1. UTMUNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
CARBON AND ALLOY STEELCARBON AND ALLOY STEEL
SPE4602SPE4602
TEKNOLOGI PEMBUATANTEKNOLOGI PEMBUATAN
(MANUFACTURING(MANUFACTURING
TECHNOLOGY)TECHNOLOGY)

2. PENGENALANPENGENALAN
• Antara logam yang paling banyak digunakan- senang
diperolehi, kekuatan tinggi, tahan lasak dan mudah
dikerjakan
• Cara keluarkan besi dari bijihnya telah ditemui secara
tdk sengaja pada tahun 1400 sblm Masihi .
• Besi tempa yang dihasilkan lagi dengan bahan
berkarbon akan menghasilkan keluli (lebih kuat dan
keras) yang digunakan untuk membuat pedang pada
zaman dahulu.
• Pada tahun 1728, besi waja gulung dihasilkan
• Pada tahun 1783, besi waja dalam bentuk rod dan bar
digulung pula dihasilkan.
• Besi tuang pula dihasilkan setelah penukar bessemer
dicipta dalam tahun 1855.

3. Logam FerusLogam Ferus
• Logam yang mengandungi unsur karbon –
logam lebih kuat ,tahan lasak, ekonomi
dan murah
• Terbahagi kpd 2 jenis , besi (besi tuang,
besi tempa dan besi jongkong) dan keluli.
• di proses daripada bijih besi - besi oksida,
sulfida, klorida, silikat dan karbonat.
• proses: melombong, membersih bijih,
mengeluarkan besi daripada bijih dan
menulenkan besi.
3

4. APAKAH KARBON DAN KELULI ALOIAPAKAH KARBON DAN KELULI ALOI
• Carbon is a naturally abundant nonmetallic
element which forms the basis of most living
organisms.
• The structure of carbon molecules is such that
the molecules bond readily with a wide range
of other elements, forming thousands of
compounds
http://www.wisegeek.org/what-is-carbon.htm#
4

5. Sambungan…..Sambungan…..
• Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo,
yang berarti batu bara.
• Karbon atau zat arang merupakan unsur kimia yang
mempunyai simbol C dan nombor atom 6 pada tabel
periodik.
• Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik,
karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi
4 (tetravalen), terdapat empat elektron yang dapat
digunakan untuk membentuk ikatan kovalen.
• http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon
5

6. UNSUR KIMIAUNSUR KIMIA
6

7. APAKAH KELULI ALOIAPAKAH KELULI ALOI
• Alloy steel is often subdivided into two
groups: high alloy steels and low alloy steels.
The difference between the two is defined
somewhat arbitrarily.
• Eight percent of its weight being other
elements beside iron and carbon, is high alloy
steel.
• http://www.wisegeek.com/what-is-alloy-steel.htm
7

8. SAMBUNGAN…SAMBUNGAN…
• Keluli mempunyai kandungan karbon yang
tinggi, iaitu antara 0.03 peratus hingga 1.7
peratus. Keluli bersifat lebih kuat jika
dibanding dengan logam lain.
• Keluli aloi ialah aloi besi dan karbon yang
mengandungi unsur-unsur pengaloian seperti
mangan, silicon, sulfur dan fosforus dengan
peratus kandungan yang tinggi antara 0.5%
hingga 2%.
8

9. BILAKAH PERMULAANBILAKAH PERMULAAN
PENGGUNAAN KARBON DANPENGGUNAAN KARBON DAN
KELULI ALOIKELULI ALOI
• Blister steel, produced by the cementation process
was first made in Italy in the early 17th century
CE and soon after introduced to England.
• It was probably produced by Sir Basil Brooke at
Coalbrookdale during the 1610s. The raw material
for this was bars of wrought iron.
• During the 17th century it was realised that the best
steel came from oregrounds iron from a region of
Sweden, north of Stockholm.
• http://ms.wikipedia.org/wiki/Keluli
9

10. SAMBUNGAN…SAMBUNGAN…
• Sejarah keluli bermula pada abad ke-19.
• Sejarah metalurgi besi bermula jauh sebelum prasejarah,
kemungkinan besar bermula dengan penggunaan besi dari
meteorit.
• Teknologi peleburan besi ‘Bloomery’ dicatatkan bermula
pada abad ke-12 SM di India, Anatolia (Turki) atau Kaukasus
(Iran).
• Menurut Duncan E. Miller dan N.J. Van Der Merwe, di
dalam tulisan mereka 'Early Metal Working in Sub Saharan
Africa' Journal of African History 35 (1994), sejarah manusia
menggunakan besi dalam peleburan dan penempaan untuk
alat-alat telah muncul di sekitar Sahara Afrika pada 1200 SM
• http://metalurgis-melayu.blogspot.com/2010/10/v-
behaviorurldefaultvml-o.html
10

11. DIMANAKAH KARBON DANDIMANAKAH KARBON DAN
KELULI ALOI BOLEH DIJUMPAIKELULI ALOI BOLEH DIJUMPAI
• Besi hanya boleh didapati dalam kerak Bumi dalam
bentuk sebatian dengan oksigen dan belerang.
Biasanya galian mengandungi besi termasuk Fe2O3-
bentuk iron oxida yang terdapat dalam
galian hematite, dan FeS2-pyrite (emas dungu).
• Besi dikeluarkan dari bijih dengan menyingkir
oksigen dengan mengabungkannya dengan pasangan
kimia yang lebih digemari seperti karbon.
• Proses ini adalah peleburan, digunakan dengan
logam yang mempunyai tahap lebur rendah.
11

12. Kenapa penggunaan karbon danKenapa penggunaan karbon dan
keluli aloi penting dalam industrikeluli aloi penting dalam industri
• Keluli aloi mempunyai kekuatan yang diingini dalam
industri untuk menghasilkan sesuatu produk.
• Keluli aloi adalah lebih tahan karat, kakisan
daripada keluli biasa.
• Ia telah ditemui pada tahun 1913 oleh Harry
Brearley Sheffield, England.
• Kekuatan keluli telah terbukti dengan
kemampuannya untuk menjadi stesen pelancar
kapal angkasa kepada negara-negara yang bergiat di
dalam bidang ini.
12

13. Bagaimana karbon dan keluli aloiBagaimana karbon dan keluli aloi
diprosesdiproses
• Keluli dihasilkan dengan mengurangkan kandungan
fosforus, mangan dan karbon daripada campuran
besi jongkong dan besi skerap yang dileburkan
melalui proses pengoksidaan.
• Besi jongkong pula dihasilkan melalui proses
peleburan besi menggunakan relau Bagas (Blast
Furnance)
• Besi jongkong pula akan dileburkan semula dalam
relau tertentu bagi menghasilkan keluli yang
diperlukan.
13

14. Logam FerusLogam Ferus
• Melombong: mengeluarkan bijih daripada
kerak bumi.
• Membersih bijih: mengeluarkan bahan asing
daripada bijih seperti sulfur, karbon dan lain-
lain.
• Mengeluarkan besi daripada bijih: proses
kimia menukarkan oksida besi menjadi logam
besi dan bercampur karbon.
• Antara proses-proses: pairometalurgi,
elektrometalurgi dan hidrometalurgi
• Penulenan besi: proses mengurangkan
kandungan karbon - besi tuang, tempa , keluli.14

15. Logam FerusLogam Ferus
• Pairometalurgi- proses mengeluarkan besi
jongkong dengan cara memanaskan nya
dalam relau.
• 60% bijih besi dicampurkan dengan 25% kok
(arang batu) dan 15% batu kapur dipanaskan
dalam relau Bagas pada suhu 500 - 600o
C oleh
udara panas dan pada tekanan 0.1MN/m2
.
• Apabila kok terbakar - suhu naik mencapai
1600o
C. Besi cair dan mendap ke bawah.
• karbon menjadi karbon dioksida, sulfur
bercantum dgn. batu kapur dan terasing
menjadi slag. 15

16. Logam FerusLogam Ferus
Besi jongkong dikeluarkan
dan disejukkan dalam
bentuk jongkong 50kg.
Besi ini masih belum tulen
mengandungi kandungan
karbon yang tinggi.
Besi ini ditulenkan menjadi
besi tuang, besi tempa dan
keluli.

17. Logam FerusLogam Ferus
• Besi Tuang (cast iron)
– besi jongkong dipanaskan
semula dalam relau
Kupola untuk menulenkan
besi/mengurangkan
kandungan karbon.
– 20% kok, 80% besi
jongkong.
– Kandungan karbon : 1.5%
- 4%

18. Logam FerusLogam Ferus
• Besi tuang yang lebih tulen (kurang
kandungan karbon) dikeluarkan oleh relau
bergema.
• Slag yang timbul atas besi cair menututp
permukaan dan mengelakkan berlaku
pengoksidan semula.
18

19. RELAU BAGASRELAU BAGAS (Blast Furnance)(Blast Furnance)
19
Relau lain yang digunakan ialah, Relau Oksigen, Relau elektrik,
Relau Palong Terdedah. Relau ini akan menghasilkan keluli
berbentuk "Bloom", "Bilet" dan "Papak".

20. 20

21. Kegunaan KeluliKegunaan Keluli
21

22. TamatTamat
22