Baja.docx

BAJA I.

Pengertian Baja

Baja banyak di gunakan dalam pembuatan struktur atau rangka bangunan dalam bentuk baja profil, baja tulangan beton biasa, anyaman kawat, atau pada akhir-akhir ini di pakai juga dalam bentuk kawat potongan yang disebut “fibre” atau metal fibre, sebagai tulangan beton. Dalam skala yang lebih kecil logam secara luas juga di pakai sebagai penguat, misalnya bentuk paku, sekrup, baut, kawat, pelat, bantalan jembatan, atau sebagai bahan lain bentuk lembaran (misalnya bentuk atap, atau lantai jembatan), atau juga bentuk dekorasi. Kelebihan logam sebagai bahan konstuksi adalah memiliki sifat yang di suatu pihak lebih baik karena ia : memiliki kuat tarik tinggi, dapat di rubah – rubah bentuknya, mudah di sambung / di las. Sifat lainnya adalah : memiliki harga konduktivitas listrik yang tinggi, konduktivitas panas tinggi dan dapat di haluskan sehingga berkilau permukaanya. Kelemahan sebagian besar logam, khususnya baja, ialah tidak tahan korosi karena kelembapan maupun oleh pengaruh udara sekeliling dan terjadi perubahan bentuk bila terkena suhu/panas tinggi.

II. Klasifikasi Baja Baja merupakan besi dengan kadar karbon kurang dari 2 %. Baja dapat dibentuk menjadi berbagai macam bentuk sesuai dengan keperluan. Secara garis besar ada 2 jenis baja, yaitu : a. Baja Karbon Baja karbon disebut juga plain karbon steel, mengandung terutama unsure karbon dan sedikit silicon, belerang dan pospor. Berdasarkan kandungan karbonnya, baja karbon dibagi menjadi : - baja dengan kadar karbon rendah ( < 0,2 % C) - Baja dengan kadar karbon sedang ( 0,1%-0,5 % C) - Baja dengan kadar karbon tinggi ( >0,5 % C) Kadar karbon yang terdapat di dalam baja akan mempengaruhi kuat tarik, kekerasan dan keuletan baja. Semakin tinggi kadar karbonnya, maka kuat tarik dan kekerasan baja semakin meningkat tetapi keuletannya cenderung turun. Penggunaan baja di bidang teknik sipil pada umumnya berupa baja konstruksi atau baja profil, baja tulangan untuk beton dengan kadar karbon 0,10% - 0,50%. Selain itu baja karbon juga digunakan untuk baja/kawat pra tekan dengan kadar karbon s/d 0,90%. Pada bidang teknik sipil sifat yang paling penting adalah kuat tarik dari baja itu sendiri. b. Baja Paduan

Baja dikatakan di padu jika komposisi unsur-unsur paduannya secara khusus, bukan baja karbon biasa yang terdiri dari unsure silisium dan mangan. Baja paduan semakin banyak di gunakan.Unsur yang paling banyak di gunakan untuk baja paduan , yaitu : Cr, Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu, Nb, Zr. Baja paduan dapat di klasifikasikan sesuai dengan : ü Komposisi Berdasarkan komposisi baja paduan di bagi menjadi : ·

Baja tiga komponen : terdiri satu unsure pemandu dalam penambahan Fe dan C.

·

Baja empat komponen : terdiri dari dua unsure pemandu dst.

ü Struktur Baja di klasifikasikan berdasarkan : ·

Baja pearlit (sorbit dan trostit), di dapat jika unsur-unsur paduan relative kecil

maximum 5 %, baja ini mampu di mesin, sifat mekaniknya meningkat oleh heat treatmen (hardening & tempering) ·

Baja martensit unsure pemandunya lebih dari 5% sangat keras dan sukar di mesin.

· Baja austensit terdiri dari 10 – 30% unsure pemadu tertentu (Mi, Mn, atau Co) misalnya : baja tahan karat (stainlees steel), non magnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel). · Baja ferrit terdiri dari sejumlah besar unsure pemadu (Cr, W atau Si) tetapi karbonnya rendah. Tidak dapat di keraskan. · Baja karbit / ledeburit (ledeburit), terdiri sejumlah karbon dan unsure- unsur pembentuk karbit (Cr, W, Mn, Ti, Zr)

III.

Penggunaan Baja

Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifatnya, baja paduan diklasifikasikan : ·

Baja konstruksi (structural steel)

Baja konstruksi, di bedakan lagi menjadi yiga golongan tergantung persentase unsure pemadunya, yaitu : o Baja paduan rendah (maximum 2 %) o Baja paduan menengah (2 – 5 %) o Baja paduan tinggi ( lebih dari 5 %)

· Baja perkakas (tool steel) di pakai untuk alat pemotong, komposisinya tergantung bahan dan tebal benda yang di potong / di sayat pada kecepatan potong, suhu kerja. ·

IV.

Baja dengan sifat fisik khusus

Kelebihan dan kekurangan baja

Kelebihan : -Kuat tarik tinggi. -Tidak dimakan rayap -Hampir tidak memiliki perbedaan nilai muai dan susut -Bisa di daur ulang -Dibanding Stainless Steel lebih murah -Dibanding beton lebih lentur dan lebih ringan -Dibanding alumunium lebih kuat

Kekurangan : -Bisa berkarat. -Lemah terhadap gaya tekan. -Tidak fleksibel seperti kayu yang dapat dipotong dan dibentuk berbagai profile

V.

Sifat baja

¨ Sifat fisik meliputi : berat, berat jenis, daya hantar panas dan konduktivitas listrik. Baja dapat berubah sifatnya karena adanya pengaruh beban dan panas. ¨

Sifat mekanis

Sifat mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut. Atau dapat dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan didalam memikul beban yang berasal dari luar. Sifat mekanis pada baja meliputi :

a. Kekuatan. Sifat penting pada baja adalah kuat tarik. Pada saat baja diberi beban, maka baja akan cenderung mengalami deformasi/perubahan bentuk. Perubahan bentuk ini akan menimbulkan regangan/strain, yaitu sebesar terjadinya deformasi tiap satuan panjangnya. Akibat regangan tersebut, didalam baja terjadi tegangan/stress. Ada 3 jenis tegangan yang terjadi pada baja, yaitu : - tegangan , dimana baja masih dalam keadaan elastis - tegangan leleh, dimana baja mulai rusak/leleh - tegangan plastis, tegangan maksimum baja, dimana baja mencapai kekuatan maksimum. b. Keuletan (ductility), Kemampuan baja untuk berdeformasi sebelum baja putus. Keuletan ini berhubungan dengan besarnya regangan/strain yang permanen sebelum baja putus. Keuletan ini juga berhubungan dengan sifat dapat dikerjakan pada baja. Cara ujinya berupa uji tarik. c. Kekerasan, adalah ketahanan baja terhadap besarnya gaya yang dapat menembus permukaan baja. Cara ujinya dengan kekerasan Brinell, Rockwell, ultrasonic, dll d. Ketangguhan (toughness), adalah hubungan antara jumlah energi yang dapat diserap oleh baja sampai baja tersebut putus. Semakin kecil energi yang diserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuh dan makin kecil ketangguhannya. Cara ujinya dengan cara memeberi pukulan mendadak (impact/pukul takik).

C. Aluminium I.

Pengertian Aluminium

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak. Aluminium, dipotong setelah dicetak dari tanur tanpa perlakuan fisik maupun termal. Aluminium (dalam bentuk bauksit) adalah suatu mineral yang berasal dari magma asam yang mengalami proses pelapukan dan pengendapan secara residual. Proses pengendapan residual sendiri merupakan suatu proses pengkonsentrasian mineral bahan galian di tempat. Aluminium merupakan suatu metal reaktif, dan tidak terjadi secara alami. Oleh karena itu, aluminium tak dikenal sebagai unsur terpisah sampai tahun 1820-an, walaupun keberadaan nya telah diramalkan oleh beberapa ilmuwan yang telah belajar aluminum campuran. Aluminium pertama kali

diproduksi dengan bebas oleh ahli kimia dan ahli ilmu fisika yang berasal dari Denmark, Hans Oersted Kristen, dan ahli kimia Jerman, Frederich Wohler, pada pertengahan tahun1820-an. Nama aluminum diperoleh dari bahasa latin: alumen, yang berarti tawas tawas ( suatu aluminium sulfate mineral). Ciri-ciri aluminium: • Aluminium merupakan logam yang berwarna perak-putih • Aluminum dapat dibentuk sesuai dengan keinginan karena memiliki sifat plastisitas yang cukup tinggi • Merupakan unsur metalik yang paling berlimpah dalam kerak bumi setelah setelah silisium dan oksigen. Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi, dan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium terdapat di kerak bumi sebanyak kira-kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padat dari kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton pertahun dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain (corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan lain-lain) (USGS). Sulit menemukan aluminium murni di alam karena aluminium merupakan logam yang cukup reaktif. Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam dari korosi. Selama 50 tahun terakhir, aluminium telah menjadi logam yang luas penggunaannya setelah baja. Perkembangan ini didasarkan pada sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi, kekuatan dan ductility yang cukup baik (aluminium paduan), mudah diproduksi dan cukup ekonomis (aluminium daur ulang). Yang paling terkenal adalah penggunaan aluminium sebagai bahan pembuat pesawat terbang, yang memanfaatkan sifat ringan dan kuatnya Resistansi terhadap korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, yaitu terbentuknya lapisan aluminium oksida ketika aluminium terpapar dengan udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Aluminium paduan dengan tembaga kurang tahan terhadap korosi akibat reaksi galvanik dengan paduan tembaga.

II.

Bahan Penyusun Aluminium

Bahan baku pembuatan aluminium adalah batu bauksit yang mengandung 52-80 % Al2O3. Di Indonesia sendiri, bauksit banyak terdapat di pulau Bintan. Pembuatan logam Al dilakukan dalam dua tahap, yakni pemurnian dan elektrolisis. Tahap pertama adalah bauksit digiling halus lalu dilarutkan ke dalam larutan soda kaustik (NaOH) pekat dengan tekanan tinggi. Na-aluminat yang terbentuk dipisahkan dari kotoran lalu dihidrolisis sehingga membentuk aluminium hidroksida. Endapan yang terbentuk kemudian dikristalkan dan dipijarkan hingga suhu 1800 oC sehingga menjadi Al2O3 murni.

Tahap kedua adalah pencairan bersama kriolit (Na3AlF6) lalu dielektrolisis. Peleburan bersama kriolit dimaksudkan untuk menurunkan titik cair alumina dari 2000 oC menjadi 1000 oC. Ketika mencair, kliorit berfungsi sebagai pelarut alumina, logam Al mengendap pada katoda dan oksigen dilepaskan pada anoda yang terbuat dari karbon. Secara sederhana, reaksi reduksi alumina dapat dituliskan sebagai berikut : 2 Al2O3 → 2 Al3+ + 6 O2- → 4 Al + 3 O2

Bak elektrolisis yang digunakan harus terbuat dari besi yang dilapisi semen tahan api yang ditutupi karbon sehingga dapat mengalirkan arus listrik. Dasar bak dapat dimiringkan sehingga Al cair akan terkumpul di salah satu sisi dasar bak dan dikeluarkan melalui kran. Untuk memperoleh setengah kg Al diperlukan 10 kwh listrik, oleh karena itu pabrik pengolahan aluminium harus memiliki pembangkit listrik sendiri agar biayanya murah. Di Indonesia, pabrik peleburan aluminium terdapat di Kuala Tanjung, Sumatera Utara dan listriknya dihasilkan dari air terjun Sigura-gura. Penghasil utama aluminium dunia adalah Amerika Serikat. III. Kegunaan Aluminium Setiap tahunnya, 65 juta ton alumina digunakan, lebih dari 90%-nya digunakan dalam produksi logam aluminium. Aluminium hidroksida digunakan dalam pembuatan bahan kimia pengelolaan air seperti aluminium sulfat ,polialuminium klorida , dan natrium aluminat . Berton-ton alumina juga digunakan dalam pembuatan zeolit , pelapisanpigmen titania dan pemadam api. Aluminium oksida memiliki kekerasan 9 dalam skala Mohr . Hal ini menyebabkannya banyak digunakan sebagai abrasif untuk menggantikan intan yang jauh lebih mahal. Beberapa jenis ampelas , dan pembersih CD /DVD juga. Campuran logam ini penting kegunaannya dalam konstruksi pesawat modern dan roket. Logam ini jika diuapkan di vakum membentuk lapisan yang memiliki reflektivitas tinggi untuk cahaya yang tampak dan radiasi panas. Lapisan ini menjaga logam dibawahnya dari proses oksidasi sehingga tidak menurunkan nilai logam yang dilapisi. Lapisan ini digunakan untuk memproteksi kaca teleskop dan kegunaan lainnya Transportasi: Mobil, kereta api, kapal, pesawat dan bahkan pesawat ulang-alik semua menggabungkan ekstrusi aluminium di panel struktural dan mekanik dan komponen elektronik. Komersial dan pemasok bahan bangunan dalam negeri: atap, jendela dan kusen pintu, eavestroughing, panel dinding, partisi, pagar, perabot dan perlengkapan kamar mandi dan banyak komponen arsitektur lain yang dibuat dengan menggunakan ekstrusi aluminium. Kemasan bahan: Minuman kaleng, foil, dan membungkus terbuat dari aluminium Hardware: Indoors dan keluar, aluminium digunakan sebagai alternatif untuk baja las untuk menghasilkan menangani, panel, wire mesh, frame mesin modular, lini perakitan dan banyak lagi. Lighting: Aluminium juga ditemukan di meja lampu, reflektor, lampu langit-langit dan produk pencahayaan umum.

Sporting barang dan peralatan olahraga: kegiatan favorit Anda seringdimungkinkan oleh ekstrusi aluminium, dari set memanah, sepeda dan peralatan olahraga untuk rel kolam renang, mobil golf, pemukul bisbol, dan hoki tongkat.

IV. Kelebihan dan Kekurangan Aluminium Kelebihan : -Mempunyai bobot yang ringan. -Kuat tarik tinggi. -Minim perawatan. -Tahan terhadap karat.

Kekurangan : -Mudah tergores. -Lemah terhadap benturan. -Kurang fleksibel dalam hal desain.

V.

Sifat Aluninium

Sifat-sifat penting yang dimiliki aluminium sehingga banyak digunakan sebagai material teknik: - Berat jenisnya ringan (hanya 2,7 gr/cm³, sedangkan besi ± 8,1 gr/ cm³) - Tahan korosi - Penghantar listrik dan panas yang baik - Mudah di fabrikasi/di bentuk - Kekuatannya rendah tetapi pemaduan (alloying) kekuatannya bisa ditingkatkan.

Kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi dengan pemaduan dan heat treatment dapat ditingkatkan kekuatan dan kekerasannya. Aluminium komersil selalu mengandung ketidak murnian ± 0,8% biasanya berupa besi, silicon, tembaga dan magnesium. Sifat lain yang mnguntungkan dari aluminium adalah sangat mudah difabrikasi, dapat dituang (dicor) dengan cara penuangan apapun.