BAB III

TEORI DASAR

3.1 Pengertian KeausanKeausan adalah kerusakan permukaan yang disebabkan oleh terlepasnya atau

berpindahnya material karena adanya kontak dengan permukaan logam, benda keras atau

cairan. Definisi lain tentang keausan yaitu sebagai hilangnya bagian dari permukaan yang

saling berinteraksi yang terjadi sebagai hasil gerak relatif pada permukaan. Keausan yang

terjadi pada suatu material disebabkan oleh adanya beberapa mekanisme yang berbeda dan

terbentuk oleh beberapa parameter yang bervariasi meliputi bahan, lingkungan, kondisi

operasi dan geometri permukaan benda yang terjadi keausan. Keausan hanya bisa dikurangi

tetapi tidak bisa dihindari. Jadi, setiap terjadi gesekan pasti akan terjadi keausan.

3.2 Jenis-Jenis KeausanKeausan dibagi atas lima bentuk berdasarkan penyebab terjadinya, yaitu:

1. Keausan abrasif (kikisan) adalah keausan yang disebabkan oleh gesekan antar

logam dengan solid.

2. Keausan impact adalah keausan yang disebabkan oleh benturan yang bersifat

deduktif antar logam dengan logam atau partikel lain.

3. Keausan korosif adalah keausan yang disebabkan oleh adanya gejala kimia

atau reaksi elektrokimia dengan lingkungan.

4. Keausan erosi adalah keausan yang disebabkan oleh adanya aliran fluida yang

mengandung partikel.

5. Keausan pressure adalah keausan yang disebabkan oleh karena adanya

tekanan antara logam dengan logam.

3.3 Baja Baja adalah besi (Fe) yang mengandung karbon (C) 0.025% – 2.1%. Baja dibagi

menjadi tiga berdasarkan kadar karbon (C) yang terkandung didalam baja, diantaranya :

1. Baja karbon rendah

Baja yang mengandung karbon antara 0,10 s/d 0,30 %. Baja karbon rendah

biasanya dibuat dalam bentuk pelat, batangan.

2. Baja karbon sedang

Baja ini mengandung karbon antara 0,30%s/d 0,60%. Baja karbon sedang biasa

dibuat baut, poros engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain-lain.

3. Baja karbon tinggi

Baja yang mengandung karbon antara 0,70 s/d 1,5 %. Baja karbon ini banyak

digunakan untuk pembuatan alat-alat konstruksi yang berhubungan dengan panas yang

tinggi misalnya gergaji, pahat, kikir, mata bor.

3.4 Diagram Fasa Baja KarbonDiagram Fasa adalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperatur dimana

terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemenasan yang lambat dengan kadar

karbon. Tidak seperti struktur logam murni yang hanya dipergunakan oleh suhu, sedangakan

struktur paduan dipengaruhi oleh suhu dan komposisi. Dibawah ini adalah bentuk dari

diagram fasa pada baja karbon.

Gambar 3.1 Diagram Fasa baja karbon. (Sumber : Infometrik, material sains

perlakuan panas logam-diagram fasa).

Fasa-fasa yang ada di diagram fasa baja karbon diantaranya, yakni :

a. Austenit

Fasa ini hanya ada pada baja ditemperatur tinggi. Austenit memiliki sel satuan

FCC yang mengandung unsur karbon maksimum hingga 1,7 %.

b. Ferit (disimbolkan dengan α)

Fasa ini memiliki bentuk sel satuan BCC yang hanya dapat “menampung” unsur

karbon maksimum 0,025 % pada temperatur 723o.

c. Karbon

Unsur ini merupakan atom interstisi berukuran sangat kecil cenderung menyisip

diantara atom-atom besi. Karbon dapat memperkuat baja dan meningkatkan

kemampuan untuk dikeraskan melalui perlakuan panas (heat tratment). Unsur ini juga

merupakan salah satu penyebab terjadinya retak pada pengelasan baja karbon,

terutama bila kadar karbonnya melebihi 0,25%.

d. Simentit (fe3C)

Simentit merupakan senyawa bersifat sangat keras yang mengandung 6,67%C,

Tetapi bila bercampur dengan ferit yang lunak maka kekerasan keduanya menurun.

Campuran ferit dengan simentit ini disebut Perlit. Laju pendinginan lambat

menghasilkan perlit kasar dan ketangguhannya rendah. Laju pendinginan cepat

menghasilkan perlit halus, bersifat keras dan tangguh.

e. Perlit

Campuran ferit dan simentit dalam suatu struktur butir disebut perlit. Jarak

simentit dan perlit tergantung laju pendinginan. Pendinginan cepat jarak yang rapat,

sedangakan pendinginan lambat menghasilkan jarak yang jauh.

3.5 Baja PaduanBaja paduan adalah campuran antara baja karbon dengan unsur-unsur lain yang akan

mempengaruhi sifat-sifat baja, misalnya kekerasan, ulet, ketangguhan bertujuan memperbaiki

kualitas dan kemampuannya. Penambahan unsur-unsur lain tergantung dari karakteristik atau

sifat khusus yang dikehendaki.

Unsur paduan untuk baja ini dibagi dalam dua golongan yaitu:

1. Unsur yang membuat baja menjadi kuat dan ulet, dengan menguraikannya ke dalam

ferrite (Ni, Mn, Cr dan Mo). Unsur ini dipakai untuk baja konstruksi.

2. Unsur yang bereaksi dengan karbon dalam baja dan membentuk karbida yang lebih

keras dari sementit (Cr, W, Mo, V). Digunakan untuk baja perkakas.

Pengaruh unsur paduan untuk memperbaiki sifat baja antara lain :

- Silisium (Si)

Dapat menambah sifat elastis dan mengurangi perkembangan gas di dalam cairan

baja, semakin banyak Si semakin sukar ditempa atau di las.

- Mangan (Mn)

Unsur yang ada dalam baja sebagai pencegah oksidasi dan membantu proses

metalurgi. Sedangkan pada baja paduan menambah kekuatan dan tahan panas.

- Nikel (Ni)

Dapat meningkatkan kekuatan dan regangannya sehingga baja paduan ini menjadi

ulet, tahan tarik dan ketahanan korosi.

- Chromium (Cr)

Dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan tahan korosi dan tahan aus. Baja

paduan ini baik untuk bahan poros, dan roda gigi. Penambahan unsur chromium

biasanya diikuti dengan penambahan nikel.

3.6 Besi Cor (Cast Iron)Besi cor (Cast Iron) mengandung 2-4% C (%C>1,7 diagram Fe3C)

1. Besi Cor Putih (White Cast Iron), dari diagram Fe3C pada 3% dengan pendinginan

cepat, karakteristiknya :

- Permukaan patahannya putih, mengandun Si < 1%.

- Struktur mikro terdiri dari ferit dan sementit (Fe3C) denan pendinginan cepat.

- Sangat getas dan keras Fe3C.

- Tidak mampu mesin, tahan aus dan tahan korosi.

Aplikasi : bahan untuk membuat besi cor malleable, bahan roll.

2. Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron), cara pembuatannya : menambahkan Si > 2%

kedalam besi cor putih.

- Struktur mikronya terdiri dari ferit ( ) + C bebas (grafit).

- Permukaan patahannya kelabu.

- Mampu meredam getaran dan mampu menyimpan panas grafit.

- Lemah dan getas ketika beban tarik/kuat (bentuk grafit yang serpihan dan tajam

pada ujungnya).

- Kuat dan ulet ketika beban tekan.

- Tahan aus dan termasuk jenis logam paling murah.

Aplikasi : struktur dasar dari mesin-mesin, body mesin perkakas, block silinder,

rumah engkol, roda gigi, tromol rem dan kopling.

3. Besi Cor Nodular (Nodular Cast Iron/Ductile Cast Iron), cara pembuatannya :

menambahkan Mg atau Ce (cerium) edalam besi cor kelabu pada saat casting (fungsi

+ Mg/Ce : untuk membulatkan grafit).

- Struktur mikronya terdiri dari ferit /perlit + grafit.

- Lebih kuat dan lebih ulet pada besi cor kelabu.

Aplikasi : valve, body pompa, poros engkol (crankshaft), rooda gigi.

4. Besi Cor Malleable (malleable Cast Iron), cara pembuatannya : pemanasan besi cor

putih pada 7000C selama 30 jam.

- Struktur mikronya terdiri dari ferit + grafit pendinginan lambat.

- Perlit + grafit pendinginan cepat.

- Kekuatan relative tinggi.

- Ulet dan dapat ditempa.

Aplikasi : connecting rod, gear, pipe fitting.