BAJA PADUAN

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu: Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik,

dan sebagainya) Untuk memperbaiki sifat mekanik pada temperatur rendah atau tinggi Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan

reduksi) Untuk membuat sifat-sifat spesial

Baja paduan yang diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi: Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 % Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 % High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %

Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) dan high speed steel.

Baja Paduan Khusus (Special Alloy Steel)Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan terhadap baja karbon (carbon steel).

High Speed Steel (HSS)Kandungan karbon 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel

Baja dengan sifat fisik dan kimia khusus: Baja tahan garam (acid-resisting steel) Baja tahan panas (heat resistant steel) Baja tanpa sisik (non scaling steel) Electric steel Magnetic steel Non magnetic steel Baja tahan pakai (wear resisting steel) Baja tahan karat/korosi

Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:

Baja karbon konstruksi (carbon structural steel) Baja karbon perkakas (carbon tool steel) Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel) Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel) Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)

Unsur paduan ditambahkan untuk mencapai sifat tertentu dalam materi. Sebagai dasar, unsur paduan ditambahkan dalam persentase lebih rendah (kurang dari 5%) untuk meningkatkan kekuatan atau kemampuan pengerasan, atau dalam persentase yang lebih besar (lebih dari 5%) untuk mencapai sifat khusus, seperti ketahanan korosi atau stabilitas suhu ekstrim.

Mangan, silikon, atau aluminium yang ditambahkan selama proses pembuatan baja untuk menghilangkan oksigen terlarut, sulfur dan fosfor dari lelehan. Mangan, silikon, nikel, dan tembaga ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dengan membentuk larutan padat dalam ferit. Kromium, vanadium, molibdenum, dan tungsten meningkatkan kekuatan dengan membentuk fase kedua karbida. Nikel dan tembaga meningkatkan ketahanan korosi dalam jumlah kecil. Zirkonium, cerium, dan kalsium meningkat ketangguhan dengan mengendalikan bentuk inklusi. Mangan sulfida, timbal, bismut, selenium, dan telurium meningkatan machinability.

Unsur-unsur paduan cenderung membentuk baik senyawa atau karbida. Nikel sangat larut dalam ferit, sehingga membentuk senyawa, biasanya Ni3Al. Aluminium larut dalam ferit dan membentuk senyawa Al2O3 dan AlN. Silikon juga sangat larut dan biasanya membentuk senyawa SiO2•MxOy. Mangan kebanyakan larut dalam ferit membentuk MnS senyawa, MnO•SiO2, tetapi juga akan membentuk karbida dalam bentuk (Fe, Mn)3C. Kromium membentuk partisi antara fase ferit dan karbida dalam baja, pembentuk (Fe, Cr3) C, Cr7C3 dan Cr23C6. Jenis karbida kromium bentuknya tergantung pada jumlah karbon dan jenis-jenis elemen paduan yang ada. Tungsten dan molibdenum membentuk karbida jika ada karbon yang cukup dan tidak adanya unsur kuat pembentuk karbida (yaitu, titanium & niobium), mereka masing-masing membentuk karbida Mo2C dan W2C. Vanadium, titanium, dan niobium membentuk elemen karbida yang kuat, masing-masing membentuk vanadium karbida, titanium karbida, dan karbida niobium.

Unsur paduan juga memiliki efek pada temperatur eutektoid baja. Mangan dan nikel menurunkan temperatur eutektoid dan dikenal sebagai unsur menstabilkan austenit. Struktur austenitik dapat diperoleh pada temperatur kamar. Pembentuk karbida menaikkan temperatur eutektoid; elemen ini dikenal sebagai unsur menstabilkan feri.

Principal Effects of Major Alloying Elements for Steel

Element Percentage Primary functionAluminium 0.95–1.30 Alloying element in nitriding steelsBismuth - Improves machinabilityBoron 0.001–0.003 A powerful hardenability agent

Chromium 0.5–2 Increases hardenability4–18 Increases corrosion resistance

Copper 0.1–0.4 Corrosion resistanceLead - Improved machinability

Manganese

0.25–0.40

Combines with sulfur and with phosphorus to reduce the brittleness. Also helps to remove excess oxygen from molten steel.

>1Increases hardenability by lowering transformation points and causing transformations to be sluggish

Molybdenum 0.2–5

Stable carbides; inhibits grain growth. Increases the toughness of steel, thus making molybdenum a very valuable alloy metal for making the cutting parts of machine tools and also the turbine blades of turbojet engines. Also used in rocket motors.

Nickel 2–5 Toughener12–20 Increases corrosion resistance

Silicon0.2–0.7 Increases strength2.0 Spring steels Higher percentages Improves magnetic properties

Sulfur 0.08–0.15 Free-machining properties

Titanium -Fixes carbon in inert particles; reduces martensitic hardness in chromium steels

Tungsten - Also increases the melting point.

Vanadium 0.15

Stable carbides; increases strength while retaining ductility; promotes fine grain structure. Increases the toughness at high temperatures

TUGASMETALURGI II

Oleh:Yusuf Pradesar(2710100079)