slide ii material teknik (s1).ppt
TRANSCRIPT
![Page 1: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/1.jpg)
LOGAM
FERROUS :Fe 50 % diklasifikasikan menjadi :- Baja : 1. Menurut kadar C (plain carbon steel) : Baja karbon rendah
Baja karbon sedang Baja karbon tinggi
2. Menurut penggunaannya 3. Menurut perlakuan panas- Besi tuang : 1. Besi tuang kelabu
2. Besi tuang putih 3. Besi tuang berbintik 4. Besi tuang mampu tempa
5. Besi tuang bergrafit bulat
![Page 2: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/2.jpg)
Non Ferrous : Fe < 50 %, diklasifikasikan menjadi :-. Aluminium (Al)- Magnesium (Mg)- Tembaga (Cu)- Kuningan / brass (Cu – Zn)- Perunggu / bronze (Cu – Sn)- Timah putih (Sn)- Timah hitam (Pb)- Seng (Zn)- Nikel (Ni)- dsb
![Page 3: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/3.jpg)
PERBEDAAN BAJA DAN BESI
Dapat ditinjau dari :1. Komposisi kimia2. Sifat-sifat mekanis3. Proses pembuatannya
![Page 4: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/4.jpg)
BESI BAJA 2 % < C < 6,67 % 0,002 % < C ≤ 2 %
Mn < 1 % Mn < 1 % Si = 1 – 3 % Si < 1 %
P < 0,05 % P < 0,05 % S < 0,05 % S < 0,05 %
-------------------------------------------------------------------------------------------- Keras dan getas - Dapat dibentuk secara plastis- Meredam getaran - Meneruskan getaran
-------------------------------------------------------------------------------------------- Proses pembuatannya - Proses pembuatannya secara secara reduksi oksidasi
![Page 5: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/5.jpg)
PROSES PEMBUATAN BESI BAJA
Bijih Besi Pemurnian & aglomerisasi
Pelet (oksida besi) / Fe2O3, Fe3O4
Reduksi Fe (besi murni)
casting oksidasi
Besi tuang Baja casting
Baja tuang
![Page 6: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/6.jpg)
KRISTAL LOGAMKristal adalah susunan atom-atom yang teratur dimana keteraturannya
selalu berulang dalam pola 3 dimensi. Yg tidak teratur : amorfKristal logam diklasifikasikan menjadi :
Sistim kristalStruktur kristal
SISTIM KRISTAL
c a b
![Page 7: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/7.jpg)
SISTIM KRISTAL : Bentuk bangun / pola 3 dimensi yang terbentuk akibat adanya keteraturan atom-atom di dalam kristal logam.
STRUKTUR KRISTAL : Susunan / posisi atom-atom di dalam pola 3 dimensi (di dalam sistim kristal)
![Page 8: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/8.jpg)
Berdasarkan parameter-parameter yang ada maka sistim kristal diklasifikasikan menjadi 7 macam :
1. Triklin : a # b # c ; # # # 90o
2. Monoklin : a # b # c ; = = 90o # 3. Ortorombik: a b # c, = = = 90o
4. Rhombohedral (trigonal) : a = b = c, = = 90o
5. Hexagonal : a = b # c, = = 90o, = 120o
6. Tetragonal : a = b # c, = = = 90o
7. Cubic : a = b = c, = = = 90o
a, b, c = rusuk-rusuk bangun 3 dimensi disebut dg konstanta kisiα,β,γ = sudut-sudut antara konstanta kisiUmumnya logam-logam penting mempunyai sistim kristal kubus
(cubic) dan hexagonal.
![Page 9: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/9.jpg)
STRUKTUR KRISTAL
Untuk sistim kristal cubic terdapat 2 macam struktur kristal yaitu FCC dan BCC sedangkan untuk sistim kristal hexagonal dikenal struktur kristal CPH
FCC (Face Centered Cubic) / Kubus Pemusatan Sisi
Mempunyai kerapatan atom = 0,74Lunak dan uletMudah dibentuk karena mempunyai bidang geser yang cukup banyakContoh logam yang mempunyai struktur kristal FCC adalah Al, Ni, Cu, Au, Ag, Pt, Pb, Fe()
![Page 10: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/10.jpg)
BCC (Body Centered Cubic) / Kubus Pemusatan Ruang
Mempunyai kerapatan atom = 0,68Kuat dan kerasSulit dibentuk karena mempunyai sedikit bidang geserContoh logam yang mempunyai struktur kristal BCC adalah Cr, Fe(), Fe(), Mo, V dan Na
CPH (Closed Packed Hexagonal) / Heksagonal Tumpukan Padat
Mempunyai kerapatan atom = 0,74Lunak dan uletMudah dibentukContoh logam yang mempunyai struktur kristal CPH adalah Mg, Be, Zn, Cd, Hf dan Ti
![Page 11: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/11.jpg)
CACAT KRISTAL
Dalam penyusunannya ternyata atom-atom dalam kristal tidak seluruhnya membentuk keteraturan yang sempurna. Ketidaksempurnaan itu disebut cacat kristal yang dapat berupa :
Cacat titikCacat garisCacat bidang atau volume
Cacat-cacat kristal tersebut dapat mengganggu keteraturan susunan atom-atom setempat.
![Page 12: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/12.jpg)
CACAT TITIK
a. Atom kosong (vacancy) : c. Atom pengganti (substitusi) :0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0
Fe dapat digantikan oleh Cr,Ni
b. Atom sisipan (interstisi) :0 0 0 00 0 * 0 00 0 0 0
Fe dapat disisipkan dengan C, N,H
![Page 13: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/13.jpg)
CACAT GARIS (DISLOKASI)
a. Edge Dislocation (dislokasi sisi)
b. Screw Dislocation (dislokasi ulir) :
![Page 14: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/14.jpg)
CACAT BIDANG / VOLUME : BATAS BUTIR
Batas butir merupakan daerah yang mobile / mudah bergerakyang mengakibatkan semua proses perubahan atom/metalurgiselalu berawal dari batas butir misalnya perubahan fasa, pergerakan dislokasi, pertumbuhan butir.
CATATAN :-Butir yang besar mengakibatkan sifat logam menjadi lunak-Butir yang kecil / halus mengakibatkan sifat logam menjadi keras / kuat
![Page 15: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/15.jpg)
BAJA KARBONMerupakan baja dengan unsur paduan utama karbon tetapi disamping
itu masih mengandung unsur-unsur lain seperti Al, Cr, Co, Mo, Ni, Ti, Vatau Mn dan unsur-unsur lain yang jumlahnya terbatas (Mn merupakan unsur yg mutlak ada)
Klasifikasi baja karbon (plain carbon steel)1. Baja karbon rendah : 0,08 – 0,35 % C2. Baja karbon medium : 0,36 – 0,50 % C3. Baja karbon tinggi : 0,51 % - 1,70 % CMerupakan jenis baja yang paling banyak digunakan terutama dalam
bentuk profil, lembaran atau strip dan terutama dari baja karbon rendah khususnya untuk industri kendaraan bermotor
![Page 16: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/16.jpg)
Klasifikasi lembaran baja karbon rendah :1. Yang mengutamakan sifat mampu bentuk sehingga kekuatannya
diabaikan. Untuk mendapatkan sifat ini harus diperhatikan faktor R = (εw) / (εt)εw = regangan arah lebarεt = regangan arah tebal
Variasi dalam R disebut anisotropi planar :R = (Ro + 2 R45 + R90) / 2
Faktor lain yang harus diperhatikan adalah faktor n = work hardening rate. Faktor ini sangat diperlukan untuk lembaran yang mengalami stretching. Nilai n yang tinggi dapat tercapai jika inklusi non metalik (MnS) ditekan seminimal mungkin.Lembaran yg sifat mampu bentuknya tinggi ini banyak digunakan untuk pembuatan komponen yang melalui proses perubahan bentuk
![Page 17: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/17.jpg)
2. Yang mengutamakan kekuatannya sehingga sifat mampu bentuknya diabaikan. Untuk mendapatkan sifat tersebut lembaran harus mempunyai ukuran butir yang halus sesuai dengan persamaan Hall Petch :
σy = σi + k (d)-1/2
σy = tegangan luluhσi = tegangan luluh yang disebabkan oleh
pergerakan dislokasik = konstantad = diameter butirLembaran yg kuat ini banyak digunakan untuk pembungkus komponen2, contohnya adalah tin plate yang banyak digunakan pada peti kemas.
![Page 18: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/18.jpg)
Klasifikasi baja karbon berdasarkan tingkat deoksidasinya :1. Rimmed steel : tidak ada unsur deoksidator yang
ditambahkan2. Capped steel : hanya sedikit unsur deoksidator yang
ditambahkan3. Semikilled steel :unsur deoksidator yang ditambahkan
lebih banyak daripada yang ditambahkan pada capped steel
4. Killed steel : terjadi proses deoksidasi yang cukup sehingga merupakan baja karbon dengan kualitas yang paling baik. Unsur deoksidator yang ditambahkan dapat berupa FeSi, FeMn ataupun Al. Jika Al yang ditambahkan dalam jumlah yang memadai maka bajanya disebut Al killed steel.
![Page 19: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/19.jpg)
Diagram alir pembuatan low carbon sheet steelProses pembuatan baja
Ingot cast(rimmed, capped, semikilled atau killed steel)
Hot rolled to slab
Hot rolled to sheet (coils)
Pickling
Cold rolled 40 – 80 %
Anil (box atau continous annealed)
Skin rolled (temper rolled) Electroplated
![Page 20: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/20.jpg)
Proses pembuatan baja : merupakan proses oksidasi yang bertujuan untuk mengurangi % C dalam besi tuang dan menambahkan unsur-unsur paduan. Reaksi Oksidasinya : C + O2 CO2
Ingot cast : baja kemudian dituang ke dalam cetakan (continous casting) menjadi baja rimmed, capped, semikilled atau killed.
Hot rolled to slab : setelah itu dilakukan proses rolling panas dari bentuk ingot menjadi slab
Hot rolled to sheet : slab kemudian dilakukan lagi proses rolling untuk mereduksi ketebalannya menjadi bentuk sheet (lembaran tipis) yang dapat digulung menjadi coil
![Page 21: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/21.jpg)
Pickling : merupakan proses pencucian permukaan lembaran baja produk hot rolled sehingga menjadi bebas dari oksida-oksida
Cold rolled : jika ingin mendapatkan lembaran baja yang lebih tipis lagi maka dilakukan proses rolling dingin yang dapat mereduksi sampai dengan maksimum 80 %.
Anil : lembaran yang telah mengalami cold rolled akan menjadi sangat keras dan kuat (karena terjadi efek strain hardening) sehingga untuk melunakkan kembali agar dapat dibentuk lebih lanjut, maka dilakukan proses anil yang dapat berupa box anneal (anil serempak/anil kotak) atau continous anneal (anil kontinyu)
![Page 22: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/22.jpg)
Box annealed : beberapa coil ( 4 – 6 ) coil dimasukkan sekaligus ke dalam dapur pemanas.
Continous annealed : proses anil yang dilakukan per coil sehingga sifat mekanisnya akan lebih homogen.
Skin rolled atau temper rolled : merupakan proses reduksi dingin (dapat melalui cold rolled) 0,5 – 1 % yang tujuannya untuk menghaluskan permukaan dan menghilangkan gejala yielding (fluktuasi) pada tegangan luluh untuk mencegah terjadinya cacat kekasaran permukaan yang disebut stretcher strain (yang munculnya setelah lembaran dibentuk)
![Page 23: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/23.jpg)
Electroplated : merupakan proses pelapisan permukaan lembaran baja yang tujuannya untuk mencegah terjadinya korosi dan meningkatkan kekerasan permukaan . Sebagai logam pelapis dapat menggunakan Cr, Ni, Co. Jika menggunakan Zn sebagai pelapis maka prosesnya disebut galvanizing.
![Page 24: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/24.jpg)
CATATAN : Superplastisitas : merupakan istilah yang diberikan untuk material yang
mempunyai elongasi yang sangat besar (dapat mencapai sampai 1000 %) di bawah pengaruh tegangan tarik tanpa terjadi necking.Fenomena ini terjadi pada temperatur tinggi yaitu 0,5 dari temperatur cair logam (dalam Kelvin).
Sifat ini dapat diperoleh melalui :1. Penghalusan butir sehingga harus ada unsur untuk mencegah
terjadinya pertumbuhan butir pada temperatur tinggi (sifat ini muncul pada daerah alpha + gamma)
2. Penambahan Al, atau Si untuk memperluas daerah alpha + gamma sampai temperatur yang lebih tinggi.
![Page 25: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/25.jpg)
Paduan yang secara komersial mulai terkenal dengan sifat superplastisitasnya adalah :
1. Supral : base metal Al dipadu dengan Cu 6 % dan Zr 0,5 % (terjadi fenomena ini pada 460oC)
2. IMI 318 : base metal Ti dipadu dengan Al 6 % dan V 4 % (terjadi fenomena ini pada 900oC)
Pengaruh unsur-unsur impurities terhadap sifat mekanis baja karbon :1. S : meningkatkan machinability tetapi dapat menyebabkan retak
panas (hot shortness / red shortness)2. P : dapat menyebabkan retak dingin (cold shortness)3. Si : dapat meningkatkan kekuatan baja dan sebagai unsur
deoksidator.
![Page 26: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/26.jpg)
HIGH STRENGTH LOW ALLOY STEEL
Sebenarnya termasuk baja karbon rendah C<0,35% tetapi ada beberapa unsur paduan tertentu yang ditambahkan dalam jumlah kecil (micro alloy) dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatannya, oleh karena itu baja ini tidak termasuk lagi baja karbon rendah tetapi termasuk kelompok tersendiri yaitu high strength low alloy steel.
Jenis baja ini cocok untuk komponen-komponen kapal laut, plat-plat mobil, pipa gas alam cair dll karena sifat-sifatnya antara lain :
![Page 27: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/27.jpg)
1. Mampu las yang baik2. Mempunyai suhu transisi yang rendah3. Mempunyai ketahanan “fracture toughness” yang tinggi
Unsur-unsur micro alloy yang ditambahkan antara lain V, Ti, Nb, B, Zr, atau Mo yang fungsinya sebagai grain refiner (penghalus butir) dan mempermudah pengubahan struktur mikro/fasa
![Page 28: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/28.jpg)
Berdasarkan matriksnya HSLA dapat dikelompokkan menjadi :1. Ferit perlit2. Ferit bainit3. Martensit temper4. Bainit
INCLUTION SHAPE CONTROLPada baja-baja berkekuatan tinggi umumnya keuletan masih menjadi
masalah. Keuletan terutama ditentukan oleh kemurnian dan bila kemurnian sulit diatur, dapat dilakukan pengendalian bentuk inklusi (mekanisme ini dapat diterapkan pada inklusi non metalik seperti MnS dan oksida-oksida)
![Page 29: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/29.jpg)
Tidak mengandungUnsur Ca, Ce, ZrAtau Ti
Mengandung unsur Ca,Ce, Zr atau Ti
![Page 30: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/30.jpg)
ULTRA HIGH STRENGTH STEEL
Merupakan baja yang mempunyai kekuatan yang sangat tinggi yaitu sekitar 1170 – 1860 MPa, mempunyai sifat-sifat antara lain :
1. Kekuatan yang tinggi diiringi dengan keuletan2. Ketahanan terhadap impact yang tinggi3. Ketahanan terhadap beban dinamis yang tinggi4. Mempunyai mampu las yang tinggiLogam ini terutama dipakai untuk komponen-komponen bagian
bawah suatu konstruksi seperti roda pesawat terbang, baut berkekuatan tinggi, bejana tekan, bearing dan sebagainya.
![Page 31: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/31.jpg)
Yang termasuk baja Ultra High Strength antara lain :1. Maraging Steel. Baja harus bebas dari unsur-unsur pengotor
seperti N, S, P agar diperoleh ketangguhan yang tinggi. Disamping itu harus mengandung C yang rendah dan Ni yang tinggi. Cara memperolehnya baja dipanaskan sampai 850oC, didinginkan sampai temperatur kamar, lalu diaging pada 400oC selama 6 jam.
2. Trip Steel (Transformation Induced Plasticity) Baja ini diperoleh jika metastable austenitic stainless steel tipe 301 dideformasi plastis pada temperatur kamar
![Page 32: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/32.jpg)
Efek sensitisasi merupakan gejala yang sering terjadi pada stainless steel yaitu merupakan efek yang menimbulkan perubahan sifat dari tahan korosi menjadi tidak tahan korosi (sensitif). Hal ini disebabkan karena terbentuknya Cr23C6 pada temperatur 500 -700oC
Jika SS mengalami pengerjaan panas atau perlakuan panas maka pada 500 – 700oC akan terjadi difusi Cr ke batas butir membentuk Cr23C6 Korosi yang terjadi akibat efek ini disebut korosi transgranular
Cr23C6
Cr
500-700oC
![Page 33: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/33.jpg)
Usaha untuk menanggulangi efek sensitisasi antara lain :1. Menggunakan stainless steel dengan kadar karbon yang
rendah (jika akan dilakukan proses pengerjaan panas atau perlakuan panas)
2. Dilakukan proses perlakuan panas kembali untuk menguraikan Cr23C6 menjadi unsur Cr bebas yang terdistribusi merata di dalam butir.
Cr23C6 23 Cr + 6 C
Ferritic Stainless Steel :1. Kekuatannya rendah2. Tidak mudah terkena efek sensitisasi3. Mempunyai ketahanan korosi yang baik terhadap cairan dan
temperatur tinggi sehingga banyak digunakan untuk tangki-tangki industri kimia peralatan dapur
4. Mempunyai sifat cold formability yang baik
![Page 34: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/34.jpg)
Martensitic Stainless Steel :1. Mudah terkena efek sensitisasi
2. Jenis baja ini yang banyak digunakan adalah tipe 410
3. Kuat dan keras
Austenitic Stainless Steel :
1. Mengandung fasa austenitic karena mengandung unsur Ni
2. Bersifat non magnetik dan bersifat tangguh pada suhu rendah
3. Mudah dilas
4. Jenis baja ini yang banyak digunakan adalah tipe 304
Duplex alloys:
Fasanya terdiri dari campuran ferit dengan martensit atau ferit dengan austenit atau austenit dengan martensit
![Page 35: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/35.jpg)
Precipitation Hardened Stainless Steel :1. Matriks dasarnya austenit atau martensit
2. Austenitic precipitation hardened stainless steel bersifat non magnetik sehingga banyak digunakan untuk beberapa aplikasi. Untuk penguatannya ditambahkan Mo, Cu, Nb atau Ti.
3. Martensitic precipitation hardened stainless steel umumnya mempunyai sifat mirip dengan maraging steel tetapi mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik.
![Page 36: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/36.jpg)
TOOL STEELMerupakan kelompok baja yang beragam mulai dari perkakas sederhana seperti
tang, obeng, alat-alat potong dsb sampai perkakas berat seperti dies, roll dsb.
Berdasarkan AISI (American Iron and Steel Institute) dapat dikelompokkan menjadi :
1. Kelompok baja A (Air Hardening)2. Kelompok baja D (Cold Working Tool Steel), C dan Cr nya tinggi3. Kelompok baja O (Oil Hardening)4. Kelompok baja S (Shock Resistance)5. Kelompok baja W (Water Hardening)6. Kelompok baja L (Low Alloy Tool Steel) untuk special purpose7. Kelompok baja P (Plastic dies) untuk dies yang memproses barang-
barang dari plastik, C nya rendah8. Kelompok baja M (Molibdenum High Speed Steel) , Mo maksimum 10%9. Kelompok baja T (Tungsten High Speed Steel) Tungsten : 11,75 – 21
%, Mo maksimum 1 %10. Kelompok baja H (Hot Working Tool Steel) Cr nya relatif tinggi
![Page 37: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/37.jpg)
Sifat-sifat yang harus dipenuhi oleh tool steel antara lain :1. Mempunyai kekerasan dan kekuatan yang tinggi tetapi
tidak getas.2. Mempunyai ketahanan aus yang tinggi3. Sifat mekanisnya tidak berubah pada temperatur
tinggi.Sifat-sifat tersebut dapat tercapai melalui mekanisme
penguatan yang tepat disamping mengandung unsur-unsur pembentuk karbida.
Karbida adalah senyawa antara karbon dan unsur logam yang dapat memberikan sifat mekanis yang dikehendaki. Unsur-unsur pembentuk karbida antara lain Cr, T, Mo, V dan Co yang masing-masing dapat memberikan sifat-sifat sebagai berikut :
![Page 38: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/38.jpg)
Cr: membentuk karbida yang dapat meningkatkan sifat mampu keras
T : membentuk karbida yang dapat meningkatkan ketahanan aus
Mo : membentuk karbida halus, berbentuk bulat sehingga memberikan sifat ketangguhan yang lebih baik, dan dapat meningkatkan ketahanan aus.
V : membentuk karbida yang sangat keras.
Co : membentuk karbida yang dapat meningkatkan jumlah karbon di dalam matriks dan memperbaiki kekerasan setelah ditemper.
![Page 39: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/39.jpg)
Sifat-sifat tool steel dapat terpenuhi melalui pembentukan karbida dengan cara :
1. Mengatur jenis karbida2. Mengatur distribusi karbida dalam matriks3. Mengatur ukuran karbida4. Mengatur jarak antar karbida5. Mengatur tempat pengendapan karbida (di dalam butir atau pada
batas butir)
karbida
![Page 40: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/40.jpg)
JENIS-JENIS KARBIDA YANG DAPAT TERBENTUK( M= metal/unsur paduan logam)
TIPE UNSUR (KOMPOSISI % BERAT)
MC (Face Centered Cubic)
Fe (41%), T (23%), Mo (14%),V (43%), Cr (4,5%)
M2C (Heksagonal) Fe (7%), T (41%), Mo (28 %), V (11 %), Cr (8%)
M3C (Orthorombik) Fe (76%), T (5%), Mo (4%), V (2%), Cr (8%)
M23C6 (Face Centered Cubic)
Fe (45%), T (25%), Mo (18%), V (4%), Cr (5%)
M6C Fe (35%), T (35%), Mo (19%), V (3,3%), Cr (3,3%)
![Page 41: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/41.jpg)
BESI TUANG (CAST IRON)
Umumnya dapat dikelompokkan menjadi :1. Besi tuang kelabu (grey cast iron)2. Besi tuang putih (white cast iron)3. Besi tuang berbintik (mottled cast iron)4. Besi tuang mampu tempa (malleable cast iron)5. Besi tuang bergrafit bulat (ductile cast iron)Pada umumnya besi tuang (non paduan) mempunyai sifat mekanis
antara lain :1. Getas karena tidak mempunyai daerah deformasi plastis sehingga
tidak dapat diubah bentuknya (penggunaannya terbatas)2. Mudah mengalami pemesinan3. Kekuatan tariknya rendah4. Sangat efektif untuk meredam getaran.
![Page 42: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/42.jpg)
Karbon dalam besi tuang dapat mengendap sebagai karbon bebas ( C / grafit ) atau sebagai senyawa Fe3C (sementit / karbida besi). Jika sebagai karbon bebas (grafit) maka tipe-tipe grafit dalam besi tuang dapat dikelompokkan menjadi :
1. Tipe A: tersebar merata, arah sembarang, dimiliki oleh besi tuang kelabu. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia eutektik dan belum banyak mengalami proses peleburan ulang sehingga pengotornya sangat sedikit.
Bentuk flakes/ bentuk serpih
![Page 43: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/43.jpg)
2. Tipe B : berbentuk seperti bunga rose sehingga disebut rossete. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi eutektik dan sudah mengalami peleburan berulang kali sehingga pengotornya sangat banyak.
3. Tipe C : tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypereutektik
![Page 44: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/44.jpg)
4. Tipe D : arah sembarang, grafitnya halus, terjadi di antara dendrit. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypoeutektik
5. Tipe E : arahnya teratur (searah), tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypoeutektik yang diberi chill efect pada lokasi tertentu
![Page 45: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/45.jpg)
Besi tuang kelabu : karbon mengendap sebagai karbon bebas (grafit tipe A), dikelompokkan menjadi :
1. Ferritic grey cast iron2. Pearlitic grey cast iron3. Ferritic dan pearlitic grey cast ironUntuk pembuatan besi tuang kelabu diperlukan kecepatan pendinginan
yang rendah.Besi tuang putih : karbon mengendap sebagai senyawa Fe3C sehingga
besi tuang putih mempunyai sifat sangat keras akibatnya jarang digunakan untuk pembuatan komponen. Untuk pembuatan besi tuang putih diperlukan kecepatan pendinginan yang tinggi
Besi tuang berbintik : merupakan perpaduan antara besi tuang putih dan besi tuang kelabu.
![Page 46: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/46.jpg)
Proses pembuatan besi tuang berbintik :
Besi tuang mampu tempa : merupakan besi tuang hasil proses perlakuan panas dari besi tuang putih.
Cetakan logam
Pasircetak
Pasircetak
putih
kelabu
Fe3C 3 Fe + C900oC
Berasal dari Besi tuang putih
Berbentuk agregat(mengelompok) sehinggaSifat besi tuang ini dapatDibentuk seperti baja
berbintik
![Page 47: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/47.jpg)
Besi tuang bergrafit bulat : besi tuang ini lebih unggul sifat mekanisnya dan lebih murah dibandingkan dengan besi tuang mampu tempa. Untuk dapat membulatkan grafit ditambahkan unsur paduan Mg atau Ce yang dapat menurunkan kadar S dan O sehingga dapat meningkatkan tegangan permukaan cairan besi yang akibatnya dapat membulatkan grafit.
Mg atau Ce Kadar S Dan O rendah
MeningkatkanteganganPermukaan cairanbesi
Grafit bulat
![Page 48: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/48.jpg)
ALUMINIUM
Unsur Al menempati posisi ketiga pada kerak bumi (sebanyak 8%). Secara berurutan, susunan unsur mulai dari yang terbanyak adalah sebagai berikut :
1. Oksigen (21%)2. Silikon (10%)3. Aluminium (8%)4. Fe (5%)5. Mg (2%)6. Cu (0,01%)
![Page 49: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/49.jpg)
Bijih tambang Al adalah bauxite yang terdiri dari:
1. 60% alumina (Al2O3)
2. 30% Fe2O3
3. Sejumlah kecil SiO4. dll
Atom Al sangat kuat berikatan dengan atom oksigen membentuk Al2O3, sehingga sulit untuk memisahkannya, tidak dapat dengan pembakaran kokas atau tidak juga dengan hembusan oksigen panas, karena Al nya akan terbakar terlebih dahulu dan yang tertinggal adalah unsur-unsur pengotornya.
Oleh karena itu cara yang digunakan untuk memisahkan Al dari alumina adalah dengan proses elektrolisa (proses bayer) :
![Page 50: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/50.jpg)
Al2O3 + 3 C 2 Al + 3 CO
2 Al2O3 + 3 C 4 Al + 3 CO2
Larutan elektrolit yang digunakan : Cryolite (Na3AlF6)
Sifat-sifat Al antara lain :1. Mempunyai ikatan yang sangat kuat
dengan atom oksigen membentuk Al2O3
2. Mempunyai ketahanan korosi yang baik3. Penghantar panas dan listrik yang baik4. Mudah ditempa sampai membentuk
lembaran yang sangat tipis5. Berat jenisnya sangat rendah (ringan)
(1/3 dari berat jenis besi/baja)
![Page 51: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/51.jpg)
Berdasarkan standar AA (Aluminium Association) dapat dikelompokkan menjadi:
I. Wrought Al Alloys Groups :a. 1xxx : Al murni (kemurnian 99%)b. 2xxx : Al – Cuc. 3xxx : Al – Mnd. 4xxx : Al – Sie. 5xxx : Al – Mgf. 6xxx : Al – Mg – Sig. 7xxx : Al – Znh. 8xxx : Al – unsur-unsur laini. 9xxx : unused series XXXX
alloy
Impurity limitPurity (99,xx%)
![Page 52: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/52.jpg)
II. Cast Aluminium Alloys Groups :a. 1xx.x : Al murni (kemurnian 99%)b. 2xx.x : Al – Cuc. 3xx.x : Al – Si (dg penambahan
Cu/Mg)d. 4xx.x : Al – Sie. 5xx.x : Al – Mgf. 6xx.x : unused seriesg. 7xx.x : Al – Znh. 8xx.x : Al – Sni. 9xx.x : Al – other element
![Page 53: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/53.jpg)
TEMBAGA(Cu)
Bijih tambang tembaga adalah copper pyrites (CuFeS2). Tahapan perolehan Cu dari bijih tambangnya adalah sbb :
1. Bijih dikonsentrasikan untuk menghilangkan lumpur sebanyak mungkin.
2. Hasilnya berupa konsentrat yang kemudian dipanaskan dengan arus udara yang dapat menghilangkan belerang sedangkan besi dan silikon dioksidasikan menjadi terak yang mengapung di atas cairan murni Cu2S.
3. Lalu dilakukan proses elektrolisa yang akan menghasilkan kemurnian Cu 99,97%
![Page 54: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/54.jpg)
Sifat-sifat tembaga antara lain :1. Mempunyai daya hantar listrik yang tinggi2. Mempunyai daya hantar panas yang baik3. Ketahanan korosi yang baik (banyak digunakan
dalam pembuatan radiator, ketel dan perlengkapan pemanas lainnya)
4. Sangat malleable dan ductile (sehingga dapat dirol, ditekan, ditarik atau ditempa dengan mudah)
Beberapa tembaga paduan antara lain :KUNINGAN (BRASS) : merupakan paduan antara
tembaga dengan seng (Zn) sampai dengan 45% Zn dan sejumlah kecil logam-logam lain seperti timah putih, timah hitam, aluminium, mangan dan besi. Kuningan yang mengandung 10 -35% Zn sering digunakan untuk proses deep drawing dan pekerjaan tekan pada umumnya. Ductility maksimum dicapai pada kuningan 70 – 30, yang dikenal sebagai logam peluru karena banyak digunakan untuk selongsong peluru.
![Page 55: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/55.jpg)
PERUNGGU (BRONZE) : merupakan paduan antara Cu dengan Sn. Secara komersil dapat dikelompokkan menjadi :
1. Perunggu tempa : mengandung kurang lebih 7% Sn. Paduan ini biasanya dalam bentuk lembaran dan lempengan dari proses rolling atau sebagai batangan dan kawat melalui proses tarik, disamping itu banyak digunakan untuk sudu turbin.
2. Perunggu tuang : mengandung 10-18% Sn, digunakan terutama untuk bantalan yang menanggung beban berat (high duty bearing).
3. Perunggu Aluminium : merupakan paduan yang mengandung kurang lebih 5% Al bersifat ductile dan malleable. Tahan korosi dan warnanya serupa dengan emas 22 karat.
![Page 56: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/56.jpg)
TEMBAGA – NIKEL : merupakan paduan yang dalam setiap perbandingannya baik dalam keadaan padat maupun cair terdiri dari 1 fasa tunggal, sehingga untuk setiap perbandingannya, paduan ini bersifat ductile dan malleable
TEMBAGA – BERYLLIUM : mengandung 1,75% Be dan 0,2% Co. Proses perlakuan panasnya sama dengan perlakuan panas pada aluminium. Sering digunakan untuk alat-alat tanpa percikan api seperti pahat dan gergaji untuk tempat-tempat kerja yang dapat menimbulkan kebakaran.
![Page 57: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/57.jpg)
NIKEL (Ni)
Merupakan logam yang berwarna putih keabu-abuan. Mempunyai daya tahan karat yang baik, tidak hanya dalam atmosfir tetapi juga dalam keadaan yang lain, oleh karena itu Ni banyak dipergunakan dalam industri pelapisan (electro plating) tidak hanya untuk pelapisan akhir tetapi juga untuk pelapisan dasar pada pelapisan chromium untuk mendapatkan kualitas yang tinggi.
![Page 58: SLIDE II MATERIAL TEKNIK (S1).ppt](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012302/55cf9b26550346d033a4eb78/html5/thumbnails/58.jpg)
Umumnya digunakan sebagai unsur paduan :1. Paduan tahanan listrik yang digunakan pada suhu
tinggi. Terdiri dari Ni – Cr atau Ni – Cr – Fe. Sifat-sifatnya antara lain tahan oksidasi pada suhu tinggi, mempunyai titik lebur tinggi, daya hantar listrik yang baik. Sifat-sifat ini menyebabkan paduan ini banyak digunakan untuk membuat kabel tahanan dan elemen pemanas untuk beberapa keperluan yang bekerja pada temperatur tinggi hingga mencapai warna merah terang.
2. Paduan tahan karat yang digunakan pada suhu kamar. Terdiri dari Ni yang dipadu dengan Mo,Fe, Cr atau Cu.
3. Paduan tahan karat yang digunakan pada suhu tinggi. Terdiri dari 80% Ni, 14% Cr dan 6% Fe.
4. Paduan pemuaian rendah. Terdiri dari Ni – Fe, mempunyai koefisien muai yang sangat rendah sehingga banyak digunakan untuk peralatan-peralatan penelitian yang bekerja dalam kondisi suhu yang berubah-ubah