LOGAM

FERROUS :Fe 50 % diklasifikasikan menjadi :- Baja : 1. Menurut kadar C (plain carbon steel) : Baja karbon rendah

Baja karbon sedang Baja karbon tinggi

2. Menurut penggunaannya 3. Menurut perlakuan panas- Besi tuang : 1. Besi tuang kelabu

2. Besi tuang putih 3. Besi tuang berbintik 4. Besi tuang mampu tempa

5. Besi tuang bergrafit bulat

Non Ferrous : Fe < 50 %, diklasifikasikan menjadi :-. Aluminium (Al)- Magnesium (Mg)- Tembaga (Cu)- Kuningan / brass (Cu – Zn)- Perunggu / bronze (Cu – Sn)- Timah putih (Sn)- Timah hitam (Pb)- Seng (Zn)- Nikel (Ni)- dsb

PERBEDAAN BAJA DAN BESI

Dapat ditinjau dari :1. Komposisi kimia2. Sifat-sifat mekanis3. Proses pembuatannya

BESI BAJA 2 % < C < 6,67 % 0,002 % < C ≤ 2 %

Mn < 1 % Mn < 1 % Si = 1 – 3 % Si < 1 %

P < 0,05 % P < 0,05 % S < 0,05 % S < 0,05 %

-------------------------------------------------------------------------------------------- Keras dan getas - Dapat dibentuk secara plastis- Meredam getaran - Meneruskan getaran

-------------------------------------------------------------------------------------------- Proses pembuatannya - Proses pembuatannya secara secara reduksi oksidasi

PROSES PEMBUATAN BESI BAJA

Bijih Besi Pemurnian & aglomerisasi

Pelet (oksida besi) / Fe2O3, Fe3O4

Reduksi Fe (besi murni)

casting oksidasi

Besi tuang Baja casting

Baja tuang

KRISTAL LOGAMKristal adalah susunan atom-atom yang teratur dimana keteraturannya

selalu berulang dalam pola 3 dimensi. Yg tidak teratur : amorfKristal logam diklasifikasikan menjadi :

Sistim kristalStruktur kristal

SISTIM KRISTAL

c a b

SISTIM KRISTAL : Bentuk bangun / pola 3 dimensi yang terbentuk akibat adanya keteraturan atom-atom di dalam kristal logam.

STRUKTUR KRISTAL : Susunan / posisi atom-atom di dalam pola 3 dimensi (di dalam sistim kristal)

Berdasarkan parameter-parameter yang ada maka sistim kristal diklasifikasikan menjadi 7 macam :

1. Triklin : a # b # c ; # # # 90o

2. Monoklin : a # b # c ; = = 90o # 3. Ortorombik: a b # c, = = = 90o

4. Rhombohedral (trigonal) : a = b = c, = = 90o

5. Hexagonal : a = b # c, = = 90o, = 120o

6. Tetragonal : a = b # c, = = = 90o

7. Cubic : a = b = c, = = = 90o

a, b, c = rusuk-rusuk bangun 3 dimensi disebut dg konstanta kisiα,β,γ = sudut-sudut antara konstanta kisiUmumnya logam-logam penting mempunyai sistim kristal kubus

(cubic) dan hexagonal.

STRUKTUR KRISTAL

Untuk sistim kristal cubic terdapat 2 macam struktur kristal yaitu FCC dan BCC sedangkan untuk sistim kristal hexagonal dikenal struktur kristal CPH

FCC (Face Centered Cubic) / Kubus Pemusatan Sisi

Mempunyai kerapatan atom = 0,74Lunak dan uletMudah dibentuk karena mempunyai bidang geser yang cukup banyakContoh logam yang mempunyai struktur kristal FCC adalah Al, Ni, Cu, Au, Ag, Pt, Pb, Fe()

BCC (Body Centered Cubic) / Kubus Pemusatan Ruang

Mempunyai kerapatan atom = 0,68Kuat dan kerasSulit dibentuk karena mempunyai sedikit bidang geserContoh logam yang mempunyai struktur kristal BCC adalah Cr, Fe(), Fe(), Mo, V dan Na

CPH (Closed Packed Hexagonal) / Heksagonal Tumpukan Padat

Mempunyai kerapatan atom = 0,74Lunak dan uletMudah dibentukContoh logam yang mempunyai struktur kristal CPH adalah Mg, Be, Zn, Cd, Hf dan Ti

CACAT KRISTAL

Dalam penyusunannya ternyata atom-atom dalam kristal tidak seluruhnya membentuk keteraturan yang sempurna. Ketidaksempurnaan itu disebut cacat kristal yang dapat berupa :

Cacat titikCacat garisCacat bidang atau volume

Cacat-cacat kristal tersebut dapat mengganggu keteraturan susunan atom-atom setempat.

CACAT TITIK

a. Atom kosong (vacancy) : c. Atom pengganti (substitusi) :0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0

Fe dapat digantikan oleh Cr,Ni

b. Atom sisipan (interstisi) :0 0 0 00 0 * 0 00 0 0 0

Fe dapat disisipkan dengan C, N,H

CACAT GARIS (DISLOKASI)

a. Edge Dislocation (dislokasi sisi)

b. Screw Dislocation (dislokasi ulir) :

CACAT BIDANG / VOLUME : BATAS BUTIR

Batas butir merupakan daerah yang mobile / mudah bergerakyang mengakibatkan semua proses perubahan atom/metalurgiselalu berawal dari batas butir misalnya perubahan fasa, pergerakan dislokasi, pertumbuhan butir.

CATATAN :-Butir yang besar mengakibatkan sifat logam menjadi lunak-Butir yang kecil / halus mengakibatkan sifat logam menjadi keras / kuat

BAJA KARBONMerupakan baja dengan unsur paduan utama karbon tetapi disamping

itu masih mengandung unsur-unsur lain seperti Al, Cr, Co, Mo, Ni, Ti, Vatau Mn dan unsur-unsur lain yang jumlahnya terbatas (Mn merupakan unsur yg mutlak ada)

Klasifikasi baja karbon (plain carbon steel)1. Baja karbon rendah : 0,08 – 0,35 % C2. Baja karbon medium : 0,36 – 0,50 % C3. Baja karbon tinggi : 0,51 % - 1,70 % CMerupakan jenis baja yang paling banyak digunakan terutama dalam

bentuk profil, lembaran atau strip dan terutama dari baja karbon rendah khususnya untuk industri kendaraan bermotor

Klasifikasi lembaran baja karbon rendah :1. Yang mengutamakan sifat mampu bentuk sehingga kekuatannya

diabaikan. Untuk mendapatkan sifat ini harus diperhatikan faktor R = (εw) / (εt)εw = regangan arah lebarεt = regangan arah tebal

Variasi dalam R disebut anisotropi planar :R = (Ro + 2 R45 + R90) / 2

Faktor lain yang harus diperhatikan adalah faktor n = work hardening rate. Faktor ini sangat diperlukan untuk lembaran yang mengalami stretching. Nilai n yang tinggi dapat tercapai jika inklusi non metalik (MnS) ditekan seminimal mungkin.Lembaran yg sifat mampu bentuknya tinggi ini banyak digunakan untuk pembuatan komponen yang melalui proses perubahan bentuk

2. Yang mengutamakan kekuatannya sehingga sifat mampu bentuknya diabaikan. Untuk mendapatkan sifat tersebut lembaran harus mempunyai ukuran butir yang halus sesuai dengan persamaan Hall Petch :

σy = σi + k (d)-1/2

σy = tegangan luluhσi = tegangan luluh yang disebabkan oleh

pergerakan dislokasik = konstantad = diameter butirLembaran yg kuat ini banyak digunakan untuk pembungkus komponen2, contohnya adalah tin plate yang banyak digunakan pada peti kemas.

Klasifikasi baja karbon berdasarkan tingkat deoksidasinya :1. Rimmed steel : tidak ada unsur deoksidator yang

ditambahkan2. Capped steel : hanya sedikit unsur deoksidator yang

ditambahkan3. Semikilled steel :unsur deoksidator yang ditambahkan

lebih banyak daripada yang ditambahkan pada capped steel

4. Killed steel : terjadi proses deoksidasi yang cukup sehingga merupakan baja karbon dengan kualitas yang paling baik. Unsur deoksidator yang ditambahkan dapat berupa FeSi, FeMn ataupun Al. Jika Al yang ditambahkan dalam jumlah yang memadai maka bajanya disebut Al killed steel.

Diagram alir pembuatan low carbon sheet steelProses pembuatan baja

Ingot cast(rimmed, capped, semikilled atau killed steel)

Hot rolled to slab

Hot rolled to sheet (coils)

Pickling

Cold rolled 40 – 80 %

Anil (box atau continous annealed)

Skin rolled (temper rolled) Electroplated

Proses pembuatan baja : merupakan proses oksidasi yang bertujuan untuk mengurangi % C dalam besi tuang dan menambahkan unsur-unsur paduan. Reaksi Oksidasinya : C + O2 CO2

Ingot cast : baja kemudian dituang ke dalam cetakan (continous casting) menjadi baja rimmed, capped, semikilled atau killed.

Hot rolled to slab : setelah itu dilakukan proses rolling panas dari bentuk ingot menjadi slab

Hot rolled to sheet : slab kemudian dilakukan lagi proses rolling untuk mereduksi ketebalannya menjadi bentuk sheet (lembaran tipis) yang dapat digulung menjadi coil

Pickling : merupakan proses pencucian permukaan lembaran baja produk hot rolled sehingga menjadi bebas dari oksida-oksida

Cold rolled : jika ingin mendapatkan lembaran baja yang lebih tipis lagi maka dilakukan proses rolling dingin yang dapat mereduksi sampai dengan maksimum 80 %.

Anil : lembaran yang telah mengalami cold rolled akan menjadi sangat keras dan kuat (karena terjadi efek strain hardening) sehingga untuk melunakkan kembali agar dapat dibentuk lebih lanjut, maka dilakukan proses anil yang dapat berupa box anneal (anil serempak/anil kotak) atau continous anneal (anil kontinyu)

Box annealed : beberapa coil ( 4 – 6 ) coil dimasukkan sekaligus ke dalam dapur pemanas.

Continous annealed : proses anil yang dilakukan per coil sehingga sifat mekanisnya akan lebih homogen.

Skin rolled atau temper rolled : merupakan proses reduksi dingin (dapat melalui cold rolled) 0,5 – 1 % yang tujuannya untuk menghaluskan permukaan dan menghilangkan gejala yielding (fluktuasi) pada tegangan luluh untuk mencegah terjadinya cacat kekasaran permukaan yang disebut stretcher strain (yang munculnya setelah lembaran dibentuk)

Electroplated : merupakan proses pelapisan permukaan lembaran baja yang tujuannya untuk mencegah terjadinya korosi dan meningkatkan kekerasan permukaan . Sebagai logam pelapis dapat menggunakan Cr, Ni, Co. Jika menggunakan Zn sebagai pelapis maka prosesnya disebut galvanizing.

CATATAN : Superplastisitas : merupakan istilah yang diberikan untuk material yang

mempunyai elongasi yang sangat besar (dapat mencapai sampai 1000 %) di bawah pengaruh tegangan tarik tanpa terjadi necking.Fenomena ini terjadi pada temperatur tinggi yaitu 0,5 dari temperatur cair logam (dalam Kelvin).

Sifat ini dapat diperoleh melalui :1. Penghalusan butir sehingga harus ada unsur untuk mencegah

terjadinya pertumbuhan butir pada temperatur tinggi (sifat ini muncul pada daerah alpha + gamma)

2. Penambahan Al, atau Si untuk memperluas daerah alpha + gamma sampai temperatur yang lebih tinggi.

Paduan yang secara komersial mulai terkenal dengan sifat superplastisitasnya adalah :

1. Supral : base metal Al dipadu dengan Cu 6 % dan Zr 0,5 % (terjadi fenomena ini pada 460oC)

2. IMI 318 : base metal Ti dipadu dengan Al 6 % dan V 4 % (terjadi fenomena ini pada 900oC)

Pengaruh unsur-unsur impurities terhadap sifat mekanis baja karbon :1. S : meningkatkan machinability tetapi dapat menyebabkan retak

panas (hot shortness / red shortness)2. P : dapat menyebabkan retak dingin (cold shortness)3. Si : dapat meningkatkan kekuatan baja dan sebagai unsur

deoksidator.

HIGH STRENGTH LOW ALLOY STEEL

Sebenarnya termasuk baja karbon rendah C<0,35% tetapi ada beberapa unsur paduan tertentu yang ditambahkan dalam jumlah kecil (micro alloy) dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatannya, oleh karena itu baja ini tidak termasuk lagi baja karbon rendah tetapi termasuk kelompok tersendiri yaitu high strength low alloy steel.

Jenis baja ini cocok untuk komponen-komponen kapal laut, plat-plat mobil, pipa gas alam cair dll karena sifat-sifatnya antara lain :

1. Mampu las yang baik2. Mempunyai suhu transisi yang rendah3. Mempunyai ketahanan “fracture toughness” yang tinggi

Unsur-unsur micro alloy yang ditambahkan antara lain V, Ti, Nb, B, Zr, atau Mo yang fungsinya sebagai grain refiner (penghalus butir) dan mempermudah pengubahan struktur mikro/fasa

Berdasarkan matriksnya HSLA dapat dikelompokkan menjadi :1. Ferit perlit2. Ferit bainit3. Martensit temper4. Bainit

INCLUTION SHAPE CONTROLPada baja-baja berkekuatan tinggi umumnya keuletan masih menjadi

masalah. Keuletan terutama ditentukan oleh kemurnian dan bila kemurnian sulit diatur, dapat dilakukan pengendalian bentuk inklusi (mekanisme ini dapat diterapkan pada inklusi non metalik seperti MnS dan oksida-oksida)

Tidak mengandungUnsur Ca, Ce, ZrAtau Ti

Mengandung unsur Ca,Ce, Zr atau Ti

ULTRA HIGH STRENGTH STEEL

Merupakan baja yang mempunyai kekuatan yang sangat tinggi yaitu sekitar 1170 – 1860 MPa, mempunyai sifat-sifat antara lain :

1. Kekuatan yang tinggi diiringi dengan keuletan2. Ketahanan terhadap impact yang tinggi3. Ketahanan terhadap beban dinamis yang tinggi4. Mempunyai mampu las yang tinggiLogam ini terutama dipakai untuk komponen-komponen bagian

bawah suatu konstruksi seperti roda pesawat terbang, baut berkekuatan tinggi, bejana tekan, bearing dan sebagainya.

Yang termasuk baja Ultra High Strength antara lain :1. Maraging Steel. Baja harus bebas dari unsur-unsur pengotor

seperti N, S, P agar diperoleh ketangguhan yang tinggi. Disamping itu harus mengandung C yang rendah dan Ni yang tinggi. Cara memperolehnya baja dipanaskan sampai 850oC, didinginkan sampai temperatur kamar, lalu diaging pada 400oC selama 6 jam.

2. Trip Steel (Transformation Induced Plasticity) Baja ini diperoleh jika metastable austenitic stainless steel tipe 301 dideformasi plastis pada temperatur kamar

Efek sensitisasi merupakan gejala yang sering terjadi pada stainless steel yaitu merupakan efek yang menimbulkan perubahan sifat dari tahan korosi menjadi tidak tahan korosi (sensitif). Hal ini disebabkan karena terbentuknya Cr23C6 pada temperatur 500 -700oC

Jika SS mengalami pengerjaan panas atau perlakuan panas maka pada 500 – 700oC akan terjadi difusi Cr ke batas butir membentuk Cr23C6 Korosi yang terjadi akibat efek ini disebut korosi transgranular

Cr23C6

Cr

500-700oC

Usaha untuk menanggulangi efek sensitisasi antara lain :1. Menggunakan stainless steel dengan kadar karbon yang

rendah (jika akan dilakukan proses pengerjaan panas atau perlakuan panas)

2. Dilakukan proses perlakuan panas kembali untuk menguraikan Cr23C6 menjadi unsur Cr bebas yang terdistribusi merata di dalam butir.

Cr23C6 23 Cr + 6 C

Ferritic Stainless Steel :1. Kekuatannya rendah2. Tidak mudah terkena efek sensitisasi3. Mempunyai ketahanan korosi yang baik terhadap cairan dan

temperatur tinggi sehingga banyak digunakan untuk tangki-tangki industri kimia peralatan dapur

4. Mempunyai sifat cold formability yang baik

Martensitic Stainless Steel :1. Mudah terkena efek sensitisasi

2. Jenis baja ini yang banyak digunakan adalah tipe 410

3. Kuat dan keras

Austenitic Stainless Steel :

1. Mengandung fasa austenitic karena mengandung unsur Ni

2. Bersifat non magnetik dan bersifat tangguh pada suhu rendah

3. Mudah dilas

4. Jenis baja ini yang banyak digunakan adalah tipe 304

Duplex alloys:

Fasanya terdiri dari campuran ferit dengan martensit atau ferit dengan austenit atau austenit dengan martensit

Precipitation Hardened Stainless Steel :1. Matriks dasarnya austenit atau martensit

2. Austenitic precipitation hardened stainless steel bersifat non magnetik sehingga banyak digunakan untuk beberapa aplikasi. Untuk penguatannya ditambahkan Mo, Cu, Nb atau Ti.

3. Martensitic precipitation hardened stainless steel umumnya mempunyai sifat mirip dengan maraging steel tetapi mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik.

TOOL STEELMerupakan kelompok baja yang beragam mulai dari perkakas sederhana seperti

tang, obeng, alat-alat potong dsb sampai perkakas berat seperti dies, roll dsb.

Berdasarkan AISI (American Iron and Steel Institute) dapat dikelompokkan menjadi :

1. Kelompok baja A (Air Hardening)2. Kelompok baja D (Cold Working Tool Steel), C dan Cr nya tinggi3. Kelompok baja O (Oil Hardening)4. Kelompok baja S (Shock Resistance)5. Kelompok baja W (Water Hardening)6. Kelompok baja L (Low Alloy Tool Steel) untuk special purpose7. Kelompok baja P (Plastic dies) untuk dies yang memproses barang-

barang dari plastik, C nya rendah8. Kelompok baja M (Molibdenum High Speed Steel) , Mo maksimum 10%9. Kelompok baja T (Tungsten High Speed Steel) Tungsten : 11,75 – 21

%, Mo maksimum 1 %10. Kelompok baja H (Hot Working Tool Steel) Cr nya relatif tinggi

Sifat-sifat yang harus dipenuhi oleh tool steel antara lain :1. Mempunyai kekerasan dan kekuatan yang tinggi tetapi

tidak getas.2. Mempunyai ketahanan aus yang tinggi3. Sifat mekanisnya tidak berubah pada temperatur

tinggi.Sifat-sifat tersebut dapat tercapai melalui mekanisme

penguatan yang tepat disamping mengandung unsur-unsur pembentuk karbida.

Karbida adalah senyawa antara karbon dan unsur logam yang dapat memberikan sifat mekanis yang dikehendaki. Unsur-unsur pembentuk karbida antara lain Cr, T, Mo, V dan Co yang masing-masing dapat memberikan sifat-sifat sebagai berikut :

Cr: membentuk karbida yang dapat meningkatkan sifat mampu keras

T : membentuk karbida yang dapat meningkatkan ketahanan aus

Mo : membentuk karbida halus, berbentuk bulat sehingga memberikan sifat ketangguhan yang lebih baik, dan dapat meningkatkan ketahanan aus.

V : membentuk karbida yang sangat keras.

Co : membentuk karbida yang dapat meningkatkan jumlah karbon di dalam matriks dan memperbaiki kekerasan setelah ditemper.

Sifat-sifat tool steel dapat terpenuhi melalui pembentukan karbida dengan cara :

1. Mengatur jenis karbida2. Mengatur distribusi karbida dalam matriks3. Mengatur ukuran karbida4. Mengatur jarak antar karbida5. Mengatur tempat pengendapan karbida (di dalam butir atau pada

batas butir)

karbida

JENIS-JENIS KARBIDA YANG DAPAT TERBENTUK( M= metal/unsur paduan logam)

TIPE UNSUR (KOMPOSISI % BERAT)

MC (Face Centered Cubic)

Fe (41%), T (23%), Mo (14%),V (43%), Cr (4,5%)

M2C (Heksagonal) Fe (7%), T (41%), Mo (28 %), V (11 %), Cr (8%)

M3C (Orthorombik) Fe (76%), T (5%), Mo (4%), V (2%), Cr (8%)

M23C6 (Face Centered Cubic)

Fe (45%), T (25%), Mo (18%), V (4%), Cr (5%)

M6C Fe (35%), T (35%), Mo (19%), V (3,3%), Cr (3,3%)

BESI TUANG (CAST IRON)

Umumnya dapat dikelompokkan menjadi :1. Besi tuang kelabu (grey cast iron)2. Besi tuang putih (white cast iron)3. Besi tuang berbintik (mottled cast iron)4. Besi tuang mampu tempa (malleable cast iron)5. Besi tuang bergrafit bulat (ductile cast iron)Pada umumnya besi tuang (non paduan) mempunyai sifat mekanis

antara lain :1. Getas karena tidak mempunyai daerah deformasi plastis sehingga

tidak dapat diubah bentuknya (penggunaannya terbatas)2. Mudah mengalami pemesinan3. Kekuatan tariknya rendah4. Sangat efektif untuk meredam getaran.

Karbon dalam besi tuang dapat mengendap sebagai karbon bebas ( C / grafit ) atau sebagai senyawa Fe3C (sementit / karbida besi). Jika sebagai karbon bebas (grafit) maka tipe-tipe grafit dalam besi tuang dapat dikelompokkan menjadi :

1. Tipe A: tersebar merata, arah sembarang, dimiliki oleh besi tuang kelabu. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia eutektik dan belum banyak mengalami proses peleburan ulang sehingga pengotornya sangat sedikit.

Bentuk flakes/ bentuk serpih

2. Tipe B : berbentuk seperti bunga rose sehingga disebut rossete. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi eutektik dan sudah mengalami peleburan berulang kali sehingga pengotornya sangat banyak.

3. Tipe C : tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypereutektik

4. Tipe D : arah sembarang, grafitnya halus, terjadi di antara dendrit. Tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypoeutektik

5. Tipe E : arahnya teratur (searah), tipe ini terjadi pada besi tuang yang mempunyai komposisi kimia hypoeutektik yang diberi chill efect pada lokasi tertentu

Besi tuang kelabu : karbon mengendap sebagai karbon bebas (grafit tipe A), dikelompokkan menjadi :

1. Ferritic grey cast iron2. Pearlitic grey cast iron3. Ferritic dan pearlitic grey cast ironUntuk pembuatan besi tuang kelabu diperlukan kecepatan pendinginan

yang rendah.Besi tuang putih : karbon mengendap sebagai senyawa Fe3C sehingga

besi tuang putih mempunyai sifat sangat keras akibatnya jarang digunakan untuk pembuatan komponen. Untuk pembuatan besi tuang putih diperlukan kecepatan pendinginan yang tinggi

Besi tuang berbintik : merupakan perpaduan antara besi tuang putih dan besi tuang kelabu.

Proses pembuatan besi tuang berbintik :

Besi tuang mampu tempa : merupakan besi tuang hasil proses perlakuan panas dari besi tuang putih.

Cetakan logam

Pasircetak

Pasircetak

putih

kelabu

Fe3C 3 Fe + C900oC

Berasal dari Besi tuang putih

Berbentuk agregat(mengelompok) sehinggaSifat besi tuang ini dapatDibentuk seperti baja

berbintik

Besi tuang bergrafit bulat : besi tuang ini lebih unggul sifat mekanisnya dan lebih murah dibandingkan dengan besi tuang mampu tempa. Untuk dapat membulatkan grafit ditambahkan unsur paduan Mg atau Ce yang dapat menurunkan kadar S dan O sehingga dapat meningkatkan tegangan permukaan cairan besi yang akibatnya dapat membulatkan grafit.

Mg atau Ce Kadar S Dan O rendah

MeningkatkanteganganPermukaan cairanbesi

Grafit bulat

ALUMINIUM

Unsur Al menempati posisi ketiga pada kerak bumi (sebanyak 8%). Secara berurutan, susunan unsur mulai dari yang terbanyak adalah sebagai berikut :

1. Oksigen (21%)2. Silikon (10%)3. Aluminium (8%)4. Fe (5%)5. Mg (2%)6. Cu (0,01%)

Bijih tambang Al adalah bauxite yang terdiri dari:

1. 60% alumina (Al2O3)

2. 30% Fe2O3

3. Sejumlah kecil SiO4. dll

Atom Al sangat kuat berikatan dengan atom oksigen membentuk Al2O3, sehingga sulit untuk memisahkannya, tidak dapat dengan pembakaran kokas atau tidak juga dengan hembusan oksigen panas, karena Al nya akan terbakar terlebih dahulu dan yang tertinggal adalah unsur-unsur pengotornya.

Oleh karena itu cara yang digunakan untuk memisahkan Al dari alumina adalah dengan proses elektrolisa (proses bayer) :

Al2O3 + 3 C 2 Al + 3 CO

2 Al2O3 + 3 C 4 Al + 3 CO2

Larutan elektrolit yang digunakan : Cryolite (Na3AlF6)

Sifat-sifat Al antara lain :1. Mempunyai ikatan yang sangat kuat

dengan atom oksigen membentuk Al2O3

2. Mempunyai ketahanan korosi yang baik3. Penghantar panas dan listrik yang baik4. Mudah ditempa sampai membentuk

lembaran yang sangat tipis5. Berat jenisnya sangat rendah (ringan)

(1/3 dari berat jenis besi/baja)

Berdasarkan standar AA (Aluminium Association) dapat dikelompokkan menjadi:

I. Wrought Al Alloys Groups :a. 1xxx : Al murni (kemurnian 99%)b. 2xxx : Al – Cuc. 3xxx : Al – Mnd. 4xxx : Al – Sie. 5xxx : Al – Mgf. 6xxx : Al – Mg – Sig. 7xxx : Al – Znh. 8xxx : Al – unsur-unsur laini. 9xxx : unused series XXXX

alloy

Impurity limitPurity (99,xx%)

II. Cast Aluminium Alloys Groups :a. 1xx.x : Al murni (kemurnian 99%)b. 2xx.x : Al – Cuc. 3xx.x : Al – Si (dg penambahan

Cu/Mg)d. 4xx.x : Al – Sie. 5xx.x : Al – Mgf. 6xx.x : unused seriesg. 7xx.x : Al – Znh. 8xx.x : Al – Sni. 9xx.x : Al – other element

TEMBAGA(Cu)

Bijih tambang tembaga adalah copper pyrites (CuFeS2). Tahapan perolehan Cu dari bijih tambangnya adalah sbb :

1. Bijih dikonsentrasikan untuk menghilangkan lumpur sebanyak mungkin.

2. Hasilnya berupa konsentrat yang kemudian dipanaskan dengan arus udara yang dapat menghilangkan belerang sedangkan besi dan silikon dioksidasikan menjadi terak yang mengapung di atas cairan murni Cu2S.

3. Lalu dilakukan proses elektrolisa yang akan menghasilkan kemurnian Cu 99,97%

Sifat-sifat tembaga antara lain :1. Mempunyai daya hantar listrik yang tinggi2. Mempunyai daya hantar panas yang baik3. Ketahanan korosi yang baik (banyak digunakan

dalam pembuatan radiator, ketel dan perlengkapan pemanas lainnya)

4. Sangat malleable dan ductile (sehingga dapat dirol, ditekan, ditarik atau ditempa dengan mudah)

Beberapa tembaga paduan antara lain :KUNINGAN (BRASS) : merupakan paduan antara

tembaga dengan seng (Zn) sampai dengan 45% Zn dan sejumlah kecil logam-logam lain seperti timah putih, timah hitam, aluminium, mangan dan besi. Kuningan yang mengandung 10 -35% Zn sering digunakan untuk proses deep drawing dan pekerjaan tekan pada umumnya. Ductility maksimum dicapai pada kuningan 70 – 30, yang dikenal sebagai logam peluru karena banyak digunakan untuk selongsong peluru.

PERUNGGU (BRONZE) : merupakan paduan antara Cu dengan Sn. Secara komersil dapat dikelompokkan menjadi :

1. Perunggu tempa : mengandung kurang lebih 7% Sn. Paduan ini biasanya dalam bentuk lembaran dan lempengan dari proses rolling atau sebagai batangan dan kawat melalui proses tarik, disamping itu banyak digunakan untuk sudu turbin.

2. Perunggu tuang : mengandung 10-18% Sn, digunakan terutama untuk bantalan yang menanggung beban berat (high duty bearing).

3. Perunggu Aluminium : merupakan paduan yang mengandung kurang lebih 5% Al bersifat ductile dan malleable. Tahan korosi dan warnanya serupa dengan emas 22 karat.

TEMBAGA – NIKEL : merupakan paduan yang dalam setiap perbandingannya baik dalam keadaan padat maupun cair terdiri dari 1 fasa tunggal, sehingga untuk setiap perbandingannya, paduan ini bersifat ductile dan malleable

TEMBAGA – BERYLLIUM : mengandung 1,75% Be dan 0,2% Co. Proses perlakuan panasnya sama dengan perlakuan panas pada aluminium. Sering digunakan untuk alat-alat tanpa percikan api seperti pahat dan gergaji untuk tempat-tempat kerja yang dapat menimbulkan kebakaran.

NIKEL (Ni)

Merupakan logam yang berwarna putih keabu-abuan. Mempunyai daya tahan karat yang baik, tidak hanya dalam atmosfir tetapi juga dalam keadaan yang lain, oleh karena itu Ni banyak dipergunakan dalam industri pelapisan (electro plating) tidak hanya untuk pelapisan akhir tetapi juga untuk pelapisan dasar pada pelapisan chromium untuk mendapatkan kualitas yang tinggi.

Umumnya digunakan sebagai unsur paduan :1. Paduan tahanan listrik yang digunakan pada suhu

tinggi. Terdiri dari Ni – Cr atau Ni – Cr – Fe. Sifat-sifatnya antara lain tahan oksidasi pada suhu tinggi, mempunyai titik lebur tinggi, daya hantar listrik yang baik. Sifat-sifat ini menyebabkan paduan ini banyak digunakan untuk membuat kabel tahanan dan elemen pemanas untuk beberapa keperluan yang bekerja pada temperatur tinggi hingga mencapai warna merah terang.

2. Paduan tahan karat yang digunakan pada suhu kamar. Terdiri dari Ni yang dipadu dengan Mo,Fe, Cr atau Cu.

3. Paduan tahan karat yang digunakan pada suhu tinggi. Terdiri dari 80% Ni, 14% Cr dan 6% Fe.

4. Paduan pemuaian rendah. Terdiri dari Ni – Fe, mempunyai koefisien muai yang sangat rendah sehingga banyak digunakan untuk peralatan-peralatan penelitian yang bekerja dalam kondisi suhu yang berubah-ubah