Klasifikasi dan Jenis Baja (Steel)

Baja merupakan material yang sangat umum dan banyak digunakan dalam berbagai bidang misalnya konstruksi, industri otomotif, industri manufaktur, industri makanan dan lain sebagainya. Baja merupakan material paduan antara besi dan karbon dengan konsentrasi karbon yang bervariasi sesuai dengan keperluan dan aplikasi. Baja memiliki kekuatan dan kekerasan yang baik namun memiliki sifat getas/rapuh.

Secara umum baja dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu, baja karbon biasa (plain carbon steel), dan baja paduan (alloy steel). Baja karbon biasa (plain carbon steel) adalah jenis baja dengan satu unsur paduan dasar yaitu karbon. Sedangkan pada baja paduan (alloy steel), selain unsur karbon, ditambahkan pula elemen paduan lainnya seperti kromium, nikel, tungsten, molibdenum, dan vanadium untuk menghasilkan sifat dan karakteristik tertentu pada baja.

Selain unsur besi dan karbon, pada proses pembuatan baja selalu digunakan empat elemen lainnya yaitu Belerang (S), Fosfor (P), Mangan (Mn) dan Silikon (Si). Keempat unsur tersebut ditambahkan agar proses peleburan baja dapat dilakukan dengan baik dan memperoleh sifat dasar dari baja. Penambahan keempat unsur tersebut dilakukan dalam konsentrasi yang kecil, namun efek belerang dan fosfor dapat mempengaruhi sifat baja dan dapat merugikan, oleh karena itu umumnya konnsentrasi belerang dan fosfor tidak diperbolehkan melebihi 0,05%. Begitu pula konsentrasi paduan unsur mangan dan silikon dalam baja dijaga di bawah 0,8% dan 0,3%. Meskipun efeknya tidak merusak sifat

dari baja, bahkan untuk mangan dapat melawan efek buruk pada belerang. 

Penggunaan keempat unsur tersebut merupakan proses dasar pada pembuatan baja karbon biasa dan bukan dikategorikan sebagai baja paduan. Namun, jika Mn dan Si sengaja ditambahkan dengan konsentrasi tinggi ke baja untuk mengubah sifat baja, maka baja tersebut kedalam kategori baja paduan.

Berikut ini merupakan klasifikasi dan jenis baja :

1. Plain Carbon Steel (Baja Karbon Biasa)

Karena sifat-sifat baja karbon biasa (Plain Carbon Steel) sangat bergantung pada persentase karbonnya, maka pada baja ini selanjutnya diklasifikasikan berdasarkan persentase karbonnya saja :

a).  Baja karbon rendah (Low carbon steel) atau dead mild steel memiliki kandungan karbon di bawah 0,15%.

b). Baja ringan (Mild steel) memiliki kandungan karbon antara 0,15-0,3%.

c). Baja karbon sedang (Medium carbon steel) memiliki kandungan karbon antara 0,3-0,7%.

d) Baja karbon tinggi (High carbon steel) memiliki kandungan karbon di atas 0,7%-1,3%.

Dengan meningkatnya kandungan karbon pada baja, maka akan meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada baja karbon 

sementara tingkat keuletan (daktilitas) akan menurun sehingga menjadi getas.

2. Wrought Iron (Besi Tempa)

Wrought iron (besi tempa)

Wrought Iron (Besi Tempa) adalah bentuk besi paling murni; meskipun mungkin mengandung karbon dalam persentase yang kecil. Wrought Iron biasanya dibuat dengan proses puddling dan selain itu pada proses pemuatannya mengandung lebih sedikit terak.

Wrought Iron (Besi Tempa) sangat mahal dan penggunaannya sudah hampir

benar-benar digantikan oleh baja yang lebih murah. Namun, untuk beberapa komponen seperti rantai-kait (Chain-links) besi tempa masih menjadi bahan baku pilihan. Di beberapa rumah-rumah tua, besi Tempa digunakan pada pagar dan besi gerbang.

3. Cast Iron (Besi Cor)

Besi cor mengandung lebih dari 2% karbon, yang merupakan batas teoritis kandungan karbon untuk baja. Namun, umumnya pada proses pembuatannya kandungan karbon dari sebagian besar besi cor berkisar antara 3%-4%. Salah satu ciri dari besi cor (kecuali besi cor putih) yaitu sebagian besar kandungan karbon digunakan dalam bentuk bebas sebagai grafit yang menentukan sebagian besar sifat dan karakteristik besi cor.

Besi cor umumnya diproduksi di tungku coke-fired kokas dengan mencairkan campuran pig iron, besi cor bekas dengan persentase kecil tidak lebih dari 5% dari skrap baja berukuran kecil. Titik leleh Cast Iron (Besi Cor) jauh lebih rendah dari baja. Sebagian besar produk yang diproduksi dengan besi cor menggunakan jenis besi cor kelabu karena harga yang murah dan banyak digunakan.

Berikut ini merupakan jenis-jenis besi Besi cor (Cast Iron) :

a). Besi cor kelabu (Grey cast iron)

b). Besi cor putih (White cast iron)

c). Besi cor lunak (Malleable cast iron)

d). Besi cor nodular (Nodular cast iron)

e). Besi cor paduan (Alloy cast iron)

4. Alloy Steel (Baja Paduan)

Alloy steel (baja paduan)

Alloy Steel (Baja Paduan) adalah baja karbon yang dipadukan dengan beberapa elemen paduan pada komposisinya, sehingga dihasilkan karakteristik dan sifat khusus pada baja karbon biasa (plain caron steel) selain itu dapat meningkatkan kualitas pada baja tersebut.

Unsur-unsur paduan utama yang digunakan pada baja paduan adalah kromium, nikel, tungsten, molibdenum, vanadium, kobalt,

mangan dan silikon. Baja paduan tersedia dalam berbagai macam variasi, masing-masing variasi tersebut telah dikembangkan untuk kebutuhan dan

tujuan yang lebih spesifik.

Dalam beberapa jenis variasi Alloy Steel (Baja Paduan), efek dan kegunaan paduan jauh lebih spesifik. Berikut ini merupakan beberapa efek spesifik paduan pada Alloy steel :

a). Baja paduan dapat dikeraskan dengan proses perlakuan panas hingga kedalaman yang lebih besar dengan lebih sedikit distorsi dan kemungkinan retak.

b). Paduan mengembangkan sifat tahan korosi seperti pada baja tahan karat (Stainless Steel).

c). Paduan mengembangkan sifat kekerasan (red hardness) seperti pada alat pemotong (Cutting tools).

d). Paduan mengembangkan kekuatan dan ketangguhan baja seperti pada paduan rendah kekuatan tinggi atau high strength low alloy (HSLA)(HSLA).

e). Beberapa baja paduan memiliki ketahanan terhadap pertumbuhan butir (grain growth) dan oksidasi pada suhu tinggi, dll.

Referensi :

H.N Gupta. 2009. "Manufacturing Process". Department of Mechanical Engineering I.E.T., Lucknow, U.P. Technical University

Share :