BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Logam Bukan Besi Nonferrous Metal
Dalam keadaan murni logam bukan besi ini memiliki sifat yang sangat baik namun untuk meningkatkan kekuatan umumnya dicampur dengan logam lain sehingga membentuk paduan. Ciri
dari logam nonbesi adalah mempunyai daya tahan terhadap korosi yang tinggi, Daya hantar listrik yang baik dan dapat berubah bentuk secara mudah. Pemilihan dari peduan logam non besi ini
tergantung pada banyak hal antara lain kekuatan, kemudahan dalam pemberian bentuk, berat jenis, harga bahan baku, upah pembuatan dan penampilannya.
Logam bukan besi ini dibagi dalam dua golongan menurut berat jenisnya, yaitu logam berat dan logam ringan. Logam berat adalah logam yang mempunyai berat jenis di atas 5
kgm
3
.............................lit 1hal 64 Berat jenis dari masing-masing non besi ini dapat dilihat pada tabel 2.1. Secara umum
dapat dinyatakan bahwa makin berat suatu logam bukan besi maka makin banyak daya tahan korosinya. Bahan logam bukan besi yang sering dipakai adalah paduan tembaga, paduan
alumunium, paduan magnesium, dan paduan timah. Tabel 2.1 ini memperlihatkan perbandingan berat jenis serta berbagai logam bukan besi.
................. lit 1 hal 64
Tabel 2.1 Berat jenis beberapa jenis logam lit 1 hal 64
Logam Berat Jenis Kgm
3
Alumunium Tembaga
Kuningan
Timah hitam Magnesium
Nikel Seng
Besi Baja
2.643 8.906
8.750
11.309 1.746
8.703 7.144
7.897 7.769
2.2 Tembaga dan Paduannya
Universitas Sumatera Utara
Secara industri sebagian besar penggunaan tembaga dipakai sebagai kawat atau bahan untuk penularan panas dalam memanfaatkan hantaran listrik dan panasnya yang baik.
Gambar 2.1 Diagram fasa tembaga...lit 4 hal 36
Tembaga murni untuk keperluan industri dicairkan dari tembaga yang diproses dengan elektrolisa, dan klasifikasi menjadi tiga macam menurut kadar oksigen dan cara deoksidasi, yaitu
tembaga ulet, tembaga deoksidasi dan tembaga bebas oksidasi. Kalau O terkandung dalam tembaga unsur-unsur pengotor dapat mengendap sebagai oksidasi maka jumlah larutan padat
untuk menaikan hantaran lisrtik, jadi berkurang .dengan oksida yang banyak pada temperatur tinggi dapat menyebabkan kegetasan hydrogen, untuk mencegah ini dipergunakan tembaga
deoksidasi atau tembaga bebas oksigen.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Tembaga bebas oksigen
Dalam tembaga murni untuk keperluan industri biasa terdapat unsur-unsur gas yang memberikan pengaruh terhadap berbagai sifat. Oksigen adalah unsur yang penting yang
berhubungan erat dengan kadar hidrogen dan belerang.
Tembaga cair mengabsorb hidrogen bersama-sama oksigen. Banyak H2 yang terkandung membentuk gas pada waktu pendinginan. Kalau pencairan tembaga dilakukan pada atsmosfir
yang lembab terjadi desosiasi H2O pada permukaan tembaga cair. Jumlah hidrogen yang larut di dalam tembaga cair sebanding lurus dengan akar 2 dari konsentrasi hidrogen, dan hidrogen masuk
ke dalam tembaga dalam keadaan atom.
Dalam keadaan padat kelarutan hidrogen menurun banyak, tetapi hidrogen dengan jumlah besar yang cukup dapat terlarut dalam keadaan padat di antara kisi atom. Menurut pengukuran
yang sebenarnya dalam keadaan padat terkandung H sebanyak 12 - 13 dari O.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Diagram fasa Cu – O
Tembaga membentuk larutan padat dengan unsur-unsur logal lain dalam daerah yang luas, dan dipergunakan untuk berbagai keperluan. Tabel 2.2 menunjukkan contoh dari paduan tembaga
untuk proses pembentukan.
Paduan untuk coran hampir mempunyai komposisi kimia yang sama tetapi memmperbaiki mampu cornya dan mampu mesinnya komposisi kimianya agak berbeda dalam beberapa
komponen.
Tabel 2.2 Paduan tembaga utama tempaan
Paduan Komposisi kimia
Sifat –sifat mekanik setelah pengujian
Penggunaan Kekeuatan
tarik kgfmm
Kekuatan mulur
kgfmm Perpanjan
gan Kuningan 70-30
Kuningan 60-40 Kuningan bebas
Kuningan admiralty Brons fosfor
Brons mangan Brons aluminium
Perak Brons berilium
70 Cu -30 Zn 60 Cu-30Zn
61,5Cu-35,5Zn-3Pb 71 Cu-28Zn -1,0Sn
94 Cu- 5Zn-0,25P 38,5Cu-39Zn-1,0Se-
1,0Fe-0,3Ma 95Cu-5,o Al
56,Cu-17Zn-18Ni 98,0Cu-2,0Be
32,6 32,8
34,3 23,5
35,0 45,5
38,6 40,7
28,5 11,5
12,0 12,6
9,4 14,0
21,0 15,4
17,5 24,6
60 45
53 65
58 35
65 40
35 Emas tiruan
Logam tipis Sekrap ,baut
Kondensor,komponen kapal Roda gigi
Poros baling baling kapal Untuk indusrti kimia
Perhiasan,alat ukur Pegas
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Diagram Fasa Cu
2.2.1. kuningan
Kuningan berasal dari zama n Romawi. Dalam sistem ini terdapat 6 fasa yaitu: α, β, γ, δ, ε,
dan η, dari semua fasa itu yang penting secara industri adalah dua, yaitu α dan β. Α mempunyai struktur fcc
dan β mempunyai struktur bcc. Ada juga fasa β’ dengan kisi super. Seperti telah diketahui dari diagram fasa untuk
kuningan 70- 30, fasa α merupakan fasa yang lunak dan mudah dikerjakan, sedangkan kuningan
60- 40, adalah fasa α
+
β yang mempunyai kekuatan tinggi. Paduan dengan kira-kira 45Zn mempunyai kekuatan yang paling tinggi akan tetapi tidak dikerjakan, jadi hanya dipergunakan
untuk paduan coran.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Diagram fasa Cu – Zn
Kuningan khusus
Kuningan yang dicampur unsur ketiga untuk memperbaiki ketahanan korosi, ketahanan aus, mampu mesin, dsb, disebut kuningan khusus khusus. Unsur-unsur yang dipadukan terutama
Mn, Sn, Fe, Al, Ni, Pb, dsb. Unsur- unsur ini larut padat dalam α dan β, sehingga tidak membentuk
fasa baru hanya mengubah perbandingan antara fasa α dan β. Pb larut padat dalam kuningan hanya sampai 0,4, dan kelebihannya mengendap dalam
batas butir dan di dalam butir terdipersikan secara halus yang hal ini memperbaiki mampu mesin dan membuat permukaan yang halus oleh karena itu dipergunakan untuk roda gigi pada jam yang
dibebani secara ringan.
Sn memperbaiki ketahanan korosi dan sifat-sifat mekaniknya kalau ditambahkan dalam daerah larutan padat.
Al adalah efektif untuk memperhalus butir kristal dan memperbaiki ketahanan korosi terhadap air laut jadi paduan ditambah 1,5 sampai 2,5 Al dapat dipergunakan untuk pipa
kondensor, dsb.
2.2.2. Brons
Paduan ini dikenal oleh manusia sejak lama sekali. Perunggu merupakan paduan antara Cu dan Sn dalam arti yang sempit. Tetapi dalam arti yang luas perunggu berarti paduan Cu dengan
unsur logam lainnya selain dari Zn. Dibandingkan dengan tembaga murni dan kuningan, perunggu merupakan paduan yang mudah dicor dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi,
Universitas Sumatera Utara
demikian juga ketahanan ausnya dan ketahanan korosinya oleh karena itu banyak dipergunakan untuk berbagai komponen mesin, bantalan, pegas, coran artistik, dsb.
Perunggu posfor brons posfor
Pada paduan tembaga posfor berguna sebagai penghilang oksida, oleh karena itu penambahan posfor 0,05-0,5 pada paduan memberikan kecairan logam yang lebih baik. Brons
posfor mempunyai sifat-sifat lebih baik keelastisannya, kekuatan dan ketahanan terhadap aus. Ada tiga macam brons posfor yang dipergunakan dalam industri yaitu brons biasa yang tidak
mempunyai kelebihan P yang dipakai dalam proses menghilangkan oksida, brons posfor untuk pegas dengan kadar 0,05-0,15 yang ditambahkan kepada brons yang mengandung Sn kurang
dari 10 dan brons posfor untuk bantalan yang mengandung 0,3-1,5P ditambahkan kepada brons yang mengandung lebih dari 10Sn.
Paduan tembaga yang dapat dikeraskan dengan presipitasi
Ada beberapa macam paduan tembaga yang mempunyai diagram fasa di mana kelarutan pada larutan padat di daerah Cu meningkat menurut temperatur. Kalau paduan ini didinginkan
secara tiba-tiba dari larutan padat yang homogen pada temperatur tinggi dan kemudian dituangkan pada temperatur yang cocok, maka akan terjadi pergeseran oleh adanya fasa presipitasi yang halus
yang terdispersikan. Sebagai tambahan terhadap paduan biner yaitu Cu-Ag, Cu-Cd, Cu-Zr, Cu-Cr, Cu-Ti, Cu-Fe
2
P
,
Cu-Ni
2
Si, Cu-Be Co, Cu-Ti-Sn-Cr, dsb. Di antara semua itu paduan Cu-be mempunyai kekuatan yang paling tinggi dengan pergeseran presipitasi, penggunaannya bukan
saja untuk pegas-pegas yang dapat dialiri listrik dan elektroda-elektroda untuk pengelasan titik, tetapi juga untuk palu-palu yang dipergunakan di dalam pabrik-pabrik yang mengolah produk
yang bisa menyala, yang menyebabkan percikan api pada waktu yang dipukul.
2.3 Seng dan Paduannya
Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi secara besar yang mana lebih dari 75 produk cetak tekan terdiri dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan
yang rendah dengan titik cair yang juga rendah dan hamper tidak rusak di udara biasa. Dan dapat digunakan untuk pelapisan pada besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan.
......................................lit 4 hal 150 Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata, daya tahan
korosi yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng komersial dengan 99,995 seng disebut special high grade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsure-unsur seperti timah,
cadmium dan tin dapat menyebabkan kerusakan pada cetakan cacat sepuh.
Paduan seng banya digunakan dalam industry otomotif, mesin cuci, pembakar minyak. Lemari es, radio, gramafon, televisi, mesin kantor dan sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Magnesium dan Paduannya
Kategori