Pengenalan Baja

DHIMAS WAHID LUGYTA 22313338 2TB02

BAJABaja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur

paduan utamanya. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1%

berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam 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.

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah (titanium), krom

(chromium), nikel, vanadium, cobalt dan tungsten (wolfram). Dengan memvariasikan

kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan.

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).

Pada umumnya baja dapat ditempa dan disepuh. Sedangkan baja lunak pada tegangan

jauh di bawah kekuatan tarik atau batas patah (TB), yaitu apa yang dinakaman tegangan

lumer atau batas lumer (Tv), terjadi sesuatu yang aneh dimana perubahan bentuk baja dapat

terus berjalan beberapa waktu tanpa harus memperbesar tegangan.

Sifat-sifat baja sangat dipengaruhi oleh kadar arang/karbon. Jika kadar arang dalam baja

semakin besar, maka tegangan patah dan regangannya akan semakin naik.

Jenis-Jenis Baja

3.1.1 Berdasarkan Komposisi

a) Baja Karbon

Berdasarkan kandungan karbonnya, baja dibagi menjadi 3:

1) Baja karbon rendah (low carbo steel)


Kandungan karbonnya <0.3 %C

Tidak responsive terhadap perlakuan panas yang brtujuan membentuk mertensit

Relatif lunak, ulet dan tangguh

Mampu mesin dan mampu las nya baik

Murah

2) Baja Medium (medium carbon steel);

mengandung kadar karbon 0.3 % - 0.6 %

dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austeniziting, quenching, dan

tempering

lebih kuat dari baja karbon rendah

sifatnya sulit dibengkokkan, dilas, maupun dipotong, Baja ini biasa digunakan untuk

membuat rel, balok dan rangka.

3) Baja karbon tinggi (high carbon steel)

mempunyai kadar karbon 0.6% - 1.5%

Sifatnya keras, kaku, dan bias digunakan untuk membuat alat-alat logam, per, alat pemotong

dan alat rumah tangga

dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austeniziting, quenching, dan

tempering

paling kuat, paling getas di antara baja karbon lainnya

tahan aus

b) Baja Paduan (Alloy Steel)

Baja paduan atau baja campuran dibagi atas 2 macam ;

1) Baja Paduan Khusus ( Special Alloy Steel)

Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam paduan seperti nikel, chromium,

vanadium, manganese, tungsten dan molybdenum. Dengan memadukan logam tersebut ke

dalam baja, maka akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimia dari baja, seperti menjadi lebih

keras, kuat dan ulet jika dibandingkan karbon steel.

2) High speed Steel (HSS) self Hardening Steel

Jenis baja ini mengandung carbon: 0,70 % – 1,50 %. digunakan untuk membuat alat-alat

seperti drills, reamers,dan milling cutter.


Tujuan dilakukan pemaduan antara baja dengan unsur lain adalah:

Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik, dan sebgainya).

Untuk menaikkan sifat mekanik pada suhu rendah

Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (Reduksi dan Oksidasi)

Untuk membuat sifat-sifat special

Jenis-jenis baja lain menurut sifat fisik dan kimia khusus:

Baja tahan garam

Baja tahan panas

Baja tahan pakai

Baja tanpa sisik

Electric steel

Magnetic steel

Non magnetic steel

Kegunaan Baja

Baja merupakan suatu elemen yang mempunyai sifat kuat dan mudah dikerjakan.

Penggunaan baja hampir di seluruh bidang, misalnya:

1) Di bidang konstruksi

Jenis baja ringan digunakan sebagai rangka atap

Untuk perkuatan struktur gedung bertingkat

Dibuat Girder Box sebagai struktur badan jembatan

Untuk membuat kabel sling jembatan gantung

untuk rangka jembatan

tiang pancang

kantilever canopy

dll

2) Di bidang industry

Untuk membuat mesin-mesin pabrik

Membuat rantai kendaraan

Untuk membuat kabel

Alat pemotong

Rel

Alat-alat rumah tangga

dll


Cara Pembuatan Baja

Pembuatan baja dilakukan dengan cara memperoleh bahan berupa besi kasar terlebih

dahulu. Besi kasar merupakan hasil dari pengolahan bijih besi melalui beberapa proses

seperti proses reduksi kandungan zat pengotor dan reduksi ukuran menjadi pellet. setelah itu

pellet diproses di dalam tanur tinggi sehingga dihasilkan cairan besi yang akan turun ke dasar

tanur tinggi.

Besi kasar yang telah dihasilkan di tanur tinggi tadi kemudian diolah secara lanjut menjadi

menjadi barbagai jenis baja.

Ada beberapa proses yang dilakukan untuk merubah besi kasar menjadi baja :

1) Proses Konvertor

Terdiri dari satu tabung yang berbentuk bulat lonjong dengan menghadap ke samping.

Sistem kerja :

Dipanaskan dengan kokas sampai suhu ±1500ºC

Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku (±1/8 dari volume konvertor)

Kembali ditegakkan

Menghembuskan udara bertekanan 1,5-2 atm dari kompresor

Setelah 20-25 menit konvertor dijungkirkan untuk mengeluarkan hasilnya

2) Proses Bassemer

Adalah proses untuk produksi massa baja cair pig iron. Prinsip dari proses ini adalah

menghilangkan kotoran dari besi dengan oksidasi dengan udara yang ditiup melalui besi cair.

Proses ini dilakuka di dala container baja bulat telur besar dilapisi dengan tanah liat atau

dolomit yang disebut konverter bassemer. Di bagian atas atas converter merupakan bukaan,

biasanya miring relative ke bidang kapal. Di bagian bawah Bagian bawah ini berlubang

dengan sejumlah saluran yang disebut tuyères melalui udara dipaksa menjadi konverter.

Konverter ini diputar pada trunnions sehingga dapat diputar untuk menerima tuduhan,

berbalik tegak selama konversi dan kemudian diputar lagi untuk menuangkan baja cair di

akhir.

Proses yang terjadi adalah proses oksidasi. Proses oksidasi ini digunanakan untuk

menghilangkan pengotor seperti silicon, mangan dan karbon sebagai oksida yang akan

membentuk gas ataupun terak padat. Setelah baja yang dinginkan terbentuk itu dicurahkan ke

ladle kemudian ditransfer ke dalam cetakan dan terak ringan yang tertinggal. Proses konversi


yang disebut "pukulan" dilakukan dalam waktu sekitar dua puluh menit. Selama periode ini

kemajuan oksidasi kotoran dapat dilihat atau dinilai oleh penampilan dari api yang keluar dari

mulut konverter.

3) Proses Open-Heart

Proses pembuatan dengan dapur ini adalah proses oksidasi kotoran yang terdapat pada

bijih besi sehingga menjadi terak yang mengapung pada permukaan baja cair. Oksigen

langsung disalurkan kedalam cairan logam melalui tutup atas. Apabila selesai tiap proses,

maka tutup atas dibuka dan cairan baja disalurkan untuk proses selanjutnya untuk dijadikan

bermacam-macam jenis baja.

Pada proses Open-Hearth ( dapur Siemens Martin ) digunakan campuran besi mentah (pig

iron) padat atau cair dengan baja bekas (steel scrap) sebagai bahan isian (charge). Pada proses

ini temperatur yang dihasilkan oleh nyala api dapat mencapai 1800oC. Bahan bakar (fuel)

dan udara sebelum dimasukkan ke dalam dapur terlebih dahulu dipanaskan dalam

“Cheekerwork” dari renegarator.

Proses pembuatan baja dengan cara Open-Hearth ini meliputi 3 periode yaitu :

a. Periode memasukkan dan mencairkan bahan isian.

b. Periode mendidihkan cairan logam isian.

c. Periode membersihkan/memurnikan (refining) dan deoksidasi

d. Bahan bakar yang dipakai adalah: campuran blast furnace gas dan cokes oven gas.

3.1 Proses Basic Open-Heart

Pada proses basic open-hearth ini, mula-mula ke dalam dapur dimasukkan baja bekas

(scarap steel) yang ringan kemudian baja bekas yang berat. Setelah itu ditambahkan bahan

tambah (batu kapaur) dan bijih besi yang diperlukan untuk membentuk terak pertama. Pada

proses akhir peleburan, sebagian phosphor (P) yang terdapat besi mentah akan berubah

menjadi terak. Untuk menjaga agar terak tidak masuk/bereaksi kembali dengan logam cair,

maka kira-kira 40%-50% terak tersbut lekas dikeluarkan dan juga perlu ditambah batu kapur

untuk membentuk terak yang baru.

3.2 Proses Acid Open-Hearth

Proses acid open-hearth membutuhkan bahan isian berkualitas lebih baik dengan kadar

Phospor P<0.03% dan kadar Sulphur S<0.03%. proses ini biasanya menggunakan bahan isian

padat dengan 30-50% berat baja keras. Kandungan siliconc ini perlu dipertahankan <0.6%, ,


kandungan ini perlu dipertahankan dalam kadar yang rendah sebab pada akhir periode

pemanasan, kandungan silicon akan naik. Pada proses ini biji besi tidak boleh ditambah di

bahan isian, dmana hal itu dapat menimbulkan reaksi dengan silica pada bagian tungku

berupa 2Fe.SiO2. Pada proses ini, biji besi tidak boleh ditambahkan pada bahan isian, dimana

hal itu dapat menimbulkan reaksi dengan Silica pada bagian tungku berupa 2FeO.SiO2. Setelah

pengisian dan pemanasan, besi, Silicon dan Mn dioksidasi dan bersatu dengan bahan tambah dan

membentuk terak pertama (+ 40% SiO2).

4) Proses Basic Oxygen Furnace

Proses tanur oksigen basa (Basic Oxygen Funace), menggunakan besi kasar (65-85%)

yang dihasilkan tanur tinggi sebagai bahan dasar utama yang dicampur dengan besi bekas dan

batu kapur.

Proses BOF adalah sebagai berkut :

Logam dimasukkan ke ruang baker (dimiringkan lalu ditegakkan).Oksigen (+1000) ditiup

lewat oxygen lance ke ruang bakar dengan kecepatan tinggi (55 m3(99,5%O2) tiap satu ton

muatan) dengan tekanan 1400 kN/m2.

ditambahkan bubuk kapur (CaO) untuk menurunkan kadar P dan S.

5) Proses Dapur Elektrik

Panas yang dibutuhkan untuk mencairkan baja adalah berasal aliran listrik yang

disalurkan dari tiga buah elektroda karbon dan dimasukkan mendekati dasar dapur. Proses

pembuatannya adalah dengan memasukkan besi bekas dan bahan-bahan yang perlu

ditambahkan, kemudian aliran listrik dari elektroda akan mecairkan besi bekas dan bahan-

bahan tambahan yang dimasukkan dengan cepat dapat mencair.

6) Proses Dapur Kopel

Mengolah besi kasar kelabu dan besi bekas menjadi baja atau besi tuang.

Proses :

Pemanasan awal agar bebas dari uap air

Bahan bakar (kayu bakar dan kokas) dinyalakan selama15 jam

Kokas dan udara dihembuskan dengan kecepatan rendah hingga kokas mencapai 700-800

mm dari dasar tungku

Besi bekas dan besi kasar sebesar 10-15% ton/jam dimasukkan

15 menit baja cair dikeluarkan dari mulut pengeluaran


7) Proses Dapur Cawan

Proses kerja dapur cawan dimulai dengan memasukkan baja bkas dan besi kasar dalam

cawan

Kemudian dapur ditutup rapat

Gasa-gas panas dimasukkan sehingga memanaskan sekekliling cawan dan muatan dalam

cawan akan mencair

Baja cair tersebut siap dituang untuk dibuat menjadi baja-baja istimewa dengan

menambahkan unsur-unsur paduanlain yang dibutuhkan.

8) Proses Pembuatan Baja Secara Duplex

Proses ini dilakukan dengan prinsip penggabungan 2 metode pembuatan baja:

Prose Open-Harth furnace secara asam basa

Proses Open-Hearth secara basa dan electric furnace secara basa

Proses Bessemer converter dan Open-Herath furnace secara basa.

Prinsip kerjanya:

a) Proses open-hearth furnace secara basa dan asam.

Mula-mula bahan isian diproses pada open-hearth secara basa, kemudian baja cair dari proses

open-hearth secara basa diproses lagi pada open-hearth furnace secara asam sampai selesai,

barulah baja yang dihasilkan dituang.

b) Proses open-hearth furnace secara basa dan electric furnace secara basa.

Mula-mula bahan isian diproses dahulu dalam open-hearth secara basa kemudian baja cair hasil

proses open-hearth secara basa diproses lagi dalam electric furnace basa sampai selesai.

c) Proses Bessemer Converter dan Open-Hearth furnace secara basa

Mula-mula bahan isian diproses dalam Bessemer Converter dan hasil Bessemer Converter ini

diproses lagi dalam Open-Hearth furnace secara basa sampai selesai.

Baja merupakan bahan atau material yang mempunyai sifat khusus sesuai dengan kandungan

karbon dan komposisi bahan-bahan lain sebagai campuran. Dengan kadar karbon yang

berbeda, maka baja akan mempunyai sifat yang berbeda dengan jenis baja yang lain. Begitu

juga sifat baja tergantung bahan campuran yang dipadukan dalam pembuatan baja tersebut

sehingga memberikan sifat khusus untuk masing-masing jenis baja.

Profil Baja

Ada 2 macam bentuk profil baja berdasarkan cara pembuatannya :


Hot Rolled Shapes (mengandung residual stress).

Cold Formed Shapes (light gage cold form steel).

Sumber http://denianaksipil.blogspot.com/2014/03/baja.html

https://app.box.com/s/z734900b9db5z4mcn555 (data profil baja)

https://app.box.com/s/z734900b9db5z4mcn555

http://denianaksipil.blogspot.com/2014/03/baja.html

Pengenalan Baja

Documents

Transcript of Pengenalan Baja