155_20250503104340_Material Teknik PERTEMUAN KE 6.pptx

Material Teknik Pertemuan 6

1. PERTEMUAN KE 6 Material Teknik Dosen : Abas Priyo Bambang Irawan S.ST., M.T.

2. MATERI PEMBAHASAN Proses pembuatan besi Prosess pembuatan baja

3. Sejarah Besi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 SM Tahun 1100 SM, Bangsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400 tahun dikuasai oleh bangsa asia barat , pada tahun tersebut proses peleburan besi mulai diketahui secara luas . Tahun 1000 SM, Bangsa Yunani , Mesir , Jews, Roma, Carhaginians dan Asiria juga mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah di invansi oleh bangsa arya . Tahun 700 – 600 SM, Cina belajar membuat besi . Tahun 400 – 500 SM, Baja sudah ditemukan penggunaannya di Eropa . Tahun 250 SM, Bangsa India menemukan cara membuat baja . Tahun 1000 M, Baja dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali pada 1000 M pada kekaisaran fatim yang disebut dengan baja Damaskus . 1300 M, Rahasia pembuatan baja damaskus hilang . 1700 M, Baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di Eropa . Penggunaan logam sebagai bahan struktural diawali dengan besi tuang untuk bentang lengkungan (arch) sepanjang 100 ft (30 m) yang dibangun di Inggris pada tahun 1777 – 1779. Dalam kurun waktu 1780 – 1820,. Dibangun lagi sejumlah jembatan dari besi tuang , kebanyakan berbentuk lengkungan dengan balok – balok utama dari potongan – potongan besi tuang indivudual yang membentuk batang – batang atau kerangka (truss) konstruksi . Besi tuang juga digunakan sebagai rantai penghubung pada jembatan – jembatan suspensi sampai sekitar tahun 1840. Setelah tahun 1840 , besi tempa mulai mengganti besi tuang dengan contoh pertamanya yang penting adalah Brittania Bridge diatas selat Menai di Wales yang dibangun pada 1846 – 1850. Jembatan ini menggunakan gelagar – gelagar tubular yang membentang sepanjang 230 – 460 – 460 – 230 ft (70 – 140 – 140 – 70 m) dari pelat dan profil siku besi tempa . Proses canai (rolling) dari berbagai profil mulai berkembang pada saat besi tuang dan besi tempa telah semakin banyak digunakan . Batang – batang mulai dicanai pada skala industrial sekitar tahun 1780 . Perencanaan rel dimulai sekitar 1820 dan diperluas sampai pada bentuk – I menjelang tahun 1870-an. Perkembangan proses Bessemer (1855) dan pengenalan alur dasar pada konverter Bessemer (1870) serta tungku siemens -martin semakin memperluas penggunaan produk – produk besi sebagai bahan bangunan . Sejak tahun 1890, baja telah mengganti kedudukan besi tempa sebagai bahan bangunan logam yang terutama . Dewasa ini (1990-an), baja telah memiliki tegangan leleh dari24 000 sampai dengan 100 000 pounds per square inch, psi (165 sampai 690 MPa ), dan telah tersedia untuk berbagai keperluan struktural .

4. Perbedaan Besi dan Baja Besi dan baja sendiri tidaklah sama . Memang jenis logamnya serupa yakni termasuk ke dalam unsur Fe ( ferrum ) yaitu logam ferrous yang berbahan dasar unsur Fe namun keduanya tidaklah sama . Kalau besi itu merupakan material alami yang terbuat dari unsur Fe.

5. Perbedaan Besi dan Baja Kenapa kita jarang melihat besi murni ? Karena besi murni mudah bereaksi dengan oksigen di udara . Kelemahan utama besi sebagai bahan konstruksi adalah bereaksi dengan udara lembab ( dalam proses yang disebut karatan ) untuk membentuk oksida warna coklat-merah yang kita sebut karat. Besi juga bereaksi dengan banyak cara lain, seperti dengan unsur mulai dari karbon , sulfur, silikon dan juga halogen seperti klorin . Berbeda dengan baja yang merupakan material buatan yang bukan hanya berasal dari unsur besi saja melainkan merupakan berbagai macam paduan unsur seperi besi , mangan , fosfor , karbon , silikon , sulfur, dan sedikit alumunium , nitrogen, dan oksigen dengan kandungan karbon sebanyak 0,2 hingga 2,1 %. Nah unsur C atau unsur karbon inilah yang sangat mempengaruhi tingkat kekerasan dan kekuatan daya tari dari suatu material yang hubugannya berbanding lurus jadi jika suatu produk kandungan karbonnya semakin besar maka material tersebut juga memiliki tingkat kekerasan dan daya tarik yang semakin besar . Perbedaan lain yang mencolok sebagai perbedaan besi dan baja adalah pada kekuatannya . Kekuatan material baja lebih besar dibandingkan besi begitu pula dengan tingkat keuletannya . Bahkan kekuatan dari baja ini bisa mencapai 1000 kali lebih kuat dibandingkan dengan material besi murni . Namun daya redam baja lebih kecil jika dibandingkan dengan material besi .

6. Perbedaan Besi dan Baja Inilah 6 hal yang membedakan antara baja dan besi yang wajib Anda ketahui : 1. Pembentukan Berdasarkan pembentukan besi , besi berasal dari unsur murni yang berdiri sendiri . Sedangkan logam berasal dari berbagai campuran unsur-unsur kimia . Misalnya saja besi , karbon , nikel , mangan , kromium , dan lainnya . 2. Jenis-Jenisnya Secara umum , terdapat dua jenis besi yaitu besi cor dan besi tempa . Jenis besi pertama yaitu besi cor , besi ini berasal dari campuran besi dan karbon . Sementara jenis besi kedua yaitu besi tempa , besi ini dibuat dengan campuran silikat . Sedangkan baja sendiri mempunyai dua jenis yaitu baja karbon metalik dan baja logam campuran . 3. Ketahanan Terhadap Karat Berdasarkan ketahanan terhadap karat, besi cenderung lebih mudah teroksidasi . Selain itu , besi juga sangat mudah berkarat di akhir pemrosesannya . Sebaliknya , baja cenderung lebih tahan terhadap karat. 4. Permukaan Berdasarkan bentuk permukaan , besi biasanya mempunyai permukaan yang berkarat . Sedangkan baja bentuk permukaannya mengkilap .

7. Perbedaan Besi dan Baja 5 . Kegunaan Sebenarnya antara besi dan baja keduanya mempunyai kegunaan yang hampir sama . Hanya saja , biasanya besi digunakan sebagai bahan rangka konstruksi bangunan , bahan baku peralatan dan perangkat kendaraan . Sementara kegunaan baja hampir sama dengan besi , baja juga biasanya digunakan sebagai bahan pembangunan konstruksi jalan dan jembatan , mobil , kereta api dan lainnya . Contoh konstruksi bangunan yang berasal dari baja adalah jembatan London dan menara Eiffel. 6. Keberadaan Keberadaan besi dapat ditemukan di alam bebas yang unsurnya terbentuk secara alami . Sedangkan untuk memperoleh baja harus dilakukan proses pengolahan baja terlebih dahulu . Namun , agar besi dan baja tersebut bisa digunakan di berbagai industri secara tepat guna ,  keduanya harus sama-sama diproses dan diolah terlebih dahulu dan dicampur dengan bahan lainnya sesuai kebutuhan masing-masing jenis besi dan baja . Kesimpulan Itulah beberapa hal yang membedakan antara besi dan baja , mulai dari asal pembentukan , jenis , ketahanan terhadap karat, bentuk permukaan , hingga kegunaan keduanya . Sehingga bisa ditarik kesimpulan besi berasal dari campuran unsur besi itu sendiri yang mempunyai bentuk permukaan yang mudah berkarat . Sedangkan baja berasal dari campuran besi , logam dan bahan kimia lainnya , yang mempunyai permukaan yang mengkilap .

8. Tabel Perbedaan

9. BESI Besi Besi merupakan material alami yang terbuat dari unsur ferrum (Fe). Bahannya terbuat dari bijih besi yang ditambang dari alam , lalu diolah sedemikian rupa seperti besi kasar untuk besi cor. Selain itu , besi dapat digunakan sebagai bahan baku untuk membuat baja . Sehingga , jangan heran jika besi dan baja juga memiliki bentuk yang sangat mirip . Pada proses pembuatan besi yang paling awal , bijih yang telah dicuci dan dihancurkan dipanaskan dengan arang dalam sebuah tungku tradisional , biasanya berupa lubang sederhana di tanah . Suhu tercapai tidak mencukupi untuk mencapai leleh dan oksidasi bijih dikurangi dengan karbon dalam keadaan padat , mengarah ke gumpalan yang disebut bloom. Ampas bijih disingkirkan dan bloom berulang kali dipanaskan dan dipalu untuk mengusir sisa ampas , dan membentuk massa yang lebih padat . Bijih yang diperoleh dengan cara ini sepenuhnya murni , dengan kandungan karbon rendah . Oleh karena itu mudah dibentuk dan relatif lunak . Proses pembuatan besi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu Blast Furnace dan Electric Arc Furnace (EAF). Perbedaan Blast Furnace dan EAF yaitu terletak pada bahan dasarnya . Pada proses Blast Furnance , bahan bakar (Coke) digunakan dalam jumlah yang besar , sedangkan , pada EAF tidak menggunakan Coke.

10. BAJA Baja Baja adalah material buatan yang terbuat dari paduan berbagai unsur seperti besi , karbon , mangan , fosfor , sulfur, silikon , serta sebagian kecil aluminium , nitrogen, dan oksigen . Proses pembuatan besi baja untuk struktur , mulai dari bijih besi sampai menjadi baja profil atau baja pelat dirangkum secara sederhana sebagai berikut : Pertama , ada beberapa komponen dasar yang perlu diperhatikan . Komponen dasar tersebut diantaranya adalah iron ore ( bijih besi ), limestone ( tanah kapur ), coke ( dibuat dari coal, khusus untuk pembuatan steel) dimasukkan ke dalam blast furnace. Coke merupakan bahan bakar untuk furnace, dibuat dari coal dengan proses tertentu . Cairan besi (molten iron) yang panas di dalam furnace terpisah menjadi 2 bagian . Bagian atas adalah slag (waste, impurities), dan bagian bawah adalah besi yang hendak dipakai . Besi yang dihasilkan ini kemudian dicetak menjadi pig iron. Kadar karbon dalam pig iron bisa mencapai 2%. Pig iron dimasukkan ke dalam primary steelmaking furnace, bisa berupa oxygen furnace, electric arc furnace, atau open hearth furnace. Pada proses ini , berbagai bahan kimia ditambahkan ke dalam furnace untuk mendapatkan material properties yang diinginkan . Seringkali , scrap juga dimasukkan kedalam furnace ini . Di dalam proses dengan oksigen , karbon didalam molten iron akan bereaksi dengan oksigen menghasilkan gas karbon monoksida . Gas ini harus keluar . Kalau tidak , bisa membentuk ‘gas pockets’ ( rimming ) saat menjadi dingin ( rimmed steel ). Untuk menghindarinya , bisa menggunakan deoxidizer seperti silikon dan aluminum. Baja yang dihasilkan adalah killed steel atau semi-killed steel . Baja yang dihasilkan dicetak dalam bentuk slab, billet, dan bloom. Setelah dicetak dalam bentuk slab, bloom atau billet tersebut selanjutnya dibentuk menjadi berbagai macam profil seperti H-beam, Angle ( siku ), Channel, rel kereta , pelat , pipa ( seamless pipe ), dan sebagainya .

11. Steel Making Process

12. Blast Furnace Steel Making Batubara digunakan sebagai bahan bantalan karbon utama untuk pembuatan baja. Ini juga berfungsi untuk menghasilkan suhu tinggi yang diperlukan untuk melebur bijih besi. Panas besi cair sekitar 1.500 derajat saat meninggalkan tungku. Karena besi rapuh dan tidak mudah dibentuk maka harus diubah menjadi baja pada langkah kedua. Ini terjadi di tungku oksigen dasar, juga disebut konverter. Konverter dapat menampung hingga 400 ton logam panas. Dalam konverter, oksigen dihembuskan ke besi cair untuk membakar elemen yang tidak diinginkan. Ketika langkah proses ini selesai, besi telah berubah menjadi baja. Baja cair kemudian dicor menjadi lempengan padat atau ingot dan diproses menjadi produk panjang seperti batangan atau kawat atau strip baja datar dalam beberapa operasi penggulungan. Operasi tambahan lainnya untuk meningkatkan karakteristik dan fungsi baja termasuk penempaan atau pelapisan.

13. Electric Arc Furnace Bahan baku utama untuk EAF adalah skrap namun juga dapat melebur besi padat atau besi spons. Kapasitas tipikal sebuah EAF adalah sekitar 1,5 juta ton per tahun. Komponen utama termasuk elektroda grafit. Panas yang diperlukan untuk melelehkan logam berasal dari busur listrik yang muncul saat elektroda melakukan kontak dengan logam. Suhu busur bisa mencapai 3.500 derajat, sedangkan suhu logam cair sekitar 1.800 derajat. EAF dapat memproduksi semua jenis baja, mulai dari logam untuk produk dasar seperti tulangan tulangan hingga baja tahan karat dan paduan tinggi, di mana fleksibilitas dan kapasitas yang lebih kecil menjadi keunggulan.

14. Model Struktur Baja

15. Ada pertanyaan ?