Upload
mhd-didi-endah-pranata
View
465
Download
99
Embed Size (px)
Citation preview
Diagram Fasa Fe – Fe3C
Pendahuluan
Besi (Fe) logam yang banyak digunakan pada material teknik
Besi murni ingot iron Analisa Kimia
Sifat Mekanik
C Mn P S Si
0,012 0,017 0,005 0,025 trace
Tensile strength 40000 psi
Elongation in 2 inch 40 %
Rockwell B hardness 30
Kurva Pendinginan Fe Murni
Waktu
Suh
u (o F
)
Liquid
-Fe BCC
-Fe FCC nonmagnetik
-Fe BCC nonmagnetik
-Fe BCC magnetik
2800
2554
1666
1414
Pembuatan Besi Wantah
Besi wantah adalah logam dua komponen yang terdiri dari besi sangat murni dan terak
Terak umumnya mengandung besi silikat
Besi wantah awalnya dihasilkan oleh proses hand-puddling mechanical puddling Proses Byers atau Aston
Pembuatan Besi Wantah
Ada 3 tahapan proses pembuatan besi wantah :
Peleburan dan pemurnian logam dasar Produksi dan pengontrolan logam cair Granulasi atau disintegrasi logam dasar dan
pemisahan secara mekanis untuk menghasilkan jumlah slag tertentu
Sifat dan Aplikasi Besi Wantah Kualitas besi wantah ditunjukkan oleh kadar
karbon dan mangan yang rendah Kadar karbon di bawah 0,08 persen Kadar Mangan di bawah 0,06 persen Kadar fosfor biasanya lebih tinggi dari baja
0,05 – 0,160 persen Kadar sulfur dijaga rendah Kadar silikon antara 0,10 – 0,20 persen Kadar terak biasanya bervariasi antara 1 –
3 persen
Sifat dan Aplikasi Besi Wantah Analisa Kimia Besi
Wantah
Sifat Mekanis besi wantah
Unsur C Mn Si P S Slag
Persen 0,06 0,045 0,101 0,068 0,009 1,97
Sifat Longitudinal Transversal
Kuat Tarik, psi 48.000-50.000 36.000-38.0000
Kuat Luluh, psi 27.000-30.000 27.000-30.000
Elongasi, % 18-25 2-5
Reduksi Luas, % 35-45 3-6
Sifat dan Aplikasi Besi Wantah Sifat lain yang dimiliki besi wantah adalah ketahanan
terhadap korosi Besi wantah digunakan :
Pipa standar Paku Kawat beton Paku keling Kawat las
Aplikasi : Rel kereta api Kapal laut Industri minyak Arsitektur
Diagram Besi-Besi Karbida
Temperatur tempat terjadi perubahan allotropi dalam besi dipengaruhi oleh unsur paduan, unsur paduan yang paling penting C (karbon)
Sistem Besi-Karbon ditunjukkan Gambar berikut
Liquid
+ L L + Fe3C
+ Fe3C
+
+
L +
+ Fe3C
1333oF
2056oF
2800oF
2554oF
1666oF
Eutectic
Eutectoid
0,8 4,3 6,67
Fe3C
0,025
2
Persen berat karbon
Te
mp
era
tur,
oF
L +
L + austenit
Austenit
+ auste
nit
0,18%C
0,50%C0,10%C
2554
2720
2800
Tem
pera
tur,
o F
Keterangan Gambar
Larutan padat austenit Garis horisontal 2720oF reaksi peritektik
Liquid + austenit
Kelarutan maks C pada -Fe BCC = 0,10% Kelarutan dalam -Fe FCC lebih besar tjd
perubahan allotropi
cooling
heating
Keterangan Gambar
Reaksi eutektik terjadi pada temp 2056oF, pada komposisi 4,3% C
Campuran eutektik antara austenit dan sementit ledeburit
Reaksi eutektik :
Liqiud autenit + sementitcooling
heating
Campuran eutektik - ledeburit
Keterangan Gambar
Ada daerah sempit larutan padat dibagian kiri diagram ferit (-Fe)
Pada diagram juga terdapat reaksi eutektoid, dengan reaksi :
Austenit ferit + sementitcooling
heating
Campuran eutektoid - perlit
Liquid
+ L L + Fe3C
+ Fe3C
+
+
L +
+ Fe3C
1333oF
2056oF
2800oF
2554oF
1666oF
Eutectic
Eutectoid
0,8 4,3 6,67
Fe3C
0,025
2
Persen berat karbon
Te
mp
era
tur,
oF
Besi TuangBaja
Hypo-eutectoid
Hyper-eutectoid Hyper-eutecticHypo-eutectic
Definisi Struktur Mikro SementitSementit
besi kabida rumus kimia Fe3C Kadar C = 6,67 % senyawa yang keras dan getas kekuatan tarik yang rendah tetapi kekuatan tekan yang tinggi struktur paling keras Struktur kristal ortorhombik
AustenitAustenit Larutan padat Larutan interstisi C dalam -Fe (FCC) Kelarutan C Maks = 2 % Kuat Tarik = 150.000 psi Elongasi = 10% Kekerasan 40 HRC Ketangguhan tinggi
Definisi Struktur Mikro Ledeburit
Campuran eutektik antara austenit dan sementit Kadar C = 4,3 % Terbentuk pada 2065oF
FeritFerit Larutan padat Larutan interstisi C dalam -Fe (FCC) Kelarutan C Maks = 0,025 % pada T = 1333oF Pada Temp ruang kelarutan hanya 0,008%C Struktur yang paling lunak Kuat tarik = 40.000 psi Elongasi = 40% Kekerasan kurang dari 90 HRB
Definisi Struktur Mikro
PerlitPerlit Campuran eutektoid mengandung 0,80%C Terbentuk pada 1333oF dengan pendinginan
lambat Merupakan campuran lamelar antara ferit dan
sementit Kuat tarik = 120.000 psi Elongasi = 20% Kekerasan 20 HRC
AUSTENIT
500X
FERIT
100X
PERLIT
2500X
PERLIT
Electron Micrograph
17000X
0,20%C
Pendinginan Lambat
100X
0,20%C
Pendinginan Lambat
500X
0,40%C
Pendinginan Lambat
100X
0,80%C
Pendinginan Lambat
500X
Klasifikasi Baja Cara Pembuatan
Bassemer Steel Open-Hearth Steel Electric-Furnace Steel Crucible Steel
Penggunaan Machine Steel Spring Steel Boiler Steel Structural Steel Tool Steel
Klasifikasi Baja Komposisi Kimia
Metode ini menunjukkan kandungan unsur-unsur penting dalam baja
Contoh : Spesifikasi AISI : AISI 1330 Spesifikasi SAE : SAE 1330 1 digit pertama menunjukkan jenis baja : 1 baja
karbon, 2 baja nikel dst Digit kedua menunjukkan persentase unsur
paduan yang dominan, misal angka 3 dominan oleh mangan
Dua digit terakhir menunjukkan kadar karbon dibagi 100, misal 30 menunjukkan 0,3%C
Klasifikasi Baja
Baja juga diklasifikasikan berdasarkan kandungan karbon menjadi : Low-carbon steel : s.d. 0,25% C Medium-carbon steel : 0,25 – 0,55%C High-carbon steel : diatas 0,55%C