-
DIAGRAM FASA BESI-KARBON (Fe-C)
PADUAN Fe-C BAJAFERIT (BESI ALPHA) MRPKAN MODIFIKASI BESI MURNI
PD SUHU RUANG, LUNAK, ULET DAN KARENA BESI FERIT MEMP. STRUKTUR KPR
DIMANA RUANG ANTAR ATOMNYA KECIL, SHG SEDIKIT SEKALI DPT MENAMPUNG
ATOM C (DAYA LARUTNYA: 1 DALAM 1000 ATOM BESI)AUSTENIT (BESI GAMMA)
MODIFIKASI BESI DGN STRUKTUR KPS, BESI INI STABIL PD.SUHU 912OC DAN
1394OC. (PD SUHU INI LUNAK DAN ULET). RUANG ANTAR ATOMNYA LBH BESAR
(~ 9% C), DAYA LARUT C LBH BESAR MAX. 2,11%
-
BESI DELTA () DIATAS SUHU 1394OC BESI AUSTENIT TDK LAGI STABIL,
KRN STRUKTURNYA BERUBAH MENJADI KPR, DAYA LARUT ATOM C LBH
BESARDIBANDINGKAN DLM BESI FERITBESI KARBIDA (SEMENTIT) ATOM C
MEMPUNYAI DAYA LARUT YG LEBIH MEMBENTUK FASA KEDUA YG DISEBUT
SEBAGAI BESI KARBIDA (Fe3C), ATOM C NYA ~ 6,7%. (SPT DIAGRAM
SBB)
-
DIAGRAM FASA BESI-BESI KARBIDA (Fe-Fe3C)
+ Fe3C
-
BESI FERIT ALPHA DAN KARBIDA BERCAMPUR DGN BAIK, SPT LAMEL. DAN
MIKRO STRUKTUR YG DIHASILKAN BERBENTUK PERLIT (Lht gbr)
-
BAGIAN YG TERPENTING ADALAH PD DAERAH 0-1% C SUHU 700-900OC,
KARENA PD BGN INI MIKROSTRUKTURNYA DPT DIATUR SESUAI DGN
KEINGINAN
REAKSI EUTEKTOID (SPT EUTEKTIK)
EUTEKTIK : L2 S1 + S3
EUTEKTOID : S2 S2 + S3
Pendinginan
Pendinginan
Pemanasan
Pemanasan
-
Sistem Eutektoid : Perubahan fase eutektoid terjadi jika fase
tunggal
padat berubah secara langsung menjadi dua fasepadat, seperti
reaksi sbb:
S1 S2 + S3 (reversible)
-
REAKSI EUTEKTOID PD PADUAN Fe-C :
727OC (0.77% C) (0.02%C) + Fe3C(6.7%C)
DEKOMPOSISI AUSTENIT:SELAMA PENDINGINAN TERJADI DEKOMPOSISI
AUSTENIT SPT REAKSI SBB:
(0.77% C) + C (karbida 12%)
-
PERGESERAN EUTEKTOID
ADANYA PENAMBAHAN ELEMEN Ni, Mn, Cr, Si DA Mo AKAN MENURUNKAN
KADAR C KOMPOSISI EUTEKTOID (gbr.b)
-
PERGESERAN EUTEKTOID DGN PENAMBAHAN SEKITAR 2% Mn
-
BAJA KARBON & BAJA PADUAN
Bila baja hanya mengandung Besi danKarbon Baja Karbon (C =
0,008-2%)
Baja Paduan baja Alloy (rendah, sedang dan tinggi)
Baja Paduan rendah, bila kandunganelemen spt. Ni, Cr, Mo, Mn
atau Sisebesar 5%
Baja Paduan Tinggi Stainless Steel
-
Baja Tuang atau Baja tempa Ingot ataubalokan tuang
Baja tempa msh dlm keadaan panas danplastik bs dibentuk menjadi
Hot roll steel (HRS) lembaran plat, selanjutnyadikenakan pengerjaan
dingin (Cold work steel = CWS) baja yg lebih keras.
-
BAJA TAHAN KARAT
BIASA KADAR Cr min 10,5% (12 17%)
PADUAN YG LAINNYA SESUAI DENGAN STANDAR ASTM DAN SAE, BIASANYA
DITANDAI DGN AWALAN S
MISALKAN MENURUT STANDAR AISI (S3000 ATAU AISI 300 BAJA
Ni-Cr)
-
Baja Tahan Karat Martensitik
C : 0,1 - 0,7% ; Cr : 12 17%Keras, kuat, kurang ulet ;
magnetikDapat dikeraskan dengan heat treatment,
tahan panasKurang tahan korosi d/p baja tahan karat
yang lain
-
Baja Tahan Karat Feritik
Cr > 16 18%Tidak dapat dikeraskan dengan heat
treatmentKetahanan korosi : martensitik < feritik <
austenitikTahan retak korosi tegangan (SCC) ;
magnetik
-
Baja Tahan Karat Austenitik
18% Cr dan 8% Ni stainless steel 18 8= baja tahan karat seri 300
(Ni tinggi) dan seri
200 (Ni+Mn) Tidak dapat dikeraskan dengan heat treatment Tahan
korosi atmosferik sampai lingkungan
industri kimia Pemakaian : konstruksi arsitektural, perabot
dapur, alat makan, turbin, reaktor, alat alatproses yang
lain
Yang paling umum : tipe 304, 304L, 316, 316L Non magnetik
-
CAST IRONBESI COR INI MERUPAKAN PADUAN AUTEKTIK DARI BESI DAN
CARBON, SUHU CAIR RELATIF RENDAH (1200OC), SEHINGGA PEMAKAIAN BAHAN
BAKAR HEMAT.
MATS INI BIASANYA MENGANDUNG C (2-4%) dan ADANYA Si (1-3%) DPT
MENINGKATKAN KEKUATAN DAN DPT MENURUNKAN SUHU CAIR YG LEBIH RENDAH,
TETAPI Si INI DPT MENYEBABKAN DEKOMPOSISI KARBIDA MENJADI BESI DAN
GRAFIT, SPT REAKSI SBB:
Fe3C 3Fe + C(Grafit)
-
BESI COR KELABU
C : 2,5 4 % ; Si : 1,0 3,0%
Grafit berbentuk serpihan(flakes) permukaanpatahan; kelabu
Lemah & rapuh, karenaujung serpihan grafit = konsentrasi
tegangan
Efektif meredam energivibrasi; tahan aus
High fluidity pada T casting ; low casting shrinkage
-
BESI COR DIBUAT ALLOY DGN PENAMBAHAN Ni, Cr ATAUPUN Mo UTK
MEMPERBAIKI KETAHANAN THD KOROSI DAN PANAS SELAIN MENINGKATKAN
KEKUATAN
BESI COR PUTIH
Si < 1% b; lajupendinginan cepatkarbon = Fe3C (sangatkeras
& rapuh tidakmampu mesin) permukaan patahan : putih
Permukaan keras & tahan aus roller dalamrolling mills
-
BESI COR NODULAR (DUCTILE CAST IRON)
BESI COR NODULAR MUDAH MEMBENTUK GRAFIT, BILA DITAMBAHKAN LOGAM
MAGNESIUM ATAU CERIUM (Ce), AKAN MEMBENTUK GRAFIT YG BULAT ATAU
SPEROID (NODUL) DAN AKAN MERUBAH KEULETAN BESI JENIS INI. UNSUR2
LAIN YG DPT MEMBULATKAN IAITU Ca, Na, K, Li, Ba, DAN Zn. BESI COR
INI BANYAK DIGUNAKAN SGB BHN POROS ENGKOL.
BESI COR NODULAR MEMP. KEULETAN YG BAIK, KETAHANAN KOROSI,
KETAHANAN PANAS DAN MEMP. PERPANJANGAN 10-20%, OLEH SEBAB ITU BHN
INI SERING DIGUNAKAN SGB BHN POROS ENGKOL, ROLPENGGILING, BHN
CETAKAN DAN PIPA-PIPA.
-
BESI COR MAMPU TEMPA
BESI COR MAMPU TEMPA MEMP. KANDUNGAN 2,2-3% C DAN 0,8-1,3% Si,
GRAFIT YG TERBENTUK BERUPA GUMPALAN, KARENA TIDAK MEMILIKI
TEPI-TEPI SERPIHAN YG TAJAM, MAKA BHN INI MEMP. KEULETAN TERTENTU
DAN LEBIH MAMPU TEMPA DIBANDINGKAN DGN BESI COR KELABU.
-
Tipe Material
-
METAL
Besi, Cobalt, Nikel, Dll
Penghantar Listrik dan Konduktivitas tinggi
Tegangan Tinggi, Kekakuan (STIFFNESS), Kekenyalan (DUCTILITY),
Perubahan Plastik(Plastic deformation)
Bisa dalam bentuk murni (Cu) atau campuran(Alloy) spt Steinless
steel (SS)
Umumnya tidak tahan korosi
-
KLASIFIKASI STEEL
MENURUT SAE (Society of Automotive Engineers), spt SAE 1040
Digit ke 1 (1) menunjukkan jenis karbon steel, Digit ke 2 (0) tidak
ada modifikasi Alloy. Digit ke 3 & 4 (40) menunjukkan kandungan
karbon sebanyak 0,40%.
Untuk Alloy diberikan tanda 2XXX, 3XXX, dst
AISI (The American Iron and Steel Institute) danSAE bersama-sama
memberikan kode dengantambahan huruf2 tertentu, seperti :
-
A = Alloy, berbasis Perapian terbukaB = Karbon, Bessemer AsamC =
Karbon, berbasis baja Siemen MartinD = Karbon, Perapian terbuka
asamE = Perapian Listrik (Elektrik Furnace)
Contoh : AISI C1050 Jenis Karbon Steel, hasilproses Siemen
Martin dengan kand.karbon adalah0,50%.
Selain itu ada jenis logam yg memp. Sifatsukar dilas diberi
tanda huruf H, misalnya :
4340H
-
SAE - AISI Number Classification
1XXX Carbon steelsLow carbon steels: 0 to 0.25 % C
Medium carbon steels: 0.25 to 0.55 % CHigh carbon steels: Above
0.55 % Carbon
2XXX Nickel steels5 % Nickel increases the tensile strength
without reducing ductility.8 to 12 % Nickel increases the
resistance to low temperature impact
15 to 25 % Nickel (along with Al, Cu and Co) develop high
magnetic properties. (Alnicometals)
25 to 35 % Nickel create resistance to corrosion at elevated
temperatures.
3XXX Nickel-chromium steelsThese steels are tough and ductile
and exhibit high wear resistance , hardenability and high
resistance to corrosion.
4XXX Molybdenum steelsMolybdenum is a strong carbide former. It
has a strong effect on hardenability and high
temperature hardness. Molybdenum also increases the tensile
strength of low carbon steels.
5XXX Chromium steelsChromium is a ferrite strengthener in low
carbon steels. It increases the core toughness and
the wear resistnace of the case in carburized steels.
86XX87XX93XX94XX97XX98XX
Triple Alloy steels which include Nickel (Ni), Chromium (Cr),
and Molybdenum (Mo).These steels exhibit high strength and also
high strength to weight ratio, good corrosion
resistance.
-
STAINLESS STEEL
Logam tahan korosi, biasanya mengandunglebih 10,5% Cr, ini
disebabkan adanya lap. Oksida Kromium dipermukaan Logam.
Lapisan Oksida Kromium tsb. Dgnsendirinya terbentuk apabila ter
expose dengan lingkungan oksigen, lap. Tersebutakan hilang apabila
terjadi Abrasif.
-
KebaikanKebaikan logamlogam SS :SS :
Tahan terhadap serangan korosi Tahan terhadap suhu rendah
(toughness pd
Cryogenic proses) atau suhu tinggi (high strength) Mudah di
Pabrikasi Memp. Sifat Keindahan (Aesthetic appeal ) Hygienic
properties Umur pakai yg lama (Life cycle characteristics )
-
TIPE-TIPE LOGAM SS
Logam spt: chromium, nickel, molybdenum, titanium, niobium dan
logam lain nya seringsebagai bhn. tambahan untuk menhasilkanlogam
SS dgn grade tertentu.
Pada umumnya logam SS di katagorikan
sbg:AustenitFerriticMartensitic dan Duplex
-
Kategori tsb. Berdasarkan microstrukturkristal, Grade Austenitic
and ferritic memp. 95% sbg stainless steel.
Austenitic Stainless Steels: Dengan penambahan sejumlah logam
Nikel, akan membentuk struktur kristal "austenite".SS jenis ini
memp. Komposisi 18% Cr & 8% Ni (SS 304)
-
Tahan thd. Korosi dilingkungan industridan air laut serta asam
organik.
Mudah dalam pengelasan (weldability) Mudah dibentuk, fabrikasi
dan ulet. Kebersihan terjaga dan hygiene
characteristics Tahan terhadap suhu rendah dan high
toughness pada semua temperatur. Tidak bersifat Magnit Sepuh
keras (hardenable) dgn
pengerjaaan dingin dan tidak dapatdilakukan dengan adanya
pemanasan.
Sifat umum logam SS jenis Austenitic Steels:
-
PENGGUNAAN :
Computer floppy disk shutters (304) Computer keyboard key
springs (301) Kitchen sinks (304D) Food processing equipment
Architectural applications Chemical plant and equipment
-
Komposisi Kimia Logam Austenitic
302 304 316Carbon 0.15% max.. 0.08% max 0.08% max
Chromium 17 - 19% 18 - 20% 16 - 18%
Manganese 2.0% max 2.0% max. 2.0% max.
Silicon 1.0% max. 1.0% max. 1.0% max.
Nickel 8 - 10% 8 10,5% 10 - 14%
Molybdenum ---- ---- 2 - 3%
-
SIFAT MEKANIK LOGAM AUSTENITIK:
302 304 316Tensile strength
(Ksi) 90 -185 84-185 84-185
Yield strength (Ksi) 40-140 42-140 42-140
Elongation in 2 inches
(Annealed)50 % 55 % 50 %
Modulus of elasticity (psi) 28 x 10 6 28 x 10 6 28 x 10 6
Hardness (Annealed) RB 75 - RB90 RB 75 - RB90
RB 75 -RB90
Hardness (Cold work) RC 25 - RC39 RC 25 - RC39
RC 25 -RC39
-
EFEK KARBON THD SIFAT FISIK LOGAM
Gbr. 1. Efek karbon thd. Kekerasan, kuat tarik dan kuat luluh
bhn.logam.
Gbr. 2. Efek karbon thd ketahananbenturan dan keuletan
bahan.
-
Gbr.3. Efek % kandungan karbon kpd kuat tarikuntuk berbagai %
kromium.
BESI FERIT ALPHA DAN KARBIDA BERCAMPUR DGN BAIK, SPT LAMEL. DAN
MIKRO STRUKTUR YG DIHASILKAN BERBENTUK PERLIT (Lht gbr)PERGESERAN
EUTEKTOIDBAJA KARBON & BAJA PADUANBAJA TAHAN KARATBaja Tahan
Karat MartensitikBaja Tahan Karat FeritikBaja Tahan Karat
AustenitikBESI COR KELABU STAINLESS STEEL TIPE-TIPE LOGAM SS EFEK
KARBON THD SIFAT FISIK LOGAM