Material_Teknik_Baja_dan_Non_Ferro.pptx

F E R R O & N O N F E R R O
M A T E R I A L T E K N I K
LILIK BUDIYANTO

I II III
IV V VI
VI
TABLE OF CONTENT
2
INTRODUCTION
KLASIFIKASI
MATERIAL BAJA KARBON
ALUMINIUM TEMBAGA NIKEL
SESI TANYA &
PENUTUP

KLASIFIKASI MATERIAL
M AT E R I

4
D a l a m d u n i a
t e k n i k , M a t e r i a l
u m u m n y a
d i k l a s i f i k a s i k a n
m e n j a d i e m p a t
j e n i s y a i t u :

KLASIFIKASI LOGAM
5
Secara umum logam dibedakan atas 2 yaitu:
• Logam Besi (FERROUS), adalah logam atau paduan yang mengandung besi
sebagai unsur utamanya.
• Logam Non Besi (NON FERROUS) adalah logam yang tidak atau sedikit sekali
mengandung besi.
LOGAM

KLASIFIKASI LOGAM
6
Logam-logam besi terdiri atas :
- besi tuang (cast iron)
- baja karbon (carbon steel)
- baja paduan (alloy steel)
- baja spesial (specialty steel)
Untuk logam bukan besi contohnya
adalah logam dan paduan seperti :
• aluminium,
• tembaga,
• timah,
• emas,
• magnesium ,dsb.

BAJA KARBON
8
• Baja adalah suatu paduan ferrous dengan kadar unsur karbon 0.12 ~ 2%, dengan sedikit
tambahan unsur-unsur paduan lain seperti Mn, Si, V, Cr, Ti.
• Baja Karbon (Inggris: Carbon steel) adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan
karbon ( C ) saja tanpa adanya bahan pemadu dan unsur lain yang kadang terdapat pada
baja karbon seperti Si, Mn, P yang hanyalah dengan prosentase yang sangat kecil yang
biasa dinamakan impurities.
DEFINISI/PENGERTIAN

BAJA KARBON
9
Baja dianggap sebagai baja karbon:
1. ketika tidak dituliskan kandungan minimum untuk kromium, kobalt, molibdenum, nikel,
niobium, titanium, tungsten, vanadium atau zirconium, atau elemen lain yang ditambahkan
untuk mendapatkan efek campuran tertentu;
2. sedangkan kandungan tembaga minimum tidak melebihi 0.40 persen;
3. kandungan maksimum elemen berikut ini tidak melebihi persentase berikut: mangan 1.65,
silikon 0.60.
Kapan Baja dianggap Baja Karbon ?

KLASIFIKASI BAJA KARBON
The Power of PowerPoint | thepopp.com 10
BAJA
KARBON
RENDAH
Baja karbon rendah merupakan
baja dengan kandungan unsur
karbon dalam sturktur baja
kurang dari 0,3% C.
BAJA
KARBON
SEDANG
Baja karbon sedang merupakan
baja karbon dengan persentase
kandungan
karbon pada besi sebesar 0,3% C
– 0,59% C.
BAJA
KARBON
TINGGI
Baja karbon tinggi adalah baja
karbon yang memiliki
kandungan karbon
sebesar 0,6% C – 1,4% C.
1 2 3

11
• Baja karbon rendah ini memiliki ketangguhan dan keuletan tinggi akan tetapi
memiliki sifat kekerasan dan ketahanan aus yang rendah.
SIFAT MEKANIK BAJA KARBON RENDAH

12
• Kebanyakan dari produk baja ini berbentuk pelat hasil pembentukan roll dingin dan proses anneal;
• Baja karbon rendah kurang responsif terhadap perlakuan panas yang justru bersifat melunakan, untuk
mendapatkan mikrostruktur martensit maka dari itu untuk meningkatkan kekuatan dari baja karbon rendah
dapat dilakukan dengan proses roll dingin maupun karburisasi;
• Kandungan karbonnya yang rendah dan mikrostrukturnya yang terdiri dari fasa ferit dan pearlit ;
• Bersifat mampu mesin( machinability) , mampu las( weldability ) yang baik dan mudah dibentuk;
• Struktur Mikro Baja Karbon Rendah:
SIFAT FISIS BAJA KARBON RENDAH

13
• Baja dengan kadar karbon 0,05 % – 0,20 % C umumnya digunakan untuk
: automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.
• Baja dengan kadar karbon 0,20 % – 0,30 % C umunya digunakan untuk
: gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings.
PENGGUNAAN BAJA KARBON RENDAH

14
• Baja karbon ini memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan baja karbon rendah, baja karbon sedang
memiliki sifat mekanis yang lebih kuat dengan tingkat kekerasan yang lebih tinggi dari pada baja karbon
rendah.
• Pada baja ini dapatdinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austenitizing, quenching, dan
tempering
SIFAT MEKANIK BAJA KARBON SEDANG

15
• Besarnya kandungan karbon yang terdapat dalam besi memungkinkan baja untuk dapat dikeraskan
dengan memberikan perlakuan panas (heat treatment) yang sesuai.
• Baja Karbon Sedang bersifat kuat dan keras sehingga lebih sulit untuk di potong, dilas atau dibengkokan.
• Baja ini banyak dipakai dalam kondisi hasil Tempering sehingga struktur mikronya martensit
• Struktuk Mikro Baja Karbon Sedang:
SIFAT FISIS BAJA KARBON SEDANG

16
Pemanfaatan Baja berdasarkan kadar karbonnya:
0,30 % – 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
0,40 % – 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
0,50 % – 0,60 % C : hammers dan sledges.
PENGGUNAAN BAJA KARBON SEDANG

17
• Baja karbon tinggi memiliki sifat tahan panas, kekerasan serta kekuatan tarik yang sangat tinggi akan
tetapi memiliki keuletan yang lebih rendah sehingga baja karbon ini menjadi lebih getas.
• Baja jenis ini dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas austenitizing, quenching, dan
tempering.
SIFAT MEKANIK BAJA KARBON TINGGI

18
• Baja karbon tinggi ini sulit diberi perlakuan panas untuk meningkatkan sifat kekerasannya, hal ini
dikarenakan baja karbon tinggi memiliki jumlah martensit yang cukup tinggi sehingga tidak akan
memberikan hasil yang optimal pada saat dilakukan proses pengerasan permukaan.
• Banyak dipakai dalam kondisi hasil tempering sehingga struktur mikronya martensit.
• Struktur Mikro Baja Karbon Tinggi:
SIFAT FISIS BAJA KARBON TINGGI

19
Baja Karbon Tinggi umunya di gunakan sebagai:
screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise jaws, knives, drills. tools for
turning brass and wood, reamers, tools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine
cutters.
PENGGUNAAN BAJA KARBON TINGGI

 Sifat baja karbon terhadap korosi secara umum sangat
mudah terkorosi, namun cepat lambatnya korosi pada
baja juga tergantung pada kandungan karbon pada baja
tersebut. Semakin besar kadar karbon dalam baja maka
semakin sulit mengalami korosi .
 Penggunaan baja karbon pada lingkungan laut secara
umum bergantung pada kondisi oksigen terlarut. Baja
karbon yang tidak terlapis sebaiknya tidak digunakan
sebagai tabung boiler, ketika air mengalami deaerasi
maka kadar alkalin harus rendah untuk mencegah
terjadinya pitting corrosion. Selain itu pendidihan dan
penguapan pada celah yang mempunyai transfer panas
rendah akan meningkatkan konsentrasi alkalin, hal ini
biasanya akan menyebabkan terjadinya Stress Cracking
Corrosion (SCC).
SIFAT KIMIA BAJA KARBON

 Baja karbon bersifat pasif pada larutan alkalin ber-pH
tinggi (basa) dan digunakan sebagai media penyimpan
larutan – larutan pada temperatur normal.
 Baja karbon akan mengalami pitting corrosion, apabila
berada pada lingkungan larutan garam netral dan alkalin
yang mengandung klorida
 Pada panggunaan baja karbon sebagai tangki dan pipa
yang dialiri larutan dengan kadar sulfur diatas 65 % pada
temperatur normal dengan kecepatan alir sekitar 0,9 m/s.
dengan aliran berbentuk turbulen maka akan
menyebabkan terjadinya korosi erosi. Apabila
konsentrasi sulfur dibawah 65% maka dapat digunakan
proteksi anodik.

CARA PROTEKSI
BAJA TERHADAP
KOROSI
Inhibitor
Hot Dip Galvanizing
Pengecatan/Painting
Proteksi Katodik

ALUMINIUM
24
• Aluminium (Al) adalah unsur kimia yang termasuk dalam kategori logam non besi yang bernomor atom 13.
• Aluminium merupakan salah satu logam bermassa jenis rendah yang sangat tahan terhadap
oksidasi/korosi. Ini dikarenakan terbentuknya lapisan oksida halus (saat alminium terpapar udara) yang
menghalangi oksidasi lebih lanjut terhadap lapisan logam di bagian yang lebih dalam. Reaksi kimianya
sebagai berikut :
• Al (s) + O2 (g) → Al2O3 (s) ……………………..(i)
• Dari reaksi kimia (i), lapisan oksida aluminium yang seketika terbentuk di udara terbuka bersifat sangat
rapat dan sulit ditembus lebih lanjut oleh gas oksigen, sehingga oksidasi lanjutan menjadi hampir terhenti,
dan berlangsung dengan sangat lambat. Hal inilah yang menyebabkan logam aluminium menjadi innert
(kebal) terhadap udara dan sebagian zat-zat kimia.
DEFINISI/PENGERTIAN

KARAKTERISTIK ALUMINIUM
25
1. Kekuatan Tarik
Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90
MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu
dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal, aluminium
paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa .
2. Kekerasan
Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel, sehingga dengan sedikit
gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan,
aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan
4,4% Cu dan diperlakukan quenching, lalu disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan
Brinnel sebesar 135.
SIFAT MEKANIK ALUMINIUM

KARAKTERISTIK ALUMINIUM
26
3. DUCITILITY
Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang
bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang
lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility berbanding terbalik dengan
kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih
tinggi dari pada aluminium murni.
SIFAT MEKANIK ALUMINIUM

27
S I FAT F I S I S
A L U M I N I U M
Nama,Simbol,Nomo
r
Aluminium ,Al, 13
SIFAT FISIS
Wujud Padat
Massa Jenis 2,70 gram/cm3
Massa Jenis pada
Wujud Cair
2,375 gram/cm3
Titik Lebur 933,47 K,
660,32 oC,
1220,58 oF
Titik didih 2792 K, 2519 oC,
4566 oF
Kalor jenis (25 oC) 24,2 J/mol K
Resistansi listrik
(20 oC)
28.2 nΩ m
Konduktivitas termal 237 W/m K
Modulus geser 26 Gpa
Poisson ratio 0,35
Kekerasan skala Mohs 2,75
Kekerasan skala Vickers 167 Mpa
Kekerasan skala Brinnel 245 Mpa

28
• Aluminium memiliki nomor atom 13, dan massa atom 26,98. Hampir semua ion aluminium
bervalensi +3, dan hampir semua senyawa yang larut tak berwarna, sedangkan senyawa
tak larut berwarna putih abu-abu.
• Ketahanan terhadap korosi aluminium sangat baik karena terbentuknya lapisan tipis
aluminium oksida ketika logam yang baru dibentuk terkena udara. Lapisan tipis ini sangat
efektif mencegah oksidasi lebih lanjut, karena kerapatan pori-porinya sulit ditembus oleh
molekul oksigen dan air.
• Aluminium tak bereaksi dengan larutan asam nitrat encer, bereaksi sangat lambat dalam
HNO3 pekat panas. Dalam larutan bersifat asam dan mengandung ion klorida, aluminium
bereaksi dengan air dan asam membentuk larutan aluminium klorida, larutan garam
aluminium lainnya, dan gas hidrogen.
SIFAT KIMIA ALUMINIUM

ALUMINIUM
29
1. Konstruksi
Dalam dunia konstruksi, aluminium banyak digunakan sebagai bahan konstruksi. Seperti atap, casting,
fabrikasi, pipa, tangki, batang aluminium, kawat, bingkai jendela, pagar, pegangan tangga merupakan
bagian penting konstruksi yang menggunakan aluminium. Inilah yang sebelumnya telah kami katakan
bahwa aluminium ini membantu melestarikan lingkungan. Karena biasanya penggunaan bahan
konstruksi di atas, biasanya kontraktor akan menggunakan kayu.
PENGGUNAAN ALUMINIUM

ALUMINIUM
30
2. Mobil
Aluminium juga banyak digunakan dalam mobil. Aluminium untuk mobil memiliki sifat termal sekaligus
estetika. Bagian-bagian mobil seperti pelek, blok mesin, komponen suspensi, dan transmisi terbuat dari
aluminium. Bagian lain seperti dudukan karburator, gagang pintu, ornamen, dan logo mobil adalah bagian
lain yang menggunakan aluminium. Oleh sebab itu, aluminium sangat berperan penting di sini. Selain
ringan aluminium juga mudah di dapat.
3. Pengemasan
Jika biasanya Anda melihat banyak minuman kaleng yang kemasannya mudah hancur, itulah aluminium.
Kemasan adalah salah satu penggunaan paling umum dari aluminium. Minuman kaleng, tutup botol, foil,
nampan, dll semuanya terbuat dari logam ini. Aluminium sangat membantu dalam kehidupan sehari-hari.

ALUMINIUM
31
4. Di Rumah
Untuk hal ini, penggunaan aluminium mencakup semua yang sebelumnya telah dijelaskan. Lihatlah
sekitar rumah Anda, lihatlah bingkai kaca jendela di rumah Anda dan cek apakah sudah menggunakan
aluminium? Aluminium sangat mudah ditemukan bahkan di rumah. Selain bingkai jendela juga gagang
pintu, dan untuk membuat berbagai peralatan di dapur. Meskipun untuk peralatan dapur logam turut
berperan serta, namun sebagai peralatan makan serta pembungkus makanan terutama dalam bentuk
aluminium foil aluminium masih mendominasi.

TEMBAGA
• Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29.
Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.
DEFINISI/PENGERTIAN

SIFAT MEKANIS TEMBAGA
Kuat Tarik 200 N / mm2
Modulus Elastisitas 130 GPa
Brinnel Hardness 874 MN m-2
Sifat Panas
Koefisien Ekspansi Thermal 16,5 x 10-6 K-1
Konduktivitas Panas 400 W / Mk

• Tembaga merupakan logam yang berwarna kuning seperti emas kuning keras bila tidak murni.
• Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat.
• Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak.
• Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C
• Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
SIFAT FISIS TEMBAGA

• Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan terhadap korosi. Pada udara yang
lembab permukaan tembaga ditutupi oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga
karbonat basa, Cu(OH)2CO3.
• Pada kondisi yang istimewa yakni pada suhu sekitar 300 °C tembaga dapat bereaksi dengan oksigen
membentuk CuO yang berwarna hitam. Sedangkan pada suhu yang lebih tinggi, sekitar 1000 oC, akan
terbentuk tembaga(I) oksida (Cu2O) yang berwarna merah.
SIFAT KIMIA TEMBAGA

• Tembaga tidak diserang oleh air atau uap air dan asam-asam nooksidator encer seperti HCl encer dan
H2SO4 encer. Tetapi asam klorida pekat dan mendidih menyerang logam tembaga dan membebaskan gas
hidrogen. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya ion kompleks CuCl2￣(aq) yang mendorong reaksi
kesetimbangan bergeser ke arah produk.
2Cu (s) + 2H+ (aq) → a Cu+ (aq) + H2
2Cu+ (aq) + 4Cl– (aq) → 2 CuCl2
–(aq)

a) Sebagai bahan untuk kabel listrik dan kumparan dinamo. Banyak digunakan dalam pembuatan pelat,
pipa, kawat, pematrian, alat-alat dapur, dan industri.
b) Senyawa tembaga juga digunakan dalam kimia analitik dan penjernihan air, sebagai unsur dalam
insektida, cat, obat-obatan dan pigmen.
c) Kegunaan biologis untuk runutan dalam organisme hidup dan merupakan unsur penting dalam darah
binatang berkulit keras.
PENGGUNAAN TEMBAGA

d) Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian dari kapal.
e) Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal.

NIKEL
41
• Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki simbol Ni dan nomor atom 28.
• Nikel adalah komponen yang ditemukan banyak dalam meteorit dan menjadi ciri komponen yang
membedakan meteorit dari mineral lainnya. Meteorit besi atau siderit, dapat mengandung alloy besi dan
nikel berkadar 5-25%. Nikel diperoleh secara komersial dari pentlandit dan pirotit di kawasan Sudbury
Ontario, sebuah daerah yang menghasilkan 30% kebutuhan dunia akan nikel.
DEFINISI/PENGERTIAN

42
Seperti halnya dengan logam yang lain nikel mempunyai sifat yang sangat khusus
• Dalam keadaan murni Nikel bersifat lembek, tetapi jika dipadukan dengan besi, krom, dan logam lainnya,
dapat membentuk baja tahan karat yang keras.
• kekuatan tarik cukup tinggi (50 kp/mm2 )
Nikel tergolong dalam grup logam besi-kobal, yang dapat menghasilkan alloy yang sangat berharga.
SIFAT MEKANIK NIKEL

43
Nikel merupakan unsur logam dengan fasa padat, memiliki
v Massa Jenis : 8.908 kg/𝑐𝑚3
v Electrical Conductivity : 14.6 x 106
v Thermal Conductivity : 90.7
v Titik Lebur : 1455°C
v Titik Didih : 2913°C
v Warna : Berkilau dan Perak dengan Semburat Emas
SIFAT FISIS NIKEL

44
- Pada suhu kamar nikel bereaksi lambat dengan udara.
- Jika dibakar, reaksi berlangsung cepat membentuk oksida NiO.
- Bereaksi dengan Cl2 membentuk Klorida (NiCl2).
-Bereaksi dengan steam H2O membentuk Oksida NiO.
- Bereaksi dengan HCl encer dan asam sulfat encer, yang reaksinyaberlangsung lambat.
- Bereaksi dengan asam nitrat dan aquaregia, Ni segera larut
Ni + HNO3 → Ni(NO3)2+ NO + H2O
- Tidak beraksi dengan basa alkali
- Bereaksi dengan H2S menghasilkan endapan hitam.
- Tahan Karat
SIFAT KIMIA NIKEL

45
• Nikel digunakan secara besar-besaran untuk pembuatan baja tahan karat dan alloy lain yang bersifat
tahan korosi, seperti Invar, Monel , Inconel , dan Hastelloys .
• Nikel, digunakan untuk membuat uang koin,dan baja nikel untuk melapisi senjata dan ruangan besi
(deposit di bank)
• nikel yang sangat halus, digunakan sebagai katalis untuk menghidrogenasi minyak sayur (menjadikannya
padat).
• Nikel juga digunakan dalam keramik, pembuatan magnet Alnico dan baterai penyimpanan Edison .
PENGGUNAAN NIKEL

It Always Seems Impossible
Until It’s Done :D

THANK YOU!
Do You Have Any Questions?

 http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/BAJA%20KARBON
%20(CARBON%20STEEL)%20%5BCompatibility%20Mo
de%5D_0.pdf
 http://eprints.undip.ac.id/41534/4/BAB_II.pdfhttp://eprints.
undip.ac.id/41534/4/BAB_II.pdf
 http://repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789/
3316/1/DEVINTA%20JULIAPTINI-FST.pdf
 http://journals.ums.ac.id/index.php/mesin/article/viewFile/
3083/1983
 http://ejournal.unsri.ac.id/index.php/jrm/article/viewFile/57
/pdf
 ttp://lib.ui.ac.id/file?file=digital/131553-T-27596-
Pengaruh%20derajat-Tinjuan%20literatur.pdf
 http://stta.ac.id/data_lp3m/12.Mei2015_Fajar.pdf
 http://eprints.ums.ac.id/20160/9/11._NASKAH_PUBLIKA
SI.pdf
 http://www.fisika.lipi.go.id/in/?q=download/file/fid/595

 https://id.wikipedia.org/wiki/Aluminium
 http://gorrybeud.blogspot.co.id/2013/05/sifat-sifat-teknis-
aluminium.html
 https://id.wikipedia.org/wiki/Tembaga
 https://www.researchgate.net/publication/43329913_Anali
sa_Sifat_Mekanik_Bahan_Paduan_Tembaga-
Seng_Sebagai_Alternatif_Pengganti_Bantalan_Gelinding
_pada_Lori_Pengangkut_Buah_Sawit
 https://id.wikipedia.org/wiki/Nikel
 http://blogibnuseru.blogspot.co.id/2011/12/nikel-nikel-
adalah-unsur-kimia-metalik.html
 http://bilangapax.blogspot.co.id/2011/02/nikel-dan-
paduannya.html

Material_Teknik_Baja_dan_Non_Ferro.pptx

More Related Content

Similar to Material_Teknik_Baja_dan_Non_Ferro.pptx

More from LilikBudiyanto1

Recently uploaded

Material_Teknik_Baja_dan_Non_Ferro.pptx