STEEL & OTHERS FERROUS

Transkripsi

1 STEEL & OTHERS FERROUS Keunggulan: Variasi sifat mekanik dapat dibuat dengan mudah dan ekonomis Kelemahan: Berat jenis relatif tinggi (ρ = 7,9 g/cm 3 Konduktivitas listrik rendah Ketahanan korosi relatif rendah

2 NON FERROUS ALLOYS A. ALUMINIUM B. TEMBAGA C. TITANIUM

3 ALUMINIUM (Al) Karakteristik Al & paduan secara umum: Ringan (ρ = 2,7 g/cm 3 ) Bentuk struktur kristal fcc Konduktivitas panas dan listrik tinggi Non magnetik Tidak pudar Kekuatan tinggi dan ulet Mudah fabrikasi Mampu bentuk baik Ketahanan korosi baik Mampu memantulkan sinar maupun panas Low melting (660 C)

4

5 METODE PENINGKATAN SIFAT Al A. SOLID SOLUTION STRENGTHENING B. WORK HARDENING C. PRECIPITATION HARDENING

6 METODE PENINGKATAN SIFAT Al A. SOLID SOLUTION STRENGTHENING Peningkatan sifat mekanik sebagai akibat adanya atom-atom asing yang larut padat (unsur paduan; Cu, Mg, Si, Mn, Zn) B. WORK HARDENING (strain hardening) Peningkatan sifat mekanik sebagai akibat pengerjaan dingin (Al-Mg; Al-Mn) C. PRECIPITATION HARDENING Peningkatan sifat mekanik sebagai akibat adanya fasa kedua (presipitat) yang terdistribusi secara merata dan halus di dalam matrik paduan (Al-Cu; Al-Si; Al-Mg- Si, Al-Zn)

7 ALUMINIUM (Al) Klasifikasi Al: 1. Al murni 2. Al paduan

8 1. Aluminium Murni a. Al Komersial (± 99-99,5%): Sebagai peralatan rumah tangga Untuk maksud arsitektur bangunan Bahan pengemas yang sangat tipis Cat metallic sebagai bahan aditif tahan korosi Pada industri baja sebagai deoksida Pesawat terbang Pada pengelasan Alumino Thermit Welding

9

10 Al Murni b. Al murni untuk industri listrik Konduktivitas listrik: 1. Tembaga 2. Perak 3. Emas 4. Aluminium c. Al murni (99,9%): sebagai bahan reflektor luar angkasa Semakin >> kemurnian, konduktivitas listrik dan panas >>, kekuatan <<

11 2. Al PADUAN A. CAST ALLOY B. WROUGH ALLOY

12 CAST ALLOY 1 x x x Al murni (>99%) 2 x x x Al-Cu 3 x x x Al-Si + Cu/Mg 4 x x x Al-Si 5 x x x Al-Mg 7 x x x Al-Zn 8 x x x Al-Sn 9 x x x Al+unsur lain Heat treatable : Al-Cu, Al-Si+Cu/Mg; Al-Si, Al-Zn Non heat treatable : Al-Mg, Al-Sn

13 WROUGH ALLOY 1 x x x Al murni (>99%) 2 x x x Al-Cu 3 x x x Al-Mn 4 x x x Al-Si 5 x x x Al-Mg 6 x x x Al-Mg-Si 7 x x x Al-Zn 8 x x x Al+unsur lain Heat treatable : Al-Cu, Al-Si, Al-Mg-Si, Al-Zn Non heat treatable : Al-Mn, Al-Mg

14

15

16

17 ARTI NOTASI F As-fabricated states H strain-hardened states O annealed states T3 solution heat treated, cold worked, age hardened T6 solution heat treatment followed by artificial aging

18 PADUAN Al-Cu duralumin Klasifikasi : a) Cu < 5,7% (lazimnya 4%) b) Cu > 5,7% a) Cu < 5,7% (lazimnya 4%) dapat dikeraskan dengan proses Precipitation Hardening (pengerasan presipitasi/endapan)

19 Fire-damaged Duralumin cross brace from the frame of the Zeppelin airship"hindenburg" salvaged from the crash site at Lakehurst Naval Air Station, NJ, on May 6, 1937

20 PRECIPITATION HARDENING (PH) Pengerasan yang disebabkan oleh adanya fasa kedua (presipitat) yang terdistribusi secara merata dan halus di dalam matrik paduan

21 DIAGRAM FASA Al-Cu 1 2 3

22 STRUKTUR MIKRO T 1 T 2 Pengintian θ Pertumbuhan θ T 3

23 SIKLUS PEMANASAN PH T 1

24 Prosedur Precipitation Hardening Paduan dipanaskan sampai fasa (titik 1, T 1 ) sehingga Cu larut padat dalam ( Solution Treatment ) Biarkan pada T 1 tersebut beberapa saat agar fasa θ terurai sempurna sehingga fasanya seluruhnya Celupkan ke dalam air dengan cepat (pendinginan cepat/quenching), agar tidak terjadi difusi sehingga strukturnya tetap. Tetapi pada fasa terjadidistorsikisiyang menyebabkan terjadinya peningkatan kekerasan meskipun tidak terlalu signifikan Kemudian dipanaskan lagi pada temperatur di daerah fasa (+θ), T 2 aging

25 PRECIPITATION HARDENING Tujuan Aging: Mendistribusikan dan mengubah ukuran dan bentuk θ sehingga terdistribusi secara merata dan halus di seluruh paduan sehingga menimbulkan peningkatan kekerasan yang optimal Jika T aging >> butir >> dan berakibat kekerasan akan turun Over Aging

26 SIFAT MEKANIK VS AGING TIME

27 AGING A. NATURAL AGING (NA) T aging = T kamar B. ARTIFICIAL AGING (AA) T aging > T kamar

28 SIKLUS PEMANASAN NATURAL AGING T ( C) T 2 3 quenching 1 4 Waktu Aging 5 (T kamar)

29 STRUKTUR MIKRO T 1 T 2 = T 3 fasa θ T 4 100% sss

30 SATURATED SOLID SOLUTION Dari diagram fasa Al-Cu, untuk Al-4%Cu dengan pendinginan lambat, batas kelarutan atom Cu dalam (Al) adalah 0,2%, tetapi ketika di-quench dari fasa (Al) maka tidak mungkin terjadi difusi, sehingga 4% Cu dipaksakan larut padat di dalam (Al) saturated solid solution T 5 Θ (presipitat) Θ (fasa kedua)

31 SIKLUS PEMANASAN ARTIFICIAL AGING T ( C) T 2 3 quench T +θ Waktu Aging 7

32 Precipitation Hardening Al 2024

33 Precipitation Hardening Al 2024