Struktur yang dibuat terutama atau sebagian besar dari bahan yang dikenal sebagai baja mungkin merupakan tambahan paling menonjol bagi manusia. Jika kita menganggap baja sebagai ikatan logam, itu wajar, tetapi baja sebenarnya diklasifikasikan sebagai paduan atau campuran logam yang berbeda. Dalam hal ini, hampir semua logam primer adalah besi, apa pun resepnya, tetapi seperti yang akan kita lihat, karbon dalam jumlah kecil pun dapat mengubah sifat baja secara signifikan.
Ketika besi dilebur dari bijihnya, ia mengandung lebih banyak karbon daripada yang diinginkan. Untuk menjadi baja, itu harus diolah kembali untuk mengurangi karbon ke jumlah yang tepat, di mana elemen lain dapat ditambahkan.
Baja
Sebenarnya, baja hanyalah jenis paduan arti besi lain, tetapi memiliki kandungan karbon yang jauh lebih rendah daripada besi tuang dan besi tempa dan logam lain sering ditambahkan untuk memberikan sifat tambahan.
Baja adalah bahan yang sangat berguna sehingga kita cenderung membicarakannya seolah-olah itu adalah logam dalam dirinya sendiri , semacam “anak besi” yang lebih ramping dan lebih modern yang diambil alih perusahaan keluarga!
Namun penting untuk mengingat dua hal. Pertama, baja pada dasarnya (dan sebagian besar) masih terbuat dari besi. Kedua, ada ribuan jenis baja yang berbeda, banyak di antaranya dirancang dengan tepat oleh para ilmuwan material untuk melakukan pekerjaan tertentu dalam kondisi yang sangat sulit.
Pengertian Baja
Baja adalah paduan besi dan karbon yang kandungan karbonnya berkisar hingga 2 persen (dengan kandungan karbon yang lebih tinggi, bahan tersebut didefinisikan sebagai besi tuang). Sejauh ini merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk membangun infrastruktur dan industri dunia, bahan ini digunakan untuk membuat segala sesuatu mulai dari jarum jahit hingga tanker minyak.
Pengertian Baja Menurut Para Ahli
Adapun baja menurut para ahli, antara lain:
- Merriam-Webster, Pengertian baja adalah besi komersial yang mengandung karbon dalam jumlah berapapun hingga sekitar 1,7 persen sebagai penyusun paduan penting, mudah dibentuk bila dalam kondisi yang sesuai, dan dibedakan dari besi tuang oleh kelenturannya dan kandungan karbon yang lebih rendah.
- Cambridge Dictionary, Definisi baja adalah sifat ikatan logam kuat yaitu campuran besi dan karbon, digunakan untuk pembuatan benda-benda yang membutuhkan struktur yang kuat terutama kendaraan dan gedung.
- Collins Dictionary, Baja adalah logam yang sangat kuat yang sebagian besar terbuat dari besi. Baja digunakan untuk membuat banyak hal, misalnya jembatan, gedung, kendaraan, dan peralatan makan.
Sejarah Penemuan Baja
Sejarah baja dapat ditelusuri kembali pada awal mula kemunculan besi, yang merupakan komponen utama baja. Meskipun ada temuan yang menunjukkan bahwa besi digunakan 4000 SM, penggunaannya kemungkinan lebih terbatas. Pada awal pengerjaan logam, perunggu secara signifikan lebih populer daripada besi.
Penemuan arkeologi membuktikan bahwa perunggu banyak digunakan untuk persenjataan dan baju besi tetapi juga untuk tujuan komersial. Namun, semakin banyak penemuan besi ditemukan kemudian sekitar 2700 SM, memberi nama periode Zaman Besi. Baja sendiri adalah paduan yang terbuat dari setidaknya dua elemen, besi dan karbon, dan muncul sekitar 2000 tahun ke Zaman Besi.
Besi meteoritik adalah jenis baja tertua yang diketahui. Besi diekstraksi dari paduan besi-nikel yang ditemukan di sangat sedikit meteorit. Oleh karena itu, penggunaan besi meteorit sangat jarang dan hanya digunakan untuk acara-acara khusus, hiasan dan upacara.
Selama 4000 SM, Mesir Kuno telah menggunakan besi meteorit untuk ornamen dan ujung tombak. Bahkan sebelumnya, sekitar 5000 SM, manik-manik yang terbuat dari besi meteorit digunakan di Iran, membuktikan bahwa baja memiliki sejarah yang panjang dan beragam.
Besi menggantikan perunggu karena kekerasan superiornya yang sangat penting dalam persenjataan dan peralatan. Meskipun besi dapat ditemukan banyak sekali di Bumi, ia jarang terlihat seminimal mungkin karena depositnya terutama dapat ditemukan di bijih dan meteorit.
Temperatur leleh yang tinggi (Tm (Fe) = 1535 ° C) dan rendahnya kandungan besi dalam bijih adalah dua alasan utama mengapa besi tidak digunakan sebanyak perunggu. Selanjutnya, pada zaman perunggu, besi lebih rapuh karena kandungan bermacam-macam yang tinggi.
Jenis Baja
Secara umum, baja terbagi dalam empat kelompok: baja karbon, baja paduan, baja perkakas, dan baja tahan karat. Nama-nama ini memang bisa membingungkan, karena semua baja paduan mengandung karbon (seperti halnya baja lainnya), semua baja karbon juga merupakan paduan, dan baik baja perkakas maupun baja tahan karat adalah paduan juga.
-
Karbon
Sebagian besar baja yang diproduksi setiap hari (sekitar 80-90 persen) adalah apa yang kita sebut baja karbon, meskipun hanya mengandung sedikit karbon, terkadang kurang dari 1 persen. Dengan kata lain, baja karbon hanyalah baja dasar biasa.
Baja dengan sekitar 1 sampai dengan 2 persen karbon disebut (tidak mengherankan) baja karbon tinggi dan, seperti besi tuang, mereka cenderung keras dan rapuh; baja dengan karbon kurang dari 1 persen dikenal sebagai baja karbon rendah (“baja ringan“) dan seperti besi tempa, lebih lembut dan lebih mudah untuk dibentuk.
Berbagai macam barang sehari-hari dibuat dengan baja karbon, dari badan mobil dan lambung kapal perang hingga kaleng baja dan suku cadang mesin.
-
Paduan
Selain besi dan karbon, baja paduan mengandung satu atau lebih unsur lain, seperti kromium, tembaga, mangan, nikel, silikon, atau vanadium. Dalam baja paduan, elemen ekstra inilah yang membuat perbedaan dan memberikan beberapa fitur tambahan penting atau sifat yang ditingkatkan dibandingkan dengan baja karbon biasa. Baja paduan umumnya lebih kuat, lebih keras, lebih tangguh, dan lebih tahan lama daripada baja karbon.
-
Perkakas
Baja perkakas adalah baja paduan keras yang digunakan untuk membuat perkakas, cetakan, dan suku cadang mesin. Itu terbuat dari besi dan karbon dengan elemen tambahan seperti nikel, molibdenum, atau tungsten untuk memberikan kekerasan dan ketahanan ekstra terhadap keausan.
Baja perkakas juga diperkuat dengan proses yang disebut tempering, di mana baja pertama-tama dipanaskan hingga suhu tinggi, kemudian didinginkan dengan sangat cepat, kemudian dipanaskan kembali ke suhu yang lebih rendah.
-
Tahan Karat
Baja yang mungkin paling sering kita lihat adalah baja tahan karat, yang digunakan dalam alat makan rumah tangga, gunting, dan instrumen medis. Baja tahan karat mengandung banyak kromium dan nikel, sangat tahan terhadap korosi dan arti reaksi kimia lainnya, serta mudah dibersihkan, dipoles, dan disterilkan.
Jenis baja yang satu ini tahan korosi karena atom kromium bereaksi dengan oksigen di udara untuk membentuk semacam kulit luar pelindung yang menghentikan oksigen dan air menyerang atom besi yang rentan di dalamnya.
Sifat Baja
Baja dikenal terutama karena daya tahan, kekerasan, dan ketangguhannya. Dalam beberapa kasus, ini juga terkenal karena kemilau. Baja memiliki titik leleh yang sangat tinggi (sekitar 1.510 ° C, lebih tinggi dari kebanyakan logam; tembaga, misalnya, hampir 500 derajat lebih dingin) dan kepadatan yang sangat tinggi (7,9 g / cm3, hampir delapan kali arti air).
Baja lebih keras dan lebih kuat secara keseluruhan daripada yang disebut elemen induknya, besi. Namun ini sangat fleksibel dan dikenal dengan kekuatan tariknya yang tinggi (yaitu, kemampuannya untuk menahan beban, atau gaya yang diterapkan, tanpa kehilangan bentuknya).
Kekuatan tarik semua jenis baja tinggi dibandingkan dengan bahan lain tetapi sangat bervariasi antar jenis baja. Di ujung bawah, nilainya kira-kira 290 N / mm2; pada ujung atas, kekuatan tarik setinggi 870 N / mm2.
Satu milimeter persegi (mm2) hanyalah sepersejuta meter persegi. Ini berarti baja dapat memiliki kekuatan tarik 870 juta newton per meter persegi – sama dengan massa 88,8 juta kilogram, atau 195,7 juta pound (97.831 ton), di Bumi!
Jika kita pernah menggunakan wajan besi, kita mungkin telah memperhatikan betapa sangat kokohnya (atau setidaknya berat) wajan tersebut. Ketika besi adalah satu-satunya atau hampir satu-satunya komponen dari sesuatu seperti panci, maka besi lebih rapuh daripada baja.
Tetapi untuk sebagian besar suhu memasak sehari-hari (yang tampak “panas”, tetapi tidak mendekati seperti tungku peleburan), perbedaan fungsional antara besi dan baja mungkin tidak langsung terlihat, meskipun biasanya terlihat agak berbeda.
Manfaat Baja
Baja adalah bahan logam yang paling banyak digunakan dan paling banyak didaur ulang di Bumi. Dari baja tahan karat dan suhu tinggi hingga produk karbon datar, baja dalam berbagai bentuk dan paduannya menawarkan sifat yang berbeda untuk memenuhi berbagai aplikasi. Karena alasan ini, selain kombinasi logam dengan kekuatan tinggi dan biaya produksi yang relatif rendah, baja kini digunakan dalam banyak produk.
Aplikasi baja dapat dibagi menjadi tujuh sektor pasar utama. Angka-angka tersebut adalah persentase produksi baja yang didedikasikan untuk mereka, menurut Asosiasi Baja Dunia (WSA):
Bangunan dan infrastruktur, 51%; Peralatan mekanik, 15%; Otomotif, 12%; Produk logam, 11%; Transportasi lainnya, 5%; Peralatan rumah tangga, 3%; Peralatan listrik, 3%. Berikut ini penjelasan singkat terkait manfaat atau penggunaan baja dalam berbagai sektor tersebut:
- Gedung dan Prasarana
Lebih dari separuh baja yang diproduksi setiap tahun digunakan untuk membangun gedung dan infrastruktur seperti jembatan. Menurut WSA, sebagian besar baja yang digunakan di sektor ini ditemukan pada batang penguat (reinforcing bars) (44%); produk lembaran, termasuk yang digunakan untuk atap, dinding bagian dalam, dan langit-langit (31%); dan bagian struktural (25%).
Selain aplikasi struktural tersebut, baja juga digunakan pada bangunan untuk sistem HVAC dan pada item seperti tangga, rel, dan rak. Gedung Asuransi Rumah 10 lantai di Chicago adalah gedung pencakar langit pertama di dunia yang dibangun dengan rangka baja. Itu selesai pada tahun 1885.
Selain jembatan, aplikasi baja pada infrastruktur terkait transportasi meliputi terowongan, rel kereta api, stasiun pengisian bahan bakar, stasiun kereta api, pelabuhan, dan bandara. WSA mengatakan sekitar 60% penggunaan baja di bidang ini adalah sebagai besi beton.
Baja juga banyak digunakan dalam infrastruktur utilitas, termasuk untuk bahan bakar, air, dan listrik. WSA menyatakan bahwa setengah dari baja yang digunakan untuk infrastruktur utilitas adalah dalam bentuk pipa bawah tanah untuk air atau gas alam.
- Peralatan Mekanik
Penggunaan baja terbesar kedua ini mencakup (di antara banyak hal lainnya) buldoser, traktor, mesin yang membuat suku cadang mobil, derek, dan perkakas tangan seperti palu dan sekop. Penjelasan ini juga termasuk rolling mills yang digunakan untuk membentuk baja menjadi berbagai bentuk dan ketebalan.
- Otomotif
Rata-rata, hampir 2.000 pon, atau 900 kilogram, baja digunakan untuk membuat mobil, menurut WSA. Sekitar sepertiga digunakan dalam struktur bodi dan eksterior, termasuk pintu. 23% lainnya ada di drive train, dan 12% di suspensi. Baja berkekuatan tinggi canggih, yang dibuat dengan proses yang rumit dan bobotnya lebih ringan daripada baja tradisional, mencapai sekitar 60% dari struktur bodi mobil modern.
- Produk Logam
Sektor yang satu ini mencakup berbagai produk konsumen seperti furnitur, kemasan makanan dan minuman, serta pisau cukur. Makanan yang dikemas dalam kaleng baja tidak perlu didinginkan.
- Transportasi Lainnya
Baja digunakan di kapal, kereta api dan gerbong kereta, dan bagian pesawat. Lambung kapal/badan kapal (hull) besar hampir semuanya terbuat dari baja, dan kapal baja membawa 90% kargo global.
Baja penting untuk transportasi laut dalam satu hal: hampir semua dari sekitar 17 juta kontainer pengiriman dunia terbuat dari baja. Selain mobil, baja muncul di kereta api di roda, sumbu, bantalan, dan motor. Di pesawat terbang, baja sangat penting untuk mesin dan roda pendaratan.
- Peralatan Rumah Tangga
Mesin cuci dan pengering pakaian, kompor, oven microwave, mesin pencuci piring, dan lemari es semuanya mengandung baja dalam jumlah yang bervariasi, termasuk motornya, jika dapat diterapkan. Menurut American Iron and Steel Association, mesin cuci bukaan depan umumnya mengandung 84,2 pon baja, sedangkan lemari es-freezer atas-bawah berisi 79 pon.
- Peralatan listrik
Sektor pasar baja besar terakhir melibatkan aplikasi dalam produksi dan distribusi listrik. Itu berarti trafo, yang memiliki inti baja magnet, generator, motor listrik, tiang, dan kabel yang diperkuat baja.
Baja bisa didefinisikan sebagai paduan besi yang biasanya mengandung beberapa persen karbon untuk meningkatkan kekuatan dan ketahanan retaknya dibandingkan dengan besi. Banyak elemen tambahan lainnya mungkin ada atau ditambahkan. Baja tahan karat yang tahan korosi dan oksidasi biasanya membutuhkan tambahan 11% kromium.
Sebagai indikasi dari kepentingan relatif bahan ini, pada tahun 2013 produksi baja mentah dunia sekitar 1,6 miliar ton, sedangkan produksi logam rekayasa terpenting berikutnya, aluminium, sekitar 47 juta ton.
Alasan utama popularitas baja adalah biaya pembuatan, pembentukan, dan pemrosesannya yang relatif rendah, kelimpahan dua bahan bakunya (bijih besi dan scrap), dan berbagai sifat mekaniknya yang tak tertandingi.
Nah, itulah saja artikel yang bisa kami uraikan pada segenap pembaca berkenaan dengan pengertian baja menurut para ahli, sejarah, jenis, sifat, dan manfaatnya yang bisa dilihat dalam kehidupan sehari-hari. Semoga memberi edukasi.
