II. M E T A L L U R G I Adalah salah satu cabang ilmu logam yang mempelajari tentang : Sifat-sifat logam Struktur logam Pembuatan logam Pengerjaan logam Penggunaan logam
MetallurgiProduktif,Metallurgi Adaptif,dan Metallurgraf A. Metallurgi Produktif Berorientasi pada cara-cara pemisahan biji logam dari ikatanikatanya,dimana biji logam yang akan diolah menjadi logam didapatkan dari alam dengan proses penambangan,sampai mendapatkan logam tunggal.
A. 1. hydro metallurgi Pemisahan biji logam menjadi logam tunggal dengan cara basah,yaitu biji logam kadar tinggi dilarutkan dalam cairan kimia sebagai pelarut dilaksanakan dengan cara electrolisa sampai didapatkan logam tunggal yang murni. Sebagai zat pelarut biasanya dipakai asam sulfat,asam clorida.
A. 2. Pyro metallurgi Pemisahan biji logam agar didapatkan logam tunggal dengan cara pemanasan pada temperatur tinggi,seperti yang berlangsung pada proses dapur tinggi dimana biji logam yang telah terurai dalam bentuk cair,kemudian kotorankotoran yang masih tercampur dng biji logam akan diikat oleh batu kapur berupa terak,sehingga di peroleh logam murni.
A. 3. Electro metallurgi Mengubah arus listrik,untuk tujuan pemisahan biji logam,dengan cara : A.3.1 Electrothermis Yaitu mengubah arus listrik menjadi panas yang digunakan sebagai proses pemisahan. A.3.2 Electrolistik Mengubah arus listrik sehingga dapat menimbulkan efek-efek electrolisa dalam larutan.
B. Metallurgi Adaptif Pembahasan metallurgi adaptif berkisar pada pengertian penggunaan logam untuk keperluan kehidupan se-hari2,terutama pertimbangan properties dalam memenuhi tuntutan teknis,misal : keuletan,ketahanan terhadap korosi,ketahanan terhadap perubahan suhu,kekerasan dll.sehingga dimungkinkan dalam memenuhi syarat2 properties tsb diupayakan untuk mencampur beberapa unsur logam menjadi logam paduan.
C. Metallurgraf Ilmu yang mempelajari atau menyelidiki tentang sifat-sifat dan struktur logam baik secara visual maupun dengan menggunakan alatalat bantu,misalnya mikroscup,xray,rontgen dll.
III. LOGAM NON FERRO 3.1 Tembaga (Cu). Tembaga merupakan logam non ferro yang banyak digunakan dalam industri. Tembaga dihasilkan dari biji-biji tembaga antara lain : Koperkies (CuFeS2) : 34 % tembaga Kilap tembaga (Cu2S) : 79 % tembaga Malasit(CuCO3Cu(OH)2): 57 % tembaga
Sifat-sifat tembaga : Warna merah Structur kristal FCC Titik cair/lebur : 183 C Berat jenis : 8,93 g/cm³ Ultimate strength : 23-25 kg/cm² Kekerasan : 30 40 BHN Merupakan penghantar listrik dan panas yang sangat baik Dapat dikerjakan dalam keadaan panas maupun dingin Tahan terhadap udara karena terjadinya lapisan pelindung yang berwarna hijau(carbonat tembaga) Tembaga murni dan hampir logam non ferro mempunyai sifat mekanik yg jelek,karena kekuatanya rendah,dan cara memperbaiki dengan jalan paduan.tembaga baik digunakan sebagai penghantar listrik dan penghantar panas Dalam keadaan cair tembaga mudah mengambil gas maka tembaga sukar untuk dituang dan dilas
3.1.1 Kuningan/loyang (brasses) Secara umum yang dimaksud kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng.tembaga dg kandungan Zn 39% memiliki phasa tunggal (phasa ) yang merupakan larutan padat Zn dalam tembaga,dapat dikerjakan dalam keadaan dingin pada suhu 20-25 dan akan menjadi rapuh pd temp.300-700,sedang bila
3.1.2 Perunggu (bronzes) Macam perunggu antara lain : a. Tin bronzes Yaitu paduan antara tembaga dan timah (80%Cu+20%Sn),tegangan tarik bertambah bila Sn mencapai 20%,ttp setelah itu akan mengalami penurunan tajam.dapat dikerjakan dg baik pada Sn tertinggi 6%,diatas % itu perunggu menjadi rapuh.tin bronzes memiliki sifat mampu tuang yg baik,ttp sifat kekuatan gesernya kecil,untuk memperbaiki perlu ditambahkan phospor 1%.utk menekan cost kadang ditambahkan seng sbg pengganti timah putih.
b.alumunium bronzes Merupakan paduan antara Cu dan Al,untuk perunggu dg Al 8% dapat dikerjakan dg baik dalam keadaan panas atau dingin.sedangkan dengan 10%Al hanya dpt dikerjakan pada tempertur tinggi,tetapi mudah untuk dituang.
3.2.Alumunium dan paduanya Bahan pokok dari alumunium adalah: a. Bauksit : suatu hydroksit alumunium (Al2O3.2H2O) b. Kreolit : suatuflorid alumunium natrium (AlF3.3NaF). Sifat² Alumunium : Warna putih kebiruan Struktur kristal FCC Titik cair rendah : 658 C Termasuk logam ringan : berat jenis 2,72 Ultimate strenght : 8-10 kp/mm² Logam lunak,kekerasan 20BHN Penahan korosi yang baik,berkat Al2 O3 Penghantar panas dan listrik yang baik Mudah dikerjakan dalam keadaan dingin. karena kekuatan rendah jarang dipakai utk konstruksi Utk memperbaiki sifat tsb dilakukan annealed pd suhu 330-360
3.2.1 Alumunium paduan Alumunium paduan dibedakan atas 2 kelompok : A. Yang dapat dibentuk : a. Non Heattreatable paduan yang tdk bisa diheat treatment.paduan ini memiliki kekuatan rendah,tetapi ductility tinggi contohnya : paduan Al Mn dan Al Mg. b. Heattreatable guna mendapatkan sifat yg optimum paduan ini dapat di-heat treatment.semua paduan jenis ini memiliki sistim melarut terbatas dlm keadaan padat.termasuk jenis ini yaitu:avial ( Al-Mg-Si) dan duralumin (Al-Cu-Mg).
B. Yang dapat dituang Paduan ini dapat dituang dg baik,kekuatanya rendah,diatas sedikit dari pada alumunium murni,yang termasuk jenis paduan ini antara lain : Al-Si (silumin),dengan Si 8-13% atau Al-Mg dengan Mg 2-12%.
3.2.2 Seng (Zn) dan paduanya Biji seng yang penting dan banyak didapat berupa : a. Spat seng atau karbonat seng (Zn CO3) b. Sulfid seng (Zn S) Sifat-sifat yang baik dari seng a.warna abu-abu putih b.struktur kristal close pocked hexagonal c.titik cair rendah 419 C d.termasuk logam berat BJ : 7,12 gr/cm³ e.tahan terhadap korosi f. Dapat ditempa dan di-rol sampai pada suhu 150 C. g.bila dipanaskan hingga 300 C seng akan menjadi rapuh h.banyak digunakan utk galvanisasi besi i. Banyak dipakai sbg paduan,krn penuanganya baik. j. Bahan paduan yg terkenal adl Al(3,5-4.5%),Cu(1-3.5%),dan Mg(1%) bahan tersebut banyak dipakai utk keperluan otomotif,spt karburator,gagang pintu dsb.
3.2.3 Nikel ( Ni ) dan paduanya Biji nikel yang terpenting adalah garnirit yang merupakan paduan silikatmagnesium-nikel,dan adakalanya berbentuk sulfda yang trrcampur dengan biji2 besi dan tembaga. Sifat2 dari Nikel : a. Warna putih b. Struktur kristal FCC c. Titik cair tinggi 1453 C d. Termasuk logam berat BJ.8,7 kgt/cm³ e. Sangat tahan terhadap karat f. Kekuatan tarik cukup tinggi 50 kg/mm² g.dapat dikerjakan dalam keadaan panas dan dingin Nikel banyak digunakan sebagai paduan besi/baja agar menaikan kekuatan dan kekerasan dg tidak mengurangi keuletanya,dan juga dpt menaikan ketahanan thp korosi udara maupun asam. Paduan Nikel yang lain adlh Logam monel (70%Ni+30%Cu),yang tahan terhadap asam maupun basa.juga logam utk pembuatan uang merupakan paduan 75%Cu dan 25%Ni.
3.2.3 Magnesium (Mg) dan paduanya Biji2 penghasil Magnesium adalah dolomit,dan air laut biasanya banyak mengandung magnesium clorida. Sifat2dari Magnesium : a. Warna putih perak b. Struktur kristal CPH. c. Titik cair : 650 C d. Termasuk logam ringan BJ. 1,74 gr/cm³ e. Kekuatan tarik rendah : 9 kg/mm² f. Tidak tahan terhadap korosi g. Pada suhu yang tinggi mudah teroksidasi Utuk paduan biasanya digunakan Al,Zn,dan adakalanya ditambahkan sedikit Mn.Paduan ini memiliki kekuatan dan kekerasan yg lebih baik karena perlakuan proses heat treatment yaitu paduan dipanaskan sampai 10-16 jam pd suhu 300-400 C,didinginkandalam udara dan dibiarkan pada suhu 175 c selama 15-16 jam Paduan magnesium karena ringan dan kuat digunakan pada industri2 pesawat terbang,alat2 komunikasi dll.
3.2.4 Timah putih (Sn) dan paduanya Biji timah putih adalah batu timah yang merupakan oksida timah putih (SnO2) Sifat2 terpenting timah putih : a. Warna putih mengkilat, b. Struktur kristal tetragonal c. Titik cair sangat rendah : 232 C d. Termasuk logam berat dg BJ. 7,28 kg/cm³ e. Ultimate strenght rendah : 2,5 kg/mm² f. Kekerasan rendah : 5 BHN g.dapat dikerjakan dingin dg dirol sampai menjadi pelat yang tipis
Timah putih memiliki dua macam alotropi,yakni α-sn yang berwarna abu dan stabil pada suhu dibawah 18 C,sedang -Sn berwarna putih,stabil pada suhu diatas 18.Dalam penggunaan sering timah putih dipadu dg logam2 lain,misal Logam Britania : yaitu campuran 86-92%Sn;6-10%Antimon;2-4Cu digunakan utk pipa air,sendok. Logam Babit : terdiri dari 89%Sn,7%Antimon,dan 4% Cu digunakan sbg metal blok bantalan. Solder lunak : merupakan paduan antara Sn dan Pb (39-40%Sn dan 60-61%Pb).
3.2.5 Timah hitam (Pb) dan paduanya Biji2 yg penting utk menghasilkan timah hitam antara lain : a. Kelap timbel yang merupakan sulfit timbel(pbs) b. Biji timbel putih (Pb CO3) Sifat2 yang penting : a. Warna abu gelap b. Struktur kristal FCC c. Titik cair rendah : 327 C d. Tergolonh logam berat : BJ 11,34 gr/cm³ e. Kekuatan tarik rendah : 2 kg/mm² f. Kekerasan rendah : 4 BHN e. Tahan terhadap korosi udara Timbel banyak digunakan bahan cat,kabel2,dan accumulator. Dipadukan dg Sn akanmenjadi solder lunak.paduan timbel yang terpenting adlh timah hitam huruf (type metal) yg digunakan sbg spasi Huruf,paduan ini mengandung 10-15% Antimon,1-4,5 %Arsen,4-5% Sn.