Logam Besi Dijelaskan: Sifat, Jenis, dan Penggunaan
Apa Itu Logam Besi?
Istilah ferrous berasal dari kata Latin Ferrum, yang berarti “senyawa logam yang mengandung besi.” Logam besi adalah yang hanya mengandung jumlah kecil besi dalam komposisinya. Logam besi magnetik dan memiliki kekuatan serta kekerasan tinggi karena kandungan besinya.
Logam besi adalah logam yang terutama terdiri dari besi dan memiliki properti magnet. Logam besi dikenal karena kekerasan, daya tahan, dan kekuatan tariknya. Beberapa logam besi umum meliputi baja leguran, baja karbon, besi cor, dan besi tulang. Logam besi dikenal dan digunakan karena kekuatannya.
Logam besi sangat rentan terhadap korosi ketika terpapar kelembaban atau lingkungan asam atau korosif karena kandungan molekul karbon yang tinggi. Sebagai akibatnya, biasanya dicampur dengan banyak unsur leguran berbeda untuk mendapatkan properti yang diinginkan.
Beberapa contoh unsur leguran yang digunakan meliputi kromium, vanadium, nikel, dan mangan. Unsur-unsur ini dapat memberikan baja besi properti bahan yang membuatnya banyak digunakan dalam berbagai industri teknik.
Beberapa properti logam besi yang diinginkan meliputi daya tahan, kekuatan tarik yang hebat, magnetisme, resistensi korosi yang rendah, warna perak, kemampuan untuk didaur ulang, dan konduktivitas listrik. Namun, sulit untuk menetapkan properti umum di antara logam besi secara keseluruhan karena berbagai macam unsur leguran yang digunakan untuk mengubah karakteristik mereka.
Properti yang dimiliki membuatnya sempurna untuk digunakan di kedua sektor industri dan arsitektur untuk proyek seperti gedung dermaga, jembatan, proyek rel kereta api, dan kendaraan. Karena properti magnetnya, logam besi juga banyak digunakan dalam berbagai alat rumah tangga dan mesin.
Logam besi, namun, memiliki kandungan karbon tinggi, yang umumnya membuat mereka lebih mudah karat; stainless steel adalah pengecualian karena kandungan kromiumnya, begitu juga besi tulang, karena keurnian kandungan besinya. Logam besi banyak digunakan dalam hampir semua industri seperti dalam pembuatan kontainer pengiriman, piping industri, mobil, rel kereta api, kapal, dan banyak alat komersial dan domestik.
Sumber daya yang membantu:
Apa Itu Logam Non-Besi?
Apa Itu Logam dan Berbagai Jenis Logam?
Apa Itu Logam Alkali?
Apa Itu Besi?
Dalam kimia, kata sifat Ferrous menunjukkan senyawa yang mengandung besi (II), berarti besi dalam keadaan oksidasi +2, mungkin sebagai kation bivalen Fe2+. Ini berlawanan dengan “ferric” atau besi (III), berarti besi dalam keadaan oksidasi +3, seperti kation trivalen Fe3+.
Penggunaan ini sebagian besar digantikan oleh nomenklatur IUPAC, yang mengharuskan keadaan oksidasi ditunjukkan dengan angka Romawi dalam kurung, seperti oksida besi (II) untuk oksida ferrous (FeO), oksida besi (III) untuk oksida ferric (Fe2O3), dan oksida besi (II, III) untuk oksida Fe3O4 yang mengandung kedua bentuk besi.
Di luar kimia, “ferrous” secara umum berarti “mengandung besi”. Kata ini berasal dari kata Latin Ferrum (“besi”). Logam besi meliputi baja dan besi daging (dengan kandungan karbon beberapa persen) dan leguran besi dengan logam lain (seperti stainless steel). “Non-ferrous” digunakan untuk menggambarkan logam dan leguran yang tidak mengandung jumlah besi yang signifikan.
Istilah “ferrous” biasanya hanya diterapkan pada logam dan leguran. Kata sifat ferruginous digunakan sebagai gantinya untuk merujuk pada zat non-logam yang mengandung besi, seperti “air ferruginous”; atau warna coklat-oranye yang mirip karat.
Sifat Logam Besi
Logam besi berbagi beberapa properti dasar, termasuk rentan terhadap karat dan magnetik. Daftar properti logam besi umum meliputi:
Tahan lama
Kekuatan tarik yang baik
Konduktivitas listrik yang baik
Resistensi korosi rendah
Warna perak
Dapat didaur ulang
Biasanya magnetik
Logam besi dapat mencakup berbagai macam unsur leguran berbeda, termasuk kromium, nikel, mangan, molibdenum, dan vanadium, mangan. Unsur leguran ini memberikan bahan besi properti berbeda yang memungkinkan digunakan dalam berbagai aplikasi teknik dan lainnya termasuk alat, pipa, kontainer, peralatan dapur, dan fabriksi yang lebih besar seperti gedung dermaga.
Daftar Logam Besi
Beberapa logam besi umum meliputi baja leguran, baja karbon, besi cor, dan besi tulang, mari kita bahas masing-masing satu per satu.
1. Baja
Baja dibuat dengan menambahkan besi ke karbon yang mengeras besi. Baja leguran menjadi lebih tahan lagi saat unsur lain seperti kromium dan nikel diperkenalkan. Baja dibuat dengan memanaskan dan melelehkan bijih besi dalam tungku. Baja diambil dari tungku dan dituang ke cetakan untuk membentuk batang baja. Baja banyak digunakan dalam industri konstruksi dan manufaktur.
2. Baja Karbon
Baja karbon memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dibandingkan jenis baja lainnya membuatnya sangat keras. Biasa digunakan dalam pembuatan alat mesin, bor, baling-bal, sekrup, dan pegas. Ini dapat mempertahankan tepi potong yang tajam.
3. Baja Leguran
Baja leguran menggabungkan unsur seperti kromium, nikel, dan titanium untuk memberikan kekuatan dan daya tahan yang lebih besar tanpa menambah berat. Stainless steel adalah baja leguran penting yang dibuat menggunakan kromium. Baja leguran digunakan dalam konstruksi, alat mesin, dan komponen listrik.
4. Besi Cor
Besi cor adalah leguran yang dibuat dari besi, karbon, dan silikon. Besi cor rapuh, keras, dan tahan terhadap aus. Digunakan dalam pipa air, alat mesin, mesin mobil, dan pelet kayu.
Besi cor diproduksi ketika kandungan karbon 1,5-4% di legur dengan besi. Unsur lain termasuk silikon, mangan, sulfur, dan fosfor akan hadir, tetapi hanya dalam jumlah kecil. Besi cor rapuh tetapi memiliki resistensi aus yang baik karena kekerasannya. Ini juga mudah dicetak, relatif murah, memiliki kekuatan tekan tinggi, dan titik leleh rendah.
5. Besi Tulang
Besi tulang adalah leguran dengan kandungan karbon yang sangat sedikit sehingga hampir besi murni. Durante proses manufaktur, sedikit scoria ditambahkan yang memberikan besi tulang resistensi korosi dan oksidasi yang sangat baik, namun, rendah dalam kekerasan dan daya tahan kelelahan. Besi tulang digunakan untuk pagar dan pergelangan, peralatan pertanian, paku, duri barbed, rantai, dan berbagai hiasan.
Contoh dan Penggunaan Masing-masing
Karena properti yang berbeda dari bahan besi, mereka memiliki berbagai aplikasi yang berbeda tergantung pada logam yang digunakan:
Baja Non-Leguran
Juga dikenal sebagai baja karbon, baja non-leguran menggunakan karbon sebagai unsur leguran. Baja ini memang mencakup unsur lain, seperti mangan, silikon, sulfur, dan fosfor, tetapi kandungan unsur-unsur ini begitu rendah sehingga tidak mempengaruhi properti bahan.
Baja non-leguran diklasifikasikan sebagai memiliki kandungan karbon rendah, menengah, atau tinggi, dan masing-masing memiliki karakteristik dan metode perlakuan yang berbeda:
1. Baja Karbon Rendah
Baja karbon rendah, juga disebut baja lembut, hanya mengandung 0,05-0,25% karbon. Murah dan lenyek, baja ini banyak digunakan untuk barang seperti baut dan baut atau penggerusan. Kedekerasan permukaan baja ini dapat ditingkatkan dengan carburizing.
2. Baja Karbon Menengah
Baja karbon menengah mengandung 0,25-0,6% karbon. Kandungan karbon yang lebih tinggi ini memberikan peningkatan kekuatan dan kekerasan dibandingkan baja karbon rendah. Namun, baja ini memiliki duktilitas yang lebih rendah dibandingkan baja karbon rendah.
Tingkat karbon dan mangan yang lebih tinggi dalam baja karbon menengah berarti dapat diangin dan disejukkan. Baja ini banyak digunakan untuk membuat komponen untuk industri otomotif, seperti roda gigi, poros, dan sumbu, tetapi juga cocok untuk digunakan pada aplikasi kereta api.
3. Baja Karbon Tinggi
Baja karbon tinggi mengandung 0,6-1% karbon dan adalah yang paling kuat di antara baja non-leguran. Kekuatan ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang memerlukan resistensi terhadap aus mekanis, sambil juga baik dalam mempertahankan bentuknya.
Di sisi negatif, baja ini kalah dari baja karbon rendah ketika datang ke kemampuan las, duktilitas, dan daya tahan benturan. Baja karbon tinggi digunakan untuk pegas, baling-bal, rel baja, kawat tali, pelat tahan aus, alat, dan lainnya.
Baja Leguran dan Unsur Legurannya
Baja leguran membentuk subgrup lain dari logam besi, dengan setiap unsur leguran memiliki efeknya sendiri pada properti bahan. Unsur leguran ini termasuk kromium, tembaga, nikel, silikon, dan titanium, tetapi dapat digabungkan untuk memberikan rentang properti. Berikut adalah properti dari unsur leguran yang paling umum ini:
1. Kromium
Kromium digunakan untuk membuat stainless steel, dengan tingkat kromium di atas 11% membuat logam tahan korosi. Lapisan kromium teroksidasi di atas logam akan mencegah logam di bawahnya bersentuhan dengan oksigen, sehingga sangat mengurangi peluang korosi. Kromium juga meningkatkan kekerasan, kekuatan tarik, daya tahan, dan resistensi aus logam.
2. Mangan
Mangan dapat digunakan sebagai unsur leguran untuk mencegah terbentuknya sulfida besi, serta meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi, meningkatkan duktilitas dan resistensi aus. Mangan juga dapat meningkatkan kemampuan pengeringan melalui penyejuk, mengurangi bahaya terbentuknya cacat dan membuat logam lebih stabil.
3. Nikel
Nikel, saat digunakan dengan unsur lain, dapat meningkatkan duktilitas dan resistensi korosi. Misalnya, campuran 18% kromium dan 8% nikel membuat stainless steel yang sangat awet.
4. Silikon
Silikon dapat digunakan untuk meningkatkan properti magnet logam serta meningkatkan kekuatan dan memberikan elastisitas untuk aplikasi seperti pegas.
5. Titanium
Titanium dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan resistensi korosi logam, serta membatasi ukuran grain austenite.
6. Vanadium
Karbida vanadium juga membatasi ukuran grain logam, meningkatkan duktilitas bahan yang di legur. Vanadium juga meningkatkan kekuatan, kekerasan, resistensi aus dan benturan. Namun, jika digunakan dalam jumlah yang terlalu tinggi dapat memberikan dampak negatif pada properti bahan.
7. Molibdenum
Molibdenum memberikan efek yang baik pada leguran baja yang beroperasi pada suhu tinggi. Ini tidak hanya meningkatkan properti mekanis, tetapi juga memberikan resistensi yang lebih tinggi terhadap karat dan korosi, dan memperkuat efek unsur leguran lainnya.
FAQ.
Apa itu logam besi?
Kata ‘ferrous’ berasal dari kata Latin ‘Ferrum,’ yang berarti ‘besi.’ Logam besi meliputi baja, besi cor, serta leguran besi dengan logam lain (seperti stainless steel).
Apa contoh logam besi?
Beberapa contoh yang paling umum ditemukan dari logam besi meliputi baja, besi cor, dan besi tulang. Dikenal karena kekejernya dan kemampuan mesinnya, baja banyak digunakan dalam industri konstruksi dan manufaktur.
Apa logam besi dan non-besi?
Logam besi didefinisikan sebagai logam yang mengandung besi. Logam non-besi tidak. Salah satu perbedaan utama dalam spesialisasi adalah apakah foundry bekerja dengan logam besi, logam non-besi, atau keduanya. Definisi logam besi adalah logam yang mengandung besi; logam non-besi tidak.
Apa empat logam besi umum?
Logam besi yang paling umum adalah besi cor, besi tulang, baja leguran, dan baja karbon, juga disebut baja struktural.
Apa 3 jenis logam?
Ada tiga jenis utama logam: logam besi, logam non-besi, dan leguran. Logam besi adalah logam yang sebagian besar terdiri dari besi dan jumlah kecil unsur lain.
Bagaimana logam besi dibuat?
Logam besi harus diekstrak dari bijih besi. Sumber bijih besi adalah kerak Bumi, yang mengandung logam dan senyawa logam seperti oksida besi. Namun, bijih sering dicampur dengan zat lain. Untuk mengoptimalkan penggunaan logam, harus diekstrak dari campuran.
Apa logam besi yang paling umum?
Baja karbon kemungkinan besar adalah jenis logam besi yang paling banyak digunakan. Utama terdiri dari besi, dengan lebih dari 90% komposisi kimianya adalah unsur itu. Unsur leguran utama lainnya dalam baja karbon hanyalah karbon.
Mengapa stainless steel adalah logam besi?
Stainless steel adalah logam besi karena mengandung besi. Logam besi sebagian besar mengandung besi. Mereka memiliki jumlah kecil logam atau unsur lain yang ditambahkan, untuk memberikan properti yang diperlukan. Logam besi magnetik dan memberikan sedikit resistensi terhadap korosi.
Apa perbedaan antara ferric dan ferrous?
Oksida ferrous, biasanya dikenal sebagai oksida besi (II) mengandung besi yang kehilangan 2 elektron dalam proses oksidasi. Jadi, dapat berikatan dengan atom lain yang memiliki 2 elektron tambahan. Oksida ferric, biasanya dikenal sebagai oksida besi (III). Mengandung besi yang kehilangan 3 elektron.
Mengapa logam besi magnetik?
Istilah logam besi merujuk pada logam yang mengandung besi. Sebagai akibat dari kandungan besinya, logam besi magnetik, kuat, dan keras.
Mana yang merupakan leguran besi?
Leguran besi (ferroalloys) atau logam adalah logam yang sebagian besar terdiri dari besi (Fe). Baja adalah leguran berbasis besi yang biasanya mengandung kurang dari 1% karbon, sedangkan besi sering mengandung 2% atau lebih karbon.
Mengapa mangan adalah besi?
Mangan dan Kobalt memiliki kandungan besi di dalamnya jadi disebut mineral besi. Sedangkan Mica, boksit tidak mengandung besi, jadi disebut mineral non-besi.
Apa mineral besi berikan dua contoh?
Mineral yang mengandung besi disebut mineral besi. Contoh mineral besi adalah kromit, bijih besi, dan mangan.
