Pembahasan Materi #11

Transkripsi

1 1 TIN107 Material Teknik Pembahasan 2 Tool Steel Sidat dan Jenis Stainless Steel Cast Iron Jenis, Sifat, dan Keterbatasan Non-Ferrous Alloys Logam Tahan Panas 1

2 Tool Steel (Baja Perkakas) 3 W Pengerasan dengan air (Water hardening) Pengerjaan Dingin (Cold Work) O Pengerasan dengan oli (Oil hardening) A Pengerasan dengan udara (Air hardening) D Kadar C & Cr tinggi Kecepatan tinggi (High speed) T Berdasar W M Berdasar Mo S Tahan Kejutan (Shock Resistance) P Cetakan plastik (Plastic mold) Pengerjaan Panas (Hot work) H1 H19 Berdasar Cr H20 H39 Berdasar W H40 H59 Berdasar Mo Tujuan khusus: L Paduan rendah (Low alloy) F carbon-tungsten Kadar karbon tinggi, paduan besi kekuatan tinggi. Ketangguhan, kekuatan, dan ketahanan aus seimbang. Tabel Komposisi Tool Steel 4 2

3 Stainless Steels (Baja Tahan Karat) 5 Sangat tahan terhadap korosi pada banyak lingkungan Elemen paduan yang dominan adalah Chromium, sedikitnya 11%. Ketahanan korosi dapat ditingkatkan dengan penambahan Ni dan Mo. Terdiri dari 4 kelas: ferritic, austenitic, martensitic, dan precipitation-hardening (pengerasan-presipitasi). Digunakan pada suhu tinggi (sampai ~ 1000 C) dan lingkungan yang buruk. Banyak digunakan untuk turbin gas, boiler uap, pesawat, rudal. Tabel Stainless Steels 6 No. Seri Paduan Struktur 200 Cr, Ni, Mn, atau Ni Austenitic 300 Cr, dan Ni Austenitic 400 Cr, (C) Ferritic / Martensitic 500 Cr rendah (<12%), & (C) Martensitic Oksidasi unsur aditif sangat sulit, tahan korosi, dan dapat memperbaiki dirinya sendiri. 3

4 Jenis Stainless Steels 7 Stainless Steel Ferritic Stainless Steel Austensitic Stainless Steel Martensitic Stainless Steel Ferritic Stainless Steel 8 Biasanya mengandung >12% Cr (Cr adalah penstabil ferrite). Tahan karat. Daktilitas atau sifat mampu bentuk terbatas tetapi mampu las (martensite tidak dapat terbentuk dalam zona las). Merupakan stainless steel termurah. 4

5 Martensitic Stainless Steel 9 Rendahnya kadar Cr menyebabkan austenite lebih stabil pada suhu tinggi. Pendinginan lambat memungkinkan karbida Cr (kehilangan lapisan oksida chromium). Biaya lebih mahal dari ferritic stainless steel karena perlakuan panas (austenitization, quench, stres relief, dan tempered). Austensitic Stainless Steel 10 Ni adalah penstabil austenite. Merupakan stainless steel yang paling mahal karena biaya yang dikeluarkan untuk Ni. Mn dan N digunakan sebagai penstabil, dari pada Ni (untuk mengurangi biaya), tetapi kualitasnya lebih rendah. Tidak memiliki sifat kemagnetan. Sangat tahan karat kecuali HCl dan asam helide/garam. Membentuk FCC. Terdapat 304 paduan (18-8) adalah salah satu populer, respons yang tinggi untuk CW. 5

6 Stainless Steels Terpopuler 11 Sistem & Komposisi Stainless Steels 12 6

7 Sistem & Komposisi Stainless Steels 13 Pengerasan dengan pengendapan (precipitation hardenable) dari baja tahan karat (stainless steel) merupakan kelas khusus. Tipe martensitic atau austenitic, dimodifikasi dengan penambahan unsur paduan seperti Al untuk membentuk senyawa intermetalik keras selama tempering. Cast Irons (Besi Cor) 14 Secara teoritis berisi >2.14% wt karbon. Biasanya berisi antara % wt C, maka sangat rapuh Juga terdapat 1 3% wt silikon Mencair dengan mudah antara 1150 C dan 1300 C, sehingga dapat dengan mudah di cor (casting). Murah, mampu permesinan, tahan aus. Terdapat 4 jenis: besi cor kelabu (gray cast iron), besi cor nodular (nodular cast iron), besi cor putih (white cast iron), besi cor tempa (malleable cast iron). 7

8 Sistem & Komposisi Cast Iron 15 Non-Ferrous Alloys 16 Paduan Aluminum Paduan Copper Paduan Magesnium Paduan Nickel Paduan Titanium Logam Tahan Panas (Refractory Metals) Paduan Super (Super Alloys) 8

9 Paduan Aluminum 17 Kepadatan rendah 2.7 gm/cc. Daya hantar listrik dan konduktivitas panas yang tinggi. Daktilitas tinggi. Titik leleh dan kekuatan rendah. Dapat di cor (casting) atau di tempa (wrought). Dihasilkan dari tempering. Sistem & Komposisi Paduan Alumunium 18 9

10 Sistem & Komposisi Paduan Alumunium 19 Paduan Copper 20 Lunak, ulet, sulit untuk permesinan. Sangat tahan terhadap karat. Memiliki daya hantar listrik & konduktivitas panas yang sangat baik. Dapat dipadukan untuk meningkatkan kekerasan. Pengerjaan dingin (cold work) untuk mendapatkan kekerasan maksimum. Cu-Zn = kuningan (brass) ; Cu-X = perunggu (bronzes). 10

11 Sistem & Komposisi Paduan Copper 21 Sistem & Komposisi Paduan Copper 22 11

12 Paduan Magnesium 23 Kepadatan terendah dari semua struktur logam = 1.7 gm/cc. Relatif lembut dan modulus elastisitas rendah (45 GPa). Harus dipanaskan agar terjadi proses deformasi. Mudah terbakar pada bagian cair dan bubuk. Rentan terhadap karat di lingkungan laut. Bersaing dengan plastik. Sistem & Komposisi Paduan Magnesium 24 12

13 Paduan Nickel 25 Cukup ulet dan mudah dibentuk. Sangat tahan karat, terutama pada suhu tinggi. Bagian penting dari baja tahan karat austenite. Banyak digunakan untuk pompa, katup di dalam air laut, dan lingkungan minyak bumi. Paduan Titanium 26 Kepadatan rendah, dan titik lebur tinggi. Memiliki kekuatan dan modulus elastis dengan yang tinggi namun terbatas. Unggul dalam ketahanan karat di banyak lingkungan Menyerap interstisial pada suhu tinggi. Sangat reaktif dengan bahan lain dan karenanya teknik pengolahan non-konvensional telah dikembangkan. Banyak digunakan dalam aplikasi ruang angkasa. 13

14 Sistem & Komposisi Paduan Titanium 27 Keterbatasan Non-Ferrous Alloy 28 Kepadatan relatif tinggi Konduktivitas relatif rendah Non- Ferrous Alloy Ketahanan karat sangat kecil 14

15 TIN107 - Material Teknik #11 - Metal Alloys #2 Logam Tahan Panas (Refractory Metals) 29 Logam lebur yang sangat tinggi Komposisi paduan antara lain: Nb, Ta, Mo, W Memiliki kekuatan, kekerasan, dan modulus elastisitas yang sangat tinggi. Paduan W yang digunakan dalam tabung sinar-x dan filamen. Ta dan Mo digunakan dengan baja tahan karat untuk ketahanan korosi. Ta hampir kebal terhadap semua lingkungan di bawah 150 C. Daftar Referensi