Logam dan Paduan Berbasis Besi

Logam dan Paduan berbasis besi adalah salah satu jenis bahan yang paling banyak dan luas aplikasinya dibidang rekayasa. Besi atau Fe terdapat dialam sebagai oksida atau bijih besi. Logam besi sebagian besar diperoleh melalui serangkaian proses pemurnian dan reduksi bijih besi. Melalui proses ini diperoleh lelehan besi mentah atau pig iron yang masih mengandung pengotor, terutama karbon, silikon, mangan, sulfur dan fosfor.

Namun, logam Fe hampir tidak pernah digunakan untuk aplikasi rekayasa dalam keadaan murni karena keterbatasan sifat-sifat mekaniknya. Paduan berbasis besi (ferrous alloy) yang paling banyak digunakan untuk aplikasi rekayasa adalah besi-karbon dengan kandungan karbon tertentu beserta unsur-unsur paduan lainnya. Keberadaan unsur karbon didalam larutan padat Fe memiliki pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan sifat-sifat mekanik logam besi. Sebagai ilustrasi, nilai kekuatan luluh untuk Fe murni dengan kadar karbon terlarut 0% hanyalah sekita 3 Ksi dibandingkan dengan 30 Ksi pada kadar karbon terlarut 0.005% yang merupakan batas kelarutan maksimum karbon di dalam larutan padat Fe. Penambahan karbon dan unsur-unsur paduan lain pada kadar yang lebih tinggi sangat penting di dalam mendesain dan merekayasa sifat-sifat mekaniknya.

Baja Karbon (Carbon Steel)

Baja Karbon (Carbon Steel) adalah salah satu jenis logam oaduan besi karbon terpenting dengan prosentase berat karbon hingga 2.11%. Baja karbon diklasifikasikan menjadi baja karbon rendah (low), sedang (medium), dan tinggi (high) berdasarkan kadar karbonnya. Jika penambahan elemen-elemen lain selain karbon untuk tujuan-tujuan tertentu cukup signifikan, maka baja diklasifikasikan sebagai baja paduan (alloy steel) atau baja paduan rendah (low alloy stell). Jenis baja lainnya yang cukup penting adalah baja perkakas (tool steel) dan baja nirkarat (stainless steel).

Selain baja, paduan berbasis besi karbon lain yang juga penting adalah besi tuang atau besi cor (cast iron), yaitu besi dengan kadar karbon lebih dari 2.11% hingga 4-6%. Besi tuang diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkna struktur mikro dan sifat-sifatnya ke dalam, besi tuang kelabu (grey cast iron), besi tuang ulet atau nodular (ductile or nodular cast iron), besi tuang putih (white cast iron), besi tuang mampu tempa (malleable cast iron).

Tweet