Staff Site Universitas Negeri Yogyakarta

(1)

BAJA (STEEL)

Oleh:

(2)

Baja

UNSUR UTAM A: Fe dan C

UNSUR RUNUT/ TRACE ELEM ENT:



Tit anium (Ti)



Zirkonium (Zr)



Vanadium (V)

(3)

BESI & BAJA

•

Besi dan baja merupakan logam yang palingbanyak digunakan manusia unt uk berbagaikeperluan.

•

Hal ini disebabkan karena antara lain :



jumlahnya cukup banyak dan mudah didapat ,



mempunyai sifat mekanik (mis. kekuatan, keuletan, dan lain-lain) yang memadai,



mudah dikerjakan,



harganya relat if murah,

(4)

Perbedaan besi dan baja :

• baja: C < 2 %

• besi: 2 < % C < 6,67

M ikrostruktur :

• baja: ferit , perlit , sement it , bainit , mart ensit ;

• besi: - mat riks : ferit , perlit , sement it , bainit ,mart ensit ;-filler : grafit at au karbida besi (Fe3C).

Sifat-sifat :

• Keulet an: baja > besi,

• Kekuat an: baja > besi,

(5)

komposisi kimia

•

baja karbon rendah(low carbon st eel ) :C~0,25 %,

•

baja karbon menengah (medium carbon st eel) :C = 0,25 % - 0,55 %,

•

baja karbon t inggi (high carbon st eel) :C > 0,55 %,

•

baja paduan rendah (low alloy st eel) : unsur paduan < 10 %,

(6)

baja paduan

(alloy st eel)

Baja paduan diklasifikasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi:

a. Low alloy st eel

, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %

b. M edium alloy st eel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %

(7)

Tujuan penambahan unsur pada

baja paduan

•

Unt uk menaikkan sifat mekanik baja

(kekerasan, keliat an, kekuat an t arik dan sebagainya)

•

Unt uk menaikkan sifat mekanik pada t emperat ur rendah

(8)

M enurut mikrost rukt ur

•

baja hipoeut ekt oid : ferit dan perlit ,

•

baja eut ekt oid : perlit ,

•

baja hipereut ekt oid : sement it dan perlit ,

•

baja bainit ,

(9)

M enurut cara pembuatannya :

•

baja Bessemer,

•

baja Siemen – M art in,

•

baja list rik,

(10)

M enurut penggunannya :

•

baja konst ruksi,

•

baja mesin,

•

baja pegas,

•

baja ket el,

•

baja perkakas, dll.

•

M enurut bent uknya :

(11)

M enurut bent uknya :

•

baja pelat ,

•

baja st rip,

•

baja sheet ,

•

baja pipa,

•

baja bat ang profil,

(12)

Sifat dan penggunaan baja :

•

besi + karbon + sedikit unsur lain disebut bajakarbon (plain carbon st eel ),

•

besi + unsur selain karbon disebut baja paduan(alloy st eel ).

•

Sifat baja banyak dit ent ukan oleh :

(13)

Sifat baja banyak ditent ukan oleh :

•

kadar karbon,

•

unsur paduan (jenis dan jumlahnya),

(14)

Korosi

19.7

oksigen dilarutkan dalam air menyebabkan oksidasi

E°_red = -0.44 V

Karat Fe₂O₃

E°_red = 1.23 V

karena E°_red (Fe3+_{) <}_E°

red (O2)

(15)

Perlindungan Katodik Tangki Besi

19.7

E°_red = -2.37

V E°red = 1.23 V

(16)

(17)

(18)

Titanium

•

Penent uan secara kolorimet ri :

Kompleks Ti yang berwarna orange dalam media asam sulfat & H2O2

Reaksi:

TiOSO4 + H2SO4 + H2O2 H2[TiO2(SO4)] + H2O

(19)

Penent uan Ti secara spekt rofot omet ri :

•

Int erferent : V(V), M o(IV), W(VI), Cr(VI), Fe(III)

•

λ

max=410 nm

Penent uan Ti secara elekt rolit ik dg elekt roda Hg



Tegangan 6-10 volt



M edia H2SO4



Fe, Co, Ni, Cr, M o, Cu, Zn, Rh, Ag, Cd, Sr, Bi mengendap pada kat oda

(20)

Analisis Kualitatif Kation

(21)

Penent uan Ti secara spekt rofot omet ri

larut kan

encerkan

Filtrat (V mL) + H2O2 30% ukur Absorbansinya

pd λ 400 nm

M o & V memberikan interferensi

1 g sampel baja

HClO4+H3PO4

(22)

Penent uan Ti secara

spekt rofotomet ri

•

M o & V memberikan interferensi pd 3

λ

yaitu :

330 nm (M o)

(23)

Zirkonium (Zr)



Di alam: bat uan, biji mineral (ore), t anah



Adanya Zr disert ai Hf



Zr dipisahkan dari unsur logam ut ama sebagai zirkon fosfat at au zirkon dihidrogen fosfat .



Kelarut annya dalam HCl & H2SO4 sangat kecil

(24)

Penentuan Zirkonium (Zr)



Kompleks Zr + Hf dg alizarin sulfonat berwarna pink Amax pada

λ

525 nm.



Kelarut an dalam HCl perlu 20-270 µg ZrO2 diencerkan 100 mL



Penambahan asam t ioglikolat unt uk mereduksi Fe(III) sehingga larut an berwarna biru (1-2

menit warna biru hilang), kemudian dit ambah 2 mL Na-alizarin sulfonat 0,05% sampai warna

st abil, diukur Anya pada

λ

525 nm

(25)

Vanadium (V)

Di alam:

•

bat uan (rocks),

•

t anah, t umbuhan,

•

alloy

M etode penentuan:

•

hidrogen peroksida,

•

fosfot ungst at ,

(26)

Penent uan V dg met ode H

2

O

2

Reaksinya:

 (VO)2(SO4)3 + 2H2O2 (VO2)2(SO4)3 + 2H2O

Reddish brow n

 Amax pada λ 460 nm

 KelebihanH2O2 menghambat reaksi karena

t erbent uk kompleks VO2(OH)3 yang berw arna kuning

 Int erferensi: Ti & M o

 Warna kompleks Ti direduksi dg + ion klorida

 Bila Ti & M o dalam sampel >> pengukuran A pd λ unt uk V, Ti, dan M o (λ 450 nm)

(27)

Penentuan Vanadium dalam Baja

larut kan

encerkan

Endapan V dipisahkan, dicuci, dikeringkan, dilebur + NaOH (10xberat endapan) hasil leburan dilarutkan air dingin + NaOH dan dididihkan, disaring endapan dicuci dg NaOH 2% yg

mengandung Na2SO4 1% filtrat dan air cucian

dikumpulkan, diencerkan +H2O2 diukur A pada λ 460 nm

0,5 g sampel baja

H2SO4 4N (1:9)

+Na2CO3 10%

(28)

Kromium (Cr)

•

Di alam: mineral, bat uan, t anah

•

2 metode penentuan Cr:

1. Sebagai ion kromat

2. Sebagai kompleks krom difenilkarbasida (lebih sensit if)

Ad 1, unt uk mat erial biji besi, alloy, baja pH>9 Amax pada

λ

370 nm

(29)

Penent uan Cr sebagai ion kromat

•

1-5 g sampel yang mengandung Cr 500µg dilarut kan dalam H2SO4 10%, dipanaskan

sempurna, diencerkan dg+NaHCO3 8% sampai

diperoleh endapan st abil, kemudian disaring.

•

Endapan dicuci dg air panas lalu dilebur dg NaOH.

(30)

Penent uan Cr sebagai kompleks

krom difenilkarbasida

•

Pada

λ

540 nm.

•

Larut an sampel (Cr 0,02-0,5µg/ mL)

(31)

LATIHAN