Sifat - Sifat Baja

Baja mempunyai sejumlah sifat yang membuatnya menjadi baqhan bangunan yang sangat berharga. Beberapa sifat baja yang penting adalah: kekuatan, kelenturan, kealotan, kekerasan dan ketaqhan terhadap korosi. 
1. Kekuatan 
baja mempunyai daya tarik,lengkung, dan tekan yang sangat besar. Pada setiap partai baja, pabrikan baja menandai beberapa besar daya kekuatan baja itu. Pabrikan baja misalnya, memasukan satu partai baja batangan dan mencatumkan pada baja itu Fe 360. di sini Fe menunjukan bahwa partai itu menunjukkan daya kekuatan (minimum) tarikan atau daya tarik baja itu. Yang dimaksud dengan istilah tersebut adalah gaya tarik N yang dapat dilakukan baja bergaris tengah 1 mm2 sebelum baja itu menjadi patah. Dalam hal ini daya tarik itu adalah 360 N/mm2. dahulu kita mencantumkan daya tarik baja itu Fe 37,  karena daya tariknya adalah 37 kgf/mm2. karna smengandung sedikit kadar karbon, maka semua jenis baja mempunyai daya tarik yang kuat. Oleh karna daya tarik baja yang kuat maka baja dapat menahan berbagai tegangan, seperti tegangan lentur. 
2. Kelenturan
menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan deformas
3. Kekakuan
menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting dari pada kekuatan.
4. Kekerasan
Kekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal), sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakupanaskan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik.
Metoda Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan sering sekali dilakukan karena mengetahui kekerasan suatu material maka (secara umum) juga dapat diketahui beberapa sifat mekanik lainnya, seperti kekuatan. Pada pengujian kekerasan dengan metoda penekanan, penekan kecil (identor) ditekankan pada permukaan bahan yang akan diuji dengan penekanan tertentu. Kedalaman atau hasil penekanan merupakan fungsi dari nilai kekerasan, makin lunak suatu bahan makin luas dan makin dalam akibat penekanan tersebut, dan makin rendah nilai kekerasannya.


Kerasan Rockwell
Pengujian Rockwell merupakan cara yang paling umum digunakan untuk mengukur kekerasan, karena pengujiannya sederhana untuk dikerjakan dan tidak dibutuhkan kemampuan khusus. Dalam uji kekerasan Rockwell ada beberapa skala yang dapat digunakan dan kombinasi jenis identor dan beban yang diterapkan. Identor yang digunakan ada dua macam, yaitu:
Bola baja yang dimiliki diameter 1/16, 1/8, 1/4, 1/2  in .
Kerucut intan yang digunakan untuk bahan-bahan yang keras.
Dengan sistem ini, angka kekerasan dapat ditentukan berdasarkan perbedaan kedalaman hasil penetrasi yang diawali beban minor dan diikuti oleh beban mayor yang lebih besar. Besarnya beban minor adalah 10 kg dan beban mayor adalah 60, 100, 150 kg. Kekerasan dapat dibaca secara secara langsung dan hanya membutuhkan beberapa detik saja.
Mesin  Uji Kekerasan Rockwell
Banyak digunakan model dan tipe mesin uji kekerasan Rockwell pada saat ini. Penerapan penggunaan  beban ada yang dengan pegas maupun benda mati. Beberapa alat menggunakan alat pencatat dial, akan tetapi penggunaan pencatat digital mulai popoler akibat peningkatan dari kemampuan baca alat. Bahkan ada yang menggunakan microprocessors untuk mengontrol proses pengujian dan dapat dihubungkan dengan komputer.
Bermacam-macam metode telah dikembangkan untuk dapat meningkatkan funsi dari Mesin uji kekerasan Rockwell. Akan tetapi prinsip dasar dari mesin pengujian itu semua ada pada mesin yang menggunakan beban mati, seperti pada Gambar .

Gambar Skema mesin Uji kekerasan Rockwell dengan beban mati
Penggunaan Mesin Uji Kekerasan Rockwell
Lokasi titik pengujian pada mesin uji kekerasan sangat penting. Bila penekanan dilakukan terlalu dekat dengan bagian tepi dari benda uji maka harga kekerasan yang didapat akan berkurang dari yang sebenarnya. Untuk memeastikan hasil pengukuran kekerasan yang didapat akurat, jarak penekanan minimal haruslah dua atau satu setengah diameter penekanan dari bagian tepi benda uji. Sedangkan jarak minimum antara satu penekanan dengan penekanan yang lain minimal lima kali diameter penekanan.
Pemilihan skala yang tepat juga sangat mempengaruhi terhadap hasil pengukuran kekerasan. Contohnya pada material lunak digunakan Rockwell B dengan indentor bola baja, bila diganti dengan yang lain maka harga kekerasan yang didapat tidak benar. Tidak ada batsan maksimum pada pengukuran kekerasan dengan menggunakan indentor intan. Tetapi bagaimanapun, Rockwell C sebaiknya tidak digunakan pada material tungsteen, karena material tersebut akan retak atau umur indentornya intan akan berkurang. Rockwell A adalah skala yang dapat diterima dalam pengujian kekerasan produk industri karbida.

Metode Brinell : Metode ini diperkenalkan pertama kali oleh J.A. Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball) denganbeban dan waktu indentasi tertentu
Metode Vickers : Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk piramida dengan sudut 136o , seperti diperlihatkan oleh gambar dibawah dimana d adalah panjang diagonal rata-rata dari jejak berbentuk bujur sangkar

5. Ketangguhan (toughness)
Ketangguhan (toughness menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.
6. Kelelahan (fatigue), 
Kelelahan(Fatigue)adalah salah satu jenis kegagalan (patah) pada komponen akibat beban dinamis(pembebanan yang berulang-ulang atau berubah-ubah).
Diperkirakan 50%-90% (Gambar.1.1) kegagalan mekanis
adalah disebabkan oleh kelelahan.


Modus kegagalankomponen atau struktur dapat
dibedakan menjadi 2 katagori utama yaitu:
1.Modus kegagalan quasi statik (modus kegagalan
yang tidak tergantung pada waktu, dan ketahanan
terhadap kegagalannya dinyatakan dengan kekuatan).
2.Modus kegagalan yang tergantung pada waktu
(ketahanan terhadap kegagalannya dinyatakan dengan
umur ataulife time).
Jenis- jenismodus kegagalan quasi statikyaitu:
1.Kegagalan karena beban tarik.
2.Kegagalan karena beban tekan.
Kegagalan karena beban geser.
Patahan yang termasuk jenis modus kegagalan ini adalah patah ulet dan patah getas.
Kelelahan logam diawali dengan pembentukan awal retak dan dilanjutkan dengan penjalaran retakan hingga komponen mengalami patah.
Lokasi awal retak pada komponen atau logam yang mengalami pembebanan dinamis atau siklik adalah pada titik daerah dimana memilikikekuatan yang paling minimumdan atau pada titik daerah dimana mengalamitegangan yang paling maksimum. Oleh karena itu untuk memperkirakan umur lelah suatu komponen merupakan suatu hal yang cukup sulit, hal ini disebabkan oleh banyaknya faktor-faktor yang mempengaruhi umur lelahnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi umur lelah:
1.Pembebanan:
- Jenis beban:uniaksial, lentur, puntir.
- Pola beban: periodik, random.
- Besar beban (besar tegangan).
- Frekwensi siklus beban.
2.Kondisi material.
- Ukuran butir.
- Kekuatan.
- Penguatan dengan larutan padat.
- Penguatan dengan fasa ke-2.
- Penguatan regangan.
- Struktur mikro.
- Kondisi permukaan(surface finish).
- Ukuran Komponen.
3.Proses pengerjaan.
- Proses pengecoran.
- Proses pembentukan.
- Proses pengelasan.
- Proses pemesinan.
- Proses perlakuan panas.
4.Temperatur operasi.
5.Kondisi lingkungan

7. Plastisitas (plasticity)
Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).
8. Kegetasan (brittleness)
Adalah suatu sifat bahan yang mempunyai sifat berlawanan dengan keuletan. Kerapuhan ini merupakan suatu sifat pecah dari suatu material dengan sedikit pergeseran permanent. Material yang rapuh ini juga menjadi sasaran pada beban regang, tanpa memberi keregangan yang terlalu besar. Contoh bahan yang memiliki sifat kerapuhan ini yaitu besi cor.
9. Melar (creep)
Merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik bila pembebanan yang besarnya relatif tetap dilakukan dalam waktu yang lama pada suhu yang tinggi.

Sumber : http://faza-ahda.blogspot.co.id/2010/11/sifat-sifat-baja.html