34
Gambar 2.39 Struktur Mikro Daerah Las dari Paduan Aluminium Wiryosumarto, 2004
Pada paduan yang dapat dikeras-endapkan, akan terjadi butir-butir endapan yang kasar sehingga pada daerah ini terjadi penurunan kekuatan dan ketahanan korosi yang paling besar.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa makin besar masukan panas makin besar pula penurunan sifat-sifat yang baik.
2.6. Aluminium
2.6.1. Sejarah Aluminium
Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy yaitu pada tahun 1808. Pada tahun 1825 Oersted dapat menghasilkan aluminium yang lebih murni
dengan jalan memanaskan natrium amalgama dan natrium aluminium klorida. Pada tahun 1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium dari natrium aluminium
klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium sebagai katalisator. Proses ini telah berlangsung kurang lebih 35 tahun.
Pada tahun 1886 Charles Hall dari USA menghasilkan aluminium dari proses elektrolisa alumina yang dipisahkan dari campuran kriolit Na3AlF6. Pada tahun yang sama
Poult Heroult dari prancis mendapatkan hak paten dari negaranya untuk proses yang sama dengan Hall. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium dengan metode Hall-Heroult ini
meningkat dan berkembang pesat.Grjotheim , 1988. Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi sesudah oksigen
dan silicon, mencapai 8,2 dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi aluminium ialah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 sampai 60
Universitas Sumatera Utara
35
Al2O3, 1 sampai 20 Fe2O3, 1 sampai 10 silikat sedikit sekali titanium, zirconium, vanadium, dan oksida logam transisi yang lain, dan sisanya 20 sampai 30 adalah air.
Bauksit dimurnikan melalui proses Bayer, yang mengambil manfaat dari fakta bahwa oksida alumina amfoter larut dalam basa kuat tetapi besi III oksida tidak. Bauksit mentah
dilarutkan dalam natrium hidroksida Al2O3 s + 2 OH aq + 3 H2O l 2 AlOH4 aq
dan dipisahkan dari besi oksida terhidrasi serta zat asing tak larut lainnya dengan penyaringan Oxtoby, 2003.
2.6.2 Sifat – Sifat dan Pemakaian Aluminium
Titik cair aluminium 6600C dan titik didihnya 18000C. Untuk bahan penghantar kemurniannya mencapai 99,5 dan sisanya terdiri dari unsur besi, silicon dan tembaga.
Aluminium murni sangat lemah dan lunak tembaga lebih kuat dibanding aluminium, Untuk menambah kekuatan biasanya digunakan dengan menggunakan logam campuran.
Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila digunakan untuk hantaran yang tidak memerlukan penyekat misalnya hantaran transmisi diatas tanah sebab daya
hantar panasdaya hantar listrknya kira-kira 60 daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga yang panjang dan penampangnya sama
dibutuhkan penampang 60 lebih besar namun demikian beratnya sangat ringan dibanding tembaga.
Aluminium adalah logam yang sangat ringan berat jenis aluminium 2,56 atau 13 berat jenis tembaga dan tahanan jenis 2 X 10-8 atau 1,25 kali tahanan jenis tembaga, sifat tahan
tarik aluminium dalam keadaan dingin 17-20 kg mm2. Oleh sebab itu aluminium hanya dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek,
Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium beberapa kawat yang dipilih dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak baik untuk dipatri, tetapi dapat dilas, las
dapat menyebabkan tegangan tariknya menjadi turun karena panas yang ditimbulkan. Oleh karena itu hantaran tegangan aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberikan
jepitan. Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak yang dipakai antara
lain pada kondensor. Aluminium juga biasanya dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang-
Universitas Sumatera Utara
36
barang aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium. Dalam udara terbuka dapat melindungi bagian bawah aluminium dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut.
Lapisan ini merupakan tahanan yang sangat tinggi Sumanto, 1994 Aluminium adalah logam yang ringan dengan berat jenis 2.7 gramcm3 setelah
Magnesium 1.7 gramcm3 dan Berilium1.85 gramcm3 atau sekitar 13 dari berat jenis besi maupun tembaga. Konduktifitas listriknya 60 lebih dari tembaga sehingga juga
digunakan untuk peralatan listrik. Selain itu juga memiliki sifat penghantar panas, memiliki sifat pantul sinar yang baik sehingga digunakan pula pada komponen mesin, alat penukar
panas, cermin pantul, komponen industri kimia dll. Aluminium merupakan logam yang reaktif sehingga mudah teroksidasi dengan oksigen membentuk lapisan aluminium oksida,
alumina Al2O3 dan membuatnya tahan korosi yang baik. Namun bila kadar Fe, Cu dan Ni ditambahkan akan menurunkan sifat tahan korosi karena kadar aluminanya menurun.
Penambahkan Mg, Mn tidak mempengaruhi sifat tahan korosinya. Aluminium bersifat ulet, mudah dimesin dan dibentuk dengan kekuatan tarik untuk
aluminium murni sekitar 4~5 kgfmm2. Bila diproses penguatan regangan seperti dirol dingin kekuatan bisa mencapai ± 15 kgfmm2.
Tabel 2.4 Sifat-sifat Aluminium Murni Tinggi
Sifat-sifat Alumunium murni tinggi
Struktur Kristal FCC
Desitas pada 20ºC 2.698sat.10³kgm³
Titik cair 660.1ºC
Koefisien mulur panas kawat 20º~ 100ºC 23.910
ˉ
6
K Konduktifitas panas 20 º ~ 400ºC
23.8Wm·k Tahanan listrik 20ºC
2.6910 ˉ
8
KΩ·m Modulus elastisitas
70.5GPa Modulus kekakuan
26.0GPa
Tabel 2.5 Macam-macam Aluminium dan Paduannya serta Kode Penamaan Klasifikasi Aluminium
Universitas Sumatera Utara
37
Al paduan untuk dimesin Paduan jenis tidak dapat
di perlakukan panas non- heat-treatable
Al murni seri 1000 Paduan Al-Mn seri 3000
Paduan Al-Si seri 4000 Paduan Al-Mg seri 5000
Paduan jenis dapat perlakuanpanas heat-
treatable Paduan Al-Cu seri 2000
Paduan Al-Mg-Si seri 6000 Paduan Al-Zn seri 7000
Al paduan untuk coran Non-heat-treatable alloy
Paduan Al-Si Silumin Paduan Al-Mg hydronarium
Heat-treatable alloy Paduan Al-Cu Lautal
Paduan Al-Si-Mg Silumin, Lo-ex
Beberapa macam paduan aluminium tempapengerjaan: 1. Paduan Al-Cu
a. Paduan aluminium seri 2000, biasanya terkenal dengan sebutan duraluminium atau
super duraluminium. b.
Kandungan Si yang lebih banyak pada A2014 dibandingkan A2017 membuat A2014 dapat ditingkatkan kekuatannya dengan melakukan perlakuan panas pendinginan
cepat quenching lalu dipanaskan lagi ditemperatur di bawah suhu rekristalisasi dan didinginkan dalam udara tempering.
c. Kandungan Cu dan Mg yang rendah pada A2117 membuat lebih tidak keras sehingga
digunakan untuk bahan rivet. d.
Kandungan Ni yang ditambahkan pada A2018 meningkatkan kekuatan tahan panasnya sehingga digunakan untuk komponen tahan panas dengan daerah panas
penggunaan antara 200~250°C. 2. Paduan Al-Mn
a. Merupakan paduan aluminum seri 3000.
Universitas Sumatera Utara
38
b. Penambahan Mn sekitar 1.2 pada A3003 meningkatkan kekuatan 10 dari pada
aluminium murni dengan sifat tahan korosi dan sifat mampu mesin yang sama dengan aluminium murni.
c. Digunakan untuk peralatan dapur, panel.
3. Paduan Al-Mg a.
Merupakan paduan aluminium seri 5000 b.
A5005 yang memiliki Mg yang rendah digunakan untuk aksesoris. c.
Sedangkan paduan yang memiliki Mg antara 2 ~ 5 digunakan untuk material konstruksi seperti A5052, A5056, A5083.
d. Untuk meningkatkan kekuatan terhadap korosi tegangan stress-corrosion, Mn dan
Cr ditambahkan. 4. Paduan Al-Mg-Si
a. Merupakan paduan aluminium seri 6000.
b. Memiliki sifat tahan korosi dan kekuatan yang tinggi.
c. Contoh: A6061 digunakan untuk material konstruksi dan A6063 untuk bingkai
arsitektur 5. Paduan Al-Zn-Mg
a. Merupakan paduan aluminium seri 7000.
b. Contoh: A7075 memiliki kekuatan yang tinggi sehingga banyak digunakan untuk
material konstruksi pesawat terbang. Beberapa macam paduan aluminium coran:
Dibandingkan dengan aluminium paduan memiliki unsur paduan yang lebih banyak dan memiliki butiran yang lebih kecil yang disebabkan oleh adanya penambahan Ti.
1. Paduan Al-Cu TuangCor. a.
Mengandung Cu 4~5 dengan sifat dimesin yang baik namun memiliki sifat cor yang kurang baik.
b. Untuk komponen mobil, komponen hidrolis untuk pesawat terbang
2. Paduan Al-Si Tuang a.
Mengandung Si 10~13 dan biasa disebut Silumin. b.
Digunakan untuk penutup kotak
Universitas Sumatera Utara
39
c. Penambahan Si 17 ~25 meningkatkan kekuatan suhu tinggi dengan koefisien mulur
panas yang kecil, sehingga digunakan untuk silinder, piston dll. 3. Paduan Al-Cu-Ni-Mg Tuang
a. Mengandung Ni 2, Mg 1.5.
b. Memiliki kekuatan suhu tinggi yang baik, serta koefisien mulur panas yang kecil
sehingga digunakan untuk silinder head, mesin disel, piston dan sejenisnya. Pengkodean aluminium umumnya berdasarkan standar AA Aluminium Association of
America dengan menggunakan penamaan 4 angka.
Gambar 2.40 Pengkodean Alumunium
1. Huruf pertama A adalah singkatan dari Aluminium
2. Angka ke-2 : menunjukkan jenis paduannya seperti ditunjukkan di tabel berikut:
Tabel 2.6 Jenis Paduan Alumunium 1 : Alumunium murni dengan kadar
99 tau lebih
5 : Paduan Al-Mg 6 : Paduan Al-Mg-Si
2 : Paduan Al-Cu-Mg 7 : Paduan Al-Zn-Mg
3 : Paduan Al-Mn 8 : Paduan selain yang disebutkan
4 : Paduan Al-Si 9 : Untuk cadangan penaman
3. Angka ke-3 : menggunakan angka 0 ~ 9. 0 menunjukkan paduan dasar, sedangkan 1 ~ 9
menunjukkan perbaikan dari paduan. 4.
Angka ke-4 dan 5 menunjukkan kadar kemurnian aluminium untuk aluminum murni. Contoh : A1100 memiliki unsur paduan total 1 dengan aluminium 99 A1050
memiliki unsure paduan 0.5 dengan aluminium 99.5 5.
Angka ke-6 menunjukkan bentuk dari material P : Plate pelat, W: Wire kawat, T: Tube tabung, B: Bar batang
6. Angka ke-7 menunjukkan macam perlakuan panas yang telah dilakukan seperti
ditunjukkan di tabel berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
40
Tabel 2.7 Macam-macam Arti Kode Alumunium
Tabel 2.8 Kandungan Unsur Kimia Alumunium
Keterangan: Tr.= Treatment
sB= kekuatan tarik MPa
Universitas Sumatera Utara
41
sy 0.2= tegangan luluh metode offset 0.2 MPa El= perpanjangan=elongation
2.7. Heat Affected Zone HAZ
