II. M E T A L L U R G I

(1)

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

(2)

MetallurgiProduktif,Metallurgi

Adaptif,dan Metallurgraf

A. Metallurgi

Produktif

Berorientasi pada cara-cara

pemisahan biji logam dari

ikatan-ikatanya ,dimana biji logam yang akan

diolah menjadi logam didapatkan dari

alam dengan proses

penambangan,sampai mendapatkan

logam tunggal.

(3)

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.

(4)

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

kotoran-kotoran yang masih tercampur dng biji

logam akan diikat oleh batu kapur berupa

terak,sehingga di peroleh logam murni.

(5)

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.

(6)

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

(7)

C. Metallurgraf

• _{Ilmu yang mempelajari atau}

menyelidiki tentang sifat-sifat dan

struktur logam baik secara

visual

maupun dengan menggunakan

alat-alat bantu,misalnya

(8)

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

(9)

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

(10)

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

kandungan sampai

50 % Zn

maka

tidak dapat dikerjakan dingin karena

rapuh.

(11)

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.

(12)

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

(13)

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

(14)

3.2.1 Alumunium paduan

• _{Alumunium paduan dibedakan atas 2}

kelompok :

–

_{A. Yang dapat dibentuk}

_:

• _{a. Non Heattreatable}

_

_{paduan yang tdk bisa}

di-heat 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).

(15)

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

(16)

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.

(17)

3.2.3 Nikel ( Ni ) dan paduanya

• Biji nikel yang terpenting adalah garnirit yang merupakan paduan silikat-magnesium-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.

(18)

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.

(19)

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

(20)

• 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).

(21)

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.