MAKALAH BAHAN KONSTRUKSI ALAT PROSES DAN KOROSI

BAHAN KONSTRUKSI LOGAM

(BESI TEMPA DAN BESI CAMPURAN)

Disusun oleh:

Adi Sintoyo 13.14.007

Ardi Riyanto 13.14.029

Waelmy Artiana P 13.14.035

Atria F. P. Hutabarat 13.14.041

M. Afif Prasetio 13.14.052

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG

2015

KATA PENGANTAR

Segala Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan hidayah-Nya,

sehingga kami masih diberi kesehatan dan kesempatan untuk menyusun Makalah

“Bahan Konstruksi Logam (Besi Tempa dan Besi Campuran)”. Makalah ini dibuat

untuk memahami materi tersebut, sehingga kita dapat mengaplikasikan pengetahuan

tersebut dalam kehidupan sehari-hari.

Pada kesempatan yang berbahagia ini kami menyampaikan terima kasih kepada

Faidliyah Nilna Minah, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing mata kuliah Bahan

Konstruksi Alat Proses dan Korosi, dan semua pihak yang telah meluangkan waktunya

serta turut berperan dalam menyelesaikan makalah ini. Semoga jasa yang demikian

besar ini, mendapat balasan yang seimbang dari Allah yang Maha Esa.

Makalah yang kami buat ini masih banyak kesalahan dan kekurangan karena kami

masih dalam tahap pembelajaran, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran

bagi pembaca demi kesempurnaan dalam penyusunan makalah ini. Semoga makalah ini

dapat bermanfaat bagi kita semua.

Malang, Oktober 2015

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Kata Pengatar........................................................................................................... ii

Daftar Isi.................................................................................................................. iii

Bab I Pendahuluan................................................................................................... 1

Bab II Tinjauan Pustaka........................................................................................... 4

1.1. Definisi Logam............................................................................................ 4

1.2. Dasar-Dasar Penggunaan Kayu................................................................... 5

1.3. Sifat-sifat Kayu............................................................................................ 5

1.3.1. Sifat Fisika............................................................................................... 5

1.3.2. Sifat Mekanik.......................................................................................... 7

1.3.3. Sifat Kimia.............................................................................................. 8

1.4. Kelebihan dan Kekurangan Bahan Kayu..................................................... 8

1.4.1. Kelebihan Kayu....................................................................................... 8

1.4.2. Kekurangan Kayu.................................................................................... 9

1.5. Bagian-bagian Pada Kayu............................................................................ 10

1.6. Kegunaan dan Penyebaran Kayu................................................................. 11

1.6.1. Kegunaan................................................................................................. 11

1.6.2. Penyebaran.............................................................................................. 12

1.7. Klasifikasi Kayu........................................................................................... 16

1.8. Kerusakan dan Cacat Pada Kayu................................................................. 23

1.9. Beberapa Contoh Aplikasi Kayu Sebagai Bahan Kontruksi........................ 26

Daftar Pustaka

iii

BAB I

PENDAHULUAN

Logam adalah unsur alam yang dapat diperoleh dari laut, erosi batuan tambang,

vulkanisme dan sebagainya. Umumnya logam-logam di alam ditemukan dalam bentuk

persenyawaan dengan unsur lain, sangat jarang yang ditemukan dalam elemen tunggal.

Unsur ini dalam kondisi suhu kamar tidak selalu berbentuk padat melainkan ada yang

berbentuk cair, misalnya merkuri (Hg)

Sumber utama masuknya logam berat ke perairan laut adalah melalui sungai. Bila

logam berat sudah masuk ke perairan akan mengalami tiga macam proses, yaitu : secara

fisik, kimia dan biologis. Di dalam lingkungan perairan ada tiga media yang dapat

dipakai sebagai indikator pencemaran, yaitu : air, sedimen dan organisme hidup.

Pencemaran logam berat merkuri pada air sangat membahayakan lingkungan dan

kesehatan manusia. Pencemaran logam berat merkuri disebabkan oleh aktivitas

manusia, salah satunya adalah penambangan emas. Kegiatan penambangan emas adalah

usaha yang secara hukum dan peraturan perundangan dapat diklasifikasikan sebagai

penambang di daerah aliran sungai dan daratan. Usaha penambangan emas bagi

masyarakat dapat meningkatkan pendapatan dan menciptakan lapangan pekerjaan.

Kegiatan penambangan emas di Kalimantan Barat banyak dilakukan di sungai dengan

menggunakan rakit atau lanting, sehingga merkuri sering kali tertumpah ke sungai.

Limbah merkuri yang dibuang ke sungai akan mengendap di dasar perairan yang

menyebabkan Sungai Sepauk di Kalimantan Barat tercemar, akibatnya ekosistem di

sekitar sungai menjadi rusak. Aktivitas penambangan emas dilakukan secara terus-

menerus oleh masyarakat setempat, hal ini menyebabkan semakin besar kerusakan

lingkungan yang tejadi. Merkuri yang mengendap di dasar perairan akan masuk ke

dalam tubuh ikan yang ada di dalam sungai, logam berat merkuri yang masuk ke dalam

tubuh ikan akan memberikan dampak buruk bagi kesehatan manusia, terutama saat

manusia mengkonsumsi ikan yang ada di Sungai Sepauk. Pada studi epidemiologi

ditemukan bahwa keracunan metil dan etil merkuri sebagian besar masyarakat di

sebabkan oleh konsumsi ikan yang di peroleh dari daerah tercemar atau makanan yang

berbahan baku tumbuhan yang disemprot dengan pestisida jenis fungisida alkil merkuri

1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Definisi 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 adalah

logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa

hal, diantaranya:

- Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar

- Pengolahannya relatif mudah dan murah

Gambar 2.1. Besi

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi. Untuk

menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan

karbon, maka dicampur dengan bermacam logam lainnya.

2.2. Jenis Logam Tunggal (Besi)

A. Besi Tuang

Secara umum Besi Tuang adalah Besi yang mempunyai kandungan karbon antara

2,5%- 4%, karena kandungannya hanya 2,5%- 4% maka besi tuang ini

mempunyai kemampuan las yang rendah. Karbon dalam Besi Tuang dapat berupa

sementit (Fe3C) atau biasa disebut dengan Karbon Bebas (grafit).

1. Klasifikasi Besi Tuang

Sebelum kita masuk ke dalam klasifikasi besi tuang, kita harus mengenal

tentang diagram  besi tuang. Jika kita sudah mengenal gambar diagram besi

2

tuang, kita bisa mengubah sifat dan struktur besi tuang yang di inginkan.

Berikut dibawah ini gambar diagram besi tuang.

a. Besi Tuang Kelabu

Untuk memperoleh besi tuang kelabu kita harus berpangkal pada besi kasar

kelabu. Besi kasar kelabu memiliki kadar silikon yang tinggi (kurang lebih

5,5 sampai 50%) dan kadar mangan yang rendah. Karena itu pembentukan

karbon bebas jadi meningkat. Jadi besi tuang kelabu setelah didinginkan

mengandung grafit. Grafit tersebut terdapat dalam besi-tuang berupa  pelat-

pelat tipis. Besi tuang kelabu memperoleh namanya dari bidang patahan

yang berwarna kelabu, yang disebabkan oleh grafit hitam.

Gambar 2.2. Besi Tuang Kelabu

b. Besi Tuang Putih

Untuk memperoleh besi tuang putih, kita harus berpangkal pada besi kasar

putih. Besi kasar putih itu memiliki kadar silikon yang rendah (kurang lebih

0,5%) dan kadar mangan yang tinggi. Dengan demikian pembentukan

sementit digiatkan. Karena kadar silikon yang sangat rendah hanya

terbentuk sementit. Jadi untuk besi tuang putih hanya diagram menstabil

yang  penting. Dengan demikian besi tuang putih setelah didinginkan tediri

dari perlit dan sementit. Besi tuang putih dengan kadar karbon 2.5% sampai

3.6% mengandung banyak sementit. Dengan adanya kadar yang besar dari

sementit yang sangat keras,akan tetapi rapuh itu, besi tuang putih

memperoleh kekerasan sangat besar, akan tetapi kekuatan tarik yang sangat

rendah dan regangan yang sangat kecil

3

Gambar 2.3. Besi Tuang Putih

c. Besi Tuang Mampu Tempa

Untuk memperoleh besi tuang yang dapat di tempa, kita harus berpangkal

pada besi tuang putih. Bahan ini dipanaskan sampai kurang lebih 900 °C dan

dibiarkan beberapa hari pada suhu tersebut. Besi tuang jenis ini dibuat dari

besi tuang putih dengan melakukan heat treatment kembali yang tujuannya

menguraikan seluruh gumpalan grafit akan terurai menjadi matriks ferrit,

pearlit, martensit. Besi tuang ini juga mempunyai sifat yang mirip dengan

baja. Kegunaan besi tuang tempa ini adalah untuk pada pembangunan

bangunan kereta api, bangunan kapal laut, industry minyak, tujuan

arsitektur, perlengkapan pertanian, dll. Umumnya, pembuatan dari besi

tempa ini menggunakan dapur puddle (dapur) aduk atau converter.

Gambar 2.4. Besi Tuang Mampu Tempa

d. Besi Tuang Nodular

Untuk memperoleh besi tuang noduler, kita harus berpangkal pada besi

kasar kelabu. Besi kasar kelabu memiliki kadar silikon yang tinggi (kurang

lebih 5,5 sampai 1,5%), dan kadar mangan rendah. Karena itu pada

4

pendinginan perlahan-lahan pembentukan karbon bebas akan meningkat.

Karena selama fabrikasi dimasukkan magnesium ke dalam bahan, maka

karbon  bebas itu terjadi berupa bola. Bola-bola itu dinamakan nodul. Nodul

grafit memberikan pengurangan penampang yang lebih kurang dan tidak

menyebabkan pengerjaan takik. Besi tuang noduler, setelah pendinginan dan

setelah pengerjaan pemijaran terutama dari ferit, perlit, dan grafit. Karena

adanya ferit atau perlit dan karena bentuk nodul grafit yang sangat

menguntungkan, maka besi tuang noduler memiliki kekuatan tarik yang

tinggi dan regangan yang besar

Gambar 2.5. Besi Tuang Nodular

2. Standard dan Kodifikasi

Terdapat berbagai macam standard dan kodifikasi dalam menentukan jenis besi

tuang. Beberapa contohnya :

- SAE (Society of Automotive Engineers)  

- AISI (American Iron and Steel Institute)

- UNS (Unified Numbering System)

3. Sifat Mekanis dari Besi Tuang

- Keras dan mudah melebur/mencair

- Getas sehingga tidak dapat menahan benturan

- Temperatur meleleh 1250°

- Kekuatan tarik menurun

- Regangan menurun

- Sangat tahan terhadap karat (jauh lebih baik daripada baja)

- Tidak dapat di beri muatan magnit

5

- Tidak dapat disambung dengan las dan paku keling, disambung dengan baut

dan sekrup.

- Kuat dalam menahan gaya tekan, lemah dalam menahan tarik kuat tekan

sekitar 600 Mpa, kuat tarik 50 Mpa

- Menyusut waktu pendinginan/waktu dituang.

- Besi tuang hampir bisa dicetak dalam bentuk apa saja.

- Bisa tahan terhadap tekanan yang besar

4. Kegunaan

- Kerangka mesin, seperti mesin bubut, mesin ketam, dan alat pengepres

- Psabuk-V dalam motor dan mesin

- Besi silinder

- Pipa yang menahan tekanan dari luar sangat tinggi

- Tutup lubang saluran drainasi dan alat saniter lain  

- Bagian mesin, blok mesin

- Pintu gerbang,tiang lampu

- Sendi, rol jembatan

5. Pembuatan Besi Tuang

Besi Tuang terbuat dari besi kasar (pig iron) hasil tanur tinggi dari bijih besi.

Kemudian besi kasar dilebur kembali agar bisa menjadi besi tuang. Peleburan

besi tuang biasanya dilakukan dalam tungku yang sering disebut Kupola.

Bentuk dan konstruksi Kupola tersebut hampir sama dengan konstruksi tanur

tinggi (blast furnace). Bahan baku yang dilebur terdiri dari batang logam besi

kasar yang dihasilkan dari proses tanur tinggi. Bahan baku yang dilebur terdiri

dari ingot besi kasar yang dihasilkan dari proses tanur tinggi, ditambah dengan

skrap baja ataupun skrap besi tuang (return scrap). Disamping itu penambahan

bahan-bahan seperti ferosilikon (FeSi) dan feromangan (FeMn) sering pula

dilakukan. Hal ini dimaksudkan untuk menaikkan kembali kadar Si dan Mn

dalam besi tuang karena sebagian dari kedua unsur tersebut biasanya berkurang

(hilang) akibat oksidasi pada saat peleburan.

Bahan bakar yang digunakan adalah kokas dan dimasukkan ke dalam Kupola

selang seling dengan muatan logam. Proses pembakaran terjadi dengan

6

meniupkan udara ke dalam Kupola dengan menggunakan Blower. Untuk

mendapatkan proses peleburan yang baik maka perbandingan antara muatan

logam, bahan bakar dan kebutuhan udara harus dijaga sebaik mungkin.

Disamping membutuhkan bahan-bahan seperti yang disebutkan diatas, ke

dalam Kupola juga ditambahkan sejumlah batu kapur. Bahan ini dapat

membantu pembentukan terak (slag) yang dapat mengikat kotoran-kotoran

sehingga memisahkannya dari besi cair.

Proses peleburan besi tuang dengan Kupola biasanya terjadi secara kontinyu

artinya begitu muatan logam mencair maka langsung mengalir keluar tungku.

Logam cair yang keluar dari Kupola ditampung pada alat perapian depan

(forehearth) yang kemudian diangkut dengan menggunakan ladel untuk dituang

ke dalam cetakan. Dengan proses peleburan seperti itu maka sering kali

mempersulit untuk melakukan pengaturan komposisi kimia. Hal ini dapat

mengakibatkan daerah komposisi kimia yang dihasilkan menjadi lebar

sehingga memberikan variasi pula terhadap kualitas produk yang dibuat.

Disamping itu kekurangan lainnya pada proses peleburan dengan Kupola yaitu

logam cair mudah mengalami kontaminasi oleh sulfur atau unsur-unsur lainnya

yang disebabkan oleh bahan bakar kokas. Pengotoran karena sulfur ini dapat

menurunkan sifat-sifat besi tuang.

Karena kekurangan-kekurangan di atas, maka dewasa ini banyak pabrik

pengecoran menggunakan tungku listrik untuk menggantikan Kupola. Tungku

listrik yang banyak digunakan adalah dari jenis tungku induksi. Bahan baku

yang dilebur pada umumnya tidak menggunakan besi kasar melainkan sebagian

besar berupa skrap baja atau skrap besi tuang. Peleburan dengan tungku ini

dapat menghasilkan logam cair dengan komposisi kimia yang lebih konsisten

dengan kadar impuritas yang lebih rendah karena bahan baku yang dilebur

biasanya berupa skrap baja, maka untuk menaikkan kadar karbon agar

mencapai kadar yang sesuai untuk besi tuang biasanya dilakukan dengan

memasukkan sejumlah arang kayu ke dalam tungku. Berikut ini adalah gambar

proses peleburan dan penuangan besi tuang

6. Faktor yang menyebabkan terjadinya retak pada besi tuang setelah terjadinya

pengelasan

7

Chemical composisit %C = Carbon terlalu tinggi. Unsur C yang tinggi memang

akan menurunkan Titik Lebur baja (Mesti dibahas juga Diagram Fe-Fe3C)

sehingga antara proses peleburan dan penuangan di cetakan lebih mudah.

Tetapi karena sifatnya yang lunak akan menjadi sumber keretakan di paduan

Besi Cor, apalagi yang C nya berbentuk Flake (Besi cor mempunyai Carbon

bebas, mungkin seperti radikal bebas di tubuh kita). %P= Posphor dan %S=

Sulphur Tinggi. Dalam paduan Fe, kadar P dan S tidak boleh lebih besar dari

keteentuan. Karena lebih dari itu akan menyebabkan sumber keretakan (kalau

di proses rolling pembuatan besi beton bisa pecah). Lantas mengapa unsur P

dan S ini tidak diturunkan saja? Dalam proses pengecoran, unsur P dan S

sangat diperlukan untuk meningkatkan mampu alir dari cairan besi. Faktor-

faktor lain seperti bentuk yang kompleks dan lain tidak banyak berpengaruh,

karena kebanyakan pada proses pengelasan Cast Iron, keretakan terjadi pada

daerah HAZ. Bagaimana pengaruh Oli? Pengotor seperti ini lebih banyak

berpengaruh terhadap terjadinya Porosity pada besi lasan.

7. Cara menghindari terjadinya keretakan pada pada proses pengelasan besi tuang

- Gunakan kawat las Nickel.

- Kontrol heat input dan Cooling rate.

- Sebelum mengelas harus dibersihkan terlebih dulu dari misalnya Oli, Cat

dan sebagainya.

Pada umumnya Besi Tuang (Cast Iron) mempunyai bentuk yang rumit suatu

contoh (pipe fitting, sprokect, pump, crank shaft mesin mobil dan beberapa

peralatan yang terdapat pada pabrik gula) bukan dalam bentuk mild seperti

steel yang sering kita temui dipasaran. Dengan adanya bentuk yang rumit besi

tuang tersebut sedikit banyak mempunyai ketebalan yang tidak seragam hal ini

akan mempengaruhi konstraksi tegangan yang terjadi pada material tersebut

dan mudah terjadi retak. Untuk menghindari timbulnya keretakan pada sebuah

besi tuang karena ketegangan akibat konstraksi tegangan selama pengelasan

sering dilakukan dengan memperluas bidang yang dipanasi dengan pemanasan

awal untuk menyeimbangkan kontraksi tegangan dalam hal ini ada metode

yang dilakukan dalam preheating:

8

- Preheating setempat.Tujuannya untuk menghambat tingkat pendinginan

sambungan las.

- Preheating keseluruhan.Mempunyai fungsi untuk melepaskan tegangan

internal yang tersembunyi dan untuk memperlambat pendinginan

pengelasan. Hal ini cocok untuk material yang mempunyai bentuk rumit

Seperti roda gigi, sproket dsb.

Alasan penggunaan kawat las besi tuang berbasis pada unsur nickel (Ni).

Nickel adalah suatu logam berwarna Putih perak, Mempunyai Berat Jenis 8.5

yang hampir sama dengan Tembaga. Nikel dijadikan sebagai bagian dari bahan

kawat las cast iron karena nickel mempunyai karakteristik low solubility pada

carbon. Dengan menyatunya nickel & besi dapat menghindari terjadinya crack

(retak) pada daerah fusion line akibat Adanya perbedaan expansion temperature

pengelasan pada material cast iron. selain itu logam las ini mempunyai

karakteristik yang lentur dan mudah untuk dimachining. Perlu diketahui juga

tidak selamanya kawat las cast iron berbasiskan pada nickel tetapi ada juga

kawat las yang berbasiskan tembaga (copper).

B. Besi Tempa

Merupakan besi polos yang berbentuk kotak dan sudah mendapatkan perlakukan

khusus sehingga mampu menghasilkan tekstur atau bentuk tertentu. Besi tempa adalah

besi yang telah bekerja ('tempa') dengan menggedor menempa (meskipun kata tersebut

sering digunakan untuk gerbang dll dibuat dengan menekuk batang baja ringan). Proses

penempaan pada besi dilakukan ketika besi masih merah menyala. Proses penempaan

dilakukan dengan cara dipukul – pukul. Kebanyakan, proses tempa dilakukan untuk

membentuk besi agar sesuai dengan keinginan si pembuat. Pada saat besi masih

berwarna merah membara saat dibakar atau dipanaskan, saat itulah besi lebih mudah

dibengkok – bengkokan. Besi tempa banyak digunakan dalam konstruksi besi. Biasanya

besi tempa juga digunakan dalam pembuatan pagar perumahan. Dalam pembuatan

pagar, proses menempa besi biasanya hanya untuk mendapatkan tekstur tertentu.

Sedangkan pembengkokan besi dapat dilakukan dengan cara manual ketika besi dalam

keadaan dingin. Pembuatan tekstur besi dengan metode penempaan dapat dilakuan

dengan tenaga manusia atau dilakukan di pabrik. Yang paling banyak beredar saat ini

adalah tektur buatan pabrik karena jika buatan tangan harganya akan sangat mahal

9

namun memiliki tekstur yang sangat khas. Besi tempa biasanya mengandung 0,5 persen

karbon atau kurang dari itu. Ciri khas besi tempa adalah keras tetapi mudah lentur. Besi

ini tidak mudah dilakurkan sehingga berbeda dengan besi yang mentah. Besi tempa

memiliki sejumlah kecil karbon sehinga jika ditajamkan dapat menjadi tirus namun besi

tersebut juga akan cepat kehilangan ketajamannya. Besi tempa saat ini memang cukup

populer, terutama untuk konstruksi pagar – pagar perumahan maupun bangunan

komersial. Karena besi tersebut melalui proses penempaan untuk membentuk

teksturnya, biasanya teksturnya akan kasar dan unik. Apalagi proses finishingnya juga

cukup lama. Selain itu, harga besi tempa juga jauh lebih mahal daripada besi biasa

karena prosesnya yang panjang untuk mendapatkan tekstur dan bentuk yang sesuai

dengan keinginan. Konstruksi besi dengan bahan besi tempa memang bisa digunakan

untuk berbagai macam keperluan. Selain pagar, besi tempa juga bisa dibuat untuk pintu,

handrailing, dan keperluan – keperluan lainnya.

1. Sifat-Sifat Besi Tempa

Kurang keras dan dapat ditempa

Dapat dilas

Tidak dapat dituang karena sulit mencair

Tahan korosi

Temperatur leleh 1355 derajat celcius.

Kuat tarik maks 400 Mpa, kuat tekan 200 Mpa

2. Kegunaan Besi Tempa

Besi tempa antara lain dapat digunakan untuk membuat rantai jangkar, kait keran,

baut sekrup, pipa air, pipa gas dan landasan kerja pelat.

2.3. Jenis Logam Paduan (Baja)

Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

elemen lainnya, termasuk karbon. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara

0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu ada dalam baja:

karbon, mangan, fosfor, sulfur, silikon, dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan

aluminium. Selain itu, ada elemen lain yang ditambahkan untuk membedakan

karakteristik antara beberapa jenis baja diantaranya: mangan, nikel, krom, molybdenum,

boron, titanium, vanadium dan niobium. Dengan memvariasikan kandungan karbon dan

unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Fungsi karbon dalam

10

baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi

kristal (crystal lattice) atom besi. Baja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena

berwarna hitam, banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit dan

cangkul.

Penambahan kandungan karbon pada baja dapat meningkatkan kekerasan (hardness)

dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas

(brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility).

Meskipun baja sebelumnya telah diproduksi oleh pandai besi selama ribuan tahun,

penggunaannya menjadi semakin bertambah ketika metode produksi yang lebih efisien

ditemukan pada abad ke-17. Dengan penemuan proses Bessemer di pertengahan abad

ke-19, baja menjadi material produksi massal yang membuat harga produksinya menjadi

lebih murah. Saat ini, baja merupakan salah satu material paling umum di dunia, dengan

produksi lebih dari 1,3 miliar ton tiap tahunnya. Baja merupakan komponen utama pada

bangunan, infrastruktur, kapal, mobil, mesin, perkakas, dan senjata. Baja modern secara

umum diklasifikasikan berdasarkan kualitasnya oleh beberapa lembaga-lembaga

standar.

1. Sifat-sifat Baja

Baja mempunyai sejumlah sifat yang membuatnya menjadi baqhan bangunan yang

sangat berharga

- Kekuatan

Baja mempunyai daya tarik, lengkung, dan tekan yang sangat besar. Pada setiap

partai baja, pabrikan baja menandai beberapa besar daya kekuatan baja itu.

Pabrikan baja misalnya, memasukan satu partai baja batangan dan mencatumkan

pada baja itu Fe 360. Disini Fe menunjukan bahwa partai itu menunjukkan daya

kekuatan (minimum) tarikan atau daya tarik baja itu. Yang dimaksud dengan

istilah tersebut adalah gaya tarik N yang dapat dilakukan baja bergaris tengah 1

mm2 sebelum baja itu menjadi patah. Dalam hal ini daya tarik itu adalah 360

N/mm2. Dahulu kita mencantumkan daya tarik baja itu Fe 37,  karena daya

tariknya adalah 37 kgf/mm2. karena mengandung sedikit kadar karbon, maka

semua jenis baja mempunyai daya tarik yang kuat. Oleh karna daya tarik baja

yang kuat maka baja dapat menahan berbagai tegangan, seperti tegangan lentur.

- Kelenturan

11

Baja bukan saja kuat tetapi juga lentur

- Kealotan

Pada umumnya baja bersifat sangat a lot, sehingga tidak cepat patah.

- Ketahanan terhadap korosi

Tanpa perlindungan, baja sangat cepat berkarat. Untung saja baja diberikan

perlindungan yang sangat efektif dengan berbagai cara.

2. Klasifikasi Baja

Berdasarkan komposisi

- Baja karbon

Baja karbon adalah paduan besi baja dengan elemen utama Fe dan C. Baja karbon

memiliki kadar C hingga 1.2% dengan Mn 0.30%-0.95%. Baja dengan kadar

karbon sangat rendah memiliki kekuatan yang relatif rendah tetapi memiliki

keuletan yang relatif tinggi. Baja jenis ini umumnya digunakan untuk proses

pembentukan logam lembaran. Baja karbon

Baja karbon rendah (Low alloy steel)

Low alloy steel adalah jenis baja yang memiliki bahan-bahan lain yang

ditambahkan ke dalamnya, tetapi bahan lain yang biasanya membuat sejumlah

kecil dari seluruh baja. Baja umumnya merupakan paduan yang terdiri dari

karbon dan besi, tapi Low alloy steel sering menambahkan logam keras seperti

nikel dan kromium. Baja karbon rendah (low carbon steel) mengandung

karbon antara 0,025% – 0,25% C. Setiap satu ton baja karbon rendah

mengandung 10–30 kg karbon. Baja karbon ini dalam perdagangan dibuat

dalam plat baja, baja strip dan baja batangan atau profil. Berdasarkan jumlah

karbon yang terkandung dalam baja, maka baja karbon rendah dapat digunakan

atau dijadikan baja-baja sebagai berikut:

a. Baja karbon rendah (low carbon steel) yang mengandum 0,04 % - 0,10% C

untuk dijadikan baja – baja plat atau strip.

b. Baja karbon rendah yang mengandung 0,05% C digunakan untuk keperluan

badan-badan kendaraan.

c. Baja karbon rendah yang mengandung 0,15% - 0,20% C digunakan untuk

konstruksi jembatan, bangunan, membuat baut atau dijadikan baja

konstruksi.

12

Baja karbon menengah (Medium alloy steel)

Baja karbon menengah (Medium alloy steel) mengandung karbon antara 0,25%

- 0,55% C dan setiap satu ton baja karbon mengandung karbon antara 30 – 60

kg. baja karbon menengah ini banyak digunakan untuk keperluan alat-alat

perkakas bagian mesin. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam

baja maka baja karbon ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan seperti

untuk keperluan industri kendaraan, roda gigi, pegas dan sebagainya.

Baja karbon tinggi (High alloy steel)

Baja karbon tinggi (High alloy steel) mengandung kadar karbon antara 0,56% -

1,7% C dan setiap satu ton baja karbon tinggi mengandung karbon antara 70 –

130 kg. Baja ini mempunyai kekuatan paling tinggi dan banyak digunakan

untuk material tools. Salah satu aplikasi dari baja ini adalah dalam pembuatan

kawat baja dan kabel baja. Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung

didalam baja maka baja karbon ini banyak digunakan dalam pembuatan pegas,

alat-alat perkakas seperti: palu, gergaji atau pahat potong. Selain itu baja jenis

ini banyak digunakan untuk keperluan industri lain seperti pembuatan kikir,

pisau cukur, mata gergaji dan lain sebagainya.

- Baja paduan

Baja paduan dapat didefinisikan sebagai suatu baja yang dicampur dengan satu

atau lebih unsur campuran seperti nikel, kromium, molibden, vanadium, mangan,

dan wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat baja yang dikehendaki

(keras, kuat, dan keuletan.

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:

- Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan

sebagainya).

- Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah.

- Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)

- Untuk membuat sifat-sifat special.

Baja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus

(special alloy steel) & high speed steel.

Baja Paduan Khusus (special alloy steel)

13

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). Jenis-jenis baja

Paduan dengan Sifat Khusus yaitu:

1. Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Karakteristik

baja ini yaitu pembentuka film kromium oksida. Sifatnya 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.

2. High Strength Low Alloy Steel (HSLS)

Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti bocor,

tahan terhadap abrasi, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet, sifat

mampu mesin yang baik dan sifat mampu las yang tinggi (weldability).

Untuk mendapatkan sifat-sifat di atas maka baja ini diproses secara khusus

dengan menambahkan unsur-unsur seperti: tembaga (Cu), nikel (Ni),

Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Vanadium (Va) dan Columbium.

3. Baja Perkakas (Tool Steel)

Sifat-sifat yang harus dimiliki oleh baja perkakas adalah tahan pakai, tajam

atau mudah diasah, tahan panas, kuat dan ulet. Kelompok dari tool steel

berdasarkan unsur paduan dan proses pengerjaan panas yang diberikan

antara lain:

Later hardening atau carbon tool steel (ditandai dengan tipe W oleh

AISI), Shock resisting (Tipe S), memiliki sifat kuat dan ulet dan tahan

14

terhadap beban kejut dan repeat loading. Banyak dipakai untuk pahat,

palu dan pisau.

Cool work tool steel, diperoleh dengan proses hardening dengan

pendinginan yang berbeda-beda. Tipe O dijelaskan dengan mendinginkan

pada minyak sedangkan tipe A dan D didinginkan di udara.

Hot Work Steel (tipe H), mula-mula dipanaskan hingga (300 – 500) ºC

dan didinginkan perlahan-lahan, karena baja ini banyak mengandung

tungsten dan molybdenum sehingga sifatnya keras.

High speed steel (tipe T dan M), merupakan hasil paduan baja dengan

tungsten dan molybdenum tanpa dilunakkan. Dengan sifatnya yang tidak

mudah tumpul dan tahan panas tetapi tidak tahan kejut.

Campuran carbon-tungsten (tipe F), sifatnya adalah keras tapi tidak

tahan aus dan tidak cocok untuk beban dinamis serta untuk pemakaian

pada temperatur tinggi.[5]

High Speed Steel (HSS) Self Hardening Steel

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 lunak

Komposisi campuran besi dan karbon, kadar karbon 0,1 % - 0,3 %, mempunyai

sifat dapat ditempa dan liat. Digunakan untuk membuat mur, sekrup, pipa dan

keperluan umum dalam pembangunan.

Berdasarkan proses pembuatan

- Tanur baja terbuka

- Dapur listrik

- Proses oksidasi dasar

Berdasarkan bentuk produk

- Pelat batangan

- Tabung

15

- Lembaran

- Pita

- Bentuk struktural

Berdasarkan struktur mikro

- Feritik

- Perlitik

- Martensitik

- Austenitik

Berdasarkan kegunaan dalam konstruksi

- Baja Struktural

- Baja Non-Struktural

16