MATERIAL LOGAM FERROUSDewin Purnama, ST., MT

Jurusan Teknik MesinPoliteknik Negeri Jakarta

Diagram Kesetimbangan System Fe-Fe3C

C < 2 %Dipukul nyaringC terikat/ larut membentuk fasa alpha/ Fe3C lamelT peleburan > 1550OCKekuatan dan Ductility tinggiBisa ditempaGeram panjang-panjangBunga api sedikit cabang warna kuningC > 2 %Dipukul tidak nyaringC bebas sebagai GraphytT peleburan 13001400 OCKekuatan dan Ductility rendahTidak bisa ditempaGeram pendek/putusBunga api banyak cabang warna merah

Keuntungan:Relatif MurahKekuatan dan Keuletan memadaiKetangguhan tinggiDapat dilas

Kekurangan: Berat (berat jenis tinggi, 3X Aluminium)Mudah berkaratTidak Tahan Temperatur TinggiTidak Tahan Aus

Karbon merupakan unsur terpenting dalam BajaBaja : Material dengan bahan dasar Fe, dengan C maks : 2% Bisa C 2% Harus ada unsur lain (paduan) Serta mengandung unsur pengikut seperti Si, P, S, Mn dan unsur paduan seperti Cr, Ni, Mo dll.

C= 0,1%, Mn s/d 0.4% Mn, mempunyai mampu bentuk yang baik. Aplikasi: Panel body otomotf, plat timah,produk kawat. Untuk batang dan plat struktural C sampai 0,3%,dengan Mn sampai dengan 1.5% Mn. Aplikasi; stampings,forgings, seamless tubes.C= 0,1%, Mn s/d 0.4% Mn, mempunyai mampu bentuk yang baik. Aplikasi: Panel body otomotf, plat timah,produk kawatUntuk batang dan plat struktural C sampai 0,3%,dengan Mn sampai dengan 1.5% Mn. Aplikasi; stampings,forgings, seamless tubes

Kandungan karbon 0.30 - 0.60% C dan 0.60 - 1.65% Mn. Cr s/d 0.5% + MnDapat di proses quench and temper Aplikasi : shaft, kopling, crankshafts, roda gigi, and benda2 tempaBaja 0.40 to 0.60% C : jalan rel, as dan roda kereta api.Kandungan karbon 0.60 - 1.00% C, dan 0.30 - 0.90% MnAplikasi : bahan per dan kawat kekuatan tinggi

Karbon (C) - Mempengaruhi kekerasan (hardness) dan kekuatan (strength) - Membentuk sementit (Fe3C) dan karbida lainnya (MexCy)Mangan (Mn)- Larut, membentuk solid solution strength dan hardness- Dengan sulfur membentuk MnS, memperbaiki mampu mesinSilikon (Si) - Unsur yang berpengaruh dalam proses deoksidasi dan juga meningkatkan ketahanan terhadap scalling Phosfor (P)- Membentuk Steadit (Fe3P), getasSulfur (S), Memberikan efek negatif Hot Shortness (FeO-Fes)Membuat Baja bersifat anisotropi

Khromium (Cr) - Meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan oksidasi - Unsur pembentuk karbida - Pada temperatur tinggi, meningkatkan kekuatan dan meningkatkan ketahanan terhadap abrasi.

Vanadium (V)- Menghambat pertumbuhan butir selama dikenai panas- Memperbaiki ketangguhan dan mampu keras dari baja. - Merupakan penstabil austenit.

Molybdenum (Mo ) - Unsur yang berfungsi meningkatkan mampu keras baja karena membentuk karbida yang stabil pada suhu tinggi.

Steel Plate (SPCE + Finishing Zn Plating) untuk Fuel TankSPCC untuk komponen2 Frame Body, Rim = WheelSTKM (Steel Pipe) untuk Frame Body, Steering HandleFerro Casting (Grey Cast Iron= Besi Tuang kelabu) FC 20, FC 30 untuk Sleeve Cylinder Comp maupun Cylinder CompTool Steel

Dipasaran dalam bentuk:Plain SheetCoil

SymbolKeteranganSPCCFor General useSPCDFor Deep Drawing UseSPCEFor Extra Deep Drawing Use

Komposisi Kimia dan Sifat MekanisMn : solid solution strength and hardness, meningkatkan hardenability

SymbolASTMClassCSiMnPSUTS 0.2%SPCCASTM A366-72Class 10.12 max-0.50 max0.040 max0.045 max270 min32 minSPCDASTM A619-82Class 20.10 max-0.45 max0.035 max0.035 max270 min34 minSPCEASTM A620-82Class 30.08 max-0.40 max0.030 max0.030 max270 min36 min

Austenite StabiliserCo, Cu, Ni, MnJika elemen tersebut ditambahkan pada C-Steel akan menstabilkan fasa .Elemen paduan ini tidak membentuk carbida, C tetap tinggal dalam solid solution dalam .Bahkan jika paduan jumlahnya tinggi pada temperatur kamar tetap berfasa (non magnetis), misal : Austenitik Stainless Steel

Klasifikasi Baja Karbon

Ferrite StabilisersAl, Cr, Si Penstabil ferrite.Struktur BCC penstabil ferrite yang pada Temp. room = BCCContoh: Ferritic Stainless Steel

Klasifikasi Baja Karbon

MENGAPA MEMILIH BAJA PADUAN?

1. Hardenability.2. Kekuatan temp. normal3. Kekuatan temp tinggi dan rendah4. Ketangguhan pada kekerasan atau kekuatan rendah5. Ketahanan aus6. Ketahanan korosi7. Sifat magnit

Unsur PaduanKlasifikasi Baja Karbon

BAJA PADUANJika prosentase maksimum elemen paduan selain C mencapai salah satu kriteria sbb;

1,65% Mn, 0,60% Si, 0,60% Cu Al,B,Cr 3,99% Co,Nb,Mo,Ni,Ti,W,V,Zr dan paduan lain ditambahkan untuk memperoleh Sifat tertentu.

Standar American Iron & Steel Institut(AISI) dan Society of Automotive Engineers (SAE), Dua angka pertama ; elemen utama paduan, dua angka terakhir, prosentase karbon

Klasifikasi Baja Karbon

KLASIFIKASI BAJA PADUANA = alloy, basic open hearthB = carbon, acid BessemerC = carbon, basic open hearthD = carbon, acid open hearthE = electric furnaceContoh: AISI C1050 adalah baja karbon, basic-open hearth steel dg 0.50 % karbon Huruf lain adalah H-Hardenability Contoh; 4340H Klasifikasi Baja Karbon

SIFAT BAJA PADUAN (ALLOY STEEL)1. Surface Hardenable Alloys.Prosentase karbon s/d 0,30%. Untuk aplikasi inti yang tangguh, ketahanan aus dan kekerasan permukaan hingga kedalaman tertentu.Surface Treatment yang umum; Nitriding, karburisasi.2. Through hardening grades. Baja quench dan temper dengan komposisi C>0,30% .Kekerasan dan kekuatan maksimal dari permukaan hingga ke pusat.Klasifikasi Baja Karbon

PERUBAHAN STRUKTUR MIKRO BAJAMnSMnSa.)AISI 1112,10%P.90%F+S,135HB,500x b).AISI 8620,30%P,70%F,135HB,200x c)AISI 8640 50%P,50%F,170HB,500x d) AISI 8640,65P,35F+S e) AISI 4340 100%P,221HB,2000x f) AISI 8640,SPH,180HB,2000x g) AISI 8640,WMST,250HB,2000x h) AISI 8640,Tmart,300HB,2000x

*