PENGENALAN TEKNOLOGI MATERIAL KONSTRUKSI LOGAM

Material yang digunakan dalam proses konstruksi melalui berbagai proses yang menggunakan teknologi dan energi hingga menjadi produk dan kemudian didaur ulang dan lainnya seperti siklus berikut :

Bahan yang banyak digunakan adalah logam & paduan seperti baja, besi cor, aluminium & paduannya, titanium & paduannya, superalloys, timah & paduannya.

Sifat fisik material sendiri dapat dilihat dari :

1. Titik Cair

2. Massa Jenis

3. Konduktivitas Panas

4. Konduktivitas Listrik

5. Koefisien Muai

dan sifat fisik lainnya

Sifat mekanik material dapat dilihat dari :

1. Kekuatan luluh

2. Kekuatan tarik

3. Perpanjangan

4. Kekerasan

5. Harga impact

6. Batas lelah

7. Batas mulur

8. Ketahanan aus

Sedangkan sifat kimia material dapat dilihat hanya dari ketahanan korosi saja.

Material yang baik, tentu dapat digunakan dan diperlakukan sesuai kebutuhan teknologi sekarang ini, oleh karena itu beberapa material juga harus mempunyai sifat mampu cor, mampu dibentuk, mampu las, mampu dikeraskan dan mampu mesin.

Material-material yang digunakan harus melewati beberapa uji agar dapat dipastikan sifat dan kualitasnya. Contohnya adalah uji tarik, uji impact, dan uji fatigue

 

 

Dasar Teknologi Baja

Rangkaian Proses Pembuatan Baja

Baja dibuat dengan bahan utama bijih besi yang terkandung dalam mineral-mineral seperti Hematit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Limonit (Fe2O3.xH2O). Ketiga mineral diatas memiliki kadar besi yang berbeda-beda dengan Hematit yang tertinggi hingga 66% dengan kadar kotoran yang relatif rendah. Prinsip proses pembuatan baja dimulai dengan pembuatan besi yaitu dengan reduksi mineral dari bentuk besi oksida menjadi besi dengan menggunakan gas reduktor berupa karbon monoksida (CO) dalam bentuk arang atau batubara. Pada saat ini, 80% baja dihasilkan dengan jalur tanur tinggi (blast furnace), dan 20% lainnya dihasilkan dengan jalur reduksi langsung. Berikut ilustrasi rute pembuatan baja :
Jalur reduksi langsung menggunakan reduktor yang berasal dari gas alam yaitu gas metana (CH4) yang dipanaskan hingga 900 derajat Celcius dan direaksikan menjadi gas H2 dan CO dimana kedua gas tersebut merupakan reduktor besi oksida yang mengubah bijih besi menjadi besi spons yang berbentuk butiran (pellet). Besi spons memiliki kadar karbon dan unsur pengotor lain yang terlalu tinggi untuk baja sehingga besi spons ditambah oksigen, batu kapur, dan unsur-unsur paduan yang dilebuh dalam tungku busur elektrik atau E.A. F. (Electric Arc Furnace) menjadi baja cair. Baja cair ini dituang dengan proses pengecoran kontinu menjadi billet dan slab.

Jalur tanur tinggi (blast furnace) merupakan hasil perkembangan sejak abad ke-14 yang disebut juga Hoogoven. Teknologinya sudah matang dan produktivitasnya sangat tinggi. Jalur ini pertama dilakukan dengan memasukkan bijih besi, kokas, dan batu kapur kedalam tanur tinggi. Kemudian dialirkan udara panas dari dasar tungku yang menyebabkan kokas terbakar menghasilkan panas dan membentuk CO untuk mereduksi bijih besi menjadi besi dengan kadar karbon yang tinggi (pig iron) yaitu >4%. Batu kapur yang sebelumnya ditambahkan berguna untuk mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam besi cair menjadi terak (slag) yang mengapung diatas besi kasar cair. Berikut reaksi kimia yang terjadi :

Besi kasar cair (molten iron) yang dihasilkan segera dikirim ke konverter B. O. F. (Basic Oxygen Furnace) atau B. O. S. (Basic Oxygen Steelmaking)

Setelah baja telah dimasukkan ke konverter, maka digunakan untuk pembentukan produk setengah jadi dengan cara :

1. Hot Rolling

Hot rolling dilakukan dengan cara mengalirkan baja cair langsung untuk di gulung menjadi pelat atau baja batang kawat dan balok

2. Cold Rolling

Pelat dapat diubah menjadi baja lembaran (Sheet) dilanjutkan dengan proses pemanasan / anealing untuk melunakkan dan diakhiri dengan temper rolling

 

3. Hot Forging

Pembentukan komponen dengan cara pemanasan sambil ditempa

4. Hot Tube Piercing

Hot tube piercing dilakukan untuk membentuk komponen yang berbentuk tubular dan hollow

5. Welded Pipe

Komponen seperti pipa yang besar (D>26") dapat dibuat dengan menggunakan pelat baja yang digulung secara spiral atau longitudinal kemudian dilas

 

Klasifikasi & Standard

Baja yang digunakan tentunya mengikuti beberapa klasifikasi & standard.
Jenis baja dikelompokkan sebagai berikut :

Baja Karbon

Low Carbon Steel         : C<0.25 %

Medium Carbon Steel   : 0.25%<=C<=0.5%

High Carbon Steel        : C>0.5%

Baja Paduan

Low Alloy Steel   : E unsur-unsur paduan < 8%

High Allow Steel : E unsur-unsur paduan > 8%

Standard yang digunakan juga beragam :

AISI (American Iron & Steel Institute)

SAE (Society of Automotive Engineers)

ASME (American Society of Mechanical Engineers)

ASTM (American Society for Testing Materials)

DIN (Deutsche Industrie Normen)

JIS (Japanese Industrial Standard)

Klasifikasi / standard diatas memuat berbagai ketentuan seperti :
1. Proses pembuatan

2. Kekuatan

3. Komposisi kimia

dan lainnya