

Cara carburizing ini ada berbagai macam

1 Pack Carburizing ( Pengkarbonan dengan media padat )

Cara ini sudah dikenal sejak dahulu dan dianggap cara yang paling praktis Benda kerja

dimasukkan ke dalam kotak yang tahan panas dan didalamnya diberi arang bakar atau kokas

berdiameter plusmn 3 mm yang mengelilingi benda kerja dengan tebal lapisan minimal 3 Cm dan

ditambahkan barium karbonat atau sodium karbonat sebagai katalisator lalu ditutup rapat agar

carbon tidak keluar sia-sia Lalu dipanaskan sampai 900 ordmC dengan waktu tahan sesuai dengan

ketebalan kekerasan yang dikehendaki untuk 1 jam lama penahanan menghasilakan lapisan keras

setebal 01 mm Jika ketebalan lapisan keras sudah tercapai baru dikeluarkan dan dibiarkan dingin

di udara

Cara ini juga memiliki kelemahan

- Terdapat banyak debu arang

- Waktu pemanasan tergolong lama sampai ke inti benda kerja karena terlapisi oleh kotak dan

media carbon

- Kadang proses pengkarbonan berlangsung tidak merata terutama pada kotak yang besar

2 Cyaniding ( pengkarbonan dengan media cair )

Pada proses ini pembawa carbon berasal dari cairan garam yaitu Natrium cyanid (Na CN) yang

dimasukkan kedalam bak panas Karena pemindahan panas dari cairan ke benda kerja sangat

tinggi maka pemanasan berlangsung sangat cepat Pengkarbonan dalam bak garam ini

menghasilkan kedalaman sampai 05 mm

Rumusan suhu Pengkarbonan pada temperatur 850 ordmC menghasilkan ketebalan carbon 01 mm

untuk pencelupan selama 20 menit

Dasar Pengecoran Logam (Casting)

Gambar 8 Pengecoran

Proses Pengecoran (casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan

dalam tungku peleburan kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk

asli dari produk cor yang akan dibuat Pengecoran juga dapat diartikan sebagai suatu proses

manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bagian-bagian dengan

bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi Proses pengecoran sendiri dibedakan

menjadi dua macam yaitu traditional casting (tradisional) dan non-traditional (nontradisional)

Teknik tradisional terdiri atas

1 Sand-Mold Casting

2 Dry-Sand Casting

3 Shell-Mold Casting

4 Full-Mold Casting

5 Cement-Mold Casting

6 Vacuum-Mold Casting

Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas

1 High-Pressure Die Casting

2 Permanent-Mold Casting

3 Centrifugal Casting

4 Plaster-Mold Casting

5 Investment Casting

6 Solid-Ceramic Casting

Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran yaitu

1 Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak

2 Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan

3 Pengaruh material cetakan

4 Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan ada pengecoran dengan sekali pakai

(expendable mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent mold) Cetakan

pasir termasuk dalam expendable mold Oleh karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran

saja setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran Dalam pembuatan cetakan

jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika pasir zircon atau pasir hijau Sedangkan perekat

antar butir-butir pasir dapat digunakan bentonit resin furan atau air gelas Secara umum cetakan

harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut

Cavity (rongga cetakan) merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam

cetakan Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor Rongga cetakan

dibuat dengan menggunakan pola

Core (inti) fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran Inti dibuat terpisah dengan

cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan o Gating sistem (sistem saluran

masuk) merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun

Sprue (Saluran turun) merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal Saluran ini

juga dapat lebih dari satu tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan

Pouring basin merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk

mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue Kecepatan aliran

logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair

yang berasal dari tungku kerongga cetakan

Raiser (penambah) merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali

rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi

Logam-logam yang dapat digunakan untuk melakukan proses pengecoran yaitu Besi cor besi

cor putih besi cor kelabu besi cor maliable besi cor nodular baja cor dan lainlain Peleburan

logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh

langsung pada kualitas produk cor Pada proses peleburan mula-mula muatan yang terdiri dari

logam unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak

dimasukkan kedalam tungku

Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat ldquomembersihkanrdquo logam cair dengan menghilangkan

gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities) Fluks memiliki beberpa

kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan seperti pada paduan alumunium terdapat

cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair) Cleaning fluxes

drossing fluxes refining fluxes dan wall cleaning fluxes Tungku-tungku peleburan yang biasa

digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik tungku induksi tungku

krusibel dan tungku kupola

JENIS-JENIS TUNGKU PELEBURAN LOGAM

1 TUNGKU KRUSIBLE

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam Proses pemanasan dibantu

oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar

- Tungku ini bias dalam keadaan diam dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan

- Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

Gambar 9 Spesifikasi Tungku Krusibel

2 TUNGKU KUPOLA

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Tungku ini terdiri dari suatu saluranbejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata

tahan api

- Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam kokas dan fluks

logam unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak

dimasukkan kedalam tungku

Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat ldquomembersihkanrdquo logam cair dengan menghilangkan

gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities) Fluks memiliki beberpa

kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan seperti pada paduan alumunium terdapat

cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair) Cleaning fluxes

drossing fluxes refining fluxes dan wall cleaning fluxes Tungku-tungku peleburan yang biasa

digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik tungku induksi tungku

krusibel dan tungku kupola

JENIS-JENIS TUNGKU PELEBURAN LOGAM

1 TUNGKU KRUSIBLE

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Telah digunakan secara luas disepanjang sejarah peleburan logam Proses pemanasan dibantu

oleh pemakaian berbagai jenis bahan bakar

- Tungku ini bias dalam keadaan diam dimiringkan atau juga dapat dipindah-pindahkan

- Dapat diaplikasikan pada logam-logam ferro dan non-ferro

Gambar 9 Spesifikasi Tungku Krusibel

2 TUNGKU KUPOLA

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Tungku ini terdiri dari suatu saluranbejana baja vertical yang didalamnya terdapat susunan bata

tahan api

- Muatan terdiri dari susunan atau lapisan logam kokas dan fluks

- Kupola dapat beroperasi secara kontinu menghasilkan logam cair dalam jumlah besar dan laju

peleburan tinggi

- Biasanya digunakan untuk melebur Besi Cor (Cast Iron)

Muatan Kupola

1 Besi kasar (20 - 30 )

2 Skrap baja (30 - 40 )

Kadar karbon dan silikon yang rendah adalah menguntungkan untuk mendapat coran dengan

prosentase Carbon dan Si yang terbatas Untuk besi cor kekuatan tinggi ditambahkan dalam

jumlah yang banyak

3 Skrap balik

Skrap balik adalah coran yang cacat bekas penambah saluran turun saluran masuk atau skrap

balik yang dibeli dari pabrik pengecoran

4 Paduan besi

Paduan besi seperti Fe-Si Fe-Mn ditambahkan untuk mengatur komposisi Prosentase karbon

berkurang karena oksidasi logam cair dalam cerobong dan pengarbonan yang disebabkan oleh

reaksi antar logam cair dengan kokas Prosentase karbon terutama diatur oleh perbandingan besi

kasar dan skrap baja Tambahan harus dimasukkan dalam perhitungan untuk mengimbangi

kehilangan pada saat peleburan Penambahan dimasukkan 10 sampai 20 untuk Si dan 15

sampai 30 untuk Mn Prosentase steel bertambah karena pengambilan steel dari kokas

Peningkatan kadar belerang (steel) yang diperbolehkan biasanya 01

Gambar 10 Tungku Kupola

3 TUNGKU INDUKSI

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Khususnya digunakan pada industri pengecoran keci

- Mampu mengatur komposisi kimia pada skala peleburan kecil

- Terdapat dua jenis tungku yaitu Coreless (frekuensi tinggi) dan core atau channel (frekuensi

rendah sekitar 60 Hz)

- Biasanya digunakan pada industri pengecoran logam-logam non-ferro dan logam ferro

- Secara khusus dapat digunakan untuk keperluan superheating (memanaskan logam cair diatas

temperatur cair normal untuk memperbaiki mampu alir) penahanan temperatur (menjaga

logam cair pada temperatur konstan untuk jangka waktu lama sehingga sangat cocok untuk

aplikasi proses die-casting) dan duplexingtungku parallel (menggunakan dua tungku seperti

pada operasi pencairan logam dalam satu tungku dan memindahkannya ke tungku lain)

Gambar 11 Tungku Induksi

4 TUNGKU BUSUR LISTRIK

Rincian Spesifikasi dan Kegunaan

- Laju peleburan tinggi

- Laju produksi tinggi

- Polusi lebih rendah dibandingkan tungku-tungku lain

- memiliki kemampuan menahan logam cair pada temperatur tertentu untuk jangka waktu lama

untuk tujuan pemaduan

- Digunakan untuk melebur Ferro (Baja) dan sejenisnya

Gambar 12 Tungku Busur Listrik

MACAM-MACAM BAHAN LOGAM

Macam-macam bahan logam (materials metals) Bahan-bahan Logam yang digunakan secara umum

1Besi (Iron)

Besi kasar yang diperoleh melalui pencairan didalam dapur tinggi dituangkan kedalam cetakan yang

berbentuk setengah bulan dan diperdagangkan secara luas untuk dicor ulang pada cetakan pasir

yang disebut sebagai ldquoCast Ironrdquo (besi tuang) sebagai bahan baku produk dimana besi tuang akan

diproses menjadi baja pada dapur-dapur baja yang akan menghasilkan

berbagai jenis baja

2Tembaga (Copper)

Tembaga murni digunakan secara luas pada industry perlistrikan dimana salah satu sifat yang baik

dari Tembaga (Copper) ialah merupakan logam conductor yang baik (Conductor Electricity) kendati

tegangannya rendahPada jenis tertentu tembaga dipadukan dengan seng sehingga tegangannya

menjadi kuat paduan Tembaga Seng ini yang dikenal dengan nama Kuningan (Brass) atau dicampur

Timah (Tin) untuk menjadi BronzeBrass diextrusi kedalam berbagai bentuk komponen peralatan

listrik atau peralatan lain yang memerlukan ketahanan korosi Produk Brass yang berbentuk

lembaran (sheet) sangat liatdibentuk melalui pressing dan deep-drawingBronze yang diproduksi

dalam bentuk lembaran memiliki tegangan yang cukup baik dan sering ditambahkan unsure

Phosporus yang dikenal dengan Phosphor-BronzeBahan ini sering digunakan sebagai bantalan dan

dibuat dalam bentuk tuangan dimana bahan ini memiliki tegangan dan ketahanan korosi yang baik

3Timah hitam atau Timbal (Lead)

Timah hitam atau Timbal (Lead) memiliki ketahanan terhadap serangan bahan kimia terutama

larutan asam sehingga cocok digunakan pada Industri KimiaBahan Timah Hitam (Plumber) juga

sering digunakan sebagai bahan flashing serta bahan paduan solder Juga digunakan sebagai lapisan

bantalan paduan dengan penambahan free-cutting steel akan menambah sifat mampu mesin

(Machinability)

4Seng (Zinc)

Seng (Zinc) dipadukan dengan tembaga akan menghasilkan kuningan (Brass)Dengan menambah

berbagai unsur bahan ini sering digunakan sebagai cetakan dalam pengecoran komponen

AutomotiveSeng (Zinc) digunakan pula untuk tuangan sell battery serta bahan galvanis untuk

lapisan anti karat pada baja

5Aluminium (Aluminium)

Paduan Alumunium (Aluminium Alloy) digunakan sebagai peralatan aircraft automobiles serta

peralatan teknik secara luas karena sifatnya yang kuat dan ringanAluminium juga digunakan secara

luas sebagai bahan struktur peralatan dapur serta berbagai pembungkus yang tahan panas

6Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium)

Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium) digunakan secara luas sebagai paduan dengan baja

untuk memperoleh sifat khusus juga digunakan sebagai lapisan pada berbagai logam

7Titanium (Ti)

Titanium (Ti) logam dengan warna putih kelabu dengan kekuatan setara baja dan stabil hingga

temperature 400 C memiliki berat jenis 45 kgdm3Titanium digunakan sebagai pemurni baja atau

digunakan sebagai unsur paduan pada Aluminium

KOMODITI BESI DAN BAJA DALAM BTBMI 2007

Besi dan Baja umumnya berada pada kelompok Bagian XV Logam Tidak Mulia Bab 72 Besi dan Baja

Struktur klasifikasi komoditi Besi dan Baja disajikan pada gambar berikut ini

Gambar 13 Struktur HS Besi dan Baja pada Pos 7204 (Sisa dan skrap fero ingot hasil peleburan

kembali skrap besi atau baja)

POS 7204Sisa dan skrap fero ingot hasil peleburan

kembali skrap besi atau baja

7204100000-Sisa dan skrap dari

besi tuang

7204500000-Ingot hasil

peleburan kembaliskrap

7204400000-Sisa dan skrap

lainnya

7204300000-Sisa dan skrap dari

besi atau bajadilapis timah

7204200000-Sisa dan skrap dari

baja paduan

7204290000--Lain-lain

7204210000--Dari baja stainless

7204490000--Lain-lain

7204410000--Bentuk gram

serutan kepingansisa gilingan serbuk

gergaji kikiranpotongan dan

hancuran dalambundel maupun tidak

Contoh barangSisa dan skrap dari besi tuang

Contoh barangTinplate skrap

Contoh barangSisa dan skrap dari Baja paduan nikel

dan moly

Contoh barangSisa dan Skrap dari Baja stainless

Contoh barang Iron ingot

6Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium)

Nickel dan Chromium (Nickel and Chromium) digunakan secara luas sebagai paduan dengan baja

untuk memperoleh sifat khusus juga digunakan sebagai lapisan pada berbagai logam

7Titanium (Ti)

Titanium (Ti) logam dengan warna putih kelabu dengan kekuatan setara baja dan stabil hingga

temperature 400 C memiliki berat jenis 45 kgdm3Titanium digunakan sebagai pemurni baja atau

digunakan sebagai unsur paduan pada Aluminium

KOMODITI BESI DAN BAJA DALAM BTBMI 2007

Besi dan Baja umumnya berada pada kelompok Bagian XV Logam Tidak Mulia Bab 72 Besi dan Baja

Struktur klasifikasi komoditi Besi dan Baja disajikan pada gambar berikut ini

Gambar 13 Struktur HS Besi dan Baja pada Pos 7204 (Sisa dan skrap fero ingot hasil peleburan

kembali skrap besi atau baja)

POS 7204Sisa dan skrap fero ingot hasil peleburan

kembali skrap besi atau baja

7204100000-Sisa dan skrap dari

besi tuang

7204500000-Ingot hasil

peleburan kembaliskrap

7204400000-Sisa dan skrap

lainnya

7204300000-Sisa dan skrap dari

besi atau bajadilapis timah

7204200000-Sisa dan skrap dari

baja paduan

7204290000--Lain-lain

7204210000--Dari baja stainless

7204490000--Lain-lain

7204410000--Bentuk gram

serutan kepingansisa gilingan serbuk

gergaji kikiranpotongan dan

hancuran dalambundel maupun tidak

Contoh barangSisa dan skrap dari besi tuang

Contoh barangTinplate skrap

Contoh barangSisa dan skrap dari Baja paduan nikel

dan moly

Contoh barangSisa dan Skrap dari Baja stainless

Contoh barang Iron ingot