Pengaruh Unsur Paduan pada Baja

Elemen paduan dapat dipadukan dengan baja untuk membentuk logam paduan. Analisis beberapa unsur paduan dalam baja tidak mungkin / sulit dilakukan dengan diagram terner pada rentang temperatur yang lebar. Pengaruh unsur paduan terhadap diagram fasa Fe-C disederhanakan menjadi 4 jenis berikut:

  1. Membuka bidang gamma

Unsur paling penting dalam kelompok ini adalah nikel (Ni) dan mangan (Mn) dan juga kobalt, rodium, paladium, osmium, iridium, dan platinum. Kedua unsur, nikel dan mangan, akan menghilangkan fasa bcc Fe-a dan menggantinya dengan Fe-g pada temperatur ruangan. Kedua unsur tersebut menurunkan temperatur transformasi g menuju a (A1 dan A3). Jadi dengan adanya tambahan nikel dan mangan dalam jumlah tertentu dalam baja akan mempermudah terbentuknya austenit dengan pendinginan cepat (quenching) sehingga sangat penting untuk produksi baja austenitik.

  1. Memperlebar bidang gamma (austenite stabilizer)

Karbon dan nitrogen adalah unsur paduan utama dalam kelompok ini. Bidang gamma diperlebar tetapi rentang keberadaannya dipotong oleh pembentukan senyawa baru. Cu, Zn, dan Au memiliki pengaruh yang sama. Perlebaran bidang austenit dilakukan dengan baik dengan pembentukan larutan padat 2% C atau 2.8% N.

  1. Menutup bidang gamma

Banyak unsur yang dapat menahan pembentukan Fe-g karena memperkecil area gamma. Dalam arti lain, elemen tersebut berperan dalam pembentukan ferrit dan fasa a-d menjadi kontinu. Silikon, aluminium, berlium, dan forfor termasuk kelompok ini, bersama dengan unsur carbide former kuat, seperti: titanium, vanadium, molibdenum, dan kromium.

  1. Memperkecil bidang gamma (ferrit stabilizer)

Boron adalah unsur terpenting dalam kelompok ini, bersama dengan tantalum, niobium, dan zirkonium. Bidang gamma mengecil dan diikuti dengan pembentukan senyawa (Honeycombe. 1995).

Sedangkan berdasarkan transformasi austenit menjadi ferit-karbida pada pendinginan lambat, unsur paduan dibagi menjadi 3 kategori, yaitu:

  1. Unsur yang terlarut dalam ferrit
  2. Unsur yang stabil dalam karbida dan masuk pada ferrit
  3. Unsur yang stabil hanya dalam karbida

Unsur yang tergolong pada kategori pertama adalah tembaga, fosfor, dan silikon. Kelarutan dalam sementit atau karbida sangat rendah (Honeycombe. 1995). Pengaruh unsur paduan ini dalam ferit ditunjukkan oleh Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pengaruh unsur paduan dalam ferit

Kebanyakan unsur paduan tergolong dalam kategori kedua. Unsur-unsurnya antara lain: Mn, Cr, Mo, V, Ti, W, dan Nb. Secara termodinamik, unsur tersebut lebih stabil dalam bentuk karbida daripada dalam sementit. Meskipun demikian, mereka juga larut dalam ferrit. Ketika unsur tersebut ditemukan di dalam ferrit maka mereka akan berfungsi sebagai pembentuk dan penstabil ferrit sekaligus (Avner. 1974).

Nitrogen menjadi unsur penentu dalam kelompok ketiga. Nitrogen membentuk ikatan antara karbo-nitrida dan besi atau unsur paduan lain. Unsur paduannya antara lain: Titanium (Ti) dan Aluminum (Al) merupakan unsur yang sangat stabil dalam nitrida (Honeycombe. 1995).

Tulisan keren lainnya:

Pengertian, Diagram Fasa, Klasifikasi, dan Sifat Mekanik Baja

Pengaruh Unsur Paduan pada Baja

Kromium dan Karakteristiknya (Sifat Fisik dan Kimia)

Paduan Fe-Cr-C

Perkakas Potong (Cutting Tools)

Baja Perkakas dan Klasifikasinya

Baja Kecepatan Tinggi (HSS), Klasifikasi, Struktur Mikro, dan Sifat Mekaniknya

Pengecoran dan jenis-jenisnya

Sand Casting

Solidifikasi dan toleransi penyusutan pada pengecoran logam

Cacat pada Pengecoran dan Metode Inspeksinya

Furnace untuk Pengecoran Logam

Daftar Pustaka

____. 1990. ASM Handbook Volume 1. Properties and Selection: Irons Steels and High Performance Alloys. USA: ASM International

____. 1990. ASM Handbook Volume 3. Alloys Phase Diagrams. USA: ASM International

____. 1990. ASM Handbook Volume 9. Metallography and Microstructure. USA: ASM International

Abbaschian, Reza dkk. 2009. Physical Metallurgy Principles 4th Edition. Stamford: Cengage Learning

Avner, S. H. (1974). Introduction to Physical Metallurgy. New York: McGraw-Hill International Book Company.

  1. Fultz, J. Howe. 2013. Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Materials. Berlin: Springer

Barkalow, R. H dkk. 1972. Solidification of M2 High Speed Steel. Metallurgical Transactions Vol. 3

Beeley, Peter. 2001. Foundry Technology. Oxford: Butterworth-Heinemann

Callister, William D dan David G Rethwisch. 2010. Materials Science and Engineering an Introduction 8th Edition. USA: John Wiley & Sons

Creese, Robert C. 1999. Introduction to manufacturing process and materials. New York:  Marcel Deker

Davim, JP. 2014. Machining of Titanium Alloys, Materials Forming, Machining, And Tribology. Berlin: Springer

Davis, Joseph R. 1995. ASM Speciality Handbook: Tool Materials. USA: ASM International

Durand, Madeleine. 2004. Microstructure of Steels and Cast Irons. Berlin: Springer

Groover, Mikell P. 2010. Fundamental of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems 4th Edition. USA: John Wiley & Sons

Higgins, Raymond A. 1993. Engineering Metallurgy: Applied Physical Metallurgy 6th Edition. New York: Arnold

Honeycombe, Robert dan HKDH Bhadeshia. 1995. Steels Microstructure and Properties. London: Edward Arnold

Kalpakjian, Serope dan Steven R Schmid. 2009. Manufacturing Engineering and Technology 6th edition. Singapura: Pearson

Krauss, George. 2005. Steel Processing, Structure, and Performance. USA: ASM International

Khvan, Alexandra V. (2014). A Thermodynamic Evaluation of the Fe-Cr-C System. Calphad Elsevier, 24-33

Lagowski, JJ. 2004. Chemistry: Foundations and Applications. USA: Macmillan Thomas Gale

Minggui, QU dkk. 2013. Effects of mischmetal addition on phase transformation and as-cast microstructure characteristics of M2 high-speed steel. Journal of Rare Earth vol. 31, No. 6

Nayan, Nafarizal dkk. 2009. An Introduction to Optical Emission Spectroscopy and Lase-Aided Spectroscopy Techniques for Low-Temperature Plasma Analyses. Proceeding of MUCEET. Pahang, 20-22 Juni

Robert, George dkk. 1998. Tool Steels: 5th Edition. USA: ASM International

Smith, William F.. 1993. Structure And Properties of Engineering Alloys. USA: McGraw-Hill Book Company, Inc.

Wiengmoon dkk. 2008. Electron Microscopy and Hardness Study of Semi-Solid Processed 27wt% Cr Cast Iron. Materials Science and Engineering. Vol 480, 333-341

Xuefeng, Zhou. 2012. Influence of rare earths on eutectic carbides in AISI M2 high speed steel. Journal of Rare Earth vol. 30, No. 10

Advertisements

15 thoughts on “Pengaruh Unsur Paduan pada Baja

Kritik, saran, dan masukan anda sangat berharga bagi kami

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s