Jumat, 19 Agustus 2011

Minyak Jarak

Minyak jarak adalah minyak nabati yang diperoleh dari ekstraksi biji tanaman jarak (Ricinus communis). Dalam bidang farmasi dikenal pula sebagai minyak kastroli.

Minyak ini serba guna dan memiliki karakter yang khas secara fisik. Pada suhu ruang minyak jarak berfasa cair dan tetap stabil pada suhu rendah maupun suhu sangat tinggi. Minyak jarak diproduksi secara alami dan merupakan trigliserida yang mengadung 90% asam ricinoleat. Minyak jarak juga merupakan sumber utama asam sebasat, suatu asam dikarboksilat.

Pemanfaatan minyak jarak dan turunannya (derivat) sangat luas dalam berbagai industri: sabun, pelumas, minyak rem dan hidrolik, cat, pewarna, plastik tahan dingin, pelindung (coating), tinta, malam dan semir, nilon, farmasi (1% dari total produk dunia), dan parfum.

Racun ricin merupakan produk sampingan dari proses pengolahan minyak jarak.

Sebagai bahan farmasi, minyak jarak atau minyak kastroli (nama yang redundan!) digunakan untuk menetralisasi rasa kembung (konstipasi) dan merangsang pemuntahan. Konsumsi tinggi (di bawah dosis letal) minyak ini pada perempuan yang siap melahirkan dapat menginduksi persalinan.

Minyak jarak juga memiliki sejarah kelam dalam bidang politik karena digunakan oleh rezim fasis Italia yang dipimpin diktator Benito Mussolini untuk menyiksa penentang-penentangnya di era Perang Dunia II.

Metalurgi Serbuk


Sejarah Metalurgi Serbuk
Proses produksi logam secara metalurgi sebrbuk sudah cukup dikenal sekitar abad ke – 18. Namun pada saat itu logam yang paling banyak diproduksi dengan proses ini sebatas emas dan perak. Hal itu mungkin dikarenakan logam ini memilki sifat komersial yang tinggi dan membutuhkan waktu yang paling lama dalam prosesnya. Dan ketika mesin pres tekan mulai dipergunakan, yakni pada sekitar tahun 1870, metalurgi serbuk berkembang kepada bahan-bahan logam lainnya

Defenisi Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencakup pembuatan benda komersial, baik yang jadi atau masih setengah jadi (disebut kompak mentah), dari serbuk logam melalui penekanan. Proses ini dapat disertai pemanasan akan tetapi suhu harus berada dibawah titik cair serbuk. Pemanasan selama proses penekanan atau sesudah penekanan yang dikenal dengan istilah sinter menghasilkan pengikatan partikel halus. Dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainnya meningkat. Produk hasil metalurgi serbuk dapat terdiri dari produk campuran serbuk berbagai logam atau dapat pula terdiri dari campuran bahan bukan logam untuk meningkatkan ikatan partikel dan mutu benda jadi secara keseluruhan. Kobalt atau jenis logam lainnya diperlukan untuk mengikat partikel tungsten, sedang grafit ditambahkan pada serbuk logam bantalan untuk meningkatkan kwalitas bantalan.
Serbuk logam jauh lebih mahal harganya dibandingkan dengan logam padat dan prosesnya, yang hanya dimanfaatkan untuk produksi massal sehingga memerlukan die dan mesin yang mahal harganya. Harga yang cukup mahal ini dapat dibenarkan berkat sifat-sifat khusus yang dimiliki benda jadi. Beberapa produk hanya dapat dibuat melalui proses serbuk; produk lainnya mampu bersaing dengan proses lainnya karena ketepatan ukuran sehingga tidak diperlukan penyelesaian lebih lanjut. Serbuk emas dan perak serta yang lainnya telah lama dikenal dan penemuan pres tekan lainnya terlihat pada gambar 9.1 menggalakkan perkembangan metalurgi serbuk.



Sifat – sifat Khusus Serbuk Logam
Ukuran partikel, bentuk dan distribusi ukuran serbuk logam, mempengaruhi karakter dan sifat fisis dari benda yang dimampatkan. Serbuk dibuat menurut spsifikasi antara lain bentuk, kehalusan, distribusi ukuran partikel, mampu alir
(flowability), sifat kimia, mampu tekan (compressibility), berat jenis semu dan sifat-sifat sinter.
1. Bentuk
Bentuk partikel serbuk tergantung pada cara pembuatannya, dapat bulat, tidak teratur, dendritik, pipih atau bersudut tajam.
2. Kehalusan
Kehalusan berkaitan erat dengan ukuran butir dan ditentukan dengan mengayak serbuk dengan ayakan standar atau dengan pengukuran mikroskop. Ayakan standar berukuran mesh 36 - 850┬Ám digunakan untyk mengecek ukuran dan menentukan distribusi ukuran pertikel dalam daerah tertentu.
3. Sebaran Ukuran Partikel
Dengan sebaran ukuran partikel ditentukan jumlah partikel dari setiap ukuran standar dalam serbuk tersebut. Pengaruh sebaran terhadap mampu alir, berta jenis semu dan porositas produk cukup besar. Sebaran tidak dapat diubah tanpa mempengaruhi ukuran benda tekan.
4. Mampu Alir
Mampu alir merupakan karakteristik yang menggambarkan sifat alir serbuk dan kemampuan memenuhi ruang cetak. Dapat digambarkan sebagai laju alir melalui suatu celah tertentu.
5. Sifat Kimia
Terutama menyangkut kemurnian serbuk, jumlah oksida yang diperbolehkan dan kadar elemen lainnya.
6. Kompresibilitas
Kompresibilitas adalah perbandingan volume serbuk semula dengan volume benda yang ditekan. Nilai ini berbeda-beda dan dipengaruhi oleh distribusi ukuran dan bentuk butir. Kekuatan tekan mentah tergantung pada kompresibilitas.

7. Berat Jenis Curah
Berat jenis curah atau berat jenis serbuk dinyatakan dalam kilogram per meter kubik. Harga ini harus tetap, agar jumlah serbuk yang mengisi cetakan setiap waktunya tetap sama.
8. Kemampuan Sinter
Sinter adalah proses pengikatan partikel melalui proses pemanasan.

cara Pembuatan Metalurgi Serbuk
Meskipun semua logam secara teoritis dapat dibuat menjadi serbuk, hanya beberapa jenis logam dimanfaatkan dalam pembuatan benda jadi. Beberapa jenis logam memang tidak dapat dibuat secara ekonomis. Yang digunakan adalah kelompok serbuk besi dan tembaga. Brons digunakan untuk membuat bantalan poreus, bras dan besi banyak digunakan untuk membuat suku cadang mesin yang kecil-kecil. Serbuk nikel, perak, wolfram dan aluminium banyak juga digunakan dalam metalurgi serbuk.
Berbagai jenis serbuk logam, karena mempunyai cirri-ciri fisis dan kimia tertentu memerlukan cara pembuatan yang berbeda. Prosedur berbeda, begitu pula ukuran dan struktur partikel. Pemesinan akan menghasilkan partikel yang kasar dan digunakan untuk membuat serbuk magnesium. Proses penggilingan dengan memanfaatkan berbagai macam mesin penghancur, mesin giling dan mesin tumbuk dapat menghancurkan berbagai jenis logam. Bahan yang rapuh dapat dihaluskan an dihancurkan dengan cara ini. Proses ini juga dimanfaatkan pada pembuatan zat pigmen dari bahan yang duktil dan diperoleh partikel berbentuk serpih. Biasanya ditambahkan minyak untuk mengecah penggumpalan. Shotting adalah operasi dimana logam cair dituangkan melalui suatu saringan atau lubang disusul dengan pendinginan dalam air. Proses ini menghasilkan partikel yang bulat atau lonjong. Logam pada umumnya dapat di”shot” namun kerap kali ukuran partikel yang dihasilkan terlalu besar. Atomisasi atau penyemprotan logam, merupakan suatu cara yang baik untuk membuat serbuk dari logam suhu rendah seperti timah hitam, aluminium, seng dan timah putih. Bentuk partikel tidak teratur dan ukurannya berbeda-beda. Proses ini disebut granulasi tergantung pada pembentukan oksida pada permukaan partikel selama prose pengadukan,
Pengendapan elektrolit (electrolytic deposition) adalah cara yang umum diterapkan untuk mengolah besi, perak, tantalum dan beberapa jenis logam lainnya. Untuk membuat serbk besi digunakan elektroda plat baja yang dipasang sebagai anoda dalam tangki yang mengandung elektrolit. Plat baja tahan karat ditempatkan dalam tangki sebagai katoda dan besi mengendap dalam elektroda tersebut. Digunakan arus searah dan setelah ± 48 jam, diperoleh endapan setebal 2 mm. Plat katoda kemudian dikeluarkan dan besi elektrolitik dikeruk. Besi yang sangat rapuh ini dicuci lalu disaring. Serbuk diambil untuk pelunakan. Pada proses reduksi, oksida logam direduksi menjadi serbuk dengan mengalirkan gas pada suhu di bawah titik cair. Untuk serbuk besi, biasanya digunakan kerak, suatu oksida besi. Oksida in dicampur dengan serbuk kokas dan dimasukkan ke dalam tanur putar.
Pada ujung pelepasan, campuran ini dipanaskan sampai 1050´C, hal ini menyebabkan karbon bereaksi dengan oksigen yang terdapat dalam oksida besi. Terbentuklah gas yang dialirkan keluar. Besi yang tertinggal cukup murni dan berbentuk spons. Serbuk logam lainnya seperti wolfram,molibden, nikel dan kobalt dibuat dengan proses yang sama.
Cara produksi yang lain diikuti presipitasi, kondensasi, dan proses kimia telah dikembangkan untuk menghasilkan serbuk logam.

Tiga tahapan utama proses metalurgi serbuk yaitu: pembuatan serbuk, pencetakan material, dan pemanasan pada suhu tertentu (Callister, 1994 ). Urutan proses metalurgi serbuk tersebut dapat dilihat pada Gambar.

Proses pembuatan serbuk bervariasi tergantung material yang akan dibuat jadi serbuk. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan sifat dan karakteristik dari tiap-tiap material. Pada dasarnya semua material dapat dibuat menjadi serbuk, tetapi secara umum proses pembuatan serbuk dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yaitu:Proses mekanis (mechanical fabrication),Proses pembuatan secara reaksi kimia ( chemical reaction ),Proses pembuatan dengan endapan elektrolit ( electrolytic deposition),Proses atomisasi ( atomization process ) gas,air,sentrifugal.

Ada beberapa proses selanjutnya setelah pembuatan serbuk yaitu:
1. Mixing
2.kompaksi
3.sintering

Cara Persiapan Serbuk Khusus
Persiapan serbuk dilakukan dengan dua cara, seperti yang dijelaskan berikut ini:
1. Serbuk paduan
Serbuk yang duhasilkan melalui pencampuran logam murni tidak akan mempunyai sifat yang sama dengan serbuk paduan. Serbuk campuran lebih disukai dikarenakan lebih mudah membuatnya dan hanya dengan tekanan yang lebih rendah serbuk paduan yang dipadu selam proses pencairan menghasilkan sifat produk yang hampir sama dengan paduan padatnya. Hal ini memungkinkan untuk dihasilkannya paduan seperti baja tahan karat dan komposisi paduan tinggi lainnya, yang sebelumnya tidak mungklin dibentuk melalui pencampuran. Serbuk logam pra-paduan mempunyai sifat-sifat seperti tahan korosi, kekuatan tinggi atau daya tahan terhadap suhu tinggi.
2. Serbuk berlapis
Serbuk logam dapat dilapisi dengna unsur tertentu, malalui caramengalirkan gas pembawa. Setiap partikel tersalut (solute) dengan merata, sehingga akan menghasilkan suatu produk yang bila disinter akan mengikuti karakteristik tertentu dari sifat bahan pelapisnya. Hal ini memungkinkan penggunaan serbuk murah dengan pengikat bahan aktif pada bagian luarnya. Produk yang dibuat dari serbuk berlapis yang telah disinter, jauh lebih homogen daripada produk yang dihasilkan dengan cara pencampuran.
Perbandingannya sebagai berikut :
Serbuk Paduan Serbuk Berlapis
• Lebih mudah buatnya (ekonomis)
• Tekanan lebih rendah
• Hasilkan sifat yang hampir sama dgn paduannya
• Komposisi paduannya tinggi
• Hasilkan karakteristik yang diinginkan • Dapat dilapis unsur tertentu dengan mengalirkan gas pembawa
• Setiap partikel tersalut dengan rata
• Mengadopsi karakteristik tertentu dari bahan pelapisnya
• Lapisan serbuknya jauh lebih homogen

9.5. Mekanisme Pembentukan
Serbuk untuk produk tertentu harus dipilih dengan teliti agar terjamin sutu proses pembentukan yang ekonomis dan diperoleh sifat-sifat yang diinginkan untuk produk akhirnya.
Bila hanya digunakan satu jenis serbuk dengan sebaran ukuran partikel yang tepat, biasanya tidak diperlukan pencampuran lagui sebelum proses penekanan. Kadang-kadang berbagai ukuran partikel serbuk dicampurkan dengan tujuan untuk merubah beberapa karakteristik tertentu seperti yang telah dijelaskan sebelumnya ; mampu alir dan berat jenis, umumnya serbuk yang ada di pasar mempunyai sebaran ukuran partikel yang memadai. Pencampuran akan sangat penting bila menggunakan campuran serbuk, atau bila ditambahkan serbuk bukan logam.Pencampuran serbuk harus dilakukan di liungkungan tertentu untuk mencegah terjadinya oksida atau kecacatan.
Hampir semua jenis serbuk memerlukan pelumas pada proses pembentukan untuk mengurangi gesekan pada dinding cetakan serta untuk memudahkan pengeluaran. Meskipun penambahan pelumas menyebakan peningkatan porositas namun sebenarnya fungsi pelumas dimaksudkan untuk meningjkatkan tingkat produksi tang banyak digunakan pada mesin peres dengahn pengumpan otomatik. Pelumas tersebut antara lain adalah asam stearik, lithium stearat dan serbyuk grafit.
Sehinga dismpulkan faktor penting yang patut diperhatikan sbb. :
1. Pemilihan mesin dan bahan material,
2. Pencampuran bahan,
3. Pelumas,
4. Porositas,
5. Apa tujuan proses-nya
6. Karakteristik  ; Tahan Lunak, Tahan Aus, Tahan Impact pada suhu tinggi,
Ketangguhan bahan, Kekerasan, Berat jenis, dan Mampu alir
(* Disingkat : P4ApaKaTahanLunak, Aus, Impact, Keras, Bahan Tangguh, BJ,
Mampu Alir.

Cara Penekanan (Pressing)
Serbuk diteka dalam die baja dengan tekanan 20 – 1400 MPa. Karena partikel yang lunak dapat ditekan dengan mudah, dan serbuk yang bersifat plastic tidak memrlukan tekanan tinggi. Sedang untuk serbuk yang lebih keras dengan berat jenis yang memadai memerlukan tekanan yang lebih besar.
Berat jenis dan kekerasan meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan yang diberikan, akan tetapi selalu ada tekanan optimum (rekomendasi atau yang lebih tepat). Diatas tekanan optimum ini terjadi peningkatan sifat-sifat yang sebenarnya tidak berarti lagi. Untuk tekanan yang lebih tinggi diperlukan die yang kuat dan mesin pres berkapasitas tinggi, sehingga dengan sendirinya ongkos produksi naik karena meningkatnya tekanan ynag diperlukan.
Umumnya mesin pres yang dikembangkan untuk proses lain dapat dimanfaatkan pula untuk metalurgi serbuk. Meskipun pres mekanik banyak digunakan karena laju produksi yang tinggi, pres hidraulik digunakan bila benda besar dan bila diperlukan tekanan yang tinggi. Pres “punch” tunggal dan pres “multy-punch rotary” berkecepatan tinggi didesain sedemikian rupa sehingga operasinya mulai pengisian cetakan dengan serbuk, pengeluaran benda cetak jadi, berlangsung kontinu dan bertahap.
Pres meja putar mempunyai laju produksi yang tinggi, karena dilengkapi dengan serangkaian lubang die, yang masing-masing dilengkapi dengan ponds atas dan bawah. Selama produksi meja berputar, operasi pengisian, penekanan dan pengeluaran produk berlangsung secara bertahap. Pada gambar 9.2, tampak susunan ponds dan die yang sederhana untuk memadatkan serbuk logam. Ada dua penekan, penekan atas yang sesuai dengan bentuk bagian atas dari benda dan penekan bawah yang sesuai dengan bentuk die bagian bawah.
Penekan bawah sekaligus berfungsi sebagai ejector untuk mengeluarkan benda yang telah dicetak. Ruang die harus halus untuk mengurangi gesekan dan harus tirus sedikit untuk memudahkan pengeluran benda. Gesekan dinding akan mengurangi tekanan ke serbuk dan bila tekanan bekerja pada satu sisi saja, dalam benda itu sendiri akan timbul perbedaan berat jenis (dari atas ke bawah). Oleh karena itu digunakan penekan baik atas maupun bawah. Jarak penekanan tergantung pada rasio kompresi serbuk. Untuk bersi dan tembaga, harga berkisar dari 2½  1. Ruang die diisi sampai ketinggian 3 kali tinggi benda jadi. Bentuk benda yang dikeluarkan atau yang disebut dengan kompak mentah, telah menyerupai produk akhir akan tetapi kekuatannya masih rendah. Kekuatan akhir diperoleh setelah proses sinter. Susunan paralatan untuk menekan serbuk brons tampak dalam gambar 9.3.
Pada gambar 9.4. tampak mesin pres untuk membuat roda gigi kecil dari logam, berbagai alat peralatan dapat dibuat dengan proses tekan tanpa pengerjaan lanjutan, cukup disinter. Diperkirakan bahwa diperlukan tekanan sebesar 150  500 MPa untuk membentuk kompak mentah. Proses sinter meningkatkan kekuatan dan memperbaiki struktur kristal setelah itu.

GSusunan peralatan untuk menekan serbuk brons menjadi bantalan

Besar benda serbuk yang dapat dibuat tergantung pada kapasitas pres. Luas kompak dapat dihitung dari hubungan berikut :

A = luas (m2)
F = kapasitas mesin pres (Newton ~ N)
P = tekanan kompak yang dipersyaratkan (Pascal ~ Pa)
Berat jeni merupakan salah satu cirri khas produk serbuk logam. Tekanan yang lebih besar menghasilkan benda dengan berat jenis yang lebih tinggi, oleh karena itu kekuatnnya bertambah. Berat jenis dapat ditingkatkan dengan menggunakan sebruk yang lebih halus.

Dengan Peningkatan Kepadatan Secara Sentrifugal
Pemadatan sentrifugal merupakan suatu cara untuk menghasilkan benda dengan berat jenis yang merata khususnya untuk serbuk logam berat. Cetakan diisi dengan serbuk kemudian diputar hingga mencapai tekanan sekitar 3 MPa. Akan diperoleh berat jenis yang merata, karena gaya sentrifugal bekerja pada masing-masing partikel serbuk. Setelah dikeluarkan dari cetakan, kompak diolah seperti lazimnya. Tehnik ini hanya diterapkan pada benda yang dibuat dari serbuk logam berat seperti karbida wolfram. Bentuk benda sedapat mungkin uniform, oleh karena ketebalan yang berbeda menghasilkan benda yang kurang merata padatnya.




Cetakan Slip
Kompak mentah dengan serbuk wolfram, molibden dan serbuk lain kadang-kadang dibuat dengan metode slip. Serbuk yang diubah menjadi campuran kental, mula-mula dituangkan dalam cetakan yang dibuat dari gips,
Karena cetakan ini poreus, cairan terserapo dan terbentuklah lapisan bahan yang padat pada permukaan cetakan. Setelah terbentuk lapisan dengan ketebalan tertentu, cairan kental yang berlebihan dituangkan keluar menghasilkan benda yang berongga. Prosedur ini sangat sederhana dan memungkinkan dibentuknya benda dengan berbagai bentuk dan ukuran. Proses ini banyak digunbakan untuk membuat benda-benda keramik.


9 cara Ekstrusi

Cara ini dimaksudkan untuk membuat benda dengan berat jenis tinggi dan memiliki sifat mekanik yang baik, sehingga prosesnya sangat tergantung pada karakter serbuk yang digunakan. Banyak menggunakan elemen bahan baker nuklir. Bahan logam lainnya yang digunakan : Alumunium, Tembaga, Nikel
Benda berbenuk panjang dibuat dengan proses ekstrusi. Perkembangan di bidang ini memungkinkan dibentuknya benda dari serbuk dengan berat jenis yang tinggi dan sifat mekanik yang baik. Cara ekstrusi tergantung pada karakteristik serbuk, beberapa jenis serbuk memerlukan ekstrusi dingin dengan bahan pengikat sedang lainnya dapat dipanaskan sampai suhu ekstrusi tertentu.
Umumnya serbuk ditekan, membentuk billet, disusul dengan pemanasan atau sinter dalam lingkungan tanpa oksidasi sebelum dimasukkan dalam pres. Ada kalanya untuk menghindarkan oksidasi, billet tadi dimasukkan dalam wadah logam yang ditutup rapat sebelum dimasukkan ke dalam pres. Proses ini banyak diterapkan pada elemen bahan bakar padat nuklir dan bahan-bahan lainnya seperti untuk penggunaan pada suhu tinggi. Logam-logam lainnya seperti aluminium, tembaga, nikel dapat diekstrusi juga.

Cara Sinter Gravitasi
Lembaran logam dengan porositas terkendali dapat dibuat dengan proses sinter gravitasi. Proses ini banyak diterapkan untuk pembuatan lembaran baja tahan karat. Serbuk dengan ketebalan merata diletakkan diatas tatakan keramik dan disinter selama 48 jam dalam lingkungan gas ammonia pada suhu tinggi. Lembaran tersebut kemudian digiling agar ketebalan merata dan agar memiliki penyelesaian permukaan yang lebih baik. Lembaran tadi kemudian dapat dibentuk lebih lanjut. Lembaran baja porous tahan karat digunakan sebagai filter di industri minyak bumi dan kimia.
Output produk  output produk dengan porositas terkendali.

Dengan Mengerol
Dari tempat pengumpan, serbuk dimasukkan diantara dua rol yang menekan dan membentuknya menjadi lembaran dengan kekuatan yang memadai sehingga dapat dimasukkan ke dalam dapur sinter. Lembaran tersebut kemudian dirol melalui beberapa pasangan rol lainnya dan mengalami perlakuan panas selanjutnya bila diperlukan. Dengan mencampurkan serbuk sebelum memasuki rol, dapat dibuat lembaran paduan. Serbuk logam yang dapat dirol menjadi lembaran adalah tembaga, perunggu, kuningan, monel dan baja tahan karat. Sifat mekanik yang merata dan porositas yang terkendali dapat dihasilkan melalui proses rol ini.
Produk output dalam bentuk lembaran logam. Logam yang digunakan tembaga (Mg), Kuningan, Perunggu, Monel, baja tahan karat.

LOGAM

Pendahuluan
Dalam bahan Industri Besidan Baja Paling sering di pakai karena memiliki sifat – sifat yang berfariasi dan juga sebagai sumber yang sangat besar. Bahan tersebut juga memiliki sifat dari yang paling lunak dan mudah dibuat sampai yang paling keras dan tajam untuk pisau pemotong dapat dibuat dan dalam bentuk apapun dengan proses pengecoran. Dari unsur Besi bentuk struktur logam dapat di buat, itu sebabya besi dan baja di sebut dengan bahan yang kaya akan sifat – sifat. jenis dari logam yang pertama kali di kenal oleh manusia adalah emas dan tembaga karena warnanya yang mudah di ketemukan dari pada batuan – batuan yang lain dan dahulu mereka mengunakany auntuk senjata. Berdasarkan perkembangan waktu, maka manusia mengembangkan kedua material tersebut karena mudah untuk di bentuk yang berbeda dari bebatuan. Sehingga emas sekarang ini di gunakan sebagai perhiasan karena sifatnya yang mudah di bentuk sedangkan tembaga yag memiliki sifat lebih keras banyak di gunakan pada alat – alat perkakas dan paduan.

PADUAN BESI (FERROUS ALLOUYS).
Paduan besi adalah paduan logam dimana besi paling dominan dan
digunakan secara luas didalam masyarakat.

BAJA
Baja merupakan paduan besi dengan karbon serta sejumlah kecil
campuan bahan lainnya. Kandungan karon biasanya kurang dari 1,0 wt
%.berdasarkan kandungan karbon, baja dibagi atas baja karbon rendah,
sedang dan tinggi.

Baja Karbon Rendah
Baja karbon rendah mengandung karbon (0,25wt%) berdasarkan
kandungan karbon baja ini bersifat tidak respontif terhadap perlakuan
panas yang bertujuan untuk membentuk martensit. Penguatan dilakukan
dengan :
- struktur mikro berupa : ferit +pearlite.
- sifat : - lunak dan lemah tetapi keuletan dan tangguhan sangat tinggi
- mudah di “maching“, di las
- diantara semua baja karbon, paling murah di produksi.
- aplikasi : komponen bodi mobil, baja, struktur (tiang I. C, dll), pipa
gedung, jembatan , kaleng.
Beberapa baja karbon rendah bisa dilihat pada tabel 12.1a dan 12.1b.
High strength, low-alloy (HSLA) : adalah baja karbon rendah yang
ditambah unsur lain seperti : tembaga, vanadium, nikel, molibdenum yang
akan menaikkan kekuatan baja.

Baja karbon sedang
- baja ini mengandung karbon kira-kira 0,2-0.60wt %.
- bisa diberikan perlakuan panas : austenitizing, quenching ,dan
tempering untuk menaikan sifat mekanik.
- sering digunakan dalam bentuk struktur martensite.
- penambahan chrom, nikel dan molibdenum meningkatkan kemampuan
untuk perlakuan panas.
- baja yang telah mengalami perlakuan panas lebih kuat dari pada baja
karbon rendah namun keuletan dan ketangguhannya menurun.
- aplikasi : roda kereta api, rel, roda gigi, crank shaft, dan komponen
mesin yang membutuh kan kekuatan tinggi.
Beberapa type baja karbon sedang bisa dilihat pada tabel :12.2a dan
12.2b

Baja karbon tinggi
- kandungan karbon antara 0,60-1,4 %wt.
- mempunyai sifat : paling keras, paling kuat namun keuletan paling
rendah.
- umumnya digunakan dalam kondisi sudah diperkeras dan ditemper.
Sehingga tahan aus dan mampu menahan alat potong yang tajam.
- campuran bahan lain berupa chrom, vanadium, tungsten molibdenum
dan banyak digunakan untuk baja tool dan baja cetak.
- pemakaian : pisau, pisau cukur, gergaji, pegas dan kawat.

Baja anti karat (stainless steel)
- element paduan utama : chrom (>11wt%).
- dibagi atas tiga jenis : -baja anti karat martensitie
-baja anti karat feritic.
-baja anti karat austenitic
- baja martensitic bisa diberikan pelakuan panas sementara baja feritic
dan austeritic tidak bisa.
- penguatan baja anti karat feritic dan austetic dilakukan dengan penger
jaan dingin.
- martensitc dan feritic stailess bersifat magnet sedangkan baja anti karat
austenitic tidak.

Penomoran Baja
Titik pembagi antara baja dan besi cor adalah kandungan karbon baja adalah
2,11%, dimana pada daerah ini bisa terjadi reaksi eutektik. Pada baja, kita
konsentrasi di daerah eutektik (Gambar 12.2) dimana garis kelarutan dan
isotermal eutektoid terlihat. A3 memperlihatkan temperatur dimana ferit mulai
terbentuk pada proses pendinginan; Acm memperlihatkan temperatur dimana
sementit mulai terbentuk; dan A1 adalah temperatur eutektoid.

Hampir semua perlakuan panas baja diarahkan untuk mendapatkan struktur
campuran ferit dan sementit. Pearlit mempunyai struktur lamellar (berlapis) ferit dengan sementit. Pada Bainit, sementit lebih bulat daripada pearlit. Martensit mempunyai struktur campuran halus dan hampir bulat sementit di dalam ferit.

AISI (American Iron and Steel Institute) dan SAE (Society of Automotive
Engineers) mempunyai sistem pengelompokan seperti pada tabel 1. Dimana
digunakan 4 atau 5 digit angka. Dua angka pertama merujuk pada elemen
pemadu utama, dan dua atau tiga angka berikutnya merujuk kepada persentase

karbon. Misal: baja AISI 1040 adalah baja karbon dengan kandungan karbon
0,40%.
Tabel 1. Komposisi beberapa baja BS dan AISI-SAE.




Perlakuan Panas Sederhana
Empat perlakuan panas sederhana yaitu: annealing proses, annealing,
normalising, dan pheroidising umum dipakai pada baja (Gambar 12.4). Perlakuan
panas ini bertujuan untuk mencapai salah satu dari:
1. menghilangkan efek pengerjaan dingin,
2. mengontrol penguatan dispersi dan
3. meningkatkan kemampumesinan.

Annealing proses - Menghilangkan efek pengerjaan dingin.
Perlakuan panas rekristalisasi digunakan untuk menghilangkan efek pengerjaan dingin pada baja yang kandungan karbonnya kurang dari 0,25% dan disebut Anneal proses.
Anneal proses dilakukan pada suhu 800C hingga 1700C dibawah temperatur A1.
Ini diatas temperatur rekristalisasi ferit.

Annealing dan Normalising - Penguatan Dispersi.
Baja bisa diperkuat dengan dispersi dengan mengatur kehalusan butir pearlit.
Baja pertama-tama dipanaskanuntuk menghasilkan austenit yang homogen, langkah ini disebut austenising.
Annealing atau anneal penuh (full anneal) adalah mendinginkan baja secara
perlahan pada dapur pemanas sehingga menghasilkan butiran pearlit kasar.
Normalising adalah mendinginkan baja secara cepat, di udara, sehingga
menghasilkan butiran pearlit halus. Gambar 12.5 memperlihatkan sifat-sifat yang
diperoleh pada proses annealing dan normalising pada baja karbon biasa.


Pada annealing, pembentukan austenit (austenising) baja hypoeutectoid
dilakukan kira-kira 300C diatas A3, menghasilkan 100% . Austenising untuk baja
hypereutectoid dilakukan pada kira-kira 300C diatas A1, menghasilkan austenit
dan Fe3C; proses ini mencegah pembentukan bentukan yang getas, lapisan tipis
kontinyu Fe3C di batas butir yang terjadi pada pendinginan pelan dari daerah
100% . Pada kedua kasus ini dihasilkan pearlit kasar dengan kekuatan rendah
namun keuletan tinggi.
Pada normalising, austenising dilakukan pada kira-kira 550C diatas A3 atau Acm;
baja kemudian dikeluarkan dari dapur pamanas dan didinginkan di udara.
Pendinginan cepat menghasilkan pearlit halus yang mempunyai kekuatan lebih
tinggi.



Spheroidising - Meningkatkan Kemampumesinan.
Baja karbon tinggi yang mengandung sejumlah besar Fe3C mempunyai
Karakteristik pemesinan rendah. Selama perlakuan spheroidising, yang dilakukan beberapa jam pada suhu kirakira 300C dibawah A1, Fe3C berubah bentuk menjadi partikel besar, speris yang mengurangi area butir. Struktur mikronya disebut karbida spheroid, mempunyai matriks ferit kontinyu yang lunak dan mampu dimesin (gambar 6). Struktur sejenis didapatkan bila martensit di temper sedikit dibawah A1 untuk waktu yang lama.



BESI TUANG
Besi tuang adalah paduan besi dengan kadar karbon diatas 2.1%wt.
Umumnya kadar karbon berkisar antara 3,0-4,5wt%.
- titik leleh : 11500-13000 c, lebih rendah dari baja
- mempunyai sifat rapuh/getas.
- pembentukan grafit dipengarui oleh : kadar si>1%.
- besi tuang umumnya berupa : besi tuang kelabu, besi tuang nodular,
besi tuang putih, dan besi tuang maliable.

Besi tuang kelabu (gray cast iron)
Sifat mekanis besi cor kelabu dipengaruhi oleh laju pendinginan, tebal coran,
perlakuan panas, perlakuan saat cairan dan penambahan unsur paduan.
Beberapa penggunaan material ini membutuhkan kekuatan yang tinggi. Untuk
memperbaiki kekuatannya dapat dilakukan dengan penambahan unsur paduan
yang bersifat penggalak karbida seperti Cr dan Cu.
Kekuatan tarik besi cor kelabu dipengaruhi oleh matrik dan grafitnya. Jenis matrik besi cor kelabu berturut-turut dari yang menghasilkan kekuatan tarik rendah sampai tinggi adalah ferrit, pearlit dan sementit. Besi cor yang memiliki matrik sementit –umumnya tidak bergrafit– meskipun menghasilkan kekuatan tarik yang tinggi tetapi getas sehingga tidak direkomendasikan. Matrik yang umumnya digunakan untuk tromol rem adalah pearlit. Matrik ini selain mampu menghasilkan kekuatan yang cukup tinggi, memiliki keuletan yang cukup dan mudah diperoleh secara as-cast. (Chijiwa, 1979)
Besi cor kelabu diproses melalui pendinginan pelan struktur : ferit+perlit dan grafit yang berbentuk panjang serpihan. Grafit merupakan karbon bebas yang kekuatannya sangat rendah sekitar 1kg/mm2. Sifat besi tuang sangat dipengaruhi oleh bentuk grafit.

- Sifat-sifat :
- kekuatannya relatif rendah
- getas, keuletan rendah
- tahan terhadap panas, korosi, dan aus
- mampu meredam getaran
- memiliki sifat mampu potong (machining ability) yang baik
- biaya pembuatan murah .
- aplikasi : blok mesin, rangka mesin, perkakas, rangka mesin-mesin
lainnya.

Besi tuang nodular
Perbedaan dengan besi tuang kelabu adalah bentuk grafitnya berbentuk
bulat. Bentuk grafitnya yang bulat karena dengan bahan sejumlah kecil
magnesium (Mg), cerium (Ce) kedalam besi tuang kelabu. Keuletan dan
kekuatan besi tuang nodular lebih tinggi dari besi tuang kelabu.

Besi tuang putih
Pada besi tuang putih, kandungan karbonnya tidak membentuk grafit
melainkan karbida (Fe3c). Sifat besi tuang ini sangat keras dan cocok
untuk digunakan pada peralatan dengan ketahanan aus tinggi seperti alatalat
penghancur (crusher), alat-alat pertambangan, dll.

Besi tuang malleable
Besi tuang dibuat dengan memberi proses perlakuan panas pada besi
tuang putih sehingga kekerasannya menurun.

Daftar Pustaka :
Surdia Tata; Saito, Shinroku, 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, Penerbit Pradya Paramita,
Jakarta.
Suprihanto Agus, Umardani Yusuf, Wibowo Dwi Basuki, 2005, MEDIA MESIN Vol.6 No.1 Januari 2005
Google, 2011, LOGAM PADUAN

Di susun oleh Cecep Rohmanudin Teknik Mesin STT Bina Tunggal
Pengetahuan Material.