BAHAN LOGAM

1.1. Pendahuluan Secara umum logam bisa dibedakan atas dua yaitu : logam-logam besi (ferous) dan logam-logam bukan besi (non feorus). Sesuai dengan namanya logam-logam besi adalah logam atau paduan yang mengandung besi sebagai unsur utamanya, sedangkan logam-logam bukan besi adalah logam yang tidak atau sedikit sekali mengandung besi. Logam-logam besi terdiri atas : - besi tuang (cast iron) - baja karbon (carbon steel) - baja paduan (alloy steel) - baja spesial (specialty steel) Keempat kelompok besi diatas terbagi lagi atas pengelompokan yang lebih kecil yang diperlihatkan pada tabel 1. Untuk logam bukan besi contohnya adalah logam dan paduan seperti : aluminium, tembaga, timah, emas, magnesium dsb. Dalam penggunaannya pada bidang teknik diharuskan memilih bahan logam yang sesuai dengan keperluan aplikasi dalam hal kekuatan, kekerasan, kekuatan lelah, ketahan korosi dan sebagainya sehingga dalam pemakaiannya akan memberikan hasil yang paling optimal. Sifat-sifat yang diperlukan di dalam aplikasi sangat dipengaruhi oleh struktur bahan tersebut, sedangkan struktur yang terbentuk dipengaruhi oleh komposisi kimia, teknik/proses pembuatan serta proses perlakuan panas yang diberikan kepada logam tersebut. Secara skematik hubungan antara struktur, sifat mekanik dan kualitas yang diberikan logam diperlihatkan pada gambar 1. Pada produk rekayasa, selain pengaruh faktor-faktor diatas, kualitasnya juga dipengaruhi oleh faktor desain (perencanaan) dan kondisi pengoperasian. Pada dewasa ini penggunaan logam yang paling banyak masih didominasi oleh logam besi dan paduannya terutama di bidang permesinan. Logam aluminium dan paduannya juga mengalami penggunaan yang meningkat akhir-akir ini karena beberapa sifat-sifatnya yang disukai yang salah satunya adalah bobotnya yang ringan. Tabel 1: Pembagian Paduan Besi dan Baja Menurut Komposisinya. ______________________________________________________________________ No. Paduan besi dan Baja Komposisi kimia (dalam %) ____________________________________________________________________ 1. Besi tuang 2-4 %C, 1-3 %Si, 0,80 %Mn (maks) 0,10 %P (maks), 0,05% S (maks). - Besi tuang kelabu Disamping terdapat perbedaan yang kecil - Besi tuang putih dari segi komposisi, perbedaan sifat-sifat - Besi tuang noduler besi tuang ditentukan oleh struktur mikro karena proses pembuatan atau karena proses perlakuan panas. - Besi tuang paduan Unsur-unsur pemadu : Cr, Ni, Mo, Al atau logam-logam lainnya. 2. Baja karbon : - Baja karbon rendah 0,08-0,35 %C | 0,25-1,50 %Mn - Baja karbon sedang 0,35-0,50 %C plus | 0,25-0,30 %Si - Baja karbon tinggi 0,55-1,7 %C | 0,04 %P (maks) | 0,05 %S (maks) 3. Baja paduan : - Baja paduan rendah - Seperti pada baja karbon rendah + unsur-unsur pemadu kurang dari 4 % seperti : Cr, Ni, Mo, Cu, Al, Ti, V, Nb, B, W dll. - Baja paduan medium - Seperti pada baja paduan rendah tetapi jumlah unsur-unsur pemadu diatas 4%. 4. Baja Spesial : - Baja stainless : a. Feritik (12-30 %Cr dan kadar karbon rendah) b. Martensitik (12-17 %Cr dan 0,1-1,0 % C) c. Austenitik (17-25 %Cr dan 8-20% Ni) d. Duplek (23-30 %Cr, 2,5-7 %Ni, plus unsur Ti dan Mo) e. Presipitasi (seperti pada austenitik, plus elemen pemadu seperti : Cu, Ti, Al, Mo, Nb atau N) - Baja perkakas General purpose steels Die steels High speed steels (0,85-1,25 %C, 1,50-20 %W, 4-9,5 %Mo, 3-4,5 %Cr, 1-4 %V, 5-12 %Co) ____________________________________________________________________ - komposisi kimia - teknik/proses pembuatan & pabrikasi - proses perlakuan panas Performans/mutu Sifat Mekanik Struktur mikro Gambar 1: Faktor-faktor yang mempengaruhi hubungan antara struktur, sifat mekanis dan mutu/performans logam. 1.2. Teknologi Pengolahan Logam Proses pengolahan logam secara garis besar diperlihatkan pada gambar 2. Dari gambar tersebut proses pengolahan logam dibagi atas 3 bagian pokok yaitu : 1. Industri hulu : industri yang mengolah bahan tambang berupa biji logam menjadi logam dasar melalui proses pemurnian dan proses reduksi/peleburan. 2. Industri antara : industri yang mengolah logam dasar baik yang berbentuk ingot primer atau masih berupa logam cair menjadi produk antara seperti billet, slab, bloom, rod atau ingot paduan untuk industri pengecoran. 3. Industri hilir : industri yang mengolah lebih lanjut produk industri antara menjadi produk setengah jadi dan selanjutnya melalui proses pabrikasi dan pengerjaan akhir menjadi produk jadi. Proses pengolahan logam pada ke tiga industri tersebut diatas akan dijelaskan berikut ini, dengan penekanan pada pembuatan besi dan baja serta pembuatan aluminium. 1.2.1. Proses Pembuatan Besi dan Baja Secara singkat proses pembuatan besi dan baja dapat dilihat pada gambar 3 dan 4. Uraian singkat mengenai tahapan proses pengolahan besi dan baja tersebut diuraikan dibawah ini. Gambar 2. Diagram alir Proses Pengolahan Logam Dalam Industri. Gambar 3. Aliran Proses/Pembuatan Besi & Baja Menurut Kelompok Industri. Gambar 4. Proses Pembuatan Besi dan Baja, Mulai Dari Biji Besi Sampai Menjadi Produk Jadi Dengan Menggunakan Dapur Tinggi (Blast Furnace).