Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. Selain dua kelompok

tersebut ada kelompok lain yang dikenal dengan nama metaloid (menyerupai logam) yang sebenarnya

termasuk bahan bukan logam. Logam dapat digolongkan pula dalam kelompok logam ferro yaitu

logam yang mengandung besi, dan logam non ferro atau logam bukan besi. Dari semua jenis logam

dapat digolongkan menjadi logam murni dan lofgam paduan. Logam paduan artinya logam yang

dicampur dengan logam lain atau bahkan dicampur dengan bukan logam. Ilmu logam adalah suatu

pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang sifat-sifat, struktur, pembuatan,

pengerjaan dan penggunaan dari logam dan paduannya.

Ilmu logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang sifat-sifat,

struktur, pembuatan, pengerjaan dan penggunaan dari logam dan paduannya. Bahan teknik dapat

digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. Selain dua kelompok tersebut ada kelompok

lain yang dikenal dengan nama metaloid(menyerupai logam) yang sebenarnya termasuk bahan bukan

logam. Logam dapat digolongkan pula dalam kelompok logam ferro yaitu logam yang mengandung

besi, dan logam non ferro atau logam bukan besi. Dari semua jenis logam dapat digolongkan menjadi

logam murni dan logam paduan. Logam paduan artinya logam yang dicampur dengan logam lain atau

bahkan dicampur dengan bukan logam.

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 karbonya lebih besar dari 3,7%.

2. Besi tuang yang kadar karbonya 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 karbonya 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.

Perlakuan panas terhadap besi/baja cor paduan.

1. Baja/besi cor paduan Mn.

Paduan Mn dalam jumlah kecil memiliki efek promosi pembentukan perlit, sedangkan dalam jumlah

besar akan memperluas daerah g diagram fasa biner FE-C, sehingga pada temperatur kamar dapat

dihasilkan struktur g (austenit) yang cukup stabil.

Baja paduan Mn rendah pasca pengecoran, mengingat kandungan C yang hanya sekitar 0,3%,  perlu

sedikitnya diberlakukan proses normalisasi agar perlit yang terbentuk tidak menjadi kasar

(widmanstatten). Proses pemanasan dilakukan hingga diatas Ac3 dan didinginkan diudara bebas

setelah mengalami penahanan homogenisasi temperatur.

Proses perlakuan panas lainnya yang bertujuan untuk meningkatkan keuletan bahan adalah anil,

Dimana setelah proses ini akan dihasilkan struktur perlit dengan karbida besi (sementit) tumpul

hingga bulat. Pemanasan dilakukan hingga temperatur dibawah Ac3 yang diikuti dengan pendinginan

dalam tungku. Lama penahanan panas menentukan tingkat kebulatan karbida besi. Sedangkan untuk

menghasilkan struktur martensit yang keras, paduan ini dapat dikeraskan melalui pemanasan sedikit

diatas Ac3 dan dikuens kedalam air serta diikuti dengan proses temper.

Kurva Perlakuan Panas Baja Paduan Mn rendah.

Untuk baja paduan Mn tinggi, dimana diharapkan memiliki struktur austenit, dilakukan proses

austenisasi melalui pemanasan hingga temperatur 1100 oC yang dilanjutkan dengan pendinginan

kuens kedalam air. Lama penahanan panas ditentukan berdasarkan ketebalan produk dengan tujuan

homogenisasi temperatur.

2. Baja/besi cor paduan Cr dan Stainless steel.

Paduan Cr pada baja pada umumnya digunakan untuk menghasilkan struktur as cast ferit, sehingga

produk dapat diaplikasikan pada temperatur kerja tinggi. Bersama dengan Ni akan menghasilkan

struktur austenit yang non mahnetis. Oksida Cr (CrO2) yang sangat tahan terhadap korosi akan selalu

melapisi bagian kulit dari produk cor sehingga baja-baja paduan Cr maupun Cr-Ni masuk kedalam

katagori stainless steel (baik feritis, maupun austenitis).

Struktur martensit baru akan terbentuk pada besi cor paduan Cr, dimana unsur C tersedia cukup

banyak. Proses hardening perlu dilakukan untuk menjamin terbentuknya struktur martensit yang

halus. Namun demikian pemanasan maupun pendinginan tidak boleh dilakukan dengan terlalu cepat

untuk menghindari keretakan akibat dari banyaknya karbida Cr yang keras dan rapuh. Pemanasan

dilakukan dengan lambat hingga mencapai temperatur 1020 oC dan ditahan agar terjadi homogenisasi

temperatur. Pendinginan cepat dilakukan dengan menggunakan media udara tiup. Kemudian

dilanjutkan dengan proses temper pada temperatur 350 oC dan pendinginan udara.

Kurva Perlakuan Panas Besi cor Paduan Cr tinggi.

3. Besi cor putih paduan Ni (Ni Hard)

Ni Hard merupakan besi cor putih paduan Ni dan Cr yang terdiri dari Ni Hard 1 & 2 serta Ni Hard 4.

Memiliki ketahanan gesek yang sangat baik namun kurang mampu menerima beban impak. Ni Hard 1

dan 2 memiliki struktur martensit-ledeburit yang keras namun rapuh. Keuletan bahan ini dapat

ditingkatkan melalui proses temper pada temperatur 275oC serta pendinginan diudara bebas setelah

mengalami penahanan panas (setelah temperatur homogen) selama 4 – 8 jam.

Berbeda dengan Ni Hard 2 dan 2, Ni Hard 4 memiliki struktur martensit dan karbida Cr yang memiliki

ketahanan impak jauh lebih baik. Peningkatan kekerasan dapat dilakukan dengan memperbanyak

karbida Cr dan diakhiri dengan peningkatan keuletan melalui proses temper untuk membulatkan

martensitnya. Perlakuan panas tersebut dilakukan sebagaimana ditunjukkan pada gambar

Kurva Perlakuan Panas Ni Hard 4.

4. Austempered Ductile Iron (ADI)

ADI merupakan penyempurnaan dari besi cor bainitis, dimana struktur dasarnya dihasilkan melalui

proses austemper terhadap besi cor nodular. Gambar 47 memperlihatkan perbedaan antara proses

pendinginan langsung melalui bainit pada pengecoran besi cor bainit dengan proses perlakuan panas

hingga memasuki daerah austenit kemudian didinginkan secara cepat untuk menghindari

pertumbuhan perlit dan secara isotermal ditahan masih didaerah austenit hingga memasuki wilayah

bainit. Setelah penahanan selama beberapa waktu, pendinginan dilakukan dengan normal diudara

terbuka.

Struktur yang akan terjadi adalah ausferit (austenit-ferit) yang sangat mirip dengan bainit, namun

memiliki elongasi yang jauh lebih besar. Hal ini dapat terjadi karena selama proses isotermal jarum-

jarum ferit tumbuh dari austenit. Pada waktu yang sama kandungan C dari ferit akan berkumpul

dibatas-batas butirannya, namun karena terdapat kandungan Si yang cukup besar, C tidak berubah

menjadi senyawa sementit melainkan akan menjadikan austenit disekitar batas butiran ferit menjadi

kaya dengan unsur C dan stabil. Tergantung dari berapa tinggi temperatur isotermal serta waktu

penahanan, struktur dapat berupa bainit yang bebas sementit yang berupa jarum ferit serta sampai

dengan 50% sisa austenit.

Diagram CCT besi cor nodular dengan pendinginan

langsung dan austemper.

Sumber:

http://egis18.wordpress.com/2010/08/08/logam-ferro-dan-non-ferro/

http://hapli.wordpress.com/foundry/perlakuan-panas-pada-proses-pengecoran-logam/