pertemuan ke 6 logam non ferros

Materi Kuliah Teknologi Bahan 2011/2012 [email protected] Page 1

LOGAM NON FERROS

Pendahuluan

Logam non ferros memberikan sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh logam ferros, yaitu:

1. Tahan korosi

2. Mudah difabrikasi

3. Penghantar listrik dan panas yang tinggi

4. Ringan

5. Warnanya menarik

6. Strength to weight rationya dengan baja lebih baik

Tembaga dan Paduannya

Tembaga adalah logam yang berwarna kemerahan dengan berat jenis 8.85 (baja 7.8). titik leburnya 1083C.

Sifatnya :

Titik leburnya 1083C

Penghantar panas dan listrik yang baik

Keuletan yang tinggi

Tahan korosi tinggi

Harganya mahal

Mudah membentuk paduan dengan logam-logam lainnya.

Paduan tembaga dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok utama:


1. Kuningan (brass) : merupakan paduan tembaga dengan unsur paduan seng.

Diagram keseimbangan Cu Zn

Larutan padat alpha FCC dapat melarutkan seng hampir 39% pada temperature 450C, dan sedikit menurun pada

temperature yang lebih rendah. Pada larutan alpha , dengan kenaikan kadar seng kekuatan akan naik juga kekuletannya.

Larutan padat alpha ini mencapai kombinasi kekuatan-keuletan paling baik pada komposisi 70Cu-30Zn. Dengankadar seng

lebih tinggi (>38%) akan tampak adanya struktur baru yaitu phase beta () yang mengalami ordering menjadi . fase ini akan

lebih keras dan getas sehingga sulid dideformasi dingin.

Menurut strukturnya tembaga ini dikelompokkan menjadi:

a. Alpha brass (kandungan sengnya tidak lebih dari 36%)

Merupakan kuningan dengan phase tunggal larutan padat alpha dengan kadar Zn maksimum 35% dikenal memiliki

sifat tahan korosi yang baik dan mudah dideformasi dingin (cold working), warnanya bervariasi kemerahan(kadar Zn

rendah), dan kekuningan kekuninagan (pada kadar Zn tinggi).

Sehingga dibedakan menjadi:

- Yellow alpha Brass


Sifatnya:

Kandungan Zn 20-30%

Kombinasi kekuatan dan keuletannya bagus

Mampu cold working yang sangat baik

Sifat tahan korosinya kurang baik bila dibandingkan dengan red brass

Cenderung mengalami season cracking (stress corrosion cracking)

Cenderung mengalami dezincification, korosi yang menyebabkan porous, sehingga menjadi bocor.

Penambahan sedikit Pb akan menaikkan machinabilitynya

Penambahan Sn diperolehadmirally metal yang memiliki kekuatan sifat tahan korosi , dan cocok

dipakai sebagai pipa condenser dan heat exchanger pada ketel uap.

Pemanfaatanya:

Tangki kendaraan, tabung flashlight, fitting lampu, peluru, amunisi, dll.

- Red brass

Sifat:

Kandungan sengnya sedikit 5 10%

Keuletan cukup tinggi

Ketahanan korosinya lebih baik

Agak sulid dimachining

Harganya lebih mahal

Gilding metal (5% Zn) biasanya digunakan untuk:

o Coin, medalion, emblem, plaket, terutama yang dapat dipoles halus dan dilapis emas.

Commercial bronze (10% Zn) , warnanya mirip perunggu mudah di cold working, biasanya digunakan :

o Sekrup, keeling, benda tempa, dll.


Red brass (15% Zn) ,terbaik dalam hal tahan korosinya, biasanya digunakan :

o Alat-alat yang berhubungan dengan air sadah, Pipa radiator, condensor, dll.

Low Brass (20% Zn) , biasanya digunakan :

o Benda-benda hiasan, alat music, pipa fleksibel, benda-benda yang terbuat dengan deep drawing,

dll.

b. Alpha beta brass (kandungan seng lebih dari 36%)

- 38-46% Zn teridiri dari dua phase dan , beta ini lebih keras dang etas sehingga kuningan ini sulit di

coldwork, tetapi pada temperature yang lebih tinggi akan berubah menjadi yang sangat plastis sehingga

mudah dibentuk terutama sekali bila dipanaskan mencapai daerah fasa tunggal .

- Yang banyak digunakan adalah

+ muntz metal (60Cu-40Zn),

o Kekuatannya tinggi

o Sangat baik mengalami hot work

o Bila di quench dari daerah maka tidak sempat terbentuk, sehingga strukturnya pada suhu

kamar tetap . Dan dengan pemansan kembali akan keluar sedikit .

o Banyak dimanfaatkan untuk condenser head and tube, valve, dll.

o Sifat machinabilitynya dapat diperbaiki dengan penambahan sedikit timah hitam.

+ Manganese brass (58.5 Cu-39Zn-1.4Fe-1Sn-0.1Mn)

o Kekuatan tinggi

o Tahan aus yang sangat baik

o Dimanfaatkan untuk pelat kopling, poros, batang katup, pompa, kawat las, dll.


2. Perunggu (bronze) : paduan tembaga dengan unsur paduan utama bukan seng. a. Tin bronze (unsur paduan timah putih)

Sifatnya:

- Kekuatan dan ketangguhan tinggi

- Paduan utama timah putih 1 sd 11%

- Pada penuangannya selalu ditambahkan phosphor 0.01 sd 0.5%

- Tahan korosi

- Bebas dari kemungkinan season cracking

- Koefisien gesekan rendah

Manfaatnya :

- Untuk below

- Diafragma

- Bantalan luncur

- Pelat kopling

- Pegas

b. Silikon bronze (unsur paduan utama silicon)

Sifatnya:

- Kadar silikonnya tak lebih dari 5%

- Mengeras karena pengerjaan dingin

- Sifat mekaniknya setara dengan baja lunak(mid steel)

- Sifat tahan korosinya setara dengan tembaga

Pemanfaatannya :

- Tanki


- Bejana tekan(pressure vessel)

- Marine construction

- Pipa tekan hydrolic, dll.

c. Alumunium bronze (unsur paduan utama alumunium)

Sifatnya:

- Mengandung 4-11% Al

- Paduan < 7.5% Al strukturnya berfase tunggal, padat

- Paduaan >7.5% Al biasanya terdiri dari dua fase, pada temp. tinggi berupa padatan dan

- Terjadi reaksi eutectoid pada 565C, ==== + 2

- Strukturnya menyerupai perlit pada baja

- Bila di quench dari temperature tinggi (815-870C)menyerupai martensit pada baja.

- Bersifat coldworking yang baik

- Tahan korosi terhadap air dan udara

- Biasanya perlu dilakukan tempering pada temp. 370 540C untuk menaikkan kekuatan dan kekerasan.

Pemanfaatannya :

- Pipa condenser

- Mur baut

- Bejana tahan korosi, dll.

d. Beryllium bronze (unsur paduan utama beryllium)

Sifatnya :

- Paduan yang bisa dikeraskan dengan age hardening

- Sifat mekanik optimum dicapai saat kadar Be 2%, paduan ini digunakan untuk benda yang membutuhkan

formability tinggi pada kondisi lunak dan memiliki kekuatan dan creep resistance tinggi pada kondisi

setelah dikeraskan.


Aluminium Dan Paduannya

Sifat dan penggunaan alumunium

- Ringan

- Tahan korosi (karena ada lapisan alumina)

- Penghantar listrik dan panas yang baik

- Densitinya 2.7 (strength to weight ratio lebih tinggi daripada baja)

- Kekerasannnya tidak terlalu tinggi dapat diatasi dengan pemaduan

- Sukar dilas dan disorder karena adanya lapisan oksida keuntungannya tahan korosi

- Titik leburnya lebih dari 2000C

- Mengandung beberapa impurity (pengotoran), yaitu besi silicon, tembaga, dll (0.8%)

- Akibat impurity menurunkan sifat penghantarlistrik dan ketahanan korosinya tetapi meningkatkan

kekuatannya dibandingkan alumunium murni.

- Sangat mudah untuk difabrikasi, mudah dituang, dapat di forming dengan banyak cara, rolling, stamping,

forging, drawing, extruding, dll.

Paduan alumunium dapat digolongkan:

1. Alumunium wrought alloy

Berupa barang setengah jadi, misalnya, batang palat, dll.

Dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimianya, terdiri dari 4 digit angka, untuk seri 1xxx,

a. Digit pertama menunjukkan jenis paduan alumunium atau jenis unsur paduan.

b. Digit kedua menunjukkan modifikasi dari paduan orisinalnya atau batas impurity.

Digit 0 untuk paduan orisinal.

Digit 1 sampai 9 untuk modifikasi.

c. Digit ke tiga dan keempat menunjukkan angka decimal dari kemurnian alumunium.

Contoh : untuk seri 1xxx, paduan Al 1060 memiliki makna seri alumunium murni dengan 99.60% Al.


Sedangkan untuk seri 2xxx, hingga 8xxx digit ke tiga dan empat tidak banyak berarti hanya menunjukkan paduan yang satu

dengan yang lainnya pada seri itu saja .

Sifat mekanik dari dari kebanyakan paduan alumunium tidak saja dipengaruhi oleh komposisi kimianya tetapi juga olah

tingkat deformasinya dan heat treatment pada prses fabrikasinya untuk memberikan gambaran tentang sifat mekaniknya ini

maka di belakang serinya ditambahkan huruf yang menandai kondisinya.

- Huruf F untuk menandai fabricated

- Huruf O untuk annealed

- Huruf H untuk strain hardened

- Huruf W untuk solution heattreatment

- Huruf T untuk thermal treated

Kodifikasi Alumunium Wrought alloy

Alumunium 99.00% and greater 1xxx

Copper 2xxx

Manganese 3xxx

Silicon 4xxx

Magnesium 5xxx

Magnesium and silicon 6xxx

Zinc 7xxx

Other element 8xxx

2. Alumunium casting alloy


Diamond

pertemuan ke 6 logam non ferros

Documents