< Previous 48 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… f. Lembar Kerja Alat dan Bahan 1. Penggaris 2. Spidol Warna 3. Kertas Manila / Plano Langkah Kerja 1. Amati komponen/benda dari baja yang ada disekitar sekolah kalian! 49 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 2. Identifikasikan benda tersebut kedalam proses pembentukannya! 3. Tuliskan analisis kalian kedalam format berikut : 4. Tunjukkan dan presentasikan hasil diskusi kalian dihadapan guru dan teman kalian! Kegiatan Belajar: 2 Tujuan Pembelajaran: Setelah pembelajaran ini peserta didik diharapkan dapat: xMenjelaskan jenis dan karakteristik Baja. xMemilih penggunaan jenis baja dalam aplikasinya. xMenjelaskan perlakuan panas pada baja. a.Uraian Materi Jenis dan Karakteristik Baja Pemakaian baja sebagai satu-satunya bahan Teknik baik secara teknis maupun secara ekonomis semakin hari semakin meningkat, hal ini dikarenakan baja memiliki berbagai keunggulan dalam sifat-sifatnya sebagaimana telah kita bahas pada uraian terdahulu, pemakaiannya sangat bervariasi dan hampir mencakup semua aspek kebutuhan bahan teknik seperti industri pemesinan, automotive, konstruksi bangunan gedung, industri pertanian hingga kebutuhan rumah tangga. Hal ini memberikan peluang bagi industri-industri pengolahan baja untuk menyediakan berbagai jenis baja dengan berbagai kualitas dan kuantitasnya. Penggolongan / standarisasi bahan teknik atau baja khususnya menjadi sangat penting untuk memberikan kemudahan bagi konsumen secara luas, No. Nama Benda Jenis Pengerjaan Proses Pemben-1 2 3 50 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 terutama dalam memilih dan menentukan jenis baja yang sesuai dengan kebutuhannya, biasanya pemakai bahan dari baja sebagai bahan baku produknya akan mempertimbangkan jenis dan golongan dari baja tersebut. Macam-macam Baja. Baja berdasarkan pemakaiannya, dalam teknik dapat diklasifikasikan dalam 2 (dua) kelompok yaitu : 1. Baja Konstruksi. 2. Baja Perkakas. Berdasarkan paduannya, baja dapat digolongkan dalam 3 (tiga) macam yaitu : 1. Baja yang tidak dipadu : Mengandung 0,06 s/d 1.5 % C. dan dengan sedikit mangan (Mn), Silisium (Si), Posphor (P), dan belerang (S). 2. Baja paduan rendah : Mengandung 0,06 s/d 1,5 % C. dan ditambah dengan bahan paduan maksimum 5 % (kurang dari 5 %). 3. Baja paduan tinggi : Mengadung 0,03 s/d 2,02 % C. dan ditambah dengan bahan paduan lebih dari 5 % bahan paduan. Baja konstruksi. Baja konstruksi banyak dipergunakan untuk keperluan konstruksi-konstruksi bangunan dan pembuatan bagian-bagian mesin. Berdasarkan campuran dan proses pembuatannya, baja konstruksi tersebut dapat dibagi dalam 3 (tiga) kelompok yaitu : xBaja karbon. xBaja kwalitet tinggi. 51 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 xBaja spesial. Baja konstruksi tersebut dalam pengguanannya ditentukan oleh kekuatan tarik minimumnya. Dan kekuatan tarik dari baja konstruksi ini akan semakin besar, bila kandungan karbon dari baja tersebut semakin tinggi. Akan tetapi dengan semakinnya kandungan karbon, maka baja akan menjadi rapuh. Demikian pula kemampuan untuk dikerjakan dengan cara panas, cara dingin, dan dengan mesin-mesin perkakas akan menjadi jelek. Baja konstruksi tersebut mempunyai 2 (dua) group kwalitet, yang biasanya dilakukan dengan pemberian nomor kode 2 dan 3. Contoh : St. 44 – 2 2 menunjukan kode baja berkwalifikasi tinggi. St. 44 – 3 3 menunjukan kode baja berkwalifikasi istimewa. Baja Perkakas. Baja perkakas ini banyak dipergunakan untuk bahan membuat perkakas-perkakas seperƟ : stempel, kaliber, dan alat-alat potong. Baja perkakas dikelompokkan berdasarkan : o Keadaan paduan : Tidak dipadu, paduan rendah dan paduan tinggi. o Bahan pedingin untuk pengerasan : Air , minyak , dan udara. o Proses pengerjaannya : pengerjaan panas dan pengerjaan dingin. ¾Baja perkakas tanpa paduan. Baja perkakas tanpa paduan ini mempunyai sifat-sifat yang terpenƟng yaitu : Kandungan karbon (C) antara 0,5 s/d 1,6 %. Temperatur pengerasan antara 750º s/d 850º C. Temperatur tempering antara 100º s/d 300º C. Temperatur kerja samapi dengan 200º C. Adapun penggunaan dari baja perkakas tanpa paduan ini sangat ditentukan oleh jumlah kandungan Karbon (C) nya. Contoh : 52 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Baja dari group ini dapat dikeraskan dengan jalan dicelupkan ke dalam air. Dan pada temperatur kerja diatas 200 º C kemampuan potongnya hilang, oleh karena itu banyak digunakan untuk pembuatan perkakas-perkakas yang tidak mempunyai temperatur kerja yang tinggi. Baja paduan. Dengan memadukan unsur-unsur logam lain terhadap baja paduan mempunyai maksud adalah sebagai berikut : Meningkatkan kekerasan. Memperbaiki sifat-sifat dari baja tersebut. Adapun unsur-unsur paduan untuk baja paduan dapat dibagi dalam 2 (dua) kelompok yaitu : Unsur yang membuat baja menjadi kuat dan ulet/liat dengan menguraikannya ke dalam ferrite (seperti misalnya Ni, Mn, sedikit Cr dan Mo). Unsur-unsur tersebut diatas terutama dipergunakan untuk pembuatan baja konstruksi. Unsur-unsur yang bereaksi dengan karbon dalam baja akan membentuk karbida yang lebih keras dari sementit (seperti misalnya unsur-unsur Cr, W, Mo, dan V. Unsur-unsur ini terutama dipergunakan untuk pembuatan baja perkakas. Kandungan Karbon Digunakan untuk pembuatan Sifat-sifat 0,5 % Kapak, martil, landasan tempa Sangat rapuh 0,8 % Penitik, gunting, pisau Rapuh 0,9 % Perkakas tukang kayu, pahat Rapuh, keras 1,2 % Kikir, penggores, gunting Keras 1,3 % Mata bor, skraper Keras, rapuh 1,5 % Reamer, matras Sangat keras 53 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Pengaruh dari berbagai unsur untuk memperbaiki sifat-sifat baja dapat dilihat pada skema berikut ini : Keterangan : : MemperƟnggi / memperbaiki : Mengurangi / memperjelek Perlakuan Panas Pada Baja Perlakuan panas pada baja adalah suatu proses pemanasan dan pend-inginan logam baja dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat mekani-knya. Baja dapat dikeraskan sehingga tahan aus dan juga kemampuan memo-tong dapat meningkat atau dapat dilunakan untuk memudahkan proses dik-erjakan dipemesinan. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam Unsur Sifat-sifat C Si Mn Cr Ni W Mo V Co Al Ti Kekuatan Kekerasan ElasƟsitas Tahan panas Daya hantar listrik Sifat magneƟs Tahan korosi Tahan aus Perpanjangan panas Kemampuan tempa 54 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 dapat dihilangkan, ukuran butiran dapat diperbesar atau diperkecil. Selain itu ketangguhan dapat ditingkatkan atau dapat dihasilkan suatu permukaan yang keras disekeliling akan tetapi inti dari baja tersebut tetap ulet. Untuk memung-kinkan perlakuan panas yang tepat, komposisi kimia baja harus diketahui karena perubahan komposisi kimia, khususnya karbon dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat fisis. Dimana baja yang dibutuhkan dalam teknik sangatlah berbeda-beda antara lain dibutuhkan kekerasannya, ketahanan terhadap korosi, elastisitasnya, keuletannya / liat, lunak bisa diregang dan lain sebagainya.Seperti contoh – contoh dibawah : Baja sering juga dibutuhkan secara khusus, dan ini bisa diperoleh bukan dengan pilihan baja yang mau digunakan, akan tetapi dengan digunakan, akan teta-pi dengan menggunakan perlakuan panas pada baja. Pisau pahat dan pegangannya Per membutuhkan sifat elastis Gigi membutuhkan sifat abrasive (permkaan keras tetapi inti tetap ulet) 55 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Gambar 4.1 Skema Perlakuan Panas Pada Baja 56 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 Pada prinsipnya proses perlakuan panas ada dua kategori, yaitu : Softening (Pelunakan) : Adalah usaha untuk menurunkan sifat mekanik agar menjadi lunak dengan cara mendinginkan material yang sudah dipanaskan dida-lam tungku (annealing) atau mendinginkan dalam udara terbuka (normalizing). Hardening (Pengerasan) : Adalah usaha untuk meningkatkan sifat material terutama kekerasan dengan cara celup cepat (quenching) material yang sudah dipanaskan ke dalam suatu media quenching berupa air, air garam, maupun oli. Soft Annealing. Soft Anealing adalah perlakuan panas logam dengan pendinginan yang lambat. Soft annealing ini bertujuanuntuk melunakkan baja. Dapat diberlakukan untuk semua baja, dalam hal memperbaiki sifat pemesinannya. Dan bagian-bagian yang akan mengalami pengerasan harus dilunakkan terlebih dahulu dengan cara Soft Annealing dan juga sebagai perlakuan pendahuluan sebelum proses pengerasan. Contoh : Untuk Baja Dengan Kadar Karbon Kurang dari 0,83 % . Prosesnya adalah sebagai berikut : 1. Benda kerja dipanaskan pada suhu kira-kira 7000 C (sedikit di bawah suhu kritis bawah ) selama r 24 jam dan kemudian didinginkan di udara. 2. Dapat juga dipanaskan antara 7220 dan 7770 C kemudian diturunkan perlahan-lahan. Proses yang kedua ini adalah cara yang lebih baru dengan lebih menghemat waktu, tetapi dapur pemanas untuk cara ini harus tepat sekali temperatur pengontrolnya. Contoh : Untuk Baja Dengan Kadar Karbon lebih dari 0,83 % . Prosesnya adalah sebagai berikut : Benda kerja dipanaskan hingga mencapai suhu antara suhu kritis atas dan suhu kritis bawah, dan kemudian didinginkan di udara, pada temperatur yang tinggi menghasilkan butiran yang kasar, sedangkan pada temperatur yang rendah 57 Teknik Dasar Pengerjaan Logam1 menghasilkan butiran-butiran yang halus. Untuk proses Annealing dari baja yang telah dikeraskan cukup memanaskan hingga 7000 C kemudian didinginkan di udara. Gambar 4.2 Diagram Annealing dan Normalising Normalising. Normalising bertujuan untuk memperbaharui struktur butiran, agar semua pengaruh dari pengerjaan dingin atau panas dapat dihilangkan. Dan ini dapat dimanfaatkan untuk baja-baja konstruksi, baja rol, bahan yang mengalami penempaan. Next >