MAKALAH BAHAN KONTRUKSI KIMIA

”LOGAM BESI”

DISUSUN OLEH

KELOMPOK 1

Leonela Vindiarti (0612 3040 0299)

Rahmat Akbar Muzata (0612 3040 0304)

KELAS 4 KA

Dosen Pembimbing : Ir. Hj. Elina Margaretty, M.Si

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2013/2014

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan

rahmatNyalah makalah ini dapat terselesaikan dengan baik.

Dalam penyusunan makalah ini kami telah berusaha dengan semaksimal mungkin sesuai

dengan kemampuan kami. Namun sebagai manusia biasa, kami tidak luput dari kesalahan,

baik dari segi penyampaian materi ini maupun tata bahasa. Tetapi walaupun demikian kami

berusaha sebisa mungkin menyelesaikan makalah Bahan Konstruksi Kimia ini, meskipun

tersusun sangat sederhana.

Kami menyadari adanya kerja sama antara dosen pembimbing dan teman kelompok yang

memberi masukan yang bermanfaat bagi kami dalam tersusunnya makalah ini. Untuk itu kami

mengucapkan terima kasih kepada siapa saja yang telah berperan dalam penyusunan makalah

ini.

Semoga makalah Bahan Konstruksi Kimia ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada

umumnya. Kami mengharapkan saran dan kritik dari berbagai pihak yang bersifat

membangun. Kami berharap makalah ini dapat membantu siapa saja untuk lebih mengetahui

lagi lebih dalam materi dan bagian-bagian apa saja yang terdapat didalamnya.

Palembang, Maret 2014

Penulis,

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Pokok bahasan ini akan membahas pengertian logam besi, unsur-unsur logam,

jenis-jenis logam, baja paduan, proses pembuatan dan aplikasinya.. Setelah selesai

mempelajari pokok bahasan ini diharapkan mampu untuk mengklasifikasikan bahan

logam, menjelaskan jenis-jenis logam dan paduannya, menjelaskan jenis-jenis baja dan

paduannya, dan menjelaskan proses pembuatan besi

Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak

digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalam tabel periodik, besi mempunyai

simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Besi

telah ditemukan sejak zaman dahulu dan tidak diketahui siapa penemu sebenarnya unsur

ini. Pada keberadaannya di alam, besi terdapat di alam dalam bentuk senyawa, misalnya

pada mineral hematite (Fe2O3), magnetit (Fe2O4), pirit (FeS2), siderite (FeCO3), dan

limonit (2Fe2O3.3H2O). Besi adalah unsur keempat terbanyak di bumi dan merupakan

logam yang terpenting dalam industri. Besi murni bersifat agak lunak dan kenyal. Oleh

karena itu, dalam industri, besi selalu dipadukan dengan logam lain supaya leih keras.

Paduan tersebut sering kiata kenal dengan baja. Baja adalah berbagai macam paduan

logam yang dibuat dari besi tuang ke dalamnya ditambahkan unsur-unsur lain seperti Mn,

Ni, V, atau W tergantung keprluannya. Besi adalah logam yang paling banyak dan paling

beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya karena  kelimpahan

besi di kulit bumi cukup besar, pengolahannya relatif mudah dan murah, dan besi

mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.

1.2 RUMUSAN MASALAH

a. Apa klasifikasi bahan logam?

b. Apa saja jenis-jenis logam dan paduannya?

c. Apa saja jenis-jenis baja dan paduannya?

d. Bagaimana proses pembuatan besi?

1.3 TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

Pokok bahasan ini akan membahas logam dan paduannya baja serta proses pembuatan

besi. Setelah selesai mempelajari pokok bahasan ini mahasiswa diharapkan mampu untuk:

a. Mengklasifikasikan bahan logam

b. Menjelaskan jenis-jenis logam dan paduannya

c. Menjelaskan jenis-jenis baja dan paduannya

d. Menjelaskan proses pembuatan besi

BAB II

LOGAM BESI

2.1PENGERTIAN

Dalam kimia, sebuah logam (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur

kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala

dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Logam adalah unsur yang

jumlahnya paling banyak di bumi ini. Jenis-jenis logam logam memiliki sifat dan

kegunaanya masing-masing. Sampai saat ini, terdapat 65 logam yang terbentuk secara

alami di bumi, namun hanya sedikit yang bisa dimanfaatkan dengan cara yang benar.

Logam-logam yang dapat dimanfaatkan ini hanya mencapai 20 buah, baik yang berdiri

sendiri maupun sebagai bagian dari aloi( campuran dari dua buah logam atau lebih dan

zat lainnya). Aloi ini dibuat untuk membuat logam yang memiliki sifat berbeda dari

sebelumnya, agar dapat dimanfaatkan secara maksimal. Jika sobat semakin penasaran

dengan macam-macam logam dan kegunaanya, mari simak yang satu ini, yang akan

membahas tentang ke-20 logam yang dapat dimanfaatkan tadi dan ditambah dengan 5

jenis aloi yang paling sering kita jumpai.

2.2JENIS LOGAM

Secara umum logam bisa dibedakan atas dua yaitu :

2.2.1 Logam- logam besi (ferous)

Sesuai dengan namanya logam-logam besi adalah logam atau paduan yang

mengandung besi sebagai unsur utamanya. Yang termasuk logam dan paduan besi

terdiri atas: 

- Besi tuang (cast iron) 

- Baja karbon (carbon steel) 

- Baja paduan (alloy steel) 

- Baja spesial (specialty steel)

2.2.2 Logam-logam bukan besi (non feorus).

logam-logam bukan besi adalah logam yang tidak atau sedikit sekali

mengandung besi. Yang termasuk logam-logam non-besi, yaitu:

- logam dan paduan dari aluminium (Al), tembaga (Cu

- logam-logam mulia seperti emas (Au), perak (Ag) dan platina (Pt)

- Magnesium (Mg)

- Seng (Zn)

- Timah (Sn)

- Logam-logam tahan panas seperti wolfram

- Paduan ssuper (super-alloys)

- dll

Keempat kelompok besi diatas terbagi lagi atas pengelompokan yang lebih kecil yang

diperlihatkan pada tabel 1.

No. Paduan besi dan Baja Komposisi kimia (dalam %)

1. Besi tuang 

- Besi tuang kelabu

- Besi tuang putih

- Besi tuang noduler 

- Besi tuang paduan 

2-4 %C, 1-3 %Si, 0,80 %Mn (maks) 

0,10 %P (maks), 0,05% S (maks)

Disamping terdapat perbedaan yang kecil dari segi

komposisi, perbedaan sifat-sifat besi tuang ditentukan

oleh struktur mikro karena proses pembuatan atau

karena  proses perlakuan panas.  

Unsur-unsur pemadu : Cr, Ni, Mo, Al atau logam-logam

lainnya.

2. Baja karbon

- Baja karbon rendah 

- Baja karbon sedang 

- Baja karbon tinggi  

 

0,08-0,35 %C          |  0,25-1,50 %Mn 

0,35-0,50 %C plus |  0,25-0,30 %Si 

0,55-1,7 %C     |  0,04 %P (maks)   

      |  0,05 %S (maks) 

3. Baja paduan

- Baja paduan rendah

- Baja paduan medium

Seperti pada baja karbon rendah + unsur-unsur pemadu

kurang dari 4 % seperti : Cr, Ni, Mo, Cu, Al, Ti, V, Nb,

B, W dll.

Seperti pada baja paduan rendah tetapi jumlah unsur-

unsur pemadu diatas 4%. 

4. Baja Spesial

- Baja stainless

- Baja perkakas  

                         a. Feritik (12-30 %Cr dan kadar karbon rendah)      

b. Martensitik (12-17 %Cr dan 0,1-1,0 % C)       

c. Austenitik (17-25 %Cr dan 8-20% Ni)     

d. Duplek (23-30 %Cr, 2,5-7 %Ni, plus unsur Ti dan

Mo)       

e. Presipitasi (seperti pada austenitik, plu elemen pemadu

seperti : Cu, Ti, Al, Mo, Nb atau N) 

High speed steels (0,85-1,25 %C, 1,50-20%W, 4-9,5

%Mo, 3-4,5 %Cr, 1-4 %V, 5-12 %Co)

2.2.3 Jenis Baja Paduan (Alloy-Steel)

Berdasarkan unsur-unsur campuran dan sifat dari baja maka baja paduan dapat

digolongkan menjadi 5 sifat, yaitu:

a. Baja dengan kekuatan tarik yang tinggi

Baja ini mengandung mangan, nikel, kromium dan sering juga

mengandung vanadium dan dapat digolongkan menjadi seperti berikut:

Baja mangan

Baja ini mengandung 0,35%C dan 1,5%Mn dan baja ini termasuk baja murah

tetapi kekuatannya baik. Baja ini dapat didinginkan dengan minyak karena

mengandung unsur mangan sehingga temperatur pengerasannya rendah dan

menambah kekuatan struktur feritnya.

Baja nikel

Baja ini mengandung 0,3%C, 3%Ni dan 0,6%Mn serta mempunyai kekuatan

dan kekerasan yang baik, dapat didinginkan dengan minyak karena

mengandung unsur nikel yang membuat temperatur pengerasnya rendah. Baja

ini digunakan untuk poros engkol, batang penggerak, dan penggunaan lainnya

yang hampir sama.

Baja nikel kromium

Baja ini mempunyai sifat yang keras berhubungan dengan campuran unsur

kromium dan sifat yang liat berhubungan dengan campuran unsur nikel. Baja

yang mengandung 0,3%C, 3%Ni, 0,8%Cr dan 0,6%Mn dapat didinginkan

dengan minyak, hasilnya mempunyai kekuatan dan keliatan yang baik dan baja

ini digunakan untuk barang penggerak dan pemakaina yang hampir sama. Baja

yang mengandung 0,3%C, 4,35%Ni, 1,25%Cr, dan 0,5%Mn (mengandung

nikel dan kromium yang tinggi), mempunyai kecepatan pendinginan yang

rendah sehingga pendinginan dapat dilakukan dalam hembusan udara dan

distorsi diperkecil. Apabila unsur krom dicampur sendiri kedalam baja akan

menyebabkan kecepatan pendinginan kritis yang amat rendah , tetapi bila

dicampur bersama nikel akan diperoleh baja yang bersifat liat. Jenis baja

tersebut digunakan untuk poros engkol dan batang penggerak. Baja nikel

kromium menjadi rapuh apabila distemper atau disepuh pada temperatur 250-

4000C, juga kerapuhannya tergantung pada komposisinya, proses ini dikenal

dengan nama “menemper kerapuhan” dan baja ini dapat diperiksa dengan

penyelidikan pukul takik. Penambahan sekitar 0,3% molibden akan mencegah

kerapuhan karena distemper, juga akan mengurangi pengaruh yang

menyeluruh terhadap baja karena molibden adalah unsur berbentuk karbid.

Baja kromium vanadium

Jika baja ini ditambahkan sekitar 0,5% vanadium sehingga dapat memperbaiki

ketahanan baja kromium terhadap guncangan atau getaran dan membuatnya

dapat ditempa dan ditumbuk dengan mudah, apabila vanadium menggantikan

nikel maka baja lebih cenderung mempengaruhi sifat-sifatnya secara

menyeluruh

b. Baja tahan pakai

Berdasarkan unsur-unsur campuran yang larut didalamnya, baja terdiri dari

2 macam, yaitu:

Baja mangan yang berlapis austenite

Baja ini pada dasarnya mengandung 1,2%C, 12,5%Mn, dan 0,75%Si. Selain

itu juga mengandung unsur-unsur berbentuk karbit seperti kromium atau

vanadium yang kekuatannya lebih baik.

Baja kromium

Jenis ini mengandung 1%C, 1,4%C dan 0,45%Mn. Apabila baja ini

mengandung unsur karbon tinggi yang bercampur bersama-sama dengan

kromium akan menghasilkan kekerasan yang tinggi sebagai hasil dari

pendinginan dengan minyak. Baja ini digunakan untuk peluru-peluru bulat dan

peralatan penggiling padi.

c. Baja tahan karat

Sifat-sifat baja tahan karat, antara lain:

– Memiliki daya tahan yang baik terhadap panas, karat dan goresan/gesekan

– Tahan temperature rendah maupun tinggi

– Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil

– Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan aus

– Tahan terhadap oksidasi

– Kuat dan dapat ditempa

– Mudah dibersihkan

– Mengkilat dan tampak menarik

Baja tahan karat (stainlees steel) mempunyai seratus lebih jenis yang berbeda-

beda. Akan tetapi seluruh baja mempunyai satu sifat karena mengandung kromium

yang dapat membuatnya tahan terhadap karat. Baj tahan karat umumnya

mengandung unsusr Chrom lebih dari 12%, dimana pada kondisi seperti itu baja

akan bersifat pasif terhadap proses oksidasi. Baja tahan karat ini dapat dibagi

kedalam tiga kelompok dasar, yakni:

Baja tahan karat berlapis ferit

Baja ini mengandung unsur karbon rendah (sekitar 0,04% C) dan

sebagian besar dilarutkan dalam besi. Sementara itu, unsur lainnya yaitu

kromium sekitar 13%-20% dan tambahan kromium tergantung pada tingkat

ketahanan karat yang diperlukan. Baja ini tidak dapat dikeraskan dengan cara

disepuh. Baja ini seringkali disebut besi tahan karat dan cocok untuk dipres,

ditarik dan dipuntir. Baja ini mengandung 13% kromium dugunakan untuk

garpu dan sendok, sedangkan yang mengandung 20% kromium untuk tabung

sinar katoda.

Terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau Si) tetapi

karbonnya rendah. Mengandung chrom 16%, sesuai untuk lingkungan korosif

terutama terhadap bahan kimia asam nitrat, serta biasanya digunakan

untuk komponen – komponen dalam industri kimia.

Baja tahan karat berlapis austenite

Baja tahan karat austenit mengandung nikel dan kromium yang amat

tinggi, nikel akan membuat temperatur transformasinya rendah, sedangkan

kromium akan membuat kecepatan pendinginan kritisnya rendah. Campuran

kedua unsur itu menghasilkan struktur lapisan austenit pada temperatur kamar.

Baja ini tidak dapat dikeraskan melalui perlakuan panas, tetapi dapat disepuh

keras. Pengerjaan dan penyepuhan tersebut membuat baja sukar dikerjakan

dengan mesin perkakas. Seperti baja austenit yang lain, baja tahan karat

austenit tidak magnetis.

Terdiri dari 10 – 30% unsur pemadu tertentu (Ni, Mn atau CO)

Misalnya : Baja tahan karat (Stainless steel), nonmagnetic dan baja tahan panas

(heat resistant steel). Mengandung chrom-nikel 18%, dimana sifat tahan

karatnya didapat melalui pemanasan pada suhu 1000 - 11000 lalu didinginkan

dengan direndam kedalam air, sesuai untuk lingkungan yang mengandung

garam, serta biasanya digunakan untuk baling – baling kapal.

Baja tahan karat berlapis mertensite

Mengandung sejumlah besar unsur karbon dan dapat dikeraskan

melalui perlkuan panas, juga mempengaruhi sifat-sifatnya melalui pengerasan

dan penyepuhan. Baja yang mengandung 0,1% C, 13% Cr dan 0,5% Mn ini

dapat didinginkan untuk memperbaiki kekuatannya, tetapi tidak menambah

kekerasan. Baja ini seringkali disebut besi tahan karat dan digunakan

khususnya untuk peralatan gas turbin dan pekerjaan dekoratif.

d. Baja tahan panas

Biasanya dinamakan untuk baja yang tahan pada suhu 6500, dimana sifat itu

didapat pada kodisi kadar chrom dan nikel yang cukup tinggi. Berbeda dengan

baja tahan karat adalah umunya kandungankarbonnya lebih tinggi. Umumnya

digunakan pada ketel uap, boiler, tungku dan lain – lain.

Problema utama yang berhubungan dengan penggunaan temperatur tinggi

adalah kehilangan kekuatan, beban rangkak, serangan oksidasi, dan unsur kimia.

Kekuatannya pada temperatur tinggi dapat diperbaiki dengan menaikkan

temperatur transformasinya dan penambahan unsur kromium atau dengan

merendahkan temperatur transformasinya dan penambahan unsur nikel.

Kedua pengerjaan itu akan menghasilkan struktur austensit. Sejumlah kecil

tambahan unsur titanium, aluminium, molibdenum, dengan karbon akan

menaikkan kekuatan dan memperbaiki ketahanannya terhadap beban rangkak.

Unsur nikel akan membantu penahanan kekuatan pada temperatur tinggi dengan

memperlambat atau menahan pertumbuhan butiran-butiran yang baru.

Ketahanannya terhadap oksidasi dan serangan kimia dapat diperbaiki dengan

menambahkan silikon atau kromium.

e. Baja paduan yang dapat digunakan pada temperatur rendah

Terbagi menjadi 2, yaitu:

a. Baja pegas

Pegas kendaraan dibuat dari baja yang mengandung sekitar 0,8% C,

sesuai dengan sifat-sifatnya yang dibutuhkan dan ditambahkan dengan

lebih dari 0,4% Si dan 0,8 Mn. Baja pegas dikeraskan dengan pendinginan

air atau minyak sesuai dengan komposisinya. Pegas katup dibuat dari baja

yang sama dengan pegas kendaraan juga ditambahkan 1,5% Cr dan 0,17%

V kedalam karbon dan nikel.

b. Baja katup mesin motor

Katup yang menerima beban rendah digunakan baja yang mengandung

0,3% C, Ni 3,5%, 0,35% Cr dan 0,35% Si. Kandungan unsur silikon dan

kromium menaikkan beban yang dapat diterima katup sehingga dapat

menerima beban yang berat. Katup untuk motor pesawat terbang dibuat

dari baja austenit dengan kandungan sekitar 10% Ni dan 12-16% Cr. Katup

pompa serngkali dibuat berlubang dan mengandung natrium untuk

pendinginan.

2.3 UNSUR LOGAM

Logam adalah unsur yang memiliki sifat mengkilap dan umumnya merupakan

penghantar listrik dan penghantar panas yang baik. Unsur-unsur logam umumnya

berwujud padat pada suhu dan tekanan normal, kecuali raksa yang berwujud cair. Pada

umumnya unsur logam dapat ditempa sehingga dapat dibentuk menjadi bendabenda

lainnya.

Tabel Unsur-unsur logam

Nama Indonesia Nama Latin Lambang Unsur Bentuk Fisik

Aluminium aluminium Al padat, putih keperakan

Barium Barium Ba padat, putih keperakan

Besi Ferrum Fe padat, putih keperakan

Emas Aurum Au padat, berwarna kuning

Kalium Kalium K padat, putih keperakan

Kalsium calsium Ca padat, putih keperakan

Kromium chromium Cr padat, putih keperakan

Magnesium magnesium Mg padat, putih keperakan

Mangan manganium Mn padat, putih abu-abu

Natrium natrium Na padat, putih keperakan

Nikel nickelium Ni padat, putih keperakan

1. Alumunium

Alumunium adalah logam dengan warna putih keperak-perakan yang memiliki

sifat sangat ringan dan tahan terhadap korosi (karat). Logam ini berasal dari bijihnya,

bauksit, dengan proses elektrolisis. Alumunium digunakan dalam kabel-kabel listrik

lintas udara, pesawat terbang, kapal, mobil, kaleng minuman, dan foil dapur

(pembungkus makanan).

2. Baja

Baja merupakan aloi besi dan karbon yang merupakan satu dari sedikit bahan

terpenting dalam industri, seperti yang kita ketahui, bidang industri ini mempengaruhi

dunia secara global. Baja memiliki sifat tahan karat, dan kegunaanya yang sangat

penting adalah untuk bidang industri ruang angkasa.

3. Besi

Besi merupakan logam yang memiliki warna abu-abu keputih-putihan. Logam

ini dihasilkan terutama dari peleburan biji hematit dalam tanur sembur. Kegunaanya

adalah diapakai untuk bangunan dan bidang teknik, juga dapat dimanfaatkan untuk

membuat aloi baja.

4. Emas

Unsur logam emas memiliki sifat yang lunak, dan memiliki warna kuning

terang yang digunakan untuk perhiasan dan alat-alat elektronik. Tentunya emas tidak

mudah didapat di pasaran, karena memiliki harga yang sangat tinggi dan terus

meningkat.

5. Kalium

Kalium adalah logam ringan dengan warna keperakan, juga memiliki sifat

sangat reaktif. Senyawa-senyawa kalium digunakan dalam pupuk kimia dan untuk

pembuatan kaca.

6. Kalsium

Logam ini memiliki putih keperak-perakan, sifatnya yang mudah dibentuk

sesuai dengan tempat ditemukannya, yaitu di dalam batu kapur dan kapur. Dalam

makhluk hidup juga terdapat logam yang satu ini, salah satunya di tulang gigi hewan.

Pemanfaatan logam ini biasanya untuk membuat semen dan baja kualitas tinggi.

7. Kuningan

Kuningan merupakan sebuah aloi yang terbuat dari tembaga dan seng.

Pemanfaatanya sangat banyak terjadi di bumi ini, yaitu untuk, barang-barang hiasan,

sekrup, alat-alat musik, dan paku-paku kecil.

8. Kupronikel

Merupakan aloi yang terbuat dari tembaga dan nikel yang digunakan untuk

membuat uang logam berwarna perak.

9. Kromium

Kromium adalah logam yang memiliki warna abu-abu, dan mempunyai sifat

yang keras. Sering digunakan untuk membuat baja tahan karat dan melapisi logam-

logam lain untuk melindunginya dan memberi penampikan mengkilap yang

memantul.

10. Magnesium

Logam yang ringan berwarna perak keputih-putihan yang bila terbakar

menghasilkan nyala api putih terang, logam ini digunakan dalam suar penyelamatan

dan kembang api dalam aloi-aloi ringan.

11. Natrium

Natrium merupakan sebuah logam yang sangat reaktif. Memiliki sifat lunak

dan berwarna putih keperakan logam ini terdapat dalam garam dapur dan digunakan

untuk lampu jalanan dan dalam industri kimia.

12. Perak

Perak adalah suatu logam yang mudah dibentuk, berwarna putih abu-abu yang

merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Logam ini digunakan untuk

membuat perhiasan, peralatan perak ,dan film fotografi.

13. Perunggu

Merupakan sebuah aloi dari tembaga dan timah yang dikenal sejak jaman

kuno. Aloi ini memilii sifat tahan korosi dan mudah dibentuk. Dibanyak negara

perunggu dimanfaatkan untuk membuat uang logam yang bernilai rendah.

14. Platina

Logam berwarna putih keperakan, yang mudah dibentuk, digunakan untuk

membuat perhiasan, barang elektronik, dan sebagai katalisator.

15. Plutonium

Logam radioaktif yang dihasilkan dengan cara membombardir uranium dalam

reaktor nuklir dan digunakan dalam senjata nuklir.

16. Raksa

Raksa merupakan logam berbentuk cairan yang berat. Logam cair ini memiliki

warna putih keperakan , dan juga beracun. Digunakan dalam termometer, tapal gigi

dan digunakan dalam beberapa bahan peledak.

17. Seng

Suatu logam putih kebiruan yang diambil dari mineral seng blende (sfarelit).

Logam ini digunakan untuk melapisi besi agar tidak berkarat (disebut galvanisasi).

Logam ini juga digunakan di baterai-baterai listrik tertentu dan dalam aloi-aloi seperti

kuningan.

18. Solder

Suatu aloi dari timah dan timbal yang memiliki titik lebur yang rendah dan

digunakan untuk menyambungkan kabel-kabel dalam barang-barang elektronik.

19. Tembaga

Logam yang mudah dibentuk, berwarna kemerah-merahan yang digunakan

untuk membuat kabel listrik, tangki air panas, dan aloi kuningan, perunggu, dan

kupronikel.

20. Timah

Suatu logam yang lunak, mudah dibentuk, berwarna putih keperakan. Logam

ini digunakan untuk menyepuh baja, guna menghentikan korosi dan dalam aloi

perunggu, pewter (logam campuran timah dan timbal), dan solder.

21. Timbal

Logam berat berwarna biru keputih-putihan ,mudah dibentuk dan beracaun, diambil

dari mineral galena dan digunakan dalam baterai, atap, dan perisai radiasi dari sinar X.

22. Titanium

Suatu logam yang kuat, berwarna putih, dan mudah dibentuk. Logam ini

sangat tahan terhadap korosi dan digunakan untuk aloi-aloi dalam pesawat luar

angkasa, pesawat terbang, dan kerangka sepeda.

23. Uranium

Suatu logam putih keperakan, radioaktif yang digunakan sebagai sumber

tenaga nuklir dan juga senjata nuklir.

24. Vanadium

Suatu logam yang keras, putih beracun, yang digunakan untuk meningkatkan

kekerasan aloi-aloi baja. Sebuah senyawa vanadium digunakan sebagai katalisator

untuk pembuatan asam sulfat.

25. Wolfram

Suatu logam yang keras, berwarna abu-abu keputihan. Logam ini digunakan

dalam filamen lampu, dalam barang-barang elektronik, dan dalam  aloi-aloi baja untuk

membuat alat-alat pemotong bertepi tajam.

2.4 PROSES PEMBUATAN BESI

2.4.1 Pembuatan Besi Kasar

Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar,yang dihasilkan dalam

tanur tinggi,. Bijih besi yang dicampur dengan kokas atau batu gampang (batu

kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia besi yang dihasilkan tergantung

pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi lazim digunakan adalah hematite,

magnetit, siderite, dan himosit.

Hematite (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan

karena kadar besinya tinggi, sedangkan kadar kotorannya relatif rendah.

Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak digunakan

dikarenakan kadar sulfur (belerangnya) tinggi sehingga diperlukan tahap

pemurnian tambahan.

Tanur Tinggi

Besi kasar diasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8

m dan tingginya mencapai 60 m. Kapasitas per hari dari tanur tinggi berkisar

antara 700-1600 Mg besi kasar. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih,

kokas, dan batu kapur, dinaikkan kepuncak tanur dengan pemuat otomatis,

kemudaian dimasukkan dalam hopper. Untuk menghasilkan 1000 Mg besi

kasar diperlukan sekitar 2000 Mg bijih besi, 800 Mg kokas, 500 Mg batu kapur

dan 4000 Mg udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.

Udara paas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas

terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida

(CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas

karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas dapat dihemat

penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula

yang berbentuk menara silindris sampai sekitar 500oC kalor yang diperlukan

berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur.

Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat diatas

pusat pengumpulan besi cair.

Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran

yang terdapat dalam bijih-bijih dan membentuk terak cair. Terak cair ini yang

lebih ringan dari besi cair yang terapung diatasnya dan secara berkala disadap.

Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan

setiap 5 atau 6 jam.

Disamping setiap 6 Mg besi dihasilkan pula 0,5 Mg terak dan 6 Mg gas

panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton)

atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk

pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media

pembakar dapur-dapur lainnya. Komposisi besi kasar dapat dikendalikan

melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan

baku.

Reduksi Langsung

Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan

padat reduksi membentuk besi spons. Proses ini diterapkan di PT Krakatau

Steel, Cilegon. Disini bijih besi pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua

unit pembuat besi spons, yang masing-masing berkapasitas 1.000.000 ton per

tahun. Besi spons yang dihasilkan mempunyai komposisi kimia sebagai

berikut:

Fe = 88-91

C = 1,5-2,5

SiO2 = 1,25-3,34

Al2O3 = 0,61-1,63

CaO = 0,2-2,1

MgO = 0,31-1,62

P = 0,014-0,027

Cu = 0,001-0,004

Kotoran (oksida-oksida lainnya) = 0,1-0,5 (dalam %)

Besi spons yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam

dapur listrik. Disini besi spons bersama-sama besi tua (scrap)

2.4.2 Pengolahan Besi Kasar

Besi kasar yang dihasilkan memerlukan pengolahan lebih lanjut. Umumnya

besi kasar dituangkan dalam cetakan untuk dicairkan kembali nantinya atau dapat pula

diolah langsung dalam dapur-dapur tertentu. Dengan pengolahan lanjut dapat

diperoleh besi karbon rendah (wrought iron), baja, besi cor, besi mampu tempa atau

besi cor nodular.

Jenis logam besi ditentukan oleh kadar karbon dan tergantung pada proses

peleburan kembali atau proses pengolahannya.

Tanur untuk Mengolah Besi

Jenis TanurBahan Bakar/

Sumber Energi

Muatan

LogamLingkungan Produk

Kupola Kokas Besi kasar +

besi bekas

Besi cor

kelabu, besi cor

nodular

Oksigen basa Oksigen Besi kasar cair

+ besi bekas

Baja

Dapur listrik Listrik Besi bekas Vakum atau

gas mulia

Baja, besi cor

kelabu

Tanur udara

terbuka

Gas alam, kokas,

serbuk batu bara,

minyak

Besi kasar cair Baja

Tanur udara Serbuk batu bara,

minyak

Besi kasar

padat atau cair

Besi cor

kelabu, besi cor

putih

Konverter Udara Besi kasar cair,

besi kupola

cair

Bahan baku

untuk baja

karbon rendah

dan baja

Dapur induksi Listrik Besi bekas

pilihan

Vakum atau

gas mulia

Baja

Kowi (crucible) Gas, kokas,

minyak

Besi bekas

pilihan

Baja dan besi

cor dalam

jumlah kecil

Setiap proses/dapur mempunyai karakteristik yang berlainan. Bahan dan

sumber energi yang digunakan berbeda pula. Pembuatan baja pada hakikatnya adalah

proses pemurnian besi kasar diiringi dengan perpaduan sedemikian sehingga

memenuhi persyaratan kimia tertentu.

2.5 APLIKASI

Dalam teknik pemakaina diperlukan pemilihan jenis logam dan paduan dengan

sifat-sifat yang sesuai dengan kebutuhan operasi sehingga pemakaiannya dapat

meliputi kekuatan dan ketangguhan pada suhu rendah, suhu ruang atau suhu tinggi,

kelelahan (ftigue), creep, korosi dan oksidasi, keausan, atau sifat lainnya.

Dilihat dari kegunaannya maka besi dan baja campuran merupakan tulang

punggung peradaban modern sampai saat ini untuk peralatan transportasi, bangunan,

pertanian, industri dan peralatan mesin.

Baja merupakan logam yang paling banyak digunakan dalam teknik, dalam

bentuk pelat, lembaran, pipa, batang profil dan sebagainya.

BAB III

PENUTUP

2.6 KESIMPULAN

2.7 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/pengantar_teknologi_baja/bab2_baja_dan_sifat_sifatnya.pdf

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&cad=rja&uact=8&ved=0CF4QFjAG&url=http%3A%2F%2Fmagenta45ipb.files.wordpress.com%2F2010%2F01%2Fbaja-paduan-kelompok3.doc&ei=j9sdU-H4GqmM1AG11YCgBw&usg=AFQjCNFz-AahQEV_74LZIiRAbr4AuNpVeg&sig2=4T1PxEH9x2N3fIpO37du6A&bvm=bv.62578216,d.dmQ

http://steelindonesia.com/article/01-komposisi_kimia_baja.htm

http://softilmu.blogspot.com/2013/04/jenis-dan-kegunaan-logam.html