1. Baja dan Paduannya 1.1 Proses Pembuatan Baja Pembuatan Baja diawali dengan membuat besi kasar (pig iron) di dapur tinggi (blast furnace) di Gbr.1.1 Besi oksida (umumnya, Hematite Fe2O3 atau Magnetite, Fe3O4) direduksi oleh karbon (kokas, coke) sehingga dihasilkan besi kasar. Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Besi kasar dipindah ke dapur pembuat baja dalam keadaan cair
Ingat: Gambar 1.1 Penampang dari dapur tinggi (blast furnace) baja adalah paduan besi dan karbon YudySurya Irawan
1
Material Teknik
Detail Dapur Tinggi Kokas/coke sebagai sumber panas Limestone/batu kapur sebagai agen pemurni yang menghilangkan unsur ketidakmurnian dari besi oksida /biji besi. Udara menyediakan oksigen untuk pembakaran kokas Produksi gas pengurang oksida : 1. C (kokas) + O2(air) CO2 2. CO2 + C (kelebihan kokas) 2CO Pengurangan oksida besi : 1. Fe2O3 (biji besi) + 3C (kokas) 2Fe + 3CO2 2. Beriringan selanjutnya Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Gambar 1.2 Penampang detail dapur tinggi (blast furnace) Fe yang dihasilkan adalah besi kasar (pig iron) dan masuk ke YudySurya Irawan
2
Material Teknik
Pembuatan Baja dengan dapur oksigen Baja memiliki kandungan karbon hingga 1.2% namun pada umumnya memiliki karbon kurang dari 0.5%. Baja dibuat dengan mereduksi karbon pada baja kasar dengan mengoksidasinya dalam dapur salah satunya adalah dapur oksigen di gambar berikut. Dalam dapur ini besi kasar dan besi bekas hingga 30% dioksidasi dengan oksigen, besi cair beraksi dengan oksigen menjadi FeO, kemudian beraksi dengan Karbon dari kokas sebagai berikut : FeO + C Fe + CO
Gambar 1.3 Dapur dengan oksigen untuk membuat baja YudySurya Irawan
3
Material Teknik
• Dalam dapur ini selama kurang lebih 22 menit karbon dapat tereduksi demikian dengan ketidakmurnian seperti sulfur, S dan pospor, P seperti ditunjukkan gambar berikut.
Gambar 1.4 Diagram yang menunjukkan kemajuan pemurnian baja.
YudySurya Irawan
4
Material Teknik
Gambar 1.5 Proses pembuatan baja bagian I Molten Steel
Molten Steel
Molten Steel
YudySurya Irawan
5
Material Teknik
Gambar 1.6 Proses pembuatan baja bagian II
Molten Steel
Molten Steel
Molten Steel
YudySurya Irawan
6
Material Teknik
Gambar 1.6 Pengerolan panas pada strip baja. Gambar ini menunjukkan mesin rol panas kasar pada bagian belakang sedangkan enam mesin roll pengerjaan akhir berada di depan. Strip baja yang telah dikerjakan akhir didinginkan dengan air. Sumber: US. Steel Corp. YudySurya Irawan
7
Material Teknik
1.2 Baja dan Paduannya Logam-logam yang mengandung besi (Fe). Terdiri atas: 1. Baja (steel) merupakan paduan antara besi (Fe) dan karbon (C) dengan kandungan karbon di bawah 2.0%. 2. Besi Tuang (cast iron) merupakan paduan antara besi (Fe) dan karbon (C) dengan kandungan karbon di atas 2.0%. Klasifikasi baja: 1. Baja karbon biasa Baja yang hanya terdiri atas paduan Besi dan Karbon saja. 2. Baja karbon paduan Baja yang selain terdiri atas paduan Besi dan Karbon saja juga ditambahkan unsure-unsur lain seperti nikel, silikon dll. untuk meningkatkan sifat-sifat baja karbon seperti tahan panas, tahan aus dll. YudySurya Irawan
8
Material Teknik
YudySurya Irawan
9
Material Teknik
YudySurya Irawan
10
Material Teknik
YudySurya Irawan
11
Material Teknik
Pengaruh unsur-unsur paduan terhadap Baja
YudySurya Irawan
12
Material Teknik
Macam-macam Baja Paduan : 1. Baja perkakas (tool steel) a. Baja karbon perkakas (mengandung karbon) (Tool carbon steel) pada kikir, pisau cukur, b. Baja paduan perkakas, Tool alloy steel (mengandung tungsten, krom dan nikel) - cetakan atau dies untuk membentuk logam atau plastik c. Baja kecepatan tinggi (mengandung tungsten, krom dan vanadium) - bermacam-macam mata pahat bubut, frais dll. 2. Baja konstruksi (structural steel) a. Baja untuk struktur mesin (mengandung karbon, silikon, mangan) - mobil, pesawat terbang, mesin produksi (mesin bubut, bor, frais, ketam dll.) b. Baja paduan untuk struktur (mengandung karbon, mangan, krom, molibdenium, nikel, Al.) - untuk konstruksi bangunan, jembatan, pabrik dll. YudySurya Irawan
13
Material Teknik
3. Baja khusus (special purposed steel) a. Baja pegas (mengandung karbon, silikon, mangan, krom, vanadium, nikel) - bermacam-macam pegas b. Baja poros (mengandung karbon dan krom) - bearing/bantalan c. Baja tahan karat, stainless steel (mengandung krom, nikel dan molibdenium) - alat makan, peralatan rumah, bangunan, material kendaraan d. Baja tahan panas (mengandung krom, silikon, mangan, nikel, kobal) - reactor nuklir, turbin, mesin, pabrik kimia e. Baja mangan tinggi (mengandung karbon, mangan) - berbagai macam mesin f. Baja magnet (mengandung kobalt, molibdenium, tungsten, nikel, dan aluminum) - magnet, komponen elektronik g. Baja kawat piano (mengandung karbon) - material untuk bangunan cor dan jembatan h. Baja kekuatan tinggi ( mengandung tembaga, nikel, krom) - bangunan, jembatan, kapal laut, kereta api, mobil YudySurya Irawan
14
Material Teknik
Macam-macam bentuk baja: 1. Berupa material baja rol: - Pejal : batang baja, kawat baja, baja profil - Plat : plat tebal ( tebal > 6mm), plat menengah (tebal 3~ 6 mm), plat tipis (tebal < 3 mm) - Tabung: baja tabung tanpa sambungan (seamless tube), baja tabung las, baja tabung tempa 2. Material baja cor 3. Material baja tempa 4. Bentuk lain : - Material baja ekstrusi panas, Serbuk baja Contoh-contoh penamaan baja: 1. Baja karbon rendah ( C<0.2%) - SPC ( Steel Plate Cold Rolled) - SPH (Steel Plate Hot Rolled) 2. Baja karbon dengan karbon antara 0.15 hingga 0.6% - S15C (Steel 0.15% Carbon) - S55C (Steel 0.55% Carbon) YudySurya Irawan
15
Material Teknik
3. Baja karbon dengan karbon lebih dari 0.6 % - SWP (Steel Wire Piano) 4. Baja karbon paduan - SNC ( Steel Nickel Crom) - SMnC (Steel Mangan Crom) - SUS (Steel special Use Stainless) - SUH (Steel special Use Heat Resisting) - SUP (Steel special Use sPring) - SUJ (Steel special Use Jikuuke) bantalan 5. Baja tuang - FC10 ( Fe Casting kekuatan tarik 10 kgf/mm2) - FCMP50 (Fe Casting Malleable(mampu tempa) Parlite kekuatan tarik 50 kgf/mm2)
YudySurya Irawan
16
Material Teknik
Terima kasih atas perhatian Anda dan Selamat Mencatat dan Belajar dengan Baik
YudySurya Irawan
17
Material Teknik
