1. Gambarkan diagram keseimbangan fase Fe-Fe3c secara lengkap dan benar. Jelaskan daerah baja hyper-eutektoid, besi cor hyper-eutektoid, baja hypo-eutectoid, besi hypo-eutectoid

- Dari diagram fase diatas, baja hypo-eutektoid memiliki kadar karbon kurang dari 0,8 % dengan struktur mikro terdiri dari ferit perlit. Apabila dipanaskan secara ekuilibrium akan mengalami perubahan struktur pada titik A1 (723 o C). Pada titik tadi setelah perlit habis, dan temperatur makin naik, ferit sedikit demi sedikit mulai bertransformasi menjadi austenit

- Baja hyper-eutektoid memiliki kadar karbon lebih dari 0,8 % dengan struktur miro terdiri dari perlit yang terbungkus sementit. Apabila dipanaskan secara ekulibrium akan mengalami perubahan struktur pada titik A1 (723 o C). Mulai titik ini jaringan sementit akan larut ke dalam austenit dan struktur seluruhnya akan berubah menjadi austenit pada titik Acm.

- Besi cor hypo-eutektoid adalah besi cor putih yang memiliki kadar karbon antara 1,7 – 4,3 %

- Besi cor hyper-eutektoid adalah besi cor putih yang memiliki kadar karbon 4,3 – 6,67 %

2. Dalam diagram Fe-Fe3c, apa yang dimaksud dengan :a. Cemensite

Sementit mrupakan senyawa logam yang mempunyai kekerasan tinggi. Terkeras di antara fasa-fasa yang mungkin terjadi pada baja, tapi sangat rapuh. Sementit biasa disebut besi karbida mempunyai rumus Fe3C. Hal ini tidak berarti bahwa karbida besi membentuk molekul-molekul Fe3C. Akan tetapi kisi Kristal sementit mengandung atom besi dan karbon dalam perbandingan tiga lawan satu. Tiga atom besi dan satu atom karbon. Sementit mempunyai sel satuan ortorombik dengan 12 atom besi dan empat atom karbon per satu selnya.

b. AustenitFase austenite merupakan larutan padat intertisi antara karbon dan besi yang memiliki struktur FCC (Face Centered Cubic). Fasa austenite terbentuk antara temperatur 912 °C sampai dengan temperatur 1394 °C. Kelarutan karbon pada saat berada pada fasa austenite lebih besar hingga mencapai kelarutan karbon sekitar 2,14% C

c. LedeburiteLedeburit adalah campuran eutektik antara sementit dan austenit yang terbentuk pada suhu 11300 C dengan kandungan carbon 4,3 %

d. FerriteFerit merupakan suatu larutan padat karbon dalam struktur besi murni yang memiliki struktur BCC (Body Centered Cubic) dengan sifat lunak dan ulet. Fasa ferit mulai terbentuk pada temperatur antara 300 °C hingga mencapai temperatur 727 °C. Kelarutan karbon pada fasa ini relatif kecil dibandingkan dengan kelarutan pada fasa larutan padat lainnya. Saat fasa ferit terbentuk, kelarutan karbon dalam besi alpha hanyalah sekitar 0,02% C.

e. PerlitePerlit merupakan campuran antara ferit dan sementit yang berbentuk seperti pelat-pelat yang disusun secara bergantian antara sementit dan ferit. Fase perlit ini terbentuk pada saat kandungan karbon mencapai 0,76% C, besi pada fase perlit akan memiliki sifat yang keras, ulet dan kuat

3. a. Gambarkan diagram pendinginan kontinu/diagram CCT baja secara lengkap dan benar (CCT=continues cooling transformator)

b. Apa yang dimaksud dengan martensit dan bainit?Martensit merupakan salah satu fasa yang dapat terbentuk pada struktur logam. Sifat dari sturktur pada fasa martensit adalah keras dan getas, jadi logam yang berada pada fasa ini cepat mengalami perpatahan. Fasa ini terjadi karena proses pemanasan dengan laju pendinginan yang cepat.Bainit adalah fasa yang kurang stabil yang diperoleh dari austenit pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur transformasi ke ferlit dan lebih tinggi dari transformasi ke martensit

4. – Apakah yang dimaksud dengan preheating/ post heating dalam pengelasan? Jelaskan prosedurnya

Preheating adalah aplikasi/penerapan panas terhadap logam dasar pada saat sebelum dilakukannya proses pengelasan. Sedangkan postheating adalah aplikasi panas pada saat setelah proses pengelasan dilaksanakan. Tujuan dari preheating untuk pengelasan (biasanya untuk baja yang tebal atau kandungan C cukup tinggi) adalah untuk memperlambat pendinginan yang setelah dilakukan pengelasan dan meratakan proses pendinginan sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya defect.

- Apakah yang dimaksud dengan weldability? Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi weldability?Weldability adalah kemampuan material untuk dapat dilas dan diperoleh hasil sambungan yang baik. Faktor-faktor yang mempengaruhi weldability adalah : Kadar karbon, maksudnya adalah Semakin banyak kadar karbon, maka makin mudah

terbentuknya martensit yang bersifat keras dang etas. Oleh karena itu weldality menjadi rendah.

Proses pengelasaan, maksudnya adalah semakin baik proses pengelasaan maka akan semakin bagus weldability.

Lingkungan, maksudnya adalah pengelasaan di lingkungan yang banyak di dapatkan unsur hidrogen

Perancangan konstruksi, maksudnya adalah bentuk penyambungan yang digunakan

5. a. Pada pengelasan baja karbon, low carbon, medium carbon, dan highh carbon, manakah yang memerlukan preheating/post heating? Jelaskan dengan diagram CCT baja- Baja karbon rendah memiliki kandungan karbon sedikit lebih tinggi dari pada rata-rata

kandungan karbon pada baja karbon, oleh karena itu baja tersebut lebih kuat, tetapi kemampuan regangnya kurang. Baja karbon rendah pada umumnya mudah dilas dengan berbagai cara pengelasan (proses las). Dalam pengelasan baja karbon rendah ini dapat dilakukan tanpa proses preheating dan postheating, dan dapat dihasilkan dengan baik.

- Baja karbon medium mempunyai kandungan Karbon (C) 0,35 % ÷ 0,5 %. Baja ini termasuk dalam kelompok baja yang dapat dibentuk dengan mesin dan dapat ditempa secara mudah, tetapi tidak bisa dilas semudah baja konstruksi dan baja struktural. Penambahan kandungan karbon akan mempertinggi kekuatan tarik tetapi mengurangi kemampuan regangnya. Baja karbon sedang pada umumnya juga dapat dilas dengan berbagai proses las dengan hasil yang baik juga. Hanya saja baja karbon sedang tersebut bila dilas akan mempunyai kecenderungan pembentukan struktur martensit yang keras, getas/rapuh pada daerah lasan dan pada daerah pengaruh daerah panas (HAZ). Oleh

karena itu dalam proses pengelasan baja karbon sedang tersebut diperlukan adanya proses preheating, postheating. Dengan melakukan proses preheating maka benda kerja yang dilas akan dapat lebih lambat dalam proses pendinginannya, yang berarti dapat mengurangi terbentuknya struktur martensit yang keras tapi getas/rapuh.

- Baja karbon tinggi memiliki kandungan karbon (C) 0,5 % ÷ 0,8 %. Baja ini memiliki kekuatan tarik, kekerasan dan ketahanan terhadap korosi lebih tinggi, tetapi kemampuan regangnya kurang, tidak mudah dilas, dan lebih sulit dibentuk dengan mesin dibandingkan dengan kelompok baja karbon rendah dan sedang. Proses pengelasan untuk baja karbon tinggi amat sulit, karena besar sekali kemungkinannya untuk retak. Untuk pengelasan baja karbon sedang maupun baja karbon tinggi ini disarankan menggunakan elektroda low hydrogen. Dan proses pengelasannya disamping harus dilakukan preheating juga harus dilakukan postheating/tempering.

b. bagaimana cara menentukan temperatur preheating pada baja carbon? Jelaskancara menentukan temperatur preheating pada baja karbon adalah dengan menentukan berapa carbon equivalent yang dimiliki material lalu mengukur nilai kekerasan dan suhu martensitnya. Selanjutnya memasukkan nilai carbon equivalent pada rumus :PH = 4500 √(CE−0,42)Dimana PH adalah temperatur preheating dan CE adalah Carbon Equivalent. Dari persamaan diatas terlihat bahwa semakin besar nilai CE, maka temperatur preheatingnya semakin tinggi.

6. - pada pengelasan baja paduan, apa yang dimaksud dengan Ceq (C equivalent)Carbon equivalent (CE) adalah suatu konsep yang digunakan untuk menentukan weldability dari suatu paduan logam. Prinsip dari CE adalah untuk mengubah persentase elemen paduan selain karbon ke karbon yang ekuivalen dengan persentase. Dalam pengelasan, CE digunakan untuk memahami bagaimana unsur-unsur paduan yang berbeda mempengaruhi kekerasan baja yang dilas. Semakin tinggi konsentrasi karbon dan elemen paduan lain seperti mangan, kromium, silikon, molibdenum, vanadium, tembaga, dan nikel semakin cenderung meningkatkan kekerasan dan menurunkan weldability.CE = C Mn/6 + Cr+Mo+V /5 + Ni+Cu/15

Suatu logam ( Baja ) jika mempunyai nilai CE = 0.2 – 0.3 maka logam (Baja) tersebut mempunyai tingkat weldabailty yang baik. Logam ( Baja ) yang mempunyai nilai CE 0.4 kecenderungan logam tersebut mempunyai weldability yang rendah. Dengan tingkat CE 0.4 atau diatasnya maka logam tersebut akan membentuk fasa – fasa yang keras dan getas, sehingga sensitive terhadap crack (retak).

- Apakah hubungan antara Ceq dengan preheating/post heating? JelaskanUntuk mengetahui sulit atau tidaknya baja karbon yang akan dilas dapat dilihat dari karbon equivalentnya. Tetapi bentuk ketebalan benda kerja juga perlu diperhatikan karena ada kaitannya dengan panas yang harus diberikan dan kecepatan pendinginan setelah pengelasan.Baja dengan Carbon Equivalent :< 0,40 %. Pengelasannya tanpa preheating dan postheating dan juga menggunakan kawat las low hydrogen. Tetapi bagaimanapun juga ability dari baja ini tergantung dari ketebalan benda kerja.

> 0,40 %. Pengelasannya membutuhkan cara-cara tertentu yang khusus disamping preheating juga postheating ataupun kedua dari proses pemanasan tersebut.Dengan mengetahui Carbon Equivalent dari baja-baja tersebut, maka dapat direncanakan proses pengelasan yang akan dilakukan.