Baja

Baja merupakan paduan  yang sebagian besar terdiri  dari unsur besi dan karbon 0,2%-2,1%.Selain itu juga mengandung unsur-unsur lain seperti sulfur (S), fosfor (P), silikon (Si), mangan (Mn), dan sebagainya. Namun unsur-unsur ini hanya dalam presentase kecil. Sifat baja karbon dipengaruhi oleh presentase karbon dan struktur mikro. Sedangkan struktur mikro pada baja karbon dipengaruhi oleh perlakuan panas dan komposisi baja. Karbon dengan campuran unsur lain dalam baja dapat meningkatkan nilai kekerasan, tahan gores dan tahan suhu. Unsur paduan utama baja adalah karbon, dengan ini baja dapat digolongkan menjadi tiga yaitu baja karbon rendah, baja karbon sedang, dan baja  karbon tinggi [1].

Berdasarkan kandungan karbon, baja dibagi menjadi tiga macam, yaitu:

1.  Baja karbon rendah

Baja karbon rendah (low carbon steel) mengandung karbon dalam campuran baja kurang dari 0,3% C. Baja ini tidak dapat dikeraskan karena kandungan karbonnya tidak cukup untuk membentuk struktur martensit.

2.  Baja karbon sedang

Baja karbon sedang (medium carbon steel) mengandung karbon 0,3% C-0,6% C. Dengan kandungan karbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan melalui proses perlakuan panas yang sesuai. Baja ini lebih keras serta lebih kuat dibandingkan dengan baja karbon rendah.

3.  Baja karbon tinggi

Baja karbon tinggi (high carbon steel) memiliki kandungan karbon 0,6% C-1,5% C dan memiliki kekerasan yang lebih tinggi, namun keuletannya lebih rendah. Berkebalikan dengan baja karbon rendah, pengerasan dengan perlakuan panas pada baja karbon tinggi tidak memberikan hasil yang optimal karena terlalu banyaknya martensit, sehingga membuat baja menjadi getas.

Sedangkan untuk baja paduan terdiri dari:

1. Baja Paduan Rendah (Low Alloy Steel)

Baja paduan rendah merupakan baja paduan yang elemen paduannya kurang

dari 2,5% wt, misalnya unsur Cr, Mn, Ni, S, Si, P dan lain-lain.

2. Baja Paduan Menengah (Medium Alloy Steel)

Baja paduan menengah merupakan baja paduan yang  elemen paduannya 2,5%

- 10% wt, misalnya unsur Cr, Mn, Ni, S, Si, P dan lain-lain.

3. Baja Paduan Tinggi (High Alloy Steel)

Baja paduan tinggi merupakan baja  paduan yang elemen paduannya lebih dari

10% wt, misalnnya unsur Cr, Mn, Ni, S, Si, P dan lain-lain.

Pengaruh Campuran Unsur Kimia Pada Baja diantaranya :

1.      C = Carbon

      Mempunyai sifat keras tetapi getas. Fungsi carbon pada baja adalah mampu menjalani reaksi-reaksi kimia seperti reaksi substitusi (pergantian), reaksi adisi (penambahan), reaksi eliminasi (pengurangan). Pengaruh carbon pada besi material diantarnya meningkatkan titik leleh dan kekuatan tarik material, keuletan baja akan berkurang dengan semakin banyaknya carbon dan semakin sukar untuk dilas.

2.   Si = Silicon

     Mempunyai sifat elastis / keuletannya tinggi. Silicon juga menambah kekerasan dan ketajaman pada baja. Tapi penambahan silicon yang berlebihan akan menyebabkan baja tersebut mudah retak. Silicon berupa massa hitam mirip logam yang meleleh pada 1410°C . Unsur ini mempunyai kecenderungan yang kuat untuk berikatan dengan oksigen dan sifat seratnya tahan api.

3.   Mn = Mangan

      Mempunyai sifat yang tahan terhadap gesekan dan tahan tekanan (impact load). Unsur ini mudah berubah kekerasannya pada kondisi temperatur yang tidak tetap dan juga digunakan untuk membuat alloy mangan tembaga yang bersifat ferromagnetic.

4.   Cr = Cromium

      Unsur ini digunakan sebagai pelindung permukaan baja dan tahan gesekan. Baja yang mengkilap, keras dan rapuh serta tahan terhadap korosi (karat) tetapi mempunyai keuletan yang rendah.

5.      Mo = Molybdenum

      Mempunyai sifat tahan pekerjaan panas sehingga cocok untuk hot work tool steel, batas pencampuran unsur ini makasimal 7%. Mo juga berfungsi sebagai penetralisir kekerasan wolfram. Molybdenum merupakan unsur tambahan pembuat keuletan baja yang maksimum.

6.      Ni = Nikel

      Mempunyai sifat yang ulet dan tahan terhadap bahan kimia dan untuk mengatasi korosi ( karat ) yang serius tetapi tidak mempunyai kekerasan yang tinggi. Merupakan unsur yang dicampurkan kedalam baja untuk mengatasi kerusakan pada temperatur tinggi (dapat mencapai 1200° C ).

7.      V = Vanadium

      Vanadium adalah bahan tambahan untuk pekerjaan panas karena sifat vanadium tahan terhadap gesekan pada temperatur yang tinggi.

8.      W = Wolfram

      Diperlukan untuk ketajaman, tahan terhadap temperatur tinggi dan juga sangat tahan gesekan. Wolfram mempunyai temperatur sepuh yang sangat tinggi dan memerlukan tempering berulang-ulang kali sehingga sangat sulit dalam pengolahannya.

9.      Co = Cobalt

           Sifatnya tahan gesek dan tahan panas pada temperatur tinggi., kekerasan tinggi tapi getas. Berfungsi untuk membentuk carbide, meningkatkan kekerasan dan sangat baik untuk ketajaman pada mata pisau.