116639961 jf302 material technology 1 unit 4

KELULI KARBON BIASA J3022/4/ 1

4Unitt

KELULI KARBON BIASA

OBJEKTIF AM

Memahami berkaitan keluli karbon dari segi sifat, struktur dan kaitan dengan rajah keseimbangan fasa serta jenis-jenisnya.

OBJEKTIF KHUSUS

Di akhir unit ini anda dapat :

Menerangkan istilah keluli karbon.Melakar dan menerangkan hubungan fasa melalui gambarajah

fasa besi karbon.Menyenarai dan menjelaskan jenis-jenis keluli karbon.

A2

BCC

KELULI KARBON BIASA J3022/4/

PENGENALAN

Pada tajuk yang lalu kita telah membincangkan bagaimana bijih besi dan keluli diperolehi. Kita juga telah mempelajari bagaimana besi dan keluli diproses sebelun dikeluarakan untuk tujuan penggunaan Kali ini mari kita melihat pula berkenaan keluli karbon biasa dari segi sifat, struktur mikro, jenis dan kegunaan tentu dalam bidang kejuruteraan.

4.1 ALLOTROPI BESI

Besi dan karbon menunjukkan sifat kelarutan yang lengkap dalam keadaan cecair tetapi kelarutan yang terhad dalam keadaan pepejal. Sistem rajah fasa besi-karbon mempunyai beberapa jenis larutan pepejal dan fasa-fasa peralihan. Rajah fasa besi-karbon juga mempamerkan tindakbalas-tindakbalas eutektik, eutektoid dan peritektik.Sebelum mengenali struktur aloi besi-karbon, perubahan bentuk hablur yang berlaku perlu difahami semasa pemanasan dan penyejukan besi tulin dalam keadaan pepejal. Besi tulin adalah allotropik iaitu bahan yang boleh berubah dalam beberapa bentuk hablur yang berlainan pada suhu-suhu tertentu. Pada suhu bilik sehingga 910 oC sehingga 1 390 oC, hablurnya adalah kiub berpusat jasad (b.c.c) dan dikenali sebagai besi alfa ( -Fe). Di atas suhu 910 oC sehingga 1 390 oC, hablurnya adalah berkiub berpusat muka (f.c.c). Besi yang stabil pada suhu ini dikenali sebagai besi-gamma ( -Fe). Jika pemanasan seterusnya dijalankan, struktur hablurnya terus bertukar menjadi kiub berpusat jasad sebelum ianya menjadi cecair pada suhu 1 535 oC dan dikenali sebagai besi delta ( -Fe). Perubahan struktur hablur dalam keadaan pepejal adalah berkait rapat dengan pembebasan haba semasa besi disejukkan daripada takat beku iaitu pada suhu 1535oC. Titik di mana perubahan hablur ini berlaku dikenali sebagai titik-titik kritikal seperti Gambarajah 4.1 di bawah ini.

2

INPUT

A2

BCC


Gambarajah 4.1 Lengkung Penyejukkan Berkadar Songsang Untuk Besi Tulin.

Gambarajah 4.2 Perubahan Dimensi Besi Tulin Berbanding Dengan Suhu

Atom-atom pada kekisi f.c.c adalah lebih padat jika dibandingkan dalam bentuk b.c.c, dan ini menyebabkan pengecutan berlaku semasa pemanasan besi- ke besi- . Pengembangan berlaku semasa pemanasan besi- ke besi-. Kesemua perubahan ini berlaku pada titik-titik kritikal.

Titik-titik kritikal adalah dirujuk seperti berikut :

3

769C

910C

1390C

A3

A2

suhuC

Masa bagi penurunan sela suhu

Suhu oC

Dimensi (mm)

-Fe

-Fe

BCC

FCC-Fe BCC

910 1390

+ Fe3C

+

+ Fe3C

+


suhu perubahan dikenali sebagai A3.

suhu perubahan dikenali sebagai A4/Acm.

Ujikaji menunjukkan suhu-suhu kritikal ini berubah semasa proses pemanasan dan penyejukan. Semasa pemanasan suhu perubahan struktur ke ialah dikenali sebagai titik Ac (`c' adalah `chaufage' atau pemanasan dalam Bahasa Perancis) dan semasa penyejukan daripada keadaan lebur suhu perubahan ini dikenali sebagai titik Ar (adalah `refroidissement' atau penyejukan). Sebagai contoh Ac3 dan Ar3 bagi besi tulin ialah 910 oC dan 935 oC.

Satu lagi perubahan ialah pada suhu 723 C. Pada suhu ini, besi tulin hilang kemagnetannya dan titik ini dikenali titik Curle. Suhu ini tidaklah begitu penting dalam rawatan haba kerana tiada perubahan struktur hablur berlaku. Rajah ini juga dikenali sebagai fasa besi-simentit (cementite), ini disebabkan kebanyakan karbon larut dalam besi berbentuk cementite. Penambahan karbon dalam besi boleh mengurangkan takat beku logam ini di samping mengubah suhu perubahan (suhu kritikal) struktur hablur.

Kelarutan karbon dalam besi yang berkiub berpusat jasad adalah rendah pada suhu bilik iaitu hanya mencapai 0.006% dan larutan pepejal ini dikenali sebagai ferrite (fasa ). Kelarutan maksimun karbon dalam struktur ini ialah 0.03% pada suhu 723 C. kelarutan karbon bertambah apabila besi menjadi kiub berpusat muka (fcc) di mana kelarutan maksima ialah 1.7% pada suhu 1130 C. larutan pepejal besi dan karbon pada struktur ini dikenali sebagai autenite (fasa ).

Jika suhu dinaikan, kelarutan karbon akan menurun bila struktur besi berubah menjadi kiub berpusat muka. Kelarutan maksimun adalah 0.07% pada suhu 1490 C sebelum ianya lebur pada suhu 1535 C. larutan pepejal ini dikenali sebagai .

4

+ Fe3C

+

+ Fe3C

+


4.2 Gambarajah Fasa Keseimbangan Besi-Karbon

Gambarajah 4.3 Menunjukkan fasa keseimbangan Besi-Karbon

Gambarajah 4.3 di atas juga dikenali sebagai rajah fasa besi-sementit (cementite) sebab kebanyakan karbon larut dalam besi adalah dalam bentuk sementit. Penambahan karbon dalam besi boleh mengurangkan takat beku logam ini disamping mengubahkan suhu perubahan (kritikal) struktur hablur. Kelarutan karbon dalam besi yang berkiub berpusat jasad adalah rendah pada suhu bilik iaitu hanya mencapai 0.006% dan larutan pepejal ini dikenali sebagai ferit (fasa ). Kelarutan maksima karbon dalam struktur ini ialah 0.03% pada suhu 723 oC.

Kelarutan karbon bertambah bila struktur besi menjadi kiub berpusat muka (f.c.c.) di mana kelarutan maksimanya adalah 1.7% pada suhu 1130 oC. Larutan pepejal besi dan karbon pada struktur ini dikenali sebagai austenit (fasa ).

Jika suhu dinaikkan, kelarutan karbon menurun bila struktur besi berubah menjadi kiub berpusat muka. Kelarutan maksima adalah 0.07% pada suhu 1490 oC sebelum ianya lebur pada 1535 oC. Larutan pepejal ini dikenali sebagai fasa .

Tindakbalas eutektik berlaku pada 1130 oC di mana kandungan karbon adalah 4.3% dan fasa pepejal yang terbentuk mempunyai campuran austenit dan sementit. Sementit adalah sebatian antara besi dan karbon ( karbida besi ) iaitu Fe3C. Campuran eutektik ini juga dikenali sebagai ledeburite.

5

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

700

900

1100

1300

1500

500

+ Fe3C

Cecair +

+

+ Fe3C

Cecair + Fe3C

+

Cecair +

Lede

burit

e

Pear

lite

oCSuhu

% C0


Tindakbalas peritektik berlaku semasa penyejukan besi yang mengandungi 0.07 %C (larutan pepejal) bertindakbalas dengan larutan cecair besi karbon yang mengandungi 0.55 %C pada suhu 1490 oC dan membentuk larutan pepejal atau austenit yang mengandungi 0.18 %C. Tindakbalas peritektik tidak memberi kesan kepada struktur mikro yang wujud pada suhu bilek dan tidak pula merubah sifat-sifat fizikal keluli.

Tindakbalas eutektoid berlaku pada 723 oC bila austenit yang mengandungi 0.83 %C terhurai dan membentuk struktur berlapis ferit dan sementit yang dikenali sebagai pearlit. (Bentuk seperti ibu tiram). Titik di mana berlakunya tindakbalas eutektoid dirujukkan sebagai A1. Ianya adalah sama untuk semua keluli karbon biasa.

Fasa-fasa yang terdapat pada rajah fasa besi karbon adalah seperti berikut:-

i. Ferit (fasa ) merupakan larutan pepejal yang lemah antara karbon dalam besi yang berkiub berpusat jasad. Kelarutan maksima karbon adalah 0.03% pada suhu 723 oC dan jatuh kepada 0.006% pada suhu bilik. Ferit merupakan bahan yang mulur, lembut dan mempunyai kekuatan yang agak rendah.

ii. Austenit (fasa ) merupakan larutan pepejal karbon dalam besi yang berkiub berpusat muka dan kelarutannya agak tinggi jika dibandingkan dengan ferit. Kelarutan maksima karbon ialah 1.7% pada 1130 oC dan ini merupakan had kelarutan yang maksima pada keluli karbon biasa. Walaupun begitu kelarutan karbon yang melebihi 1.4% jarang berlaku dalam praktik. iii. Sementit merupakan karbida besi di mana atom-atom karbon yang lebih bergabung dengan atom-atom besi membentuk sebatian yang keras dan rapuh iaitu Fe3C.iv. Pearlit merupakan struktur lamela (berlapis) antara ferit dan sementit di mana komposisi eutektoidnya ialah 0.83%C dan 99.17%Fe.

Struktur mikro keluli karbon biasa boleh mengandungi mana-mana fasa tersebut jika disejukkan dengan perlahan (seimbang) bergantung kepada kandungan karbon masing-masing.

4.3 Juzuk-Juzuk Mikro Pada Keluli Karbon Biasa.

Daripada rajah tersebut struktur yang terakhir diperolehi bergantung sepenuhnya kepada kandungan karbon. Keluli yang mengandungi kurang daripada 0.83% karbon dikenali sebagai keluli hypo-eutektiod dan lebih daripada 0.83% sehingga 1.70% dipanggil keluli hyper-eutektiod.

6

APAKAH ITU KELULI KARBON BIASA? RENUNGKANSELAMAT MENCUBA SEMOGA BERJAYA

+ Fe3C

+

+ Fe3C

+


4.1 Apakah istilah kepada allotropi.

4.2 Terangkan istilah-istilah yang terdapat di dalam Gambarajah Fasa Besi-Karbon iaitu;

i. Ferit.ii. Austenit.iii. Pearlit.iv. Sementit.

4.3 Dengan bantuan lakaran kenal pasti fasa-fasa yang wujud dalam gambarajah keseimbangan fasa keluli-karbon.

7

AKTIVITI 4A

+ Fe3C

+

+ Fe3C

+


4.1

Besi tulin adalah allotropik iaitu bahan yang boleh berubah dalam beberapa bentuk hablur berlainan pada suhu-suhu tertentu.

4.2

i) Ferit merupakan larutan pepejal yang lemah antara karbon dalam besi yang berkiub berpusat jasad. Kelarutan maksima karbon adalah 0.03% pada suhu 723 oC dan jatuh kepada 0.006% pada suhu bilik. Ferit merupakan bahan yang mulur, lembut dan mempunyai kekuatan yang agak rendahii) Austenit merupakan larutan pepejal karbon dalam besi yang berkiub berpusat muka dan kelarutannya agak tinggi jika dibandingkan dengan ferit. Kelarutan maksima karbon ialah 1.7% pada 1130 oC dan ini merupakan had kelarutan yang maksima pada keluli karbon biasa. Walaupun begitu kelarutan karbon yang melebihi 1.4% jarang berlaku dalam praktik.iii) Pearlit merupakan struktur lamela (berlapis) antara ferit dan sementit di mana komposisi eutektoidnya ialah 0.83%C dan 99.17%Feiv) Sementit merupakan karbida besi di mana atom-atom karbon yang lebih bergabung dengan atom-atom besi membentuk sebatian yang keras dan rapuh iaitu Fe3C.

4.3

8

MAKLUM BALAS 4A

0.8 1.7 4.3

700

900

1100

1300

1500

500

+ Fe3C

Cecair +

+

+ Fe3C

Cecair + Fe3C

+

Cecair +

Lede

burit

e

Pear

lite

oCSuhu

% C0


4.4 Keluli Karbon Biasa

Keluli karbon biasa boleh ditakrifkan sebagai aloi besi dan karbon yang mengandungi kurang daripada 1.7% karbon. Keadaan yang sebenar menunjukkan kandungan yang melebihi 1.4% karbon jarang sekali terdapat pada keluli dan terdapat juga unsur-unsur lain seperti mangan (Mn), sulfur (S) dan fosfurus (P). Unsur-unsur ini sama ada sengaja dicampurkan (seperti Mn) atau sebagai bendasing (seperti S dan P ).

4.4.1 Sifat - Sifat Mekanik Keluli Karbon Biasa.

Nilai-nilai yang biasa bagi sifat-sifat mekanik untuk ferit, pearlit dan sementit adalah seperti berikut :

Juzuk mikro

Kekuatan tegangan % Pemanjangan Kekerasan

Ferit 330 N/mm2 40 100 HV Pearlit 900 N/mm2 5 270 HV Sememtit 650HV

Jadual 4.4. Fungsi struktur dan komposisi terhadap sifat-sifat mekanik

keluli karbon biasa

Jadual 4.4 di atas menunjukkan sifat-sifat mekanik keluli karbon biasa yang disejukkan dengan perlahan dan didapati sifat-sifat mekanik keluli ini bergantung kepada kandungan juzuk-juzuk mikro ini. Kekerasan, kekuatan tegangan dan % pemanjangan adalah terus dengan kandunagan karbon sehingga 0.83%. Kehadiran sememtit-sememtit bebas pada struktur bijian menyebabkan kekuatan tegangan menurun.

9

INPUT


4.4.2 Keluli Terbunuh (Killed) Dan Keluli Berim (Rimming).

Pada proses akhir penapisan dalam pengeluaran keluli, keluli lebur mengandungi oksigen yang berlebihan. Jika keluli ini hendak dituangkan, oksigen yang berlebihan ini akan bertindakbalas dengan karbon untuk menghasilkan gas karbon monoksida. Gas ini akan menyebabkan keluli itu menjadi poros bila ianya memejal.

Oksigen yang berlebihan boleh dikurangkan dengan mencampurkan unsur-unsur pengoksidaan seperti mangan (Mn), silikon (Si) atau aluminium (Al). Keluli ini dikatakan terbunuh sebab ianya senyap semasa dituangkan.

Sejenis lagi jongkong keluli boleh dihasilkan dengan mengurangkan sebahagian daripada oksigen sebelum dituangkan. Sejurus sebahagian daripada proses pengoksidaan berlaku, keluli lebur itu dituangkan ke dalam acuan jongkong. Semasa di dalam acuan dan berdekatan dengan dinding acuan, keluli itu memejal dalam bentuk rim yang terdri daripada besi tulin. Baki oksigen yang tinggal bertindakbalas dengan karbon menghasilkan gas karbon manoksida. Tetapi bahagian atas jongkong mula memejal dengan itu gas yang dihasilkan tidak boleh dibebaskan. Gas ini akan membentuk rongga-rongga udara (blowholes) bila keseluruhan keluli itu menjadi pejal.Walau bagaimanapun keluli yang memejal akan mengecut dan rongga-rongga ini akan mengimbang-balas proses pengecutan. Keluli ini dikenali sebagai keluli berim.

4.5 Kesan Unsur-Unsur Lain (Selain Karbon) Terhadap Keluli Karbon Biasa

Dalam proses pengeluaran keluli adalah sukar untuk menapiskan semua bendasing. Di samping itu proses pengoksidaan yang berlaku tuangan keluli juga mengandungi bendasing yang larut dan unsur bukan logam tidak terlarut. Unsur-unsur ini dicampurkan ke dalam keluli samada secara tidak sengaja atau disengajakan sebagai rekabentuk keluli tersebut. Unsur-unsur yang biasa didapati seperti Mn sehingga 1.0%, Si sehingga 0.3%, S sehigga 0.05% dan P sehingga 0.05%.

4.5.1 Mangan (Mn)

Unsur ini merupakan juzuk yang penting kepada hampir semua keluli sebab ianya boleh membebaskan keluli daripada rongga-rongga gas/udara. Unsur ini bertindak sebagai agen pengoksidaan dengan bergabung dengan oksigen yang berlebihan. Tetapi unsur ini boleh bertindakbalas dengan sulfur yang hadir dan membentuk MnS yang boleh melemahkan keluli. Mn juga boleh larut dalam austenit dan membentuk

10


karbida yang stabil iaitu Mn3C. Unsur ini boleh meningkatkan kekuatan alah, kekuatan tegangan dan rintangan hentaman (keliatan) keluli. Kedalaman pengerasan boleh ditingkatkan selepas dikuenc tetapi ianya boleh membawa retak atau pecah. Kandungan Mn hendaklah dihadkan kurang daripada 0.5% keluli karbon sederhana dan tinggi yang hendak dikuenckan.

4.5.2 Silikon (Si)

Unsur ini didapati bersama bijih besi itu sendiri. Ianya berguna jika kandungannya di antara 0.05 - 0.3% bagi keluli terbunuh. Bagi keluli berim kandungannya dihadkan kepada 0.05%. Silikon hanya memberi kesan yang sedikit kepada keluli tetapi kandungannya hendaklah dihadkan kepada 0.2% bagi keluli karbon tinggi sebab ianya boleh menghuraikan sementit menjadi grafit dan ferit dan menjadikan keluli itu lemah. Silikon juga meninggikan kebendaliran keluli yang mana sifat ini sangat panting dalam proses tuangan.

4.5.3 Sulfur (S)

Kehadiran sulfur dalam keluli adalah dalam bentuk MnS atau FeS. FeS larut dalam keluli lebur tetapi tidak larut dalam keluli pejal. FeS mendak sebagai filem pada sempadan bijian austenit walaupun kandungan sulfur serendah 0.1%.

FeS mempunyai takat lebur yang rendah dengan ini keluli boleh menjadi remah/hancur (crumble) bila dikerja-panas. FeS juga merupakan bahan yang rapuh pada suhu bilek dengan itu ianya menjadikan keluli tidak sesuai dikerja-sejuk atau digunakan dalam mana-mana perkhidmatan. Biasanya Mn ditambahkan lebih banyak bagi mengelakkan pembentukan FeS pada keluli. Dengan menambahkan lebih banyak Mn maka lebih banyak MnS terbentuk iaitu lebih baik daipada FeS.

Umumnya kandungan sulfur pada keluli mestilah tidak melebihi 0.05% dan pada keluli berkualiti tinggi seperti keluli alat, tidak melebihi 0.03%. Setengah keluli seperti keluli pemotong bebas kandungannya ialah 0.3 %S, 1.5 %Mn dan 0.03 %P. Kehadiran MnS pada keluli ini meningkatkan lagi kebolehmesinannya.

11


4.5.4 Fosforus

Fosforus membentuk fosfid besi, Fe3P yang rapuh dan larut dalam keluli. Fosforus juga memberi kesan kepada kekerasan keluli, dengan itu kandungannya haruslah dihadkan bawah 0.05% sebab fosfid besi yang menjadi juzuk mikro yang berasingan menambah kerapuhan keluli.

4.6 Kelasifikasi Dan Kegunaan Keluli Karbon Biasa.

Keluli karbon biasa dibahagikan kepada 3 kumpulan.

i. Keluli karbon rendah mengandungi kurang daripada 0.3 %C.ii. Keluli karbon sederhana mengandungi 0.3 - 0.6 %C. iii. Keluli karbon tinggi mengandungi 0.6 - 1.4 %C.

4.6.1 Keluli Karbon Rendah (Keluli Lembut).

Keluli ini boleh dibahagikan kepada tiga kategori umun, di antaranya:-

4.6.1.1 Keluli lembut mati (dead mild steel)

Kategori keluli yang mengandungi 0.05 - 0.10 karbon dan biasanya didapati dalam bentuk kepingan, jalur, rod, wayar dan tiub yang dihasilkan daripada kerja-sejuk dan kerja-panas. Ianya juga didapati dalam keadaan yang telah disepuh lindap proses. Keluli ini mempunyai kemuluran yang tinggi, sesuai untuk tarikan dalam (deep drawing) tetapi kekuatannya adalah rendah. Kegunaannya adalah untuk membuat badan kereta-motor, peti sejuk, mesin basuh, perabut, rivet dan paku.

4.6.1.2 Keluli karbonan (carburising steels)

Kategori keluli yang mengandungi 0.1 - 0.2% karbon merupakan keluli yang mempunyai kekuatan dan kekerasan yang rendah, tetapi permukaan yang keras. Permukaannya juga boleh merintang air dengan sifat terasnya yang liat. Kemulurannya menjadikannya sukar untuk dimesin dengan cepat melainkan kandungan MnS ditingkatkan dengan menambah sulfur 0.2-0.3% dan Mn1%.

12


4.6.1.3 Keluli lembut pembinaan

Kategori keluli yang mengandungi 0.2 - 0.3% karbon. Bila kandungan karbon ditingkatkan sehingga 0.3%, kekuatannya meningkat dan sesuai untuk tujuan pembinaan, tetapi kemulurannya menurun. Ianya mempunyai kualiti fabrikasi yang sangat baik dengan itu mudah untuk dikimpal dan dikerja-sejuk atau panas. Keluli ini juga digelek panas untuk dijadikan kepingan bagi membuat dandang, kapal dan kenderaan. Dalam bentuk galang, gelegar, alur dan sebagainya ianya digunakan untuk membuat jambatan dan bangunan. Biasanya digunakan setelah digelek panas.

4.6.2 Keluli Karbon Sederhana

Keluli ini biasa dikeras-kuenc dan dibajakan sepenuhnya supaya kekuatannya adalah lebih baik dengan mempunyai keliatan yang maksima. Digunakan untuk membuat aci, gear dan aci engkol. Keluli yang mengandungi 0.4 - 0/5 %C boleh dikeraskan dengan proses pemanasan setempat dan dikuenckan. (localised heating and quenching).

4.6.3 Keluli Karbon Tinggi

Keluli karbon tinggi biasanya dikeras-kuenc dan dibajakan dengan ringan untuk mendapatkan kekerasan yang tinggi dengan keliatan yang terhad. Digunakan untuk membuat alat pemotong yang kurang mahal dan dikenali sebagai "carbon tool steel". Keluli yang mengandungi 0.6 - 0.8 %C biasanya digunakan untuk membuat acuan, spring, kabel pengikat dan roda keretapi. Sebahagian daripada alat-alat yang dibuat daripada keluli karbon tinggi adalah seperti berikut :-

% Karbon Jenis-jenis alat 0.8 - 1.0 Pahat sejuk bilah pemotong pengetuk dan penukul.

1.0 - 1.2 Kikir kapak mata gergaji dan pisau. 1.2 - 1.4 Pisau pencukur dan mata gerudi.

Jadual 4.5 : Kandungan karbon dan jenis alat

13


4.7 Had-had Keluli Karbon Biasa.

Bagi mengatasi had-had ini, keluli perlu dialoikan dengan unsur-unsur yang lain bagi mendapatkan sifat-sifat yang khusus yang diperlukan dalam bidang kejuruteraan. Elemen-elemen aloi adalah seperti Mn, Ni, Cr, Mo, Tn, Vd, Co dan Si. Keluli aloi akan dibincangkan dalam unit berikutnya.

i. Kekuatan tegangan yang maksima ialah 700 N/mm2ii. Komponen-komponen yang besar sukar untuk dikeraskan dengan

berkesan dengan itu terhad untuk bahagian-bahagian yang kecil.iii. Melindap-kejut (kuenc) dengan air menghasilkan kekerasan yang

sepenuhnya tetapi terdedah kepada herotan dan retakkan.iv. Jika dilembutkan dengan cepat pada suhu 300 oC, kegunaannya

terhad untuk memotong logam dengan kelajuan yang tinggi.v. Mempunyai daya rintangan yang rendah kepada kakisan dan

pengoksidaan pada suhu yang tinggi.

14

Haa !!!! dah habis

MARI KITA IKUTI AKTIVI BERIKUTNYA

SELAMAT MENCUBA SEMOGA BERJAYAAKTIVITI 4B


4.4 Nyatakan DUA (2) jenis Keluli Karbon Rendah.

i) ____________________________________ii)____________________________________

4.5 Senaraikan TIGA (3) unsur yang dapat memberi kesan terhadap Keluli Karbon Biasa.

4.6 Senaraikan DUA (2) tujuan mengapa unsur-unsur lain perlu digunakan terhadap Keluli Karbon Biasa.

4.7 Nyatakan kandungan karbon dan senaraikan DUA (2) contoh alat yang dihasilkan pada jenis-jenis Keluli Karbon berikut :

i) Keluli Karbon Sederhana.ii) Keluli Karbon Tinggi.

15

BANDINGKAN JAWAPAN ANDA


4.4

i) Keluli lembut matiii) Keluli karbonaniii) Keluli lembut

4.5

i) Mangan (Mn)ii) Silikon (Si)iii) Sulfur (S)iv) Fosforus(p)

4.6

Silikon (Si)

Silikon meninggikan kebendaliran keluli yang mana sifat ini sangat penting dalam prosestuangan.

Fosforus

Fosforus membentuk fosfid besi, Fe3P yang rapuh dan larut dalam keluli. Fosforus juga memberi kesan kepada kekerasan keluli, dengan itu kandungannya haruslah dihadkan bawah 0.05% sebab fosfid besi yang menjadi juzuk mikro yang berasingan menambah kerapuhan keluli.

4.7

i) Keluli karbon sederhana mengandungi 0.3 -0.6 %C.Digunakan untuk membuat aci, gear dan aci engkol. Keluli yang mengandungi 0.4 -0/5 %C boleh dikeraskan dengan proses pemanasan setempat dan dikuenckan.

ii) Keluli karbon tinggi mengandungi 0.6 -1.4 %C. digunakan untuk membuat acuan, spring, kabel pengikat dan roda keretapi.

16

MAKLUM BALAS 4B


1. Berpandukan kenyataan di bawah, isikan tempat kosong dengan perkataan yang sesuai.

i) Ferit merupakan larutan pepejal yang berkiub _______________________ii) Austenit merupakan larutan pepejal yang berkiub ____________________iii) Pearlit merupakan struktur lamela antara ________ dan _______________iv) Sementit merupakan sebatian yang keras dan rapuh iaitu ______________

2. Nyatakan dari segi kandungan karbon, sifat dan kegunaan bagi jenis-jenis keluli berikut.

i) Keluli Karbon Rendah.ii) Keluli Karon Sederhana.iii) Keluli Karon Tinggi.

3. Apakah yang dimaksudkan dengan istilah-istilah berikut yang berkaitan gambarajah besi-karbon.

i) Ferit.ii) Sementit.iii) Pearlit.iv) Austenit.

4. Terangkan secara ringkas berkenaan Keluli Lembut Mati (Dead Mild Steel) yang digolongkan dalam keluli karbon rendah.

17

PENILAIAN KENDIRI


5. Berpandukan Gambarajah fasa besi-karbon di bawah, labelkan fasa-fasa yang wujud.

18

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

700

900

1100

1300

1500

500

oCSuhu

% C0


1.

i) Ferit merupakan larutan pepejal yang berkiub berpusat iasad.ii) Austenit merupakan larutan pepejal yang berkiub berpusat muka.iii) Pearlit merupakan struktur lamela ~ dan sementitiv) Sementit merupakan sebatian yang keras dan rapuh iaitu ~

2.

i) Keluli karbon rendah mengandungi kurang daripada 0.3 %C.ii) Keluli karbon sederhana mengandungi 0.3 -0.6 %C.iii) Keluli karbon tinggi mengandungi 0.6 -1.4 %C.

3.

i) Fecit merupakan larutan pepejal yang lemah antara karbon dalam besi yang berkiub berpusat jasad. Kelarutan maksima karbon adalah 0.03% pada suhu 723 C dan jatuh kepada 0.006% pada suhu bilik. Fecit merupakan bahan yang mulur, lembut dan mempunyai kekuatan yang agak rendah

ii) Austenit merupakan larutan pepejal karbon dalam besi yang berkiub berpusat muka dan kelarutannya agak tinggi jika dibandingkan dengan fecit. Kelarutan maksima karbon ialah 1.7% pada 1130 C dan ini merupakan had kelarutan yang maksima pada keluli karbon biasa. Walaupun begitu kelarutan karbon yang melebihi 1.4% jarang berlaku dalam praktik.

iii) Pearlit merupakan struktur lamela (berlapis) antara fecit dan sementit di mana komposisi eutektoidnya ialah 0.83%C dan 99.17%Fe

iv) Sementit merupakan karbida besi di mana atom-atom karbon yang lebih bergabung dengan atom-atom besi membentuk sebatian yang keras dan rapuh iaitu Fe3C.

19

MAKLUM BALAS MAKLUM BALAS

Cecair + Cecair + Fe3C

Cecair +


4.

Keluli lembut mati (dead mild steel)

Kategori keluli yang mengandungi 0.05 -0.10 karbon dan biasanya didapati dalam bentuk kepingan, jalur, rod, wayar dan tiub yang dihasilkan daripada kerja-sejuk dan kerja-panas. Ianya juga didapati dalam keadaan yang telah disepuh lindap proses. Keluli ini mempunyai kemuluran yang tinggi, sesuai untuk tarikan dalam ( deep drawing) tetapi kekuatannya adalah rendah.Kegunaannya adalah untuk membuat badan kereta-motor, peti sejuk, mesin basuh, perabut, rivet dan paku.

5.

20

0.8 1.7 4.3

700

900

1100

1300

1500

500

+ Fe3C

+

+ Fe3C

+

Lede

burit

e

Pear

lite

oCSuhu

% C0

PENGENALAN4.5Kesan Unsur-Unsur Lain (Selain Karbon) Terhadap Keluli Karbon Biasa

116639961 jf302 material technology 1 unit 4

Documents