Logam Ferrous

Artha Sabhila Shakti121910101073

Apa sih Logam non Ferro itu?

Logam ferro adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi dengan tujuan untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai 2 sifat yang berbeda. Logam ferro terdiri dari komposisi kimia yang sederhana antara besi dan karbon. Masuknya unsur karbon ke dalam besi dengan berbagai cara.

Jenis logam non Ferro apa aja?1. Besi cor

Komposisinya yaitu campuran besi dan karbon. Kadar karbon sekitar 4%, sifatnya rapuh tidak dapat ditempa, baik untuk dituang, liat dalam pemadatan, lemah dalam tegangan.

2. Besi TempaKomposisi besi tempa terdiri dari 99% besi murni,sifat dapat ditempa,liat,dan tidak dapat dituang.

 3. Baja Lunak

Komposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,1% -0,3% mempunyai sifat dapat ditempa dan liat.

4. Baja Karbon SedangKomposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,4% - 0,6%.Sifat lebih kenyal dari yang keras.

5. Baja Karbon TinggiKomposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,7 - 1,5%. Sifat dapat ditempa, dapat disepuh keras, dan didaur ulang.

6. Baja Karbon Tinggi dengan CampuranKomposisi baja karbon tinggi ditambah nikel atau kobalt, krom atau tungsten. Sifat rapuh, tahan suhu tinggi tanpa kehilangan kekerasan dan dapat disepuh keras.

Bagaimana cara membuatnya?

Terdapat 2 jenis proses membuat logam ferro yaitu melalui proses asam dan proses basa yang berhubungan dengan sifat kimia yang menghasilkan terak dari lapisan dapur

Proses Asam

• Proses asam digunakan untuk memurnikan besi kasar yang persentasenya rendah dalam fosfor dan sulfur. Besi kasar ini dihasilkan dari bijih besi yang kaya silikon sehingga akan menghasilkan terak asam. Lapisan dapur dibangun dari batu silika (SiO2) dan mempunyai sifat yang sama dengan terak, sehingga mencegah reaksi antara unsur fosfor dengan lapisan dapur.

Proses Basa

• Proses basa digunakan untuk mernurnikan besi kasar yang kaya fosfor. Unsur itu hanya dapat dikeluarkan apabila digunakan sejumlah besar dari batu kapur selama berlangsung proses pemurnian, sehingga akan menghasilkan terak. Lapisan dapur harus terbuat dari batu kapur untuk mencegah reaksi antara lapisan dapur dengan unsur silikon.

Aplikasi terhadap kehidupan

• Besi corDigunakan untuk membuat alas mesin, meja perata, badan ragum, bagian-bagian mesin bubut, blok silinder, dan cincin torak.

• Besi TempaBiasa digunakan untuk rantai jangkar,kait keran dan landasan kerja pelat.

• Baja LunakSering diganakan untuk paku,mur, baut, sekrup, pipa, dan keperluan umum dalam pembangunan.

• Baja Karbon Sedangdiganakan untuk benda kerja tempa berat, poros, dan rel baja

• Baja Karbon TinggiDigunakan untuk kikir, pahat, gergaji, tap, stempel, dan alat mesin bubut.

• Baja Karbon Tinggi dengan Campuran Digunakan untuk membuat bagian mesin bubut dan onderdil mesin

Pengertian Besi Cor

• Secara umum Besi cor adalah Besi yang mempunyai kandungan karbon antara 2,5%- 4%, karena kandungannya hanya 2,5%- 4% maka besi cor ini mempunyai kemampuan las yang rendah.

Macam - Macam Besi Cor

1. BESI COR PUTIH (WHITE CAST IRON).Dimana Besi cor ini seluruh karbonnya berupa Sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras dan getas. Mikrostrukturnya terdiri dari Karbida yang menyebabkan berwarna Putih.

2. BESI COR MAMPU TEMPA (MALLEABLE CAST IRON).Besi cor jenis ini dibuat dari Besi cor Putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) akan terurai menjadi matriks Ferrite, Pearlite dan Martensite. Mempunyai sifat yang mirip dengan Baja.

3. BESI COR KELABU (GREY CAST IRON).Jenis Besi cor ini sering dijumpai (sekitar 70% besi cor berwarna abu-abu). Mempunyai graphite yang berbentuk FLAKE. Sifat dari Besi cor ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya rendah sekali.

Pengertian Baja Karbon

Baja karbon adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan karbon ( C ) saja tanpa adanya bahan pemadu dan unsur lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti Si, Mn atau P.

Fungsi paduan pada baja karbon1. Si dan Mn

Biasanya kandungan paling banyak untuk Si adalah 0.4 % dan untuk Mn adalah 0.5% – 0.8 %.Kedua unsur ini tidak banyak berarti pengaruhnya terhadap sifat mekanik dari baja. Mn dipakai untuk mengurangi sifat rapuh panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses penuangan/pembuatan baja.

2. PhosphorPhosphor dalam baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan dalam keadaan dingin. Semakin besar prosentase phosphor semakin tinggi batas tegangan tariknya, tetapi impact strength dan ductility nya turun. Prosentase phosphor pada baja paling tinggi 0.08 %, tetapi pada baja karbon rendah prosentasenya 0.15 – 0.20 % untuk memperbaiki sifat mach inability nya yaitu supaya chips/tatal yang terjadi tidak sambung-menyambung melainkan dapat putus-putus.

3. SulfurProsentasi sulfur pada baja karbon 0.04 %. Sulfur dapat mempengaruhi sifat rapuh ketika berada pada temperature tinggi panas.

Baja KarbonBaja Karbon Rendah.Kandungan karbon pada baja ini antara 0.10 sampai 0.25 % .

Baja Karbon MenengahKandungan karbon pada baja ini antara 0.25 sampai 0.55 % .

Baja Karbon Tinggi.Kandungan karbon pada baja ini antara 0,55% sampai 0,70 % .

Aplikasi baja karbonBaja karbon rendah

Karena kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak dan tentu saja tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas dan dapat dikeraskan permukaannya (case hardening)konstruksi jembatan, bangunan, dan lainnya.

Baja karbon sedangBaja jenis ini dapat dikeraskan dan di tempering, dapat dilas dan mudah dikerjakan pada mesin dengan baik. Penggunaan baja karbon menengah ini biasanya digunakan untuk poros, engkol dan sparepart kendaraan.

Baja karbon tinggiKarena kadar karbon yang tinggi maka baja ini lebih mudah dan cepat dikeraskan dari pada yang lainnya dan memiliki kekerasan yang baik, tetapi susah dai bentuk pada mesin dan sangat susah untuk dilas. Penggunaan baja ini untuk pegas/per, dan alat-alat pertanian.

Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Merupakan jenis baja yang tahan terhadap pengaruh oksigen dan memiliki lapisan oksida yang yang stabil pada permukaan baja.

Stainless steel bisa bertahan dari pengaruh oksidasi karena mengandung unsur Chromiun lebih dari 10,5%, unsur chromium ini yang merupakan pelindung utama baja dalam stainless steel terhadap gejala yang di sebabkan kondisi lingkungan.

Kelas Stainless Steel

Pembagian kelas stainless Steel dibagi menjadi 4 kelompok dengan tujuan memisahkan jenis dan persentase material paduan serta aplikasinya:

1. Kelompok Stainless Steel Martensitic

2. Kelompok Stainless Steel Ferritic

3. Kelompok Stainless Steel Austenitic

4. Kelompok Stainless Steel Duplex

Kelompok Stainless Steel MartensiticMartensitic memilliki kandungan Chrome sebesar 12% sampai maksimal 14% dan Carbon pada kisaran 0,08% - 2,0%. Kandungan karbon yang tinggi merupakan hal yang baik dalam merespon panas untuk memberikan berbagai kekuatan mekanis , misalnya kekerasan baja.    Baja tahan karat kelas martensitic menunjukkan kombinasi baik terhadap ketahanan korosi dan sifat mekanis mendapat perlakuan panas pada permukaannya sehingga bagus untuk berbagai aplikasi. Baja tahan karat kelompok ini bersifat magnetis. Pada kelompok atau klasifikasi martensic di bagi dalam beberapa type yang antara lain adalah:

a. Type 410    Memiliki kandungan chrome sebanyak 13% dan 0,15% carbon, jenis yang paling baik di gunakan pada pengerjaan dingin.

b. Type 416    Memiliki kandungan yang sama dengan type 410, namun ada penambahan unsur sulphur.

c. Type 431    Mengandung 175 chrome, 2,5% nikel dan 0,15% maksimum carbon.

Kelompok Stainless Steel Ferritic

Ferritic memiliki kandungan chrome sebanyak 17% dan carbon antara 0,08% - 0,2%. Memiliki sifat ketahanan korosi yang meningkat pada suhu tinggi. Namun sulit di lakukan perlakuan panas kepada kelompok stainless steel ini sehingga penggunakan menjadi terbatas, Baja tahan karat kelompok ini bersifat magnetis. Pada kelompok stainless steel feritic terdapat beberapa jenis, misal:

  Type 430      Memiliki kandungan chrome sebanyak 17% , dan kandungan baja yang rendah. Tahan sampai temepratur/suhu 800%, biasanya di buat dalam bentuk baja strip.

Kelompok Stainless Steel Austenitic

  Austenitic memiliki kandungan chrome pada kisaran 17-25% dan Nikel pada kisaran 8-20% dan beberapa unsur/elemen tambahan dalam upaya mencapai sifat yang di inginkan. Baja tahan karat kelompok ini adalah non magnetic.    Pada kelompok atau klasifikasi austenitic di bagi dalam beberapa type yang antara lain adalah:

a. Type 304      Type ini dibuat dengan bahan dan pertimbangan ekonomis, sangat baik untuk lingkungan tercemar dan di air tawar namun tidak di anjurkan pemakaiannya yang berhubungan langsung dengan air laut.

b. Type 321      Merupakan variasi dari type 304 namun dengan penambahan Titanium dan Carbon secara proporsional. Lumayan baik untuk pengerjaan suhu tinggi.

c. Type 347      Mirip dengan type 321 tetapi dengan penambahan Niobium (bukan Titanium)

d. Type 316      Pada type ini ada penambahan unsur Molibdenum 2-3% sehingga memberikan perlindungan terhadap korosi, baik di gunakan pada peralatan yang berhubungan dengan air laut. Penambahan Nikel sebesar 12% tetap memepertahankan struktur austenitic.

e. Type 317    Mirip dengan type 316, namun ada penambahan lebih pada unsur/elemen Molybdenum sebesar 3-4%, memberikan peningkatan ketika berhubungan langsung dengan air laut pada suhu/temperature dingin.f. 6 Moly    Lebih dikenal dengan istilah UNS S31254, merupakan jenis yang memiliki ketahanan tinggi terhadap air laut karena tingginya kadar Chromium dan Molibdenum.

f. L Grade    Memiliki kandungan Carbon rendah (316L) dibatasi antara 0,03-0,035%, hal ini akan menyebabkan pengurangan kekuatan tarik.

Kelompok Stainless Steel Duplex

Merupakan kelompok terbaru yang memiliki keseimbangan Chromium, Nikel, Molibdenum dan Nitrogen pada campuran yang sama antara kelompok austenite dan kelompok ferit. Hasilnya adalah sebuah kekuatan yang tinggi, sangat tahan terhadap korosi. Direkomendasikan pada suhu -50 sampai dengan +300 ° C. Biasanya di sebut uNS, sebagai merk dagang. Beberapa type antara lain adalah:

a. UNS S31803      Ini merupakan kelas duplex type yang paling banyak di gunakan. Komposisinya adalah: 0,03% maksimum Carbon, 22% Chrome, 5,5% Nikel, dan 0,15 Nitrogen.

b. UNS S32750      Type duplex yang rendah menurut sifat mirip dengan type 316, tapi dua kali lipat kekuatan tariknya. Komposisinya adalah: 0,03% carbon, 23% Chrome, 4% Nikel dan 0,1% adalah Nitrogen.

c. UNS S32750    Ini merupakan type super untuk kelompok duplex, ketahanan terhadap korosi yang meningkat. Komposisi dari type ini adalah: 0,03% maksimum Carbon, 25% Chrome, 7% Nikel, 4% Molibdenum dan 0,028 nitrogen.

Sekian dan Terima Kasih