Pengenalan Teknologi Material Konstruksi Logam

Siklus Material

Half Finished Product

1.       Pelat (Plate)

2.       Lembaran (Sheet)

3.       Tube & Pipe

4.       Profil Struktur

5.       Kawat (Wire) & Kabel Sling (Wire Rope)

Standar dan Kode

1.       Material standards

2.       Product standards

3.       Design code

4.       Manufacturing codes

5.       Inspection codes

6.       Operation & maintenance codes

 Logam & Paduan

1.       Baja (steel): baja karbon, baja paduan

2.       Besi cor (cast iron)

3.       Aluminium & paduannya

4.       Titanium & paduannya

5.       Superalloys: Ni-, Co-, Fe-

6.       Timah purih-timah hitam & paduannya

Sifat Fisik Material

1.       Titik cair

2.       Massa jenis

3.       Konduktivitas panas

4.       Konduktivitas listrik

5.       Koefisien muai

Sifat Mekanik Material

1.       Kekuatan luluh (Yield Strength)

2.       Kekuatan Tarik (tensile strength)

3.       Perpanjangan (elongation)

4.       Kekerasan (hardness)

5.       Harga impact

6.       Batas lelah (fatigue limit)

7.       Batas mulur (creep limit)

8.       Ketahanan aus

9.       Ketahanan korosi

Sifat Teknologi

1.       Mampu cor (castability)

2.       Mampu bentung (formability)

3.       Mampu las (weldability)

4.       Mampu keras (hardenability)

5.       Mampu mesin (machinability)

Pengujian Mekanik

1.       Uji Tarik (Tension Test)

2.       Uji Impak (Impact Testing)

3.       Uji Kelelahan (Fatigue Test)

Praktikum 3 (14 Oktober 2016)

Pada Jumat, 14 Oktober 2016 kami telah melakukan praktikum ke-3. Pada praktikum kali ini, kami membuat beton hasil dari rancangan mix design pada praktikum ke-2.

Concrete Mix Design

Perencanaan campuran beton (concrete mix design) yang kami buat berdasarkan perhitungan adalah sebagai berikut:

1.    Kategori jenis struktur     = K-250

2.    Agregat kasar                   = 30,958 kg

3.    Agregat halus                   = 51,92 kg

4.    Semen                              = 17,4 kg

5.    Air                                   = 8,456 kg (saat pengerjaan ditambahkan 2 kg air)

Alat dan Bahan

1.    Agregat kasar

2.    Agregat halus

3.    Semen

4.    Air

5.    Timbangan

6.    Wadah

7.    Sekop

8.    Mesin pengaduk (molen)

9.    Satu set alat uji slump (cetakan kerucut, tongkat besi, penggaris)

10. Vibrator

11. Bekisting

Prosedur

1.    Siapkan bekisting yang akan digunakan (diameter 15 cm & tinggi 30 cm)

2.    Pastikan tidak terdapat kotoran dan celah pada bekisting

3.    Menimbang agregat kasar, halus, semen, dan air sesuai perhitungan concrete mix design

4.    Mengaduk agregat kasar, halus, semen, dan air ke dalam mesin pengaduk (molen), dalam proses ini ditambahkan 2 kg air ke dalam campuran

5.    Setelah campuran teraduk merata, lakukan uji slump terhadap campuran beton tersebut (nilai uji slump = 10 cm)

6.    Setelah nilai uji slump yang diinginkan tercapai, beton dimasukkan ke dalam bekisting (campuran dibagi ke dalam 6 buah bekisting)

7.    Saat dimasukkan ke dalam bekisting, campuran beton diaduk menggunakan vibrator agar tidak ada udara yang terperangkap di dalamnya beton teraduk merata

Perawatan (Curing) Beton

Beton dapat dilepaskan dari bekisting setelah didiamkan selama 1 hari (pada praktiknya didiamkan selama 3 hari). Setelah itu beton diletakkan dalam bak curing (direndam dalam air) hingga proses capping.

Capping Beton Silinder

Untuk mempersiapkan beton yang akan diuji kekuatan tekannya, dilakukan proses capping untuk memastikan distribusi beban aksial yang merata ke seluruh bidang tekan silinder. Capping beton dilakukan 1 hari sebelum uji kuat tekan beton.

Dasar Teknologi Baja

Bijih besi pada umumnya adalah besi oksida:

1.    Hematit (Fe2O3)

Bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi dan kadar kotorannya relatif rendah.

2.    Magnetit (Fe3O4)

3.    Limonit (Fe2O3.xH2O)

Proses Pembuatan Baja

1.    Reduksi Langsung (Direct Reduction)

Bahan bakunya merupakan pelet bijih besi dan gas alam. Gas alam (CH4 – metana) yang dipanaskan direaksikan dengan air (H2O) dengan katalis Ni.

2.    Tanur Tinggi (Blast Furnace)

80% baja dihasilkan dari proses tanur tinggi yang merupakan hasil perkembangan sejak abad 14. Bahan bakunya adalah bijih besi, kokas, batu kapur, dan udara. Hasilnya adalah besi kasar cair (Molten Iron) yang harus dimasukkan ke converter untuk diubah menjadi baja.

Konversi Besi ke Baja

1.    Basic Oxygen Furnace (BOF) atau Basic Oxygen Steelmaking (BOS)

2.    Electric Arc Furnace (EAF)

3.    Secondary Steel Making

4.    Casting

Proses Pembuatan Produk Setengah Jadi

1.    Hot Rolling

Ingot, billet dan slab dirol panas (Hot Rolling) menjadi Flat Product (Pelat) dan Long Product (Baja Profil, Besi Beton, dan Batang Kawat)

2.    Cold Rolling

Pelat diubah menjadi baja lembaran (sheet) dilanjutkan dengan proses pemanasan/annealing untuk melunakkan dan diakhiri dengan temper rolling untuk “menyetrika”.

3.    Hot Forging

Untuk membuat komponen yang berukuran besar digunakan proses tempa panas.

4.    Hot Tube Piercing

Tahap awal pembuatan pipa seamless dilakukan dengan hot tube piercing terhadap billet yang dipanaskan. Pengecilan diameter pipa berdinding tebal dilakukan dengan proses hot tube rolling, tebal dindingnya juga akan berkurang. Untuk membuat pipa yang lebih kecil lagi diameternya dipakai proses cold tube drawing.

5.    Welded Pipe

Dapat dibuat dengan 2 cara yaitu:

·         Longitudinal Welded Pipe (Electric Resistance Welding Pipe)

Bahan bakunya pelat baja hasil hot rolling. Proses pembentukan dengan roll forming bertahap.

·         Spiral Welded Pipe (Submerged Arc Welding Pipe)

Bahan bakunya pelat baja hasil hot rolling, dapat dibentuk menjadi pipa dengan alur spiral. Dengan satu lebat pelat dapat diperoleh pipa dengan berbagai diameter, tergantung pada cetakan dan sudut pemasukan pelat.

Klasifikasi dan Standard

Jenis baja dikelompokkan sebagai berikut:
1.    Baja Karbon (Plain Carbon Steel)
2.    Low carbon steel (C < 0,25%), medium carbon steel (0,25% < C < 0,5%), dan high carbon steel (C > 0,5%).
3.    Baja Paduan (Alloy Steel)
4.    Low alloy steel (E unsur-unsur paduan < 8%) dan high alloy steel (E unsur-unsur paduan > 8%)

Standard dalam Perdagangan/Industri Baja

1.    American Iron & Steel Institute (AISI)

2.    Society of Automotive Engineers (SAE)

3.    American Society of Mechanical Engineers (ASME)

4.    American Society for Testing and Materials (ASTM)

5.    Deutsche Industrie Normen (DIN)

6.    Japanese Industrial Standard (JIS)

Standard AISI/SAE membuat klasifikasi baja secara komprehensif berdasarkan komposisi kimia: pada dasarnya baja karbon dan baja paduan rendah diberi kode klasifikasi 4 digit. Digit 1 & 2 menyatakan kelompok/jenus paduan. Digit 3 & 4 menyatakan kadar karbon nominal.

Klasifikasi/Standard Baja dibuat Menurut
1.    Proses pembuatan/bentuk produk
Plate, sheet, forgings, wire, pipe, dll.
2.    Kekuatan
DIN ST.50     : Tensile Strength > 50 KGFNINI2
JIS SS 41      : Tensile Strength > 41 KGF/MM2
API 5L – 65 X : Yield Strength > 65 KSI
3.    Komposisi kimia
DIN 25CrMo4
JIS S45C
AISI/SAE 4130
AISI 304
4.    Nomor standard tanpa pola tertentu
ASTM A 106  : Seamless pipe
ASTM A 210  : Seamless tube for boiler and superheater