TUGAS KIMIA DASAR

“BAJA KARBON”

Disusun Oleh

Nama :Dedy Ismail Hartono

NIM : I0111024

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

20111

Daftar IsiHalaman judul……………………………………………………………….. 1

Daftar Isi …………………………………………………………………….. 2

Latar Belakang……………………………………………………………….. 3

Rumusan Masalah……………………………………………………………. 4

Pembahasan………………………………………………………………….. 4

1 Bentuk Struktur Baja………………………………………………... 4

2 Cara Pembuatan Baja Karbon……………………………………….. 5

3 Sifat-sifat Baja Karbon………………………………………………. 5

Kesimpulan………………………………………………………………….. 9

Daftar Pustaka……………………………………………………………….. 10

2

Latar Belakang

Baja karbon disebut juga plain karbon steel, mengandung terutama unsur karbon dan sedikit silicon, belerang dan pospor. Berdasarkan kandungan karbonnya, baja karbon dibagi menjadi :

- baja dengan kadar karbon rendah

- Baja dengan kadar karbon sedang

- Baja dengan kadar karbon tinggi

Kadar karbon yang terdapat di dalam baja akan mempengaruhi kuat tarik, kekerasan dan keuletan baja. Semakin tinggi kadar karbonnya, maka kuat tarik dan kekerasan baja semakin meningkat tetapi keuletannya cenderung turun. Penggunaan baja di bidang teknik sipil pada umumnya berupa baja konstruksi atau baja profil, baja tulangan untuk beton dengan kadar karbon 0,10% - 0,50 %. Selain itu baja karbon juga digunakan untuk baja/kawat pra tekan dengan kadar karbon s/d 0,90 %. Pada bidang teknik sipil sifat yang paling penting adalah kuat tarik dari baja itu sendiri.

Untuk mengetahui lebih lanjut apa yang dinamakan baja,disini kita akan membahas tentang apa itu baja,bagaimana sifat dari baja,dan teknologi yang diterapkan dari baja, makalah ini akan membahas lebih rinci mengenai baja karbon.

American Institute of Steel and Iron (AISI) mendefinisikan Baja Karbon Sebagai “Baja dianggap baja karbon bila tidak ada konten minimum yang ditentukan atau diperlukan untuk kromium, kobalt, molybdenum, nikel, niobium, titanium, tungsten, vanadium atau zirconium maupun elemen lainnya yang akan ditambahkan untuk memperoleh efek yang diinginkan paduan, ketika minimum yang ditentukan untuk tembaga tidak melebihi 0,40 % atau bila konten maksimum yang ditentukan untuk setiap elemen berikut tidak melebihi presentasi tercatat : mangan 1.65, silicon 0.60, tembaga 0.60”

Istilah baja karbon juga dapat digunakan dalam referensi untuk baja yang tidak stainless steel, baja karbon dalam penggunaannya bisa mencakup baja paduan. Ketika kandungan karbon naik, baja memiliki kemampuan untuk menjadi lebih keras dan kuat melalui perlakuan panas (heat threating) terhadap baja tersebut, tapi perlakuan tersebut juga menghasilkan baja menjadi kurang elastis.

3

Rumusan masalah

Berdasarkan dari latar belakang dan uraian diatas dapat dirumuskan suatu masalah :

o Bagaimanakah komposisi dari baja karbon?

o Bagaimana Struktur dari Baja Karbon

o Apa saja klasifikasi dari baja karbon?

o Bagaimanakah sifat-sifat baja karbon?

Pembahasan

Baja merupakan paduan yang terdiri dari unsur utama besi (Fe) dan karbon (C), serta unsur-unsur lain, seperti : Mn, Si, Ni, Cr, V dan lain sebagainya yang tersusun dalam prosentase yang sangat kecil. Dan unsur-unsur tersebut akan berpengaruh terhadap mutu dari baja tersebut.

Bentuk Struktur Mikro Baja karbon

Mikrostruktur karbon dan baja paduan dalam sebagai linting atau sebagai

kondisi cor umumnya terdiri dari ferit dan perlit. Struktur dasar ini dapat diubah

secara signifikan oleh berbagai perawatan panas atau dengan teknik bergulir. Sebuah

struktur spheroidized anil spheroids akan terdiri dari besi dan paduan karbida tersebar

dalam matriks ferit rendah maksimum kekerasan dan keuletan, seperti yang mungkin

diperlukan untuk membentuk operasi dingin. Pendinginan dan penemperan

memberikan kombinasi optimal sifat mekanik dan ketangguhan yang dapat diperoleh

dari baja. Ukuran butir juga bisa menjadi sebuah aspek penting mikrostruktur.

Ketangguhan baja halus umumnya lebih besar daripada baja tidak halus.

4

Cara pembuatan baja

Baja diproduksi didalam dapur pengolahan baja dari besi kasar baik padat maupun cair, besi bekas ( Skrap ) dan beberapa paduan logam. Ada beberapa proses pembuatan baja antara lain :

1. Proses Konvertor2. Proses Siemens Martin 3. Proses Basic Oxygen Furnace4. Proses dapur listrik5. Proses dapur kopel6. Proses dapur Cawan

Sifat-sifat Baja Karbon

Sifat Mekanis

Sifat Mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut atau dapat dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan di dalam memikul beban yang berasal dari luar.Sifat Mekanis Baja Meliputi

-Kekuatan Baja :

Sifat penting pada baja adalah kuat tarik,pada saat baja diberi beban,maka baja akan cenderung mengalami deformasi/perubahan bentuk Perubahan bentuk ini akan menimbulkan regangan/ strain. Pada waktu baja diberi beban, maka terjadi regangan, Pada waktu terjadi regangan awal,dimana baja belum sampai berubah bentuknya dan bila bahan beban menyebabkan regangan tadi dilepas, maka baja akan kembali ke bentuk semul. Regangan ini disebut dengan regangan elastic karenasifat bahan masih elastic. Perbandingan antara tegangan dan regangan dalam keadaan elastic disebut dengan Modulus Elastisitas.

-Keuletan Baja

Adalah kemampuan baja untuk berdeformasi sebelum baja putus. Keuletan ini berhubungan dengan besarnya regangan/strain yang permanen sebelum baja putus. Keuletan ini juga berhubungan dengan sifat dapat dikerjakan pada baja,cara ujinya berupa uji tarik

5

-Kekerasan Baja

Adalah ketahanan baja terhadap besarnya gaya yang dapat menembus permukaan baja,cara ujinya dengan kekerasan brinell, Rockwell, Ultrasonic dll

-Ketangguhan Baja

Adalah hubungan antara jumlah energy yang dapat diserap oleh baja sampai baja tersebut putus Semakin kecil energy yang diserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuh dan makin kecil kerangguhannya. Cara ujinya dengan cara member pukulan mendadak (impact)

Tabel berikut berisi daftar sifat-sifat baja pada suhu kamar (25 ° C). Besar kisaran tertinggi kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan kekerasan terutama disebabkan oleh kondisi perlakuan panas yang berbeda.

PropertiesCarbon

Steels

Alloy

Steels

Stainless

Steels

Tool

Steels

Density (1000 kg/m3) 7.85 7.85 7.75-8.1 7.72-8.0

Elastic Modulus (GPa) 190-210 190-210 190-210 190-210

Poisson's Ratio 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3 0.27-0.3

Thermal Expansion (10-6/K) 11-16.6 9.0-15 9.0-20.7 9.4-15.1

Melting Point (°C) 1371-1454

Thermal Conductivity (W/m-

K)24.3-65.2 26-48.6 11.2-36.7 19.9-48.3

Specific Heat (J/kg-K) 450-2081 452-1499 420-500

Electrical Resistivity (10-9-m) 130-1250 210-1251 75.7-1020

Tensile Strength (MPa) 276-1882 758-1882 515-827 640-2000

Yield Strength (MPa) 186-758 366-1793 207-552 380-440

Percent Elongation (%) 10-32 4-31 12-40 5-25

6

Hardness (Brinell 3000kg) 86-388 149-627 137-595 210-620

Sifat Fisika

Sifat fisika adalah kelakuan bahan karena bahan mengalami peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas dan listrik

Sifat fisika karena panas dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu :

1. Karena proses pemanasan sampai cair2. Karena perubahan ukuran dan struktur

Perlakuan Panas

, Baja dapat dikeraskan sehingga tahan aus dan kemampuan memotong

meningkat. Atau baja dapat dilunakan untuk dapat memudahkan permesinan lebih

lanjut. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat dihilangkan atau

dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling inti yang ulet. Akibat

perlakuan panas ini juga bias menormalkan baja biasa dari akibat pengaruh-pengaruh

pengerjaan dan perlakuan panas sebelumnya ataupun menghaluskan butir-butir

Kristal atau kom

Sifat Kimia

Karat (korosi)

7

Sejak pemakaian baja pertama,salah satu kelemahan utamanya adalah

memerlukan pengecatan untuk mencegah kerusakan logam akibat

karatan (korosi) . Baja karbon yang kekuatannya rendah, tidak

mahal tetapi sangat mudah berkarat. Sifat tahan karat dapat

ditingkatkan dengan menambahkan tembaga sebagai unsure paduan.

Namun baja karbon yang mengandung tembaga terlalu mahal untuk

pemakaian umum.

Patah getas

Patah getas didefinisikan sebagai jenis keruntuhan berbahaya

yang terjadi tanpa deformasi plastis lebih dahulu dan dalam waktu

yang sangat singkat. Kelakuan patah dipengaruhi oleh suhu, laju

pembebanan, tingkat tegangan, ukuran cacat, tebal atau tipisnya

pembatas plat, geometri sambungan dan mutu pengerjaan. Jika suhu

berada di atas 540C akan mengakibatkan pengendapan senyawa

karbon dan elemen paduan terjadi, sehingga mikrostruktunya lebih

getas. Akibat proses pembuatan, plat tebal cenderung lebih getas

dibandingkan plat tipis. Kandungan karbon yang lebih tinggi juga

mengasilkan bahan yang lebih getas. Pengaruh beban juga

mengakibatkan peningkatan kegetasan baja karbon.

Sifat Teknologi

Machinability

Kemampuan pengerjaan mesin pada baja karbon sangat di pengaruhi

oleh kadar karbon yang terdapat pada baja tersebut. Semakin tinggi

kandungan karbon yang terdapat pada baja tersebut semakin sulit

proses pengerajaan mesin pada baja karbon tersebut.

8

Weldability

Penambahanan karbon sementit dapat memperkeras sifat baja sehingga

memiliki kemampuan tempa yang lebih besar

Kemampuan Tempa

Baja karbon rendah memiliki karbon antara 0,10 - 0,25 %C, 1018,

1019. Sifatnya mudah ditempa,semakin tinggi kandungan karbon yang

terdapat pada baja maka akan memiliki kemampuan tempa yang lebih

besar dari sebelumnya.

Kesimpulan

Baja adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon sebagai unsur

paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1%

berat sesuai grade-nya. Klasifikasi baja karbon secara umum ada 3 macam, yaitu:

baja karbon rendah, baja karbon sedang, dan baja karbon tinggi. Ketiga jenis baja

karbon ini mempunyai sifat mekanik, fisik, dan kimiawi yang berbeda-beda.

Sehingga pada aplikasinya ditentukan berdasarkan kandungan karbon yang

dimilikinya. Baja karbon ini mempunyai bentuk, ukuran dan harga serta system

pengkodean yang berbeda-beda. Semoga dengan adanya makalah ini dapat membantu

dan memepermudah mahasiswa dalam proses pembelajaran tentang mata kuliah

pengetahuan bahan teknik.

Daftar Pustaka9

http://shinqueena.wordpress.com/baja-karbon-carbon-steel/

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steel

http://digilib.ui.ac.id/opac/themes/libri2/detail.jsp?id=75810&lokasi=lokal

http://archive.kaskus.us/thread/5902606

http://civilhighway.files.wordpress.com/2011/07/7-bab-vi-logam.pdf

10