1 METAL ALLOYS (1) TIN107 Material Teknik Definisi 2 Metal Alloys (logam paduan) adalah bahan campuran yang mempunyai sifat-sifat logam, terdiri dari dua atau lebih unsur-unsur, dan sebagai unsur utama campuran adalah logam. Merupakan pencampuran dari dua jenis logam atau lebih, untuk mendapatkan sifat fisik, mekanik, listrik dan visual yang lebih baik. 1
Klasifikasi 3 Logam Paduan (Metal Alloys) Mengandung Besi (Ferrous) Tidak Mengandung Besi (Non-Ferrous) Lembaga Standarisasi Material 4 AISI SAE ASTM UNS American Iron and Steel Institute Soiety of Automotive Engineers American Society for Testing and Materials Uniform Numbering System 2
Ferrous Alloys 5 Paduan Mengandung Besi (Ferrous Alloys) Baja (Steels) Besi Cor (Cast Iron) Kadar karbon (C) < 1.4% Kadar karbon (C) 3 4.5% Steels 6 Plain Carbon Steels (Baja Karbon Biasa) Stainless Steels (Baja Tahan Karat) Baja (Steels) Alloy Steels (Baja Paduan) 3
Plain Carbon Steels 7 Plain Carbon Steels (Baja Karbon Biasa) Paduan Rendah (Low Alloy) Kadar karbon (C) < 1.4% Paduan Tinggi (High Alloy) Kadar karbon (C) 3 4.5% Karbon Rendah (Low Carbon) Kadar karbon (C) < 0.25% Karbon Menengah (Medium Carbon) Kadar karbon (C) 0.25 0.6% Karbon Tinggi (High Carbon) Kadar karbon (C) 0.6 1.4% 8 Tabel Sistem dan Komposisi Baja Karbon Biasa dan Baja Paduan 4
Low Carbon Steels 9 Baja Karbon Rendah Biasa (Plain Low Carbon Steels) Baja Karbon Rendah (Low Carbon Steels) High Strenght Low Alloy/HSLA Sangat tidak responsif terhadap perlakuan panas. Lunak, lemah, tangguh dan ulet Mampu diproses permesinan, mampu las, tidak mahal. Yield Strength ~275MPa, Tensile Strenght ~415 550MPa, Elongation 25% el. Mengandung unsur paduan seperti Cu, V, Ni, Mo dengan kadar >10% wt. Lebih kuat dari baja karbon rendah biasa. Ulet, mampu dibentuk dan mampu diproses permesian. 10 Tabel Sistem, Sifat Mekanis, & Aplikasi Baja Karbon Rendah 5
Medium Carbon Steels 11 Atau Baja Karbon Menengah. Dapat diperlakukan panas, tetapi hanya pada bagian yang tipis. Lebih kuat dari baja karbon rendah, tetapi kurang ulet, dan kurang tangguh. Memiliki ketahanan aus yang baik. Banyak diaplikasikan untuk Roda dan rel kereta api, roda gigi, dll. High Carbon Steels 12 Atau Baja Karbon Tinggi. Lebih keras, lebih kuat, paling ulet dari semua baja. Hampir selalu digunakan dalam kondisi tempering. Memiliki ketahanan aus yang baik. Karbida sulit dibentuk dan tahan aus terhadap unsur paduan. Banyak digunakan untuk perkaksa potong, cetakan, pisau, pisau cukur, pegas, kawat kekuatan tinggi. 6
13 Tabel Sistem, Sifat Mekanis, & Aplikasi Baja Karbon Menengah & Tinggi Sifat Karbon Plain Carbon Steels 14 Karbon Rendah Memiliki sifat mampu bentuk dan mampu las yang baik. Penguatan oleh pengerjaan dingin (coldwork). Struktur biasanya pearlite dan ferrite. Karbon Menengah Dapat di quenching untuk membentuk martensite atau bainite. Mengurangi struktur antara daktilitas dan kekuatan. Karbon Tinggi Memiliki ketangguhan dan sifat mampu bentuk yang rendah. Memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang baik. Dapat membentuk martensite melalui quenching, tetapi resiko keretakan. 7
Sifat Plain Carbon Steels 15 Kekuatan dan kekakuan yang tinggi Ketangguhan yang wajar Biaya yang rendah Mudah untuk di daur ulang Mudah karat, sehingga memerlukan perlindungan permukaan Pengaruh Unsur Paduan (1) 16 Bi & Pb meningkatkan mampu diproses permesinan B (0.001 0.003%) - ampuh untuk meningkatkan kekerasan bahan. Cr (0.5 2%) - meningkatkan kekerasan (4 18%) - menigkatkan ketahanan korosi Cu (0.1 0.4%) - meningkatkan ketahanan korosi 8
Pengaruh Unsur Paduan (2) 17 Mn (0.25 0.4%) - dikombinasi dengan S untuk mencegah kerapuhan Ni Mo (2 5%) - meningkatkan ketangguhan (12 20%) - meningkatkan ketahanan korosi (0.2 5%) - menstabilkan karbida Si (0.2 0.7%) - meningkatkan kekuatan (2%) - meningkatkan kelenturan (% yang lebih besar) - sifat kemagnetan Pengaruh Unsur Paduan (3) 18 S (0.08 0.15%) - bebas permesinan Ti W V memberbaiki C dalam partikel diam, mengurangi kekerasan martensite dalam baja Cr meningkatkan kekerasan pada temperatur tinggi menstabilkan karbida, termasuk kekuatan dengan daktilitas tetap, memperhalus butir 9
Alloy Steels 19 Baja Paduan (Alloy Steels) High Strenght Low Alloy/HSLA Baja Dua Fasa (Two-Phase Steel) Baja Bebas Permesinan (Free Machining Steels) Baja Lembaran Pengerasan Pembakaran (Bake Hardenable Steel Sheet) Maraging Steels Baja Temperatur Tinggi (Steel High Temperature) High Strenght Low Alloy/HSLA 20 Penggunaannya luas. Memiliki yield tinggi (hampir dua kali dari baja karbon biasa). Mampu las dan ketahanan korosi yang baik. Daktilitas dan kemampuan pengerasan terbatas. Tahan untuk membentuk martensite di area las. 10
Two-Phase Steel 21 Quenching dari temperatur di atas A1 tetapi di bawah A3 untuk membentuk struktur dari ferrite dan martensite. Kekuatannya sebanding dengan HSLA sementara sifat mampu bentuk labih tinggi, tanpa kehilangan mampu las. Banyak di aplikasikan pada struktur dan body otomotif. Free Machining Steels 22 Paduan S, Pb, Bi, Se, Te, atau P. Membuat keping yang melanggar diskontinuitas dalam struktur dan menjadi pelumasan. Biaya yang lebih tinggi dapat digantikan dengan kecepatan yang lebih tinggi dan memakai alat pemotong lebih rendah. Aditif mengurangi sifat seperti kekuatan, daktilitas, pengerjaan dingin, juga meningkatkan kemampuan permesinan. 11
Bake Hardenable Steel Sheet 23 Penting untuk lembaran baja dalam otomotif. Baja rendah karbon. Sifat mampu bentuk yang baik dan kekuatan meningkat setelah membentuk dengan pemanasan pada proses pembakaran (paint-baking process). Mampu las yang baik, energi tabrakan, biaya rendah mudah recycle. Maraging Steels 24 Paduan dengan kekuatan super tinggi. Mampu pengerjaan dingin dan proses aging dengan hasil 1725 Mpa dan %EL 11%. Mampu las. Komposisi khas adalah 0.03%C, 8.5%Ni, 7.5%Co, 0.1%Al, 0.003%B, 0.1%Si, 4.8%Mo, 0.4%Ti, 0.01%Zr, 0.1%Mn, 0.01%S, dan 0.01%P. Mampu pengerjaan panas untuk mendapatkan lembut, tangguh, martensite rendah dan mudah untuk permesinan. 12
Steel High Temperature 25 Memiliki kekuatan, ketahanan korosi, dan ketahanan mulur yang baik. Baja karbon biasa 250 C. Paduan konvensional 350 C. Cenderung memiliki karbon rendah (kurang dari 0.1%). Dapat digunakan pada temperatur lebih tinggi dari 550 C. Penggunaan Baja Dalam Otomotif 26 13
Bake Hardenable Steel 27 Dual Phase Steel 28 14
TIN107 - Material Teknik #9 - Metal Alloys 1 Daftar Referensi 29 www.me.uprm.edu http://eng.sut.ac.th 15