340337575-laporan-stainless-steel.docx

untuk dilihat, sehingga logamnya akan tetap

A. STAINLESS STEEL Baja tahan karat atau lebih dikenal

berkilau. Logam ini menjadi tahan air dan

dengan Stainless Steel adalah senyawa besi

udara, melindungi logam yang ada di bawah

yang

10,5%

lapisan tersebut. Fenomena ini disebut

Kromium untuk mencegah proses korosi

Passivation dan dapat dilihat pada logam

(pengkaratan

logam).

ini

yang lain, seperti pada Alumunium dan

membentuk

protective

(lapisan

Titanium. Pada dasarnya untuk membuat

pelindung anti korosi) yang merupakan hasil

besi yang tahan terhadap karat, Krom

oksidasi oksigen terhadap Krom yang terjadi

merupakan salah satu bahan paduan yang

secara spontan. Kemampuan tahan karat

paling penting. Untuk mendapatkan besi

diperoleh dari terbentuknya lapisan film

yang lebih baik lagi, diantaranya dilakukan

oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini

penambahan beberapa zat- zat berikut;

menghalangi proses oksidasi besi (Ferum).

Penambahan Molibdenum (Mo) bertujuan

Tentunya

mekanisme

untuk memperbaiki ketahanan korosi pitting

protective layer ini dibandingkan baja yang

di lingkungan Klorida dan korosi celah

dilindungi dengan coating (misal Seng dan

unsur karbon rendah dan penambahan unsur

Cadmium) ataupun cat.

penstabil Karbida (Titanium atau Niobium)

mengandung

harus

setidaknya

Komposisi layer

dibedakan

bertujuan menekan korosi batas butir pada KANDUNGAN

ATOM/UNSUR

DAN

material

yang

mengalami

sensitasi.Penambahan

IKATANNYA

Kromium

proses (Cr)

baja

bertujuan meningkatkan ketahanan korosi

paduan yang mengandung minimal 10,5%

dengan membentuk lapisan oksida (Cr2O3)

Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih

dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur

dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya

tinggi. Penambahan Nikel (Ni) bertujuan

tahan Stainless Steel terhadap oksidasi yang

untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam

tinggi di udara dalam suhu lingkungan

media pengkorosi netral atau lemah. Nikel

biasanya dicapai karena adanya tambahan

juga meningkatkan keuletan dan mampu

minimal 13% (dari berat) Krom. Krom

meningkatkan ketahanan korosi tegangan.

membentuk sebuah lapisan tidak aktif ,

Unsur

Kromium(III)

pembentukan

Baja

stainless

Oksida

merupakan

(Cr2O3)

ketika

bertemu Oksigen. Lapisan ini terlalu tipis

Aluminium

(Al)

lapisan

temperatur tinggi.

meningkatkan oksida

pada

dari serangkaian proses. Bahan baku yang pertama mencair dalam tungku listrik .

PROSES MEMBUAT STAINLESS

Mereka dikenakan setidaknya 12 jam panas

STEEL

intens. Selanjutnya campuran dilemparkan

Stainless steel atau baja paduan. Kandungan Kromium membuat logam nonkorosif dan mengkilap. Logam anti karat dan logam bebas noda ini digunakan secara luas

dalam

industri

penerbangan

dan

merupakan bagian tak terpisahkan dari kehidupan

sehari-hari

kita

melalui

penggunaannya dalam alat-alat makan dan barang

rumah

tangga

lainnya.

Baja stainless metallurgically didefinisikan sebagai paduan dengan kromium 11%. Logam ini populer digunakan di peralatan rumah tangga dan industri, karena tidak menimbulkan

korosi,

karat

noda

atau

semudah baja biasa. Paduan ini juga disebut sebagai CRES atau baja tahan korosi, terutama ketika paduan tidak dinilai. Nilai yang berbeda dari baja stainless mempunyai jumlah yang berbeda dari Kromium untuk menghasilkan

film

yang

diinginkan

Kromium oksida. Ini adalah reaksi kimia antara Kromium dan Oksigen atmosfer yang mencegah korosi permukaan, dan sepanjang struktur internal. Stainless steel terbuat dari bijih besi, silikon, krom, karbon, nikel, mangan dan nitrogen. Pembuatan baja stainless terdiri

ke balik lempeng mekar atau billet, sebelum mengambil suatu bentuk semi-padat. Bentuk awal dari baja ini kemudian diproses melalui 'membentuk' operasi yang mencakup hotrolling

ke

bar,

kabel,

lembaran

dan

lempengan. Dari sini, baja dikenakan anil. Sehingga logam ini dirawat karena tekanan internal

dan

sepatutnya

melunak

dan

diperkuat. Segmen dari stainless steel pengolahan juga disebut 'pengerasan usia' sebagai. Hal ini membutuhkan pemantauan hati-hati dan pemanas suhu dan waktu pendinginan.

Suhu

penuaan

serius

mempengaruhi sifat logam, sedangkan suhu yang lebih rendah menghasilkan kekuatan tinggi dan ketangguhan patah rendah, sedangkan

suhu

tinggi

menghasilkan

kekuatan yang lebih rendah, tetapi bahan yang lebih keras. Perlakuan panas yang terlibat dalam pembuatan stainless steel tergantung pada jenis dan grade baja yang dihasilkan. Annealing atau perlakuan panas mengarah ke pengembangan skala. Skala dapat dihapus melalui beberapa proses seperti: 1. Acar atau penggunaan mandi asam Nitrat-hydrofluoric.

2. Elektro-membersihkan

atau

industri manufaktur yang spesifik, sesuai

penerapan arus listrik, menggunakan

kebutuhan. Pembuatan produk akhir lebih

asam Fosfat dan katoda.

lanjut

dibentuk

melalui

panas-rolling,

De-scaling material diperkenalkan ke dalam

menekan, penempaan dan ekstrusi. Materi

proses produksi pada waktu yang berbeda,

tersebut

tergantung pada jenis baja yang dihasilkan.

pengelasan (fusi dan resistensi) dan diberi

Sementara bentuk bar dan kawat harus

bentuk yang diinginkan. Dalam proses

diperlakukan

rolling

pengendalian kualitas dimonitor seluruh

panas, penempaan dan mengekstrusi, lembar

pembuatan dan pabrikasi baja stainless.

dan bentuk strip melalui proses anil setelah

Materi terus diperiksa untuk sifat mekanik

pencapaian panas. Cutting operasi, dalam

yang optimal, untuk bertahan hidup kuno.

pembuatan stainless steel, sangat penting

SIFAT FISIK STAINLESS STEEL

dengan

tambahan

kemudian

bergabung

melalui

untuk memperoleh bentuk yang diinginkan

Stainless steel juga dikenal dengan

dan ukuran produk akhir. Teknik memotong

nama lain seperti CRES atau baja tahan

melibatkan penggunaan pisau guillotine dan

korosi, baja Inox. Komponen stainless steel

bilah baja kecepatan tinggi untuk blanking

adalah

(meninju keluar bentuk oleh shearing) dan

Molibdenum dan sejumlah kecil logam

menggigit (memotong serangkaian lubang

lainnya. Komponen ini hadir dalam proporsi

tumpang

yang

tindih).

Stainless

steel

juga

Besi,

Krom,

bervariasi

Karbon,

dalam

Nikel,

varietas

yang

dipotong melalui pemotongan api, sebuah

berbeda. Dalam stainless steel, kandungan

proses yang melibatkan penggunaan api

Krom tidak boleh kurang dari 11%.

yang dihasilkan oleh Oksigen, Propana dan

Beberapa sifat fisik penting dari stainless

bubuk besi. Jet pemotong plasma metode

steel tercantum di bawah ini:

menggunakan kolom gas terionisasi mencair dan memotong logam. Permukaan selesai, langkah terakhir dalam pembuatan stainless

1. Stainless steel adalah zat keras dan kuat. 2. Stainless

steel

bukan

steel, sangat penting untuk mendapatkan

konduktor yang baik (panas

permukaan halus dan reflektif . Tahap

dan listrik).

terakhir menawarkan produk ketahanan

3. Stainless

korosi yang diinginkan dan mendapatkan

kekuatan

logam siap untuk langkah lebih lanjut

berarti dapat dengan mudah

steel ulet

memiliki tinggi.

Ini

dibentuk atau bengkok atau

stainless steel juga berkontribusi terhadap

digambar

popularitas mereka. Stainless steel adalah

dalam

bentuk

kabel.

nama universal untuk paduan logam, yang

4. Sebagian stainless

varietas

terdiri dari Kromium dan Besi. Sering

memiliki

disebut juga dengan baja tahan karat karena

magnetis.

sangat tahan terhadap noda (berkarat).

steel

permeabilitas Mereka

dari

sangat

tertarik

terhadap magnet.

Besi murni adalah unsur utama dari stainless steel. Besi murni adalah rentan

5. Tahan terhadap korosi.

terhadap karat dan sangat tidak stabil,

6. Tidak bisa teroksidasi dengan

seperti yang diekstraksi dari bijih besi. Karat

mudah. 7. Stainless

besi adalah karena reaksi dengan oksigen , steel

dapat

di hadapan air. Kromium membentuk

ujung

lapisan transparan dan pasif kromium

tombak untuk suatu jangka

oksida, yang mencegah kerusakan mekanik

waktu yang panjang.

dan kimia. Konstituen kecil lainnya dari baja

mempertahankan

8. Bahkan

pada

suhu

yang

adalah Nikel, Nitrogen dan Molibdenum.

sangat tinggi, stainless steel

Kandungan

kecil

Nikel

mampu

ketahanan

korosi

lebih

kekuatan

mempertahankan dan

tahanan

terhadap oksidasi dan korosi. 9. Pada temperatur cryogenic, stainless

bisa

tetap

sulit

berubah.

meningkatkan lanjut,

dan

melindungi stainless steel dari penggunaan kasar dan kondisi lingkungan yang keras. Pitting atau jaringan parut dihindari dengan menambahkan Molybdenum untuk baja. Sifat kimia dan struktur baja stainless ditingkatkan menggunakan paduan lainnya.

SIFAT KIMIA STAINLESS STEEL

Titanium, Vanadium dan Tembaga adalah

Stainless steel adalah paduan logam

paduan yang membuat stainless steel lebih

yang lebih disukai untuk membuat peralatan

cocok untuk keperluan tertentu. Tidak hanya

dapur, karena tidak mempengaruhi rasa

logam,

makanan. Permukaan peralatan stainless

Nitrogen,

steel yang mudah dibersihkan. Minimal

digunakan untuk membuat stainless steel.

pemeliharaan dan daur ulang total peralatan

tetapi

juga

Karbon

non-logam dan

Silikon

seperti yang

Sifat kimia bertanggung jawab atas

penskalaan dan pengaturan daya yang

ketahanan korosi dan struktur mekanik dari

tinggi pada suhu-suhu yang sangat tinggi,

baja stainless yang penting untuk memilih

sementara

nilai

pengecualian kekerasan pada suhu-suhu

sempurna

untuk

aplikasi

yang

diperlukan. Baja stainless memiliki properti dasar perlawanan-korosi. Faktor-faktor yang

yang

lain

menunjukkan

cryogenic. 3.

Kesenangan

Pembuatan

(Ease

of

mempengaruhi properti ini adalah komposisi

Fabrication) Mayoritas baja-baja stainless

kimia dari media korosif, komposisi kimia

dapat

logam yang digunakan, variasi suhu dan

dimesinkan, dan dibuat dengan mudah.

kandungan oksigen dan aerasi medium.

4. Daya Sifat-sifat kekerasan yang dibentuk

Dengan

demikian,

variasi-variasi

dipotong,

dilas,

dibentuk,

kecil

profil logam dengan temperature indin

dalam komposisi kimia dapat digunakan

dari kebanyakan baja-baja stainless dapat

untuk membuat berbagai stainless steel.

digunakan dalam merancang mengurangi ketebalan bahan dan mengurangi berat dan beaya. Baja-baja stainless mungkin diperlakukan

KEUNTUNGAN

BAJA-BAJA

panas

untuk

membuat

komponen-komponen daya yang sangat

STAINLESS

tinggi.

1. Daya Tahan Korosi Semua baja stainless

5. Pertimbangan Estetika Baja-baja stainless

mempunyai daya tahan yang tinggi

tersedia pada kebanyakan lapisan-lapisan

terhadap korosi. Angka-angka logam

penutup permukaan. Baja stainless ini

campuran yang rendah menahan korosi

diatur dengan mudah dan sederhana

pada

menghasilkan

kondisi-kondisi

ruang

hampa,

angka-angka campuran logam yang tinggi dapat menahan korosi pada kebanyakan

kualitas

yang

tinggi,

penampilannnya menyenangkan. 6.

Sifat-sifat

Higienis

Kemampuan

asam, larutan alkalin, dan lingkungan-

membersihkan dari baja-baja stainless

lingkungan yang menghasilkan klorida ,

menjadikan

bahkan pada suhu dan tekanan yang

rumah sakit- rumah sakit, dapur- dapur,

dinaikkan.

fasilitas proses farmasi dan makanan.

2. Daya Tahan Suhu Rendah dan Tinggi Beberapa

angka

akan

menahan

pilihan-pilihan

utama

di

7. Karakteristik Jalan Kehidupan Baja stainless adalah sebuah bahan yang

pemeliharaannya rendah dan tahan lama

Sifat-sifat Dasar Baja Austenitic:

dan sering merupakan pilihan paling

1. Daya tahan korosi yang sangat bagus

sedikit mahal dalam perbandingan beaya

dalam asam organik, industri, dan

jalan kehidupan.

lingkungan laut. 2. Kemampuan mengelas yang sangat

JENIS STAINLESS STEEL

bagus (semua proses)

Meskipun seluruh kategori SS didasarkan

3. Kemampuan

membentuk,

pada kandungan krom (Cr), namun unsur

kemampuan pembuatan dan sifat

paduan

kenyal yang sangat bagus

lainnya

ditambahkan

untuk

memperbaiki sifat-sifat SS sesuai aplikasi-

4. Sifat-sifat suhu tingginya bagus dan

nya. Kategori SS tidak halnya seperti baja

suhu

lain yang didasarkan pada persentase karbon

(kekerasan tinggi pada semua suhu)

tetapi

didasarkan

pada

struktur

5. Tidak

metalurginya. Menurut sifat kimia dari stainless steel lima golongan utama SS adalah

Austenitic,

Ferritic,

rendahnya

sangat

mengandung

bagus

magnit

(jika

dikuatkan) 6. Dapat

Martensitic,

dikeraskan

dibentuk

Duplex dan Precipitation Hardening SS.

profil

temperatur

hanya

dengan

logam

dengan

dingin

(logam-logam

campuran ini tidak dapat dikeraskan 1. Austenitic Stainless Steel

dengan perlakuan panas)

Austenitic SS mengandung sedikitnya 16% Krom dan 6% Nikel (grade standar

2. Ferritic Stainless Steel Kelompok logam campuran ini biasanya

untuk 304), sampai ke grade Super Autenitic

hanya

SS seperti 904L (dengan kadar Krom dan

keseimbangan

Nikel lebih tinggi serta unsur tambahan Mo

logam campuran ini merupakan baja-baja

sampai 6%). Molybdenum (Mo), Titanium

stainless Kromium yang sederhana dengan

(Ti) atau Copper (Co) berfungsi untuk

kandungan Kromium 10,5 - 18 % seperti

meningkatkan

terhadap

grade 430 dan 409. Jenis Ferritic agak

temperatur serta korosi. Austenitic cocok

sedikit kurang mempunyai sifat kenyal

juga untuk aplikasi temperature rendah

daripada jenis austenitic. Ketahanan korosi

disebabkan unsur Nikel membuat SS tidak

tidak begitu istimewa dan relatif lebih sulit

menjadi rapuh pada temperatur rendah.

di fabrikasi / machining. Tetapi kekurangan

ketahanan

mengandung

Kromium,

kebanyakan

Fe.

dengan Logam-

ini telah diperbaiki pada grade 434 dan 444

itu tingkat kekerasan dan daya

dan secara khusus pada grade 3Cr12.

tahannya tinggi.

Sifat-sifat Dasar Baja Ferritic:

3. Kemampuan mengelasnya kurang.

1. Cukup untuk peningkatan daya

4. Bersifat magnetic

tahan korosi yang bagus dengan kandungan Chromium.

4. Duplex Stainless Steel

2. Tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan

panas

dan

Disebut Duplex dikarenakan kandungan

selalu

Nikel tidak cukup untuk menghasilkan

digunakan dalam magnet yang

susunan austenitic secara penuh dan hasil

dikuatkan.

kombinasi susunan ferritic dan austenitic.

3. Kemampuan mengelasnya sedikit.

Duplex SS seperti 2304 dan 2205 (dua

4. Kemampuan membentuknya tidak

angka pertama menyatakan persentase Krom

sebagus austenitic.

dan

dua

angka

persentase

Nikel)

mikrostruktur 3. Martensitic Stainless Steel

terakhir

menyatakan

memiliki

campuran

bentuk

austenitic

dan

ferritic. Duplex ferritic-austenitic memiliki

SS jenis ini memiliki unsur utama Krom

kombinasi sifat tahan korosi dan temperatur

(masih lebih sedikit jika dibanding Ferritic

relatif tinggi atau secara khusus tahan

SS) dan kadar karbon relatif tinggi (0,1 -

terhadap

1,2%) misal grade 410 dan 416. Grade 431

Meskipun kemampuan Stress Corrosion

memiliki

Cracking-nya tidak sebaik ferritic SS tetapi

Krom

mikrostrukturnya

sampai

16%

masih

tetapi

martensitic

Stress

ketangguhannya

Corrosion

jauh

lebih

Cracking.

baik

jika

disebabkan hanya memiliki Nikel 2%.

dibandingkan dengan ferritic SS dan lebih

Merupakan

yang

buruk dibanding austenitic SS. Sementara

dikembangkan secara komersial (sebagai

kekuatannya lebih baik dibanding austenitic

cutlery).

SS (yang di annealing) kira-kira 2 kali lipat.

Sifat-sifat Dasar Baja Martensitic:

Sebagai tambahan, Duplex SS ketahanan

baja

pertama

1. Daya tahan korosinya sedang.

korosinya sedikit lebih baik dibanding 304

2. Dapat

dengan

dan 316 tetapi ketahanan terhadap pitting

perlakuan panas dan oleh karena

corrosion jauh lebih baik dibanding 316.

dikeraskan

Ketangguhannya Duplex SS akan menurun

pada temperatur dibawah - 50 oC dan diatas

 Bersifat magnetic

300

 Dapat dikeraskan

oC.

Kebanyakan

baja

Duplex

mengandung Mo dalam jarak 2,5-4%. Sifat-sifat Dasar Baja Duplex:

Mengapa Properti dari Stainless Steel

 Daya tahan yang tinggi untuk menekan

keretakan korosi.

begitu berbeda? Sifat dari baja stainless sangat

 Daya tahan yang dinaikkan pada

serangan ion Klorida.

berbeda

Tingginya

karena

kandungan

konstituennya.

Kromium

dalam

stainless steel bertanggung jawab untuk

 Perenggangan dan kuat luluh yang

tahan korosi propertinya. Oleh karena itu,

lebih tinggi dari baja-baja austenitic dan

stainless steel digunakan untuk keperluan

ferritic.

pembuatan alat-alat

 Kemampuan peleburan, kemampuan

membentuk yang baik.

makan dapur

dan

peralatan masak harus memiliki jumlah yang lebih

tinggi

Kromium.

Dalam

rangka

meningkatkan tingkat resistensi lebih lanjut, 5. Precipitation Hardening Steel

Nikel digunakan. Molibdenum (Mo) hadir

Precipitation hardening stainless steel

dalam stainless steel membantu dalam

adalah SS yang keras dan kuat akibat dari

mencegah jenis tertentu korosi lokal seperti

dibentuknya

pitting.

suatu

presipitat

(endapan)

Besi

yang

digunakan

untuk

dalam struktur mikro logam. Sehingga

pembuatan baja stainless diekstraksi dari

gerakan deformasi menjadi terhambat dan

bijih mineralnya. Besi dalam bentuk paling

memperkuat material SS. Pembentukan ini

murni, memiliki kecenderungan alami untuk

disebabkan oleh penambahan unsur tembaga

bereaksi dengan udara atmosfer dan air yang

(Cu), Titanium (Ti), Niobium (Nb) dan

mengarah

Alumunium. Proses penguatan umumnya

Meskipun komponen utama stainless steel

terjadi pada saat dilakukan pengerjaan

adalah besi, namun dapat melawan oksidasi.

dingin (cold work).

Hal ini karena, sekarang Kromium dalam

Sifat-sifat

Dasar

Baja

Precipitation

Hardening  Hambatan korosi yang sedang sampai

baik  Kemampuan mengelas yang baik

pada

pembentukan

karat.

stainless steel bereaksi dengan oksigen di udara, untuk membentuk Kromium oksida. Hal ini melekat pada permukaan stainless steel dalam bentuk lapisan, sulit pasif. Dalam hal permukaan lapisan ini rusak

karena beberapa efek kimia atau mekanis,

mengalami korosi karena pengaruh kondisi

kromium

mampu

lingkungan, sementara SS masih mengalami

memperbaiki kerusakan. Namun, proses

korosi. Daya tahan korosi SS disebabkan

penyembuhan diri dari oksida Kromium

lapisan yang tidak terlihat (invisible layer)

akan bekerja hanya jika ada oksigen dalam

yang terjadi akibat oksidasi SS dengan

jumlah

cukup.

oksigen yang akhirnya membentuk lapisan

Ketangguhan dari stainless steel ada di

pelindung anti korosi (protective layer).

rekening kehadiran karbon di dalamnya. Jika

Sumber oksigen bisa berasal dari udara

kadar karbon dari baja stainless meningkat,

maupun air. Material lain yang memiliki

itu membantu membuat baja lebih tangguh.

sifat sejenis antara lain Titanium (Ti) dan

Karbon memungkinkan stainless steel untuk

juga

mendapatkan ujung yang tajam dan juga

Secara umum protective layer terbentuk dari

memfasilitasi

reaksi Kromium + oksigen secara spontan

oksida

terbentuk,

yang

dalam

mempertahankan

Aluminium

ketajaman tepi untuk jangka waktu yang

membentuk

panjang. Biasanya, stainless steel tidak

oksida

berkarat

dan

protective layer akan segera terbentuk secara

kelembaban. Namun, ketika beberapa zat

spontan, tentunya jika kondisi lingkungan

cair disimpan dalam wadah stainless steel

cukup mengandung oksigen. Walaupun

untuk jangka waktu yang panjang, kami

demikian kondisi lingkungan tetap menjadi

mungkin melihat bagian dalam wadah akan

penyebab

berkarat. Hal ini terjadi karena cairan

tersebut. Pada keadaan dimana protective

mencegah

dengan

layer tidak dapat lagi terbentuk, maka korosi

yang

akan terjadi. Banyak media yang dapat

ditimbulkan pada lapisan Kromium oksida

menjadi penyebab korosi, seperti halnya

oleh

udara,

oksigen.

karena

baja

terkena

untuk

Akibatnya,

efek

kimia

udara

kontak kerusakan

cairan

tidak

dapat

disembuhkan.

Krom-oksida.

(Al).

SS

Jika

lapisan

digores/terkelupas,

maka

kerusakan

cairan/

larutan

protective

yang

layer

bersifat

asam/basa, gas-gas proses (misal gas asap hasil buangan ruang bakar atau reaksi kimia

Korosi Secara Umum Stainless Steel (SS) secara mendasar

lainnya), logam yang berlainan jenis dan saling berhubungan dan sebagainya.

bukanlah logam mulia seperti halnya Emas (Au) & Platina (Pt) yang hampir tidak

Jenis-Jenis Korosi Pada Stainless Steel

Meskipun alasan utama penggunaan

elemen

lainnya,

Kandungan

tetapi pemilihan stainless steel yang tepat

berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat

mesti disesuaikan dengan aplikasi yang tepat

sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu

pula. Pada umumnya, korosi menyebabkan

ada dalam baja: karbon, mangan, fosfor,

beberapa masalah seperti :

sulfur, silikon, dan sebagian kecil oksigen,

Terbentuknya

lubang-lubang

karbon

karbon.

stainless steel adalah ketahanan korosinya,

1.

unsur

termasuk

dalam

baja

nitrogen dan aluminium. Selain itu, ada

kecil/ halus pada tangki dan pipa-

elemen

pipa

membedakan karakteristik antara beberapa

sehingga

menyebabkan

lain

yang

ditambahkan

untuk

kebocoran cairan ataupun gas.

jenis baja diantaranya: mangan, nikel, krom,

2. Menurunnya kekuatan material

molybdenum, boron, titanium, vanadium

disebabkan

penyusutan/

dan niobium.[1] Dengan memvariasikan

pengurangan ketebalan/ volume

kandungan

material sehingga ‘strength‘ juga

lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa

menurun, akibatnya dapat terjadi

didapatkan. Fungsi karbon dalam baja

retak,

adalah sebagai unsur pengeras dengan

bengkok,

patah

dan

sebagainya. 3. Dekorasi

karbon

dan

unsur

paduan

mencegah dislokasi bergeser pada kisi permukaan

material

kristal (crystal lattice) atom besi. Baja

tidak

menarik

karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena

disebabkan kerak karat ataupun

berwarna hitam, banyak digunakan untuk

lubang-lubang

peralatan pertanian misalnya sabit dan

menjadi

4. Terbentuknya karat-karat yang

cangkul.

mungkin mengkontaminasi zat Penambahan kandungan karbon pada

atau material lainnya, hal ini sangat dihindari khususnya pada proses produksi makanan.

baja

dapat

meningkatkan

kekerasan

(hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength), namun di sisi lain membuatnya

B. BAJA

menjadi getas (brittle) serta menurunkan keuletannya (ductility). Menurut komposisi

Baja adalah logam paduan, logam

kimianya baja karbon dapat klasifikasikan

besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

menjadi tiga, yaitu Baja karbon rendah

dengan kadar karbon 0,05% - 0,30% C,

ferrit dan perlit (bawah perlitis), baja dengan

sifatnya mudah ditempa dan mudah di

kandungan 0,8% C (baja eutectoid atau

kerjakan

permesinan.

perlitis), terdiri atas perlit murni, dan baja

Penggunaannya untuk komposisi 0,05% -

dengan kandungan lebih dari 0,8% C (baja

0,20% C biasanya untuk bodi mobil,

hypereutectoid),

bangunan, pipa, rantai, paku keeling, sekrup,

sementit (atas perlitis) (Mulyadi, 2010).

pada

proses

paku dan komposisi karbon 0,20% - 0,30% C digunakan untuk roda gigi, poros, baut, jembatan, bangunan. Baja karbon menengah

himpunan

perlit

dan

PENGARUH UNSUR PADUAN PADA BAJA

dengan kadar karbon 0,30% - 0,60%,

Pengaruh unsur-unsur paduan dalam baja

kekuatannya lebih tinggi dari pada baja

adalah sebagai berikut (Mulyadi, 2010).

karbon

untuk

1. Silisium (Si), terkandung dalam jumlah

dibengkokkan, dilas, dipotong. Penggunaan

kecil di dalam semua bahan besi dan

untuk kadar karbon 0,30% - 0,40% untuk

dibubuhkan dalam jumlah yang lebih

batang penghubung pada bagian automotif.

besar

pada

jenis-jenis

istimewa.

Untuk kadar karbon

Meningkatkan

kekuatan,

kekerasan,

rendah.

Sifatnya

sulit

0,40% - 0,50%

digunakan untuk rangka mobil, crankshafts,

kekenyalan, ketahanan aus, ketahanan

rails, ketel dan obeng. Untuk kadar karbon

terhadap panas dan karat, dan ketahanan

0,50% - 0,60% digunakan untuk palu dan

terhadap

eretan pada mesin. Baja karbon tinggi

regangan,

dengan kandungan 0,60% - 1,50% C,

ditempa dan dilas.

keras.

Tetapi

kemampuan

menurunkan untuk

dapat

kegunaannya yaitu untuk pembuatan obeng,

2. Mangan (Mn), meningkatkan kekuatan,

palu tempa, meja pisau, rahang ragum, mata

kekerasan, kemampuan untuk dapat di

bor, alat potong, dan mata gergaji, baja ini

temper

untuk pembuatan baja perkakas. Sifatnya

penguatan pada pembentukan dingin,

sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong

tetapi menurunkan kemampuan serpih.

(Arifin dkk, 2008). Sedangkan menurut

3. Nikel (Ni), meningkatkan keuletan,

menyeluruh,

ketahanan

pengerasan

aus,

kadar zat arangnya, baja dibedakan menjadi

kekuatan,

menyeluruh,

tiga kelompok utama baja bukan paduan

ketahanan karat, tahanan listrik (kawat

yaitu baja dengan kandungan kurang dari

pemanas), tetapi menurunkan kecepatan

0,8% C (baja hypoeutectoid), himpunan

pendinginan regangan panas.

4. Krom (Cr), meningkatkan kekerasan,

9. Titanium (Ti), memiliki kekuatan yang

kekuatan, batas rentang ketahanan aus,

sama seperti baja,

kemampuan untuk

dapat

mempertahankan

diperkeras,

kemampuan

sifatnya hingga 400 C, karena itu

ditemper

menyeluruh,

merupakan kawat las.

ketahanan panas, kerak, karat dan asam, pemudahan

pemolesan,

tetapi

menurunkan regangan (dalam tingkat kecil). 5. Molibdenum kekuatan

(Mo), tarik,

meningkatkan

selain karbon lebih kecil dari 8% (menurut Degarmo.

batas

rentang, ditemper

Sumber lain, misalnya Smith dan

panas,

Hashemi menyebutkan 4%), misalnya :

untuk

dapat

menyeluruh,

batas

rentang

ketahanan panas dan batas kelelahan, suhu pijar pada perlakuan panas, tetapi regangan,

kerapuhan

suatu baja terdiri atas 1,35%C; 0,35%Si; 0,5%Mn; 0,03%P; 0,03%S; 0,75%Cr; 4,5%W

pelunakan. 6. Kobalt (Co), meningkatkan kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan panas, daya hantar listrik dan kejenuhan

[Dalam hal ini 6,06%<8%]> b. Baja paduan tinggi Bila jumlah unsur tambahan selain karban lebih dari atau sama

magnetis. 7. Vanadium (V), meningkatkan kekuatan, batas rentang, kekuatan panas, dan ketahanan

a. Baja paduan rendah Bila jumlah unsur tambahan

kemampuan

menurunkan

1. Berdasarkan persentase paduannya

lelah,

suhu

pijar

pada

perlakuan panas, tetapi menurunkan kepekaan terhadap sengatan panas yang melewati batas pada perlakuan panas. 8. Wolfram (W), meningkatkan kekerasan,

dengan 8% (atau 4%

menurut

Smith

Hashemi), misalnya : baja HSS (High Speed Steel) atau SKH 53 (JIS) atau M3-1 (AISI) mempunyai kandungan unsur : 1,25%C; 4,5%Cr;

kekuatan, batas rentang, kekuatan panas, ketahanan terhadap normalisasi dan daya sayat, tetapi menurunkan regangan.

dan

2. Berdasarkan jumlah komponennya: a. Baja tiga komponen

Terdiri satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C.

Terdiri sejumlah karbon dan unsur-unsur pembentuk karbid (Cr, W, Mn,

b. Baja empat komponen atau lebih

Ti, Zr).

Terdiri dua unsur atau lebih pemadu dalam penambahan Fe dan C.

4. Berdasarkan penggunaan dan sifat-

Sebagai contoh

sifatnya

baja paduan yang terdiri: 0,35%

a. Baja konstruksi (structural steel)

C, 1% Cr,3% Ni dan 1% Mo.

Dibedakan lagi menjadi tiga golongan

3. Berdasarkan strukturnya:

tergantung

persentase

unsur

pemadunya, yaitu

a. Baja pearlit (sorbit dan troostit) Unsur-unsur paduan relatif kecil maximum 5% Baja ini mampu dimesin, sifat

baja paduan rendah (maksimum 2 %), baja paduan menengah (2- 5 %), baja paduan

mekaniknya meningkat oleh heat treatment (hardening &tempering)

tinggi (lebih dari 5 %). Sesudah di-heat treatment baja jenis ini sifat-sifat

b. Baja martensit

mekaniknya

Unsur pemadunya lebih dari 5 %, sangat keras dan sukar dimesin

lebih baik dari pada baja karbon biasa.

c. Baja austenit

b. Baja perkakas (tool steel)

Terdiri dari 10 – 30% unsur

Dipakai untuk alat-alat potong,

pemadu tertentu (Ni, Mn atau CO) Misalnya

komposisinya tergantung bahan dan tebal

: Baja tahan

benda yang

karat

(Stainless

steel),

dipotong/disayat,kecepatan

nonmagnetic dan baja tahan panas (heat

potong, suhu kerja. Baja paduan jenis ini

resistant steel).

dibedakan lagi

d. Baja ferrit Terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W atau Si) tetapi karbonnya rendah.

menjadi dua golongan, yaitu baja perkakas paduan rendah (kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250 °C) dan

Tidak dapat dikeraskan. e. Karbid atau ledeburit

baja perkakas paduan tinggi (kekerasannya tak berubah

hingga

pada

suhu

• Platinite : memiliki koefisien

600°C).

Biasanya terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4%

muai

Cr, dan 1% V,

platina.

seperti

sampai 100°C.

Dibedakan lagi menjadi tiga yaitu

pengganti

elastisitet tak berubah pada suhu 50°C

c. Baja dengan sifat fisik khusus

golongan,

sebagai

• Elinvar : memiliki modulus

atau terdiri dari 0,9% C, 9 W, 4% Cr dan 2-2,5% V.

glass,

baja

tahan

karat

(mengandung 0,10,45%

Digunakanuntuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika. e.

• Baja Tahan Karat (Stainless

C dan 12-14% Cr), baja tahan panas (yang mengandung 12-

Baja Paduan dengan Sifat Khusus

Steel)

14% Cr tahan hingga suhu 750-

Sifatnya antara lain:

800oC,

– Memiliki daya tahan yang

sementara

yang

mengandung 15-17% Cr tahan

baik

terhadap

hingga suhu 850-1000oC),dan

goresan/gesekan

– Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil – Keras, liat, densitasnya

Ni, yang lainnya terdiri dari 22,7%W, 0,25-0,4% Mo, 0,4-0,5%

besar dan permukaannya tahan aus. – Tahan terhadap oksidasi

C).

– Kuat dan dapat ditempa

d. Baja paduan istimewa Baja paduan istimewa lainnya

– Mudah dibersihkan

terdiri 35-44% Ni dan 0,35%

–

C,memiliki koefisien muai yang

Mengkilat

• High Strength Low Alloy Steel (HSLA)

sama dengan nol pada suhu 0 – 100 °C,

Sifat

digunakan

memiliki untuk alat ukur presisi.

dan tampak

menarik

rendah yaitu : • Invar : memiliki koefisien muai

dan

maupun tinggi

18-21% Ni, 23% Si, ada yang terdiri dari 13-15% Cr, 13-15%

karat

– Tahan temperature rendah

baja tahan pakai pada suhu tinggi (ada yang terdiri dari 23-27% Cr,

panas,

dari

HSLA tensile

adalah strength

yang tinggi, anti bocor, tahan

terhadap

abrasi,

dibentuk,

tahan

mudah terhadap

repeat

loading.Banyak

dipakai untuk pahat, palu dan

korosi, ulet, sifat mampu

pisau.

mesin yang baik dan sifat

– Cool work tool steel,

mampu

tinggi

diperoleh

Untuk

hardening

las

yang

(weldability). mendapatkan

sifat-sifat

di

dengan

proses dengan

pendinginan yang berbeda-

atas maka baja ini diproses

beda.

secara

dengan

dengan mendinginkan pada

unsur-unsur

minyak sedangkan tipe Adan

seperti: tembaga (Cu), nikel

D didinginkan di udara. – Hot

(Ni),

(Cr),

Work Steel (tipe H), mula-

(Mo),

mula dipanaskan hingga(300

dan

– 500) ºC dan didinginkan

khusus

menambahkan

Chromium

Molybdenum Vanadium

(Va)

Columbium.

Tipe

O

dijelaskan

perlahan-lahan, karena baja

• Baja Perkakas (Tool Steel)

ini

banyak

Sifat-sifat yang harus dimiliki

mengandungtungsten

oleh baja perkakas adalah

molybdenum

tahan

sifatnya keras.

pakai,

tajam

atau

dan

sehingga

mudah diasah, tahan panas,

– High speed steel (tipe T dan

kuat dan ulet. Kelompok dari

M), merupakan hasil paduan

tool steel berdasarkan unsur

baja dengan tungsten dan

paduan

molybdenum

pengerjaan

dan panas

proses yang

tanpa

dilunakkan. Dengan sifatnya

diberikan antara lain:

yang tidak mudah tumpul dan

– Later hardening atau carbon

tahanpanas tetapi tidak tahan

tool steel (ditandai dengan

kejut.

tipe W oleh AISI), Shock

– Campuran carbon-tungsten

resisting (Tipe S), memiliki

(tipe F), sifatnya adalah keras

sifat kuat dan ulet dan tahan

tapi tidak tahan aus dan

terhadap beban kejut dan

tidakcocok

untuk

beban

dinamis

serta

• Baja karbon konstruksi (carbon

untuk

pemakaian pada temperatur

structural steel) • Baja karbon perkakas (carbon

tinggi. tool steel)

•

5. Klasifikasi lain antara lain : a. Menurut penggunaannya: •

Baja

konstruksi

Baja

paduan

konstruksi

(Alloyed structural steel)

(structural

steel), mengandung karbon kurang dari 0,7

• Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel) • Baja konstruksi paduan tinggi

% C. • Baja perkakas (tool steel), mengandung karbon lebih dari 0,7 % C.

(Highly alloy structural steel) d. Selain itu baja juga diklasifisikan

b. Baja dengan sifat fisik dan kimia

menurut kualitas: • Baja kualitas biasa

khusus: •

Baja

tahan

garam

(acid-

• Baja kualitas baik • Baja kualitas tinggi

resisting steel) • Baja tahan panas (heat resistant steel) • Baja tanpa sisik (non scaling steel)

STRUKTUR MIKRO BAJA KARBON Baja karbon rendah atau sangat

• Electric steel

rendah, banyak digunakan untuk proses

• Magnetic steel

pembentukan logam lembaran, misalnya

• Non magnetic steel

untuk badan dan rangka kendaraan serta

• Baja tahan pakai (wear resisting

komponen-komponen otomotif lainnya. Baja

steel)

jenis ini dibuat dan diaplikasikan dengan • Baja tahan karat/korosi

mengeksploitasi sifat-sifat ferrite. Ferrite

c. Dengan mengkombinasikan dua

adalah salah satu fasa penting di dalam baja

klasifikasi baja menurut kegunaan dan

yang bersifat lunak dan ulet. Baja karbon

komposisi

rendah umumnya memiliki kadar karbon di kimia

maka

kelompok baja yaitu:

diperoleh

lima

bawah komposisi eutectoid dan memiliki struktur mikro hampir seluruhnya ferrite. Pada lembaran baja kadar karbon sangat

rendah atau ultra rendah, jumlah atom

temperature 910oC. Pada temperatur yang

karbon-nya bahkan masih berada dalam

lebih tinggi, mendekati 1400oC gamma-

batas kelarutannya pada larutan padat

austenite akan kembali berubah menjadi

sehingga struktur mikronya adalah ferrite

delta-ferrite. (Alpha dan Delta) Ferrite

seluruhnya

dalam hal ini memiliki struktur kristal BCC sedangkan (Gamma) Austenite memiliki struktur kristal FCC. Pada kadar karbon lebih tinggi akan mulai terbentuk endapan cementite atau fase pearlite pada batas butirnya

Struktur Mikro Baja Karbon Ultra Rendah. Seluruhnya Ferrite.

Pada kadar karbon lebih dari 0,05% akan terbentuk endapan karbon dalam

Struktur Mikro Baja Karbon Rendah

bentuk hard intermetallic stoichiometric

Sifat cementite atau carbide yang keras

compound (Fe3C) yang dikenal sebagai

dan getas berperan penting di dalam

cementite atau carbide. Selain larutan padat

meningkatkan

sifat-sifat

mekanik

baja.

alpha-ferrite yang dalam kesetimbangan

Salah

parameter

penting

yang

dapat ditemukan pada temperatur ruang

menunjukkan hal tersebut, sebagaimana

terdapat fase-fase penting lainnya, yaitu

telah dijelaskan sebelumnya adalah a mean

delta-ferrite dan gamma-austenite. Logam

ferrite

Fe bersifat polymorphism yaitu memiliki

menunjukkan jarak antar cementite, baik

struktur kristal berbeda pada temperatur

pada pearlite maupun sphreodite. Jarak antar

berbeda. Pada Fe murni, misalnya, alpha-

carbide di dalam pearlite secara khusus

ferrite akan berubah menjadi gamma-

dikenal sebagai interlamellar spacing atau

austenite

spasi antar lamel atau lembaran.

saat

dipanaskan

melewati

satu

path.

A

mean

ferrite

path

tanduk,

dan

French

horn.

Meskipun

saksofon diklasifikasikan sebagai instrumen

C. KUNINGAN Kuningan adalah paduan tembaga (Cu)

Eropa dan harmonika adalah telepon udara

dan seng (Zn); komposisi seng dan tembaga

buluh gratis, keduanya juga sering dibuat

dapat bervariasi untuk menciptakan berbagai

dari kuningan. Dalam pipa organ keluarga

kuningan dengan sifat yang berbeda-beda.

buluh, kuningan strip (disebut bahasa)

Sebagai

digunakan

perbandingan,

perunggu

pada

sebagai

alang-alang,

yang

prinsipnya paduan tembaga dan timah.

mengalahkan terhadap bawang merah (atau

Perunggu tidak selalu mengandung timah,

mengalahkan

dan berbagai paduan tembaga, termasuk

dalam kasus "bebas" buluh).

"melalui"

bawang

merah

paduan dengan arsenik, fosfor, aluminium,

Kuningan memiliki kelenturan yang

mangan, dan silikon. Biasanya disebut

lebih tinggi dari perunggu atau seng. Titik

"perunggu ".

leleh yang relatif rendah dari kuningan (900-

Kuningan adalah paduan substitusi. Hal

940 ° C, tergantung pada komposisi) dan

ini digunakan untuk dekorasi untuk tampilan

karakteristik aliran yang membuatnya bahan

terang seperti emas; untuk aplikasi di mana

relatif

gesekan rendah diperlukan seperti kunci,

memvariasikan proporsi dari tembaga dan

roda gigi, bantalan, gagang pintu, amunisi,

seng, sifat-sifat kuningan dapat diubah,

dan katup, juga digunakan dalam ritsleting.

memungkinkan kuningan keras dan lembut.

mudah

untuk

cor.

Dengan

Kepadatan dari kuningan adalah sekitar £ 0,303 / inci kubik, 8400-8730 kilogram per

SIFAT-SIFAT KUNINGAN Kuningan

memiliki

warna

kuning

diredam yang agak mirip dengan emas. Hal

meter kubik (setara dengan 8,4-8,73 gram per sentimeter kubik).

ini relatif tahan terhadap noda dan sering

Saat ini hampir 90% dari semua paduan

digunakan sebagai hiasan dan untuk koin.

kuningan daur ulang. Karena kuningan tidak

Pada jaman dahulu, kuningan dipoles sering

feromagnetik, dapat dipisahkan dari skrap

digunakan sebagai cermin.

besi dengan melewati memo dekat magnet

Kelenturan dan sifat akustik dari

yang kuat. Memo kuningan dikumpulkan

kuningan telah menjadi logam pilihan untuk

dan diangkut ke pengecoran di mana ia

instrumen musik kuningan seperti trombon,

mencair dan menampilkannya kembali ke

tuba, terompet, cornet, euphonium, tenor

billet. Billet yang dipanaskan dan diekstrusi

7. Kuningan Cartridge, mengandung

menjadi bentuk yang diinginkan dan ukuran.

30% seng, memiliki sifat kerja yang baik pada suhu dingin. 8. Kuningan umum atau kuningan paku keling,

mengandung

37%

seng,

murah dan standar sifat kerja baik pada suhu dingin. JENIS-JENIS KUNINGAN

9. Kuningan DZR atau dezincification,

1. Kuningan Admiralty, Mengandung 30% seng, dan 1% timah. 2. Kuningan 60,66%

Aich, tembaga,

adalah kuningan dengan persentase kecil arsenik.

Mengandung 36,58%

seng,

10. Kuningan Tinggi, mengandung 65% tembaga dan 35% seng, memiliki

1,02% timah, dan 1,74% besi.

kekuatan

Dirancang untuk digunakan dalam

digunakan untuk pegas, sekrup, dan

pelayanan laut karena sifatnya yang

paku keling.

tahan korosi, keras, dan tangguh. 3. Kuningan

tinggi,

Bertimbal.

banyak

Kuningan

Memiliki

Bebas Timbal. Kuningan Rendah,

kandungan seng kurang dari 35%.

paduan tembaga-seng mengandung

Bekerja dengan baik pada suhu

20% seng, memiliki sifat warna

dingin.

keemasan.

4. Kuningan

Alpha,

11. Kuningan

tarik

Alpha-beta

(Muntz),

12. Kuningan Mangan, kuningan yang

sering juga disebut sebagai kuningan

digunakan dalam pembuatan koin

dupleks, mengandung 35-45% seng,

dolar emas di Amerika Serikat.

Bekerja baik pada pada suhu panas.

Mengandung 70% tembaga, 29%

5. Kuningan Aluminium, Mengandung aluminium yang menghasilkan sifat peningkatan ketahanan korosi. 6. Kuningan

dr

arsenikum,

seng, dan 1,3% mangan. 13. Kuningan nikel, terdiri dari 70% tembaga, 24,5% seng, dan 5,5%

Berisi

penambahan arsenik dan aluminium.

nikel. digunakan untuk membuat koin mata uang Poundsterling. 14. Kuningan Angkatan Laut, mirip dengan

kuningan

admiralty,

mengandung 40% seng dan 1%

batang, bar, kawat, dan billet tergantung

timah.

pada aplikasi akhir. Perbedaan antara pelat,

15. Kuningan Merah, mengandung 85%

lembaran, strip, dan foil adalah ukuran

tembaga, 5% timah, 5% timbal, dan

keseluruhan dan ketebalan bahan. Plate

5%

Tombac,

bersifat besar, datar, potongan persegi

Sering

panjang dari kuningan dengan ketebalan

digunakan dalam aplikasi produk

lebih besar dari sekitar 5 mm. Seperti

perhiasan.

sepotong

seng.

Kuningan

mengandung

16. Kuningan

15%

seng.

Tonval

(Juga

disebut

kayu

konstruksi

yang

digunakan

bangunan. Lembar

pada

biasanya

dengan CW617N atau CZ122 atau

memiliki ukuran keseluruhan yang sama

OT58), paduan tembaga-timbal-seng.

seperti piring tetapi tipis. Strip terbuat dari

17. Kuningan Putih, mengandung seng

lembaran

yang

telah

dipotong-potong

lebih dari 50%. Sifatnya sangat

menjadi panjang. Foil seperti strip, hanya

rapuh untuk penggunaan umum.

jauh lebih tipis. Beberapa foil kuningan bisa

18. Kuningan Kuning, adalah istilah

Amerika

untuk

kuningan

yang

mengandung 33% seng.

setipis 0,013 mm. Proses

manufaktur

yang

sebenarnya

tergantung pada bentuk dan sifat kuningan yang diinginkan. Berikut ini adalah proses

Proses

Manufaktur

Pembuatan

Kuningan

manufaktur yang biasa digunakan untuk memproduksi kuningan foil dan strip.

Proses

atau

1. Sejumlah bahan tembaga yang tepat

Proses Produksi yang digunakan untuk

sesuai takaran paduan ditimbang

memproduksi

melibatkan

dan dipindahkan ke dalam tungku

kombinasi bahan baku yang sesuai ke dalam

peleburan dalam suhu sekitar 1920°

logam

untuk

F (1050° C). Sejumlah seng yang

memperkuat. Bentuk dan sifat dari logam ini

sudah ditimbang agar sesuai paduan

kemudian

serangkaian

disiapkan, seng ditambahkan setelah

operasi dengan hati-hati, dikendalikan untuk

tembaga mencair. Sekitar 50% dari

menghasilkan kuningan yang diinginkan.

total seng dapat ditambahkan untuk

cair

Manufaktur

kuningan

yang

diubah

diperbolehkan

melalui

Kuningan tersedia dalam berbagai bentuk termasuk pelat, lembaran, strip, foil,

mengkompensasi

seng

yang

menguap selama operasi peleburan

antara tembaga dan seng. Jika ada

permukaan luar kuningan

bahan lain yang diperlukan untuk

menghapus oksida yang mungkin

perumusan

telah terbentuk pada permukaan

kuningan

tertentu

mereka juga dapat di tambahkan. 2. Logam cair paduan tembaga dan

untuk

sebagai akibat dari paparan logam panas ke udara.

seng dituang ke dalam cetakan. Diperbolehkan untuk memperkuat ke

dalam

lembaran.

beberapa

operasi

dilakukan

terus-menerus

menghasilkan

Dalam

penuangan

lembaran

Anealling and Cold Rolling 1. Pada proses hot rolling kuningan kehilangan

kemampuan

untuk

untuk

diperpanjang lebih lanjut. Sebelum

yang

kuningan dapat diperpanjang lebih

panjang.

lanjut, terlebih dahulu kuningan

3. Bila logam cair paduan tembaga

harus dipanaskan untuk meringankan

dan seng sudah cukup dingin untuk

kekerasan dan membuatnya lebih

dipindahkan, mereka dikeluarkan

ulet. Proses ini disebut annealing.

dari cetakan dan dipindah ke tempat

Suhu annealing berbeda-beda sesuai

penyimpanan.

dengan komposisi kuningan dan properti yang diinginkan. Dalam

Hot Rolling

metode tersebut, suasana di dalam

1. Logam ditempatkan dalam tungku

tungku diisi dengan gas netral seperti

dan dipanaskan hingga mencapai

nitrogen untuk mencegah kuningan

suhu

bereaksi

yang

diinginkan.

Suhu

dengan

dan

yang

tidak

tergantung pada bentuk akhir dan

membentuk

sifat kuningan.

diinginkan pada permukaannya.

2. Logam yang dipanaskan tersebut

2. Hasil

dari

oksida

oksigen

proses

sebelumnya

kemudian di teruskan menuju mesin

kemudian melalui serangkaian rol

penggilingan.

lain untuk mengurangi ketebalan

3. kuningan,

yang

sekarang

sudah

mereka menjadi sekitar 2,5 mm.

dingin melewati mesin penggilingan

Proses ini disebut rolling dingin

yang disebut calo. Mesin ini akan

karena suhu kuningan jauh lebih

memotong

rendah dari suhu selama rolling

lapisan

tipis

dari

panas. Rolling dingin mengakibatkan deformasi

struktur

kuningan,

dan

internal

dari

meningkatkan

kekuatan dan kekerasan. Semakin

DIAGRAM FASE KUNINGAN Berikut ini adalah gambar diagram phasa kuningan ;

ketebalan berkurang, semakin kuat kuningan yang tercipta. 3. Langkah 1 dan 2 dari anealling and cold rolling dapat diulangi berkalikali

untuk

mencapai

ketebalan

kuningan yang diinginkan, kekuatan, dan derajat kekerasan. 4. Pada

titik

ini,

proses

diatas

menghasilkan strip kuningan. Strip kuningan tersebut kemudian dapat diberi asam untuk membersihkannya. Kuningan dengan paduan seng 39% akan menghasilkan jenis kuningan α (α Finish Rolling

brass). Kuningan ini memiliki kekuatan tarik

1. Strip kuningan mungkin akan diberi rolling

dingin

sebesar 350 N/mm2. Dan elongation atau

akhir

untuk

regangan sebesar 50 mm. kuningan ini

toleransi

pada

paling banyak digunakan didunia industry

ketebalan atau untuk menghasilkan

mauun dalam kehidupan sehari-hari. Fase α

permukaan akhir yang sangat halus.

brass + liquid terjadi pada paduan ini namun

Mereka kemudian dipotong menurut

pada temperature 9000 ke atas.

mengencangkan

ukuran, ditumpuk, dan dikirim ke rumah industri.

Demikian dengan

paduan

selanjutnya, seng

kuningan

39%

-

46%

2. Strip kuningan juga mungkin akan

menghasilkan jenis kuningan α + β ( α + β

diberi rolling akhir sebelum dipotong

brass ). Kuningan ini memiliki kekuatan

panjang,

tarik yang sangat baik namun getas.

digulung,

gudang, dan disimpan.

dikirim

ke

Kemudian pada paduan antara 46% 50% terbentuk jenis kuningan β ( β brass ).

Kuningan ini jarang ditemui di industry,

logam dengan cara memanaskannya sampai

karena selain kekuatan tariknya kecil,

cair. Lalu logam cair itu dituang ke cetakan.

kuningan ini juga sangat getas.

Keunggulan logam adalah bisa dibuat

Dan yang terakhir kuningan dengan

menjadi bentuk yang rumit, seperti perkakas

paduan seng 50% - 60 % menghasilkan jenis

dan senjata. Jika patah, logam bisa dicairkan

kuningan β + γ (β + γ brass ). Jenis kuningan

dan dibentuk lagi. Perunggu diperkirakan

yang hamper tidak di temui di industry

ditemukan orang pertama kali secara tak

karena sifatnya yang sangat getas dan

sengaja ketika mencampurkan sedikit timah

kekuatan tariknya sangat kecil bahkan

dengan tembaga. Perunggu lalu diketahui

mendekati nol.

lebih

keras

dan

lebih

tahan

lama

dibandingkan dengan logam lain serta bisa dibuat tajam. Zaman perunggu dimulai

Keunggulan dari logam kuningan:

ketika rakyat di desa dan di tempat kerja

1. Logam yang tahan korosi 2. Alat penukar panas yang baik(biasa

pertama yang membuat perunggu adalah

digunakan pada onderdil kendaraan) 3. Memiliki keuletan yang tinggi & mudah

Sumeria di Mesopotamia, tempat kota pertama dibangun.

di bentuk 4. Sebagai katalis yang baik (Katalis merupakan

mulai memakai perunggu. Salah satu daerah

suatu

zat

yang

mempengaruhi kecepatan reaksi tetapi tidak dikonsumsi

dalam

reaksi

dan

tidakmempengaruhi kesetimbangan kimia pada akhir reaksi)

Zaman "Bronze

Perunggu Age")

perkembangan

(bahasa

Inggris:

adalah

sebuah

peradaban

periode yang

ditandai dengan penggunaan teknik melebur tembaga dari hasil bumi dan membuat perunggu. Secara urut, zaman ini berada di antara Zaman Batu dan Zaman Besi. Zaman

D. PERUNGGU Sekitar 8.000 tahun lalu manusia

Perunggu adalah bagian dari sistem tiga zaman untuk masyarakat prasejarah dan

menemukan cara mengolah logam. Mula-

terjadi

setelah

Zaman

Neolitikum

di

mula orang membuat barang dari tembaga

beberapa wilayah di dunia. Di sebagian

dan emas yang ditempa dengan batu keras.

besar Afrika subsahara, Zaman Neolitikum

Tapi lambat laun perajin belajar mengolah

langsung diikuti Zaman Besi. Sebagian

besar perkakas perunggu yang tersisa adalah

unsur besi atau nikel maka juga dapat ditarik

alat atau senjata, meskipun ada beberapa

magnet. Perunggu ini lebih kuat dari pada

artefak ritual yang tersisa.

logam tembaga dan digunakan secara luas

Perunggu adalah campuran tembaga

dalam

industri.

Perunggu

juga

tahan

dengan unsur kimia lain, biasanya dengan

terhadap korosi akibat air laut, sehingga

timah, walaupun bias juga dengan unsur-

perunggu banyak digunakan sebagai kincir

unsur

mangan,

kapal dan bagian lain dari kapal yang

alumunium, atau silikon. Sebagai contoh,

berhubungan dengan air laut. Selain itu

perunggu dapat dibuat dari campuran logam

perunggu juga banyak digunakan pembuatan

tembaga (80%), timah putih (15%), dan seng

prasasti, alat musik gong dan alat gamelan,

(5%).

serta digunakan untuk membuat medali.

lain

seperti

Perunggu

fosfor,

bersifat

keras

dan

digunakan secara luas dalam industri. Perunggu sangat penting pada masa lampau,

Teknik-Teknik Pembuatan Alat-Alat

bahkan pernah suatu masa disebut sebagai

Perunggu

Zaman Perunggu.

Teknik

Pembuatan

Alat-Alat

Kekerasan perunggu dan ketahanan

Perunggu, terbagi dua macam atau jenis

perunggu dari perkaratan sama dengan

teknik seperti teknik cetakan lilin (A Cire

kuningan, namun harga perunggu lebih

Perdue) dan Teknik Cetakan Setangkup

murah

dan

(Brivalve), dari dua teknik atau cara tersebut

kuningan masing-masing meupakan logam

dalam proses pembuatan alat-alat perunggu

campuran yang disebut logam padu atau

berbeda satu sama lain. Teknik pembuatan

aliase (alloy). Aliase dengan komposisi

alat-alat perunggu terdapat pada zaman

tertentu dapat memliki sifat keras dan relatif

perunggu dimana zaman tersebut terdapat

tahan karat (sifat yang diharapkan) yang

berbagai macam peninggalan berupa alat-

tidak

logam-logam

alat dari perunggu, artinya pada zaman

pembentuknya. Titik lebur dari perunggu

perunggu telah mengenal tembaga yang

beragam, tergantung dengan perbandingan

bertujuan untuk menghasilkan perunggu,

komponen

perunggu

dari

dimiliki

kuningan.

oleh

Perunggu

sifat

penyusunnya.

Umumnya

merupakan

campuran

antara

perunggu memiliki titik lebur 950 C.

tembaga dan timah. Untuk mengetahui

Perunggu juga tidak dapat ditarik magnet.

teknik dalam pembuatan alat-alat perunggu,

Tetapi, jika dalam pembuatannya diberi

dapat dilihat dibawah ini.

Cetakan ini dapat digunakan berkali-kali. 1. Teknik Cetakan Lilin (A Cire Perdue)

Teknik cetakan setangkup biasanya untuk

Teknik

benda-benda yang pejal atau tidak berongga.

a

Cire

Perdue

adalah

teknik

mengolah logam dengan membuat model benda

dari

lilin.

Lilin

ini

Saat ini peralatan gamelan Bali

kemudian

menggunakan bahan perunggu. Gamelan

dibungkus dengan tanah liat yang di atasnya

dengan bahan logam besi sudah jarang di

diberi lubang. Tanah liat yang diberi lilin ini

temukan. Gamelan dari besi masih

kemudian dibakar sehingga lilin akan

ditemukan pada beberapa jenis gamelan

mencair dan keluar dari lobang yang telah

yang disakralkan dan masih mampu

dibuat. Bentuk rongga itu sama dengan

bertahan, karena dibuat oleh tukang terbaik

bentuk lilin yang dibuat. Jadilah tanah yang

pada zamannya dengan proses pengerasan

berongga itu menjadi cetakan yang ke dalam

dan penyepuhan yang menyebabkan cukup

di masukkan logam yang sudah mencair.

tahan karat.

Setelah dingin dan kental, tanah liat pembungkus itu dihancurkan dan diperoleh benda yang dikehendaki dari logam tersebut sesuai

dengan

cetakakannya.

Cetakan

demikian hanya dapat dipakai sekali dan hanya untuk benda-benda kecil, seperti arca kecil, dan nekara. Gamelan yang disakralkan biasanya 2. Teknik Cetakan Setangkup (Bivalve) Teknik setangkup (bivalve) menggunakan dua cetakan yang dapat ditangkupkan (dirapatkan). Cetakan tersebut diberi lubang pada bagian atasnya. Dari lubang itu dituangkan logam cair. Bila perunggu sudah dingin maka cetakan dibuka. Bila membuat benda berongga maka digunakan tanah liat sebagai intinya yang akan membentuk rongga setelah tanah liat itu dibuang.

juga dirawat dengan baik. Seiiring dengan semakin terjangkaunya bahan baku dan teknologi pencampuran logam, terutama pembuatan perunggu, pembuatan gamelan di Bali berkembang sangat cepat. Produk gamelan Bali bahkan sudah merambah dunia (negara-negara perunggu

lebih

maju).

Gamelan

berkembang

dari

dibanding

gamelan dari kuningan. Hal sangat rasional menurut sains modern, karena timah putih

memiliki titik leleh lebih rendah dari seng yang sedikit lebih memberi kemudahan dalam peleburan logam paduan. Proses yang juga

sangat

pembuatan

menentukan

gamelan

adalah

kebrhasilan penerapan

pengetahuan suara dan nada dari pembuat gamelan dan keterampilan pemain gamelan Bali sebagai pengguna. Pembuat gamelan membuat ukuran-ukuran dan disain bilah gamelan

sesuai

dengan

nada

yang

diharapkan melalui proses penyelarasan berulang-ulang yang menuntut kemahiran pengalaman. Penggunaan bambu sebagai tabung resonansi juga mendukung kualitas suara gamelan. Keterampilan penggunaan tangan pemain gamelan sebagai peredan suara bilah yang sudah dipukul terhadap suara

bilah

yang

dipukul

selanjutnya

merupakan kontribusi sains kearifan lokal Bali terhadap kekhasan gamelan Bali.