Membedakan material logam ferro dan non ferro:

Logam Ferro

Logam ferro adalah adalah logam besi(Fe). Besi merupakan logam yang

penting dalam bidang teknik, tetapi besi murni terlalu lunak dan rapuh

sebagai bahan kerja, bahan konstruksi dlln. Oleh karena itu besi selalu

bercampur dengan unsur lain, terutama zat arang/karbon (C). Sebutan besi

dapat berarti :1. Besi murni dengan simbol kimia Fe yang hanya dapat diperoleh dengan

jalan reaksi kimia.2. Besi teknik adalah yang sudah atau selalu bercampur dengan unsur lain.

Besi teknik terbagi atas tiga macam yaitu :1. Besi mentah atau besi kasar yang kadar karbonnya lebih besar dari 3,7%.2. Besi tuang yang kadar karbonnya antara 2,3 sampai 3,6 % dan tidak dapat

ditempa. Disebut besi tuang kelabu karena karbon tidak bersenyawa secara kimia dengan besi melainkan sebagai  karbon yang lepas yang memberikan warna abu-abu kehitaman, dan disebut besi tuang putih karena karbon mampu bersenyawa dengan besi.

3. Baja atau besi tempa yaitu kadar karbonnya kurang dari 1,7 % dan dapat ditempa.

Logam ferro juga disebut besi karbon atau baja karbon. Bahan dasarnya

adalah unsur besi (Fe) dan karbon ( C) , tetapi sebenarnya juga mengandung

unsur lain seperti : silisium, mangan, fosfor, belerang dan sebagainya yang

kadarnya relatif rendah. Unsur-unsur dalam campuran itulah yang

mempengaruhi sifat-sifat besi atau baja pada umumnya, tetapi unsur zat

arang (karbon) yang paling besar pengaruhnya terhadap besi atau baja

terutama kekerasannya.

Pembuatan besi atau baja dilakukan dengan mengolah bijih besi di dalam

dapur tinggi yang akan menghasilkan besi kasar atau besi mentah. Besi kasar

belum dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat benda jadi maupun

setengah jadi, oleh karena itu, besi kasar itu masih harus diolah kembali di

dalam dapur-dapur baja. Logam yang dihasilkan oleh dapur baja itulah yang

dikatakan sebagai besi atau baja karbon, yaitu bahan untuk membuat benda

jadi maupun setengah jadi.

Logam Non Ferro

Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak

mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak

digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya

sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Kecuali logam non

ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki

sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik

serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi

karena harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk

keperluan khusus. Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping

keperluan tertentu seperti perhiasan dan sejenisnya.

Logam non fero juga digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan

memperbaiki sifat-sifat bajja. Dari jenis logam non ferro berat yang sering

digunakan uintuk paduan baja antara lain, nekel, kromium, molebdenum,

wllfram dan sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain:

magnesium, titanium, kalsium dan sebagainya.

Membedakan Klasifikasi baja berdasarkan unsure karbon:

Jenis- Jenis Baja (Types of   Steel) APR 16

Posted by Mechanical Blog

Baja secara umum dapat dikelompokkan atas 2 jenis yaitu : Baja karbon (Carbon steel) Baja paduan (Alloy steel)

1. Baja Karbon (carbon steel)

Baja karbon dapat terdiri atas :

Baja karbon rendah (low carbon steel)

Machine, machinery dan mild steel (0,05 % – 0,30% C ) Sifatnya mudah

ditempa dan mudah di mesin  Penggunaannya:

•          0,05 % – 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets,

screws, nails.

•          0,20 % – 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings Baja karbon menengah (medium carbon steel )

Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah. Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong.

     Penggunaan: 0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles. 0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits,

screwdrivers. 0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges Baja karbon tinggi (high carbon steel)  tool steel

       Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong. Kandungan 0,60 % – 1,50

% C

       Penggunaan : screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise

jaws, knives, drills.tools for turning brass and wood, reamers, tools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine cutters

2. Baja Paduan (Alloy steel)

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:

Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)

Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan

reduksi) Untuk membuat sifat-sifat spesial

Baja paduan yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi: Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 % Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 % High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %

Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus

(special alloy steel) &high speed steel. Baja Paduan Khusus (special alloy steel)

Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel,

chromium, manganese, molybdenum,       tungsten dan vanadium. Dengan

menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut

akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras,

kuat dan ulet bila dibandingkan                terhadap baja karbon (carbon steel). High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel

Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong

seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters.

Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material

tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon

steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada

carbon steel

Jenis Lainnya :

Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus:

Baja tahan garam (acid-resisting steel) Baja tahan panas (heat resistant steel) Baja tanpa sisik (non scaling steel) Electric steel Magnetic steel Non magnetic steel Baja tahan pakai (wear resisting steel) Baja tahan karat/korosi

Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan

komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:

Baja karbon konstruksi (carbon structural steel) Baja karbon perkakas (carbon tool steel) Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel) Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel) Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)

Cara melakukan hardening :

Hardening

Proses hardening biasa dilakukan pada semua perkakas dan bagian pentingdari mesin yang berkaitan dengan hal yang berat. Tujuan mengeraskan perkakasadalah untuk mendapatkan nilai kekerasannya, sedangkan tujuan mengeraskanbagian mesin adalah untuk meningkatkan kekuatan tarik serta kekuatan luluhnya.Namun biasanya bila kekerasan tinggi maka kekuatan tariknya dan kekuatanluluhnya rendah, oleh karena itu proses hardening yang dilakukan adalah dengancara melakukan proses tempering setelah dilakukan pendinginan cepat.Sifat Mekanik Sebelum ) Sesudah )Kekuatan luluh (Kg/mm2)Kekuatan tarik (Kg/mm2)Perpanjangan (%)Reduksi penampang (%)Kekuatan impak charpy(Kgm/mm2)

9.4 Biasanya proses hardening yang umum dilakukan adalah denganmemanaskan baja sampai temperature austenisasinya kemudian ditahan untukbeberapa lama lalu didinginkan secara cepat

Pada saat dilakukan pendinginan lambat fasa austenit (FCC) akan berubahsel satuannya menjadi BCC kembali. Namun karena adanya pendinginan cepatmaka ada atom karbon yang terjebak pada kisi tegak sehingga austenitbertransformasi menjadi fasa martensit dengan sel sastuan BCT. Martensit inilahyang bersifat keras dan getas. Contoh specimen yang berfasa martensit

adalahroda gigi, pahat potong, dan dies. Temperatur pemanasan untuk proses hardeningsama dengan proses seperti annealing dan normalizing. Tetapi ada perbedaansedikit bila baja yang ingin dikeraskan mempunya kadar karbon lebih besar dari0,8%, maka pemanasannya dilakukan pada temperature A13 +50-100 derajat C sehingga struktur yang terbentuk adalah martensit serta karbida yang tidak larut,dimana kekerasannya lebih tinggi. Agar diperoleh hasil yang baik dari proses pengerasan, maka benda kerja sebaiknya harus dibersihkan terlebih dahulu. Untuk baja karbon rendah dan baja paduan rendah tidak perlu dilakukian preheat (pemanasan awal). Namun pada baja perkakas harus dipreheat terlebih dahulu karena banyaknya unsur paduan sehingga konduktivitas panasnya menurun.Pada pendinginnya harus dengan media pendingin cepat agar atomkarbonya terjebak pada kisi tegaknya. Adapun media pendingin yang seringdipakai untuk proses hardening adalah:• Air• Oli• BrineMasing-masing dari media pendingin diatas mempunyai keuntungan sertakerugian. Proses hardening dibagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu:• Martempering• Austmpering• Patenting• DllD. Case HardeningCase hardening merupakan salah satu cara untuk merubah komposisi kimidari material. Perubahan komposisi kimia tersebut dapat terjadi pada saat materialdalam kondisi padat dan dapat terjadi hanya pada bagian permukaan permukaansaja. Tujuan dari case hardening adalah untuk meningkatkan ketahanan aus suatumaterial, meningkatkan ketahanan korosi serta untuk meningkatkan scallingresistant.Case hardening dilakukan dengan cara melapisi permukaan dari materialdengan carbon, nitrogen, dan elemen paduan lainnya. Prosesnya dapat dilakukan dengan menambahkan unsur yang akan brdifusi kedalam material dalam kondisipadat, cair maupun dalam kondisi gas. Proses dari case hardening dibagi menjadi:• Carburisasi• Nitriding

• Cyaniding• Diffusion metallishing. sumber : http://iprazcoolcavalera.blogspot.com

Cara melakukan Anneling pada baja :

A. Pengertian Proses AnnealingYang dimaksud dengan annealing ialah menurunkan kekerasan suatu baja dengan jalan memanaskan baja tersebut pada temperatur diatas temperatur krisis maksimum 9800C, dan kemudian dinginkan secara perlahan-lahan di udara (sampai dingin). Sebagai misal baja dengan kadar karbon 1,2%C, susunan strukturnya adalah sementit dan pearlit, setelah kita annealing maka akan didapat susunan pearlit agak kasar sehingga mengurangi kekerasan dari baja tersebut.

B. Langkah Kerja Proses Annealing1. Proses AnnealingProses annealing adalah sebagai berikut :a. Benda kerja kita masukkan ke dalam kotak baja yang kita isi dengan terak atau pasir.b. Panaskan pada temperatur 980o C selama 1 sampai 3 jam.c. Setelah cukup waktunya kotak kita angkat dari dapur.d. Benda kerja didinginkan dengan perlahan-lahan.2. Pendinginan Proses AnnealingProses pendinginan dapat dilakukan dengan cara :a. Benda kerja dikeluarkan dai kotak dan dibiarkan dingin perlahan-lahan dengan pendinginan dari udara.b. Benda kerja bersamaan kotaknya dibiarkan dingin perlahan-lahan dengan pendinginan udara.c. Kotak yang berisi benda kerja dibiarkan dalam dapur dan dapur kita matikan. Sehingga dapur, benda kerja dan kotak mengalami pendinginan perlahan-lahan dari udara.

C. Tipe Proses Annealing1. Full AnnealingFull annealing (FA) terdiri dari austenisasi dari baja yang diikuti dengan pendinginan yang lambat didalam tungku, kemudian temperatur yang dipilih untuk austenisasi tergantung pada kandungan karbon dari baja tersebut.Full annealing untuk baja hipeutektoid dilakukan pada temperatur austenisasi sekitar 500C diatas garis A3 dan mendiamkannya pada tempertur tersebut untuk jangkauan

waktu tertentu, kemudian diikuti dengan pendinginan yang lambat diatas tungku. Pada temperatur austenisasi, pembentukan austenit akan merubah struktur yang ada sebelum dilakukan pemanasan, dan austenit yang terbentuk relatif halus. Pendinginan yang lambat didalam tungku akan menyebabkan austenit mengurai menjadi perlit dan ferit. Pemanasan yang terlalu tinggi diatas A3akan menyebabkan austenit tumbuh sehingga dapat merugikan sifat baja yang diproses.Menganil/annealing baja hipereutektik dilakukan dengan cara memanaskan baja tersebut diatas A1 untuk membulatkan sementit proeutektoid. Jika baja hipereutektik dipanaskan pada temperatur Acm dan didinginkan perlahan-lahan, maka pada batas butir akan terbentuk sementit preutektoid sehingga akan terjadi rangkaian sementit pada batas butir austenit. Pendinginan yang diperlambat akan menyebabkan presipitasi ferit sebagai kelompok yang terpisah. Pembentukan daerah pemisah ferit pada baja yang tidak dikehendaki karena akan menimbulkan daerah yang lunak (soft spot) selama proses pengerasan berlangsung. Full annealing juga diterapkan pada baja karbon dan baja paduan hasil proses pengecoran serta baja hot worked hipereutektoid. Untuk produk cor yang besar, terutama yang terbuat dari baja paduan, Full annealing akan memperbaiki mampu mesin dan juga menaikan kekuatan akibat butir-butirnya menjadi halus. Full annealing juga diterapkan pada baja-baja dengan kadar karbon lebih dari 0,5% agar mampu mesinnya menjadi lebih baik.

2. Spheroidized AnnealingBaja karbon medium dan tinggi memiliki kekerasan yang tinggi dan sulit untuk dikerjakan dengan mesin dan dideformasi. Untuk melunakkan baja ini dilakukan proses spheroidizing. Proses spheroidizing dilakukan dengan cara memanaskan baja pada temperatur sedikit dibawah temperatur eutectoid, yaitu sekitar 700 0C. Pada temperatur tersebut ditahan selama 15 hingga 25 jam. Kemudian didinginkan secara perlahan-lahan di dalam tungku pemanas hingga mencapai temperatur kamar. 

Annealing adalah proses pemanasan baja yang diikuti dengan pendinginanlambat didalam tungku. Tujuan utama dari proses ini adalah untuk mengurangikekerasan dari baja dan membuat struktur yang mudah dilakukan prosespemesinan. Selain itu anneling bertujuan untuk memperbaiki sifat – sifat antaralain:• mampu mesin• mampu bentuk• keuletan• kehomogenan struktur• menghilangkan tegangan dalam • persiapan struktur unutk proses perlakuan panastemperatur dan laju pendinginan dari annealing tergantung dari hasil yangdiinginkan dari struktur mikonya, oleh karena itu annealing dibagi lagimenjadi beberapa proses spesifik antara lain:1. full annealingMerupakan proses pemanasan yang bertujuan untuk melunakan baja,prosesnya dilakukan dengan cara dipanaskan diatas daerah kritisnya dan didinginkan secara perlahan melawati daerah kritis. Walaupun full annealingdapat dilakukan pada semua baja, tetapi kebanyakan hanya dilakukan padabaja carbon medium ( 0,3-0,6% C ) saja, dimana bertujuan untukmeningkatkan mampu mesinnya.

2. SperodizingProses ini bertujuan untuk membulatkan karbida yang berbentuk serpihpada perlit dan sementit. Sehingga dapat meningkatkan mampu mesin sertameningkatkan keuletan. Sperodizing secara luas digunakan pada baja carbontinggi, baja perkakas, baja bearing, dan pada semua baja yang akan menjalaniproses pengerjaan dingin.3. stress relievingPada baja yang telah mengalami proses pengecoran, permesinan,pengelasan maka akan terdapat sejumlah tegangan sisa didalamnya. Tegangansisa tersebut akan menyebabkan distorsi bahkan dapat mengalami retakpadasaat digunakan atau pada saat dilakukan proses perlakuan panas. Untukmenghilangkan tegangan sisa tersebut maka dilakukan proses ini.4. Bright AnnealingMerupakan proses perlakuan panas yang bertujuan untuk menghasilkanbenda kerja yang permukaannya terbebas dari lapisan oksidasi. Prosesnyadilakukan dengan cara menyelimuti spesimen dengan atmosfir tungku yangsesuai selama pemanasan. Cara ini juga bertujuan untuk menghindariterjadinya penggetasan, timbulnya sulfidasi, serta adanya dekarburisasi. Jenis gas yang banyak digunakan dapat berupa nitrogen, amoniak, gas eksotrim,hydrogen, dll.5. HomogeniezingProses ini bertujuan untuk menyeragamkan komposisi baja. Biasanyadilakukan setelah proses pengecoran. Spesimen dipanaskan sampai temperatur1100-1200°C. kemudian didinginkan secara lambat.6. Recrystalitation annealingmerupakan proses pemanasan untuk menumbuhkan atau membentuk butirbaru setelah mengalami proses pengerjaan dingin (cold working). Selain itu jugabertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa. Pemanasan dilakukan padatemperatur 600°C selama 0.5 – 1 jam.