BAB III
-
Upload
basri-goeltom -
Category
Documents
-
view
220 -
download
0
description
Transcript of BAB III
BAB III
TEORI DASAR
3.1 Pengertian KeausanKeausan adalah kerusakan permukaan yang disebabkan oleh terlepasnya atau
berpindahnya material karena adanya kontak dengan permukaan logam, benda keras atau
cairan. Definisi lain tentang keausan yaitu sebagai hilangnya bagian dari permukaan yang
saling berinteraksi yang terjadi sebagai hasil gerak relatif pada permukaan. Keausan yang
terjadi pada suatu material disebabkan oleh adanya beberapa mekanisme yang berbeda dan
terbentuk oleh beberapa parameter yang bervariasi meliputi bahan, lingkungan, kondisi
operasi dan geometri permukaan benda yang terjadi keausan. Keausan hanya bisa dikurangi
tetapi tidak bisa dihindari. Jadi, setiap terjadi gesekan pasti akan terjadi keausan.
3.2 Jenis-Jenis KeausanKeausan dibagi atas lima bentuk berdasarkan penyebab terjadinya, yaitu:
1. Keausan abrasif (kikisan) adalah keausan yang disebabkan oleh gesekan antar
logam dengan solid.
2. Keausan impact adalah keausan yang disebabkan oleh benturan yang bersifat
deduktif antar logam dengan logam atau partikel lain.
3. Keausan korosif adalah keausan yang disebabkan oleh adanya gejala kimia
atau reaksi elektrokimia dengan lingkungan.
4. Keausan erosi adalah keausan yang disebabkan oleh adanya aliran fluida yang
mengandung partikel.
5. Keausan pressure adalah keausan yang disebabkan oleh karena adanya
tekanan antara logam dengan logam.
3.3 Baja Baja adalah besi (Fe) yang mengandung karbon (C) 0.025% – 2.1%. Baja dibagi
menjadi tiga berdasarkan kadar karbon (C) yang terkandung didalam baja, diantaranya :
1. Baja karbon rendah
Baja yang mengandung karbon antara 0,10 s/d 0,30 %. Baja karbon rendah
biasanya dibuat dalam bentuk pelat, batangan.
2. Baja karbon sedang
Baja ini mengandung karbon antara 0,30%s/d 0,60%. Baja karbon sedang biasa
dibuat baut, poros engkol, roda gigi, ragum, pegas dan lain-lain.
3. Baja karbon tinggi
Baja yang mengandung karbon antara 0,70 s/d 1,5 %. Baja karbon ini banyak
digunakan untuk pembuatan alat-alat konstruksi yang berhubungan dengan panas yang
tinggi misalnya gergaji, pahat, kikir, mata bor.
3.4 Diagram Fasa Baja KarbonDiagram Fasa adalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperatur dimana
terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemenasan yang lambat dengan kadar
karbon. Tidak seperti struktur logam murni yang hanya dipergunakan oleh suhu, sedangakan
struktur paduan dipengaruhi oleh suhu dan komposisi. Dibawah ini adalah bentuk dari
diagram fasa pada baja karbon.
Gambar 3.1 Diagram Fasa baja karbon. (Sumber : Infometrik, material sains
perlakuan panas logam-diagram fasa).
Fasa-fasa yang ada di diagram fasa baja karbon diantaranya, yakni :
a. Austenit
Fasa ini hanya ada pada baja ditemperatur tinggi. Austenit memiliki sel satuan
FCC yang mengandung unsur karbon maksimum hingga 1,7 %.
b. Ferit (disimbolkan dengan α)
Fasa ini memiliki bentuk sel satuan BCC yang hanya dapat “menampung” unsur
karbon maksimum 0,025 % pada temperatur 723o.
c. Karbon
Unsur ini merupakan atom interstisi berukuran sangat kecil cenderung menyisip
diantara atom-atom besi. Karbon dapat memperkuat baja dan meningkatkan
kemampuan untuk dikeraskan melalui perlakuan panas (heat tratment). Unsur ini juga
merupakan salah satu penyebab terjadinya retak pada pengelasan baja karbon,
terutama bila kadar karbonnya melebihi 0,25%.
d. Simentit (fe3C)
Simentit merupakan senyawa bersifat sangat keras yang mengandung 6,67%C,
Tetapi bila bercampur dengan ferit yang lunak maka kekerasan keduanya menurun.
Campuran ferit dengan simentit ini disebut Perlit. Laju pendinginan lambat
menghasilkan perlit kasar dan ketangguhannya rendah. Laju pendinginan cepat
menghasilkan perlit halus, bersifat keras dan tangguh.
e. Perlit
Campuran ferit dan simentit dalam suatu struktur butir disebut perlit. Jarak
simentit dan perlit tergantung laju pendinginan. Pendinginan cepat jarak yang rapat,
sedangakan pendinginan lambat menghasilkan jarak yang jauh.
3.5 Baja PaduanBaja paduan adalah campuran antara baja karbon dengan unsur-unsur lain yang akan
mempengaruhi sifat-sifat baja, misalnya kekerasan, ulet, ketangguhan bertujuan memperbaiki
kualitas dan kemampuannya. Penambahan unsur-unsur lain tergantung dari karakteristik atau
sifat khusus yang dikehendaki.
Unsur paduan untuk baja ini dibagi dalam dua golongan yaitu:
1. Unsur yang membuat baja menjadi kuat dan ulet, dengan menguraikannya ke dalam
ferrite (Ni, Mn, Cr dan Mo). Unsur ini dipakai untuk baja konstruksi.
2. Unsur yang bereaksi dengan karbon dalam baja dan membentuk karbida yang lebih
keras dari sementit (Cr, W, Mo, V). Digunakan untuk baja perkakas.
Pengaruh unsur paduan untuk memperbaiki sifat baja antara lain :
- Silisium (Si)
Dapat menambah sifat elastis dan mengurangi perkembangan gas di dalam cairan
baja, semakin banyak Si semakin sukar ditempa atau di las.
- Mangan (Mn)
Unsur yang ada dalam baja sebagai pencegah oksidasi dan membantu proses
metalurgi. Sedangkan pada baja paduan menambah kekuatan dan tahan panas.
- Nikel (Ni)
Dapat meningkatkan kekuatan dan regangannya sehingga baja paduan ini menjadi
ulet, tahan tarik dan ketahanan korosi.
- Chromium (Cr)
Dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan tahan korosi dan tahan aus. Baja
paduan ini baik untuk bahan poros, dan roda gigi. Penambahan unsur chromium
biasanya diikuti dengan penambahan nikel.
3.6 Besi Cor (Cast Iron)Besi cor (Cast Iron) mengandung 2-4% C (%C>1,7 diagram Fe3C)
1. Besi Cor Putih (White Cast Iron), dari diagram Fe3C pada 3% dengan pendinginan
cepat, karakteristiknya :
- Permukaan patahannya putih, mengandun Si < 1%.
- Struktur mikro terdiri dari ferit dan sementit (Fe3C) denan pendinginan cepat.
- Sangat getas dan keras Fe3C.
- Tidak mampu mesin, tahan aus dan tahan korosi.
Aplikasi : bahan untuk membuat besi cor malleable, bahan roll.
2. Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron), cara pembuatannya : menambahkan Si > 2%
kedalam besi cor putih.
- Struktur mikronya terdiri dari ferit ( ) + C bebas (grafit).
- Permukaan patahannya kelabu.
- Mampu meredam getaran dan mampu menyimpan panas grafit.
- Lemah dan getas ketika beban tarik/kuat (bentuk grafit yang serpihan dan tajam
pada ujungnya).
- Kuat dan ulet ketika beban tekan.
- Tahan aus dan termasuk jenis logam paling murah.
Aplikasi : struktur dasar dari mesin-mesin, body mesin perkakas, block silinder,
rumah engkol, roda gigi, tromol rem dan kopling.
3. Besi Cor Nodular (Nodular Cast Iron/Ductile Cast Iron), cara pembuatannya :
menambahkan Mg atau Ce (cerium) edalam besi cor kelabu pada saat casting (fungsi
+ Mg/Ce : untuk membulatkan grafit).
- Struktur mikronya terdiri dari ferit /perlit + grafit.
- Lebih kuat dan lebih ulet pada besi cor kelabu.
Aplikasi : valve, body pompa, poros engkol (crankshaft), rooda gigi.
4. Besi Cor Malleable (malleable Cast Iron), cara pembuatannya : pemanasan besi cor
putih pada 7000C selama 30 jam.
- Struktur mikronya terdiri dari ferit + grafit pendinginan lambat.
- Perlit + grafit pendinginan cepat.
- Kekuatan relative tinggi.
- Ulet dan dapat ditempa.
Aplikasi : connecting rod, gear, pipe fitting.