jf302 material technology 1 unit 4

7/30/2019 JF302 Material Technology 1 Unit 4

1/20

KELULI KARBON BIASA J3022/4/ 1

4Un

itt

KELULI KARBON BIASA

Memahami berkaitan keluli karbon dari segi sifat, struktur

dan kaitan dengan rajah keseimbangan fasa serta jenis-

jenisnya.

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.


2/20

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 diprosessebelun 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 fasabesi-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 yangberlaku perlu difahami semasa pemanasan dan penyejukan besi tulin dalam

keadaan pepejal. Besi tulin adalah allotropik iaitu bahan yang boleh berubahdalam 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 sehingga1 390 oC, hablurnya adalah berkiub berpusat muka (f.c.c). Besi yang stabil pada

suhu ini dikenali sebagai besi-gamma ( -Fe). Jika pemanasan seterusnyadijalankan, 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 suhu1535oC. Titik di mana perubahan hablur ini berlaku dikenali sebagai titik-

titik kritikal seperti Gambarajah 4.1 di bawah ini.

2

INPUT


3/20


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-. Kesemuaperubahan 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


4/20


suhu perubahan dikenali sebagai A3.

suhu perubahan dikenali sebagai A4/Acm.

Ujikaji menunjukkan suhu-suhu kritikal ini berubah semasa proses pemanasandan penyejukan. Semasa pemanasan suhu perubahan struktur ke ialahdikenali sebagai titik Ac (`c' adalah `chaufage' atau pemanasan dalam Bahasa

Perancis) dan semasa penyejukan daripada keadaan lebur suhu perubahan inidikenali sebagai titik Ar (adalah `refroidissement' atau penyejukan). Sebagai

contoh Ac3 dan Ar3 bagi besi tulin ialah 910oC dan 935 oC.

Satu lagi perubahan ialah pada suhu 723 C. Pada suhu ini, besi tulin hilangkemagnetannya 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 besiboleh 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 berubahmenjadi kiub berpusat muka. Kelarutan maksimun adalah 0.07% pada suhu 1490

C sebelum ianya lebur pada suhu 1535C. larutan pepejal ini dikenali sebagai .

4


5/20


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 suhuperubahan (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 strukturini ialah 0.03% pada suhu 723 oC.

Kelarutan karbon bertambah bila struktur besi menjadi kiub berpusat muka (f.c.c.) dimana 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 ianyalebur 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 eutektikini 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 +

Ledeburite

Pearlite

oCSuhu

% C0


6/20


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 pepejalatau 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 dikenalisebagai 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 adalah0.03% pada suhu 723 oC dan jatuh kepada 0.006% pada suhu bilik.

Ferit merupakan bahan yang mulur, lembut dan mempunyai kekuatanyang agak rendah.

ii. Austenit (fasa ) merupakan larutan pepejal karbon dalam besi yangberkiub 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 berlakudalam praktik.

iii. Sementit merupakan karbida besi di mana atom-atom karbon yanglebih bergabung dengan atom-atom besi membentuk sebatian yang kerasdan 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 kepadakandungan 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 kurangdaripada 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? RENUNGKAN

SELAMAT MENCUBA SEMOGA BERJAYA


7/20


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


8/20


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 723oC 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 dimana 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 rapuhiaitu 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 +

L

edeburite

Pearlite

oCSuhu

% C0


9/20


4.4 Keluli Karbon BiasaKeluli 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 terdapatpada 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 mekanikkeluli 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 bergantungkepada 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 kekuatantegangan menurun.

9

INPUT


10/20


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

Pada proses akhir penapisan dalam pengeluaran keluli, keluli leburmengandungi 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 keluliitu menjadi poros bila ianya memejal.

Oksigen yang berlebihan boleh dikurangkan dengan mencampurkanunsur-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 dengandinding acuan, keluli itu memejal dalam bentuk rim yang terdri daripada

besi tulin. Baki oksigen yang tinggal bertindakbalas dengan karbonmenghasilkan 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 keseluruhankeluli 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-ronggagas/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


11/20


karbida yang stabil iaitu Mn3C. Unsur ini boleh meningkatkan kekuatan

alah, kekuatan tegangan dan rintangan hentaman (keliatan) keluli.

Kedalaman pengerasan boleh ditingkatkan selepas dikuenc tetapiianya 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 hendaklahdihadkan 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 mendaksebagai filem pada sempadan bijian austenit walaupun kandungan sulfur

serendah 0.1%.

FeS mempunyai takat lebur yang rendah dengan ini keluli boleh menjadiremah/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 kandungannyaialah 0.3 %S, 1.5 %Mn dan 0.03 %P. Kehadiran MnS pada keluli ini

meningkatkan lagi kebolehmesinannya.

11


12/20


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 besiyang 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 yangdihasilkan 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 merupakankeluli yang mempunyai kekuatan dan kekerasan yang rendah, tetapi

permukaan yang keras. Permukaannya juga boleh merintang air

dengan sifat terasnya yang liat. Kemulurannya menjadikannyasukar untuk dimesin dengan cepat melainkan kandungan MnS

ditingkatkan dengan menambah sulfur 0.2-0.3% dan Mn1%.

12


13/20


4.6.1.3 Keluli lembut pembinaan

Kategori keluli yang mengandungi 0.2 - 0.3% karbon. Bilakandungan karbon ditingkatkan sehingga 0.3%, kekuatannya

meningkat dan sesuai untuk tujuan pembinaan, tetapi kemulurannya

menurun. Ianya mempunyai kualiti fabrikasi yang sangat baikdengan 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, alurdan 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 untukmembuat aci, gear dan aci engkol. Keluli yang mengandungi 0.4 - 0/5 %C

boleh dikeraskan dengan proses pemanasan setempat dan dikuenckan. (localisedheating 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 dikenalisebagai "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 adalahseperti 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


14/20


4.7 Had-had Keluli Karbon Biasa.

Bagi mengatasi had-had ini, keluli perlu dialoikan dengan unsur-unsur yanglain 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/mm2

ii. Komponen-komponen yang besar sukar untuk dikeraskan denganberkesan 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, kegunaannyaterhad 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 BERJAYA

AKTIVITI 4B


15/20


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 terhadapKeluli 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


16/20


17/20


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


18/20


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


19/20


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 sementit

iv) 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 723C 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 yangmelebihi 1.4% jarang berlaku dalam praktik.

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

iv) Sementit merupakan karbida besi di mana atom-atom karbon yang lebihbergabung dengan atom-atom besi membentuk sebatian yang keras dan rapuh

iaitu Fe3C.

19

MAKLUM BALASMAKLUM BALAS


20/20

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

+

L

edeburite

Pearlite

oC

Suhu

% C0

jf302 material technology 1 unit 4

Documents