Tugas ke-2
LOGAM BUKAN BESI ( NON FERRO )
DAN
PERLAKUAN PANAS
ZEMI JAKA SAPUTRA
E1 C1 14 034
MATA KULIAH : PROSESE PRODUKSI I DOSEN : ABD. KADIR, ST., MT
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I Pendahuluan 1.1.latar belakang 1.2.rumusan masalah 1.3.Tujuan
BAB II Pembahasan
2.1 Logam bukan besi
2.2. Sifat-sifat logam bukan besi 2.3. Proses peleburan
2.4. Pembuatan aluminium (al)
2.5. Pembuatan magnesium (mg) 2.6. Pembuatan tembaga
2.7. Pembuatan timah hitam
2.8. Pengecoran logam bukan besi 2.9. Paduan aluminium
2.10. Paduan magnesium 2.11. Paduan tembaga
2.12. Paduan cetak-tekan (die casting) 2.13. Paduan timah
BAB III Perlakuan Panas
3.1Proeses perlakuan panas 3.1.1 annealing
3.1.2 normalizing 3.1.3 hardening 3.1.4 case hardening
BAB IV Kesimpulan 4.1 Kesimpulan
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Logam Bukan Besi dan Perlakuan Panas”. Makalah ini dibuat sebagai pelengkap mata kuliah Proses Produksi I. Saya menyadari bahwa dalam makalah ini masih terdapat banyak kekurangan baik dari kuantitas maupun kualitas, saran yang membangun dari berbagai pihak sangat kami harapkan demi perbaikan.
Kendari, 06 Oktober 2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.LATAR BELAKANG
Pokok bahasan ini akan membahas sifat logam bukan besi, proses pembuatan bermacam-macam logam bukan besi dan paduan logam bukan besi serta kegunaannya. Setelah selesai mempelajari pokok bahasan ini diharapkan mampu untuk :
a. Menjelaskan sifat-sifat logam bukan besi
b. Menjelaskan cara pembuatan logam bukan besi seperti logam aluminium, tembaga, dan magnesium
c. Menjelaskan paduan logam bukan besi beserta kegunaannya
d. Menjelaskan persentase paduan logam bukan besi untuk pengecoran
Kurang lebih 20% dari logam yang diolah menjadi produk industry merupakan logam bukan besi. Indonesia merupakan Negara penghasil logam bukan besi yang meliputi timah putih, tembaga, nikel, dan
aluminium. Dalam keadaan murni, logam bukan besi memiliki sifat yang sangat baik, namun untuk meningkatkan kekuatannya umumnya
dicampur dengan logam lain membentuk paduan. Ciri logam bukan besi ialah daya tahan terhadap korosi tinggi, daya hantar listrik yang baik dan pengubah bentuk yang mudah.
1.2.RUMUSAN MASALAH
a. Apa saja sifat-sifat dari logam bukan besi?
b. Bagaimana proses peleburan dan pembuatan logam bukan besi? c. Bagaimana proses pengecoran logam bukan besi?
d. Apa saja paduan dari berbagai macam logam bukan besi?
Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk dapat memahami dan mengerti lebih jauh tentang :
a. Logam bukan besi
b. Sifat-sifat logam bukan besi
c. Proses peleburan logam bukan besi
d. Pembuatan berbagai macam logam bukan besi e. Paduan berbagai macam logam bukan besi
BAB II
2.1. LOGAM BUKAN BESI
Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan.
Kecuali logam non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi karena harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk keperluan khusus. Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping keperluan tertentu seperti perhiasan dan sejenisnya.
Logam non fero juga digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat baja. Dari jenis logam non ferro berat yang sering digunakan uintuk paduan baja antara lain, nekel, kromium, molebdenum, wllfram dan sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain: magnesium, titanium, kalsium dan sebagainya. Logam-logam nonferro dan paduannya tidak diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk kebutuhan industri karena memiliki sifat-sifat yang tidak ditemukan pada logam besi dan baja.
2.2. SIFAT-SIFAT LOGAM BUKAN BESI
Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi (air atau kelembaban), misalnya: zat magnesium, tahan terhadap korosi dalam lingkungan udara biasa, akan tetapi di dalam air laut, ketahan terhadap korosinya dibawah ketahanan baja biasa.
Pemilihan paduan tertentu tergantung pada banyak hal, antara lain kekuatan, kemudahan dalam pemberian bentuk, berat jenis, harga bahan baku, upah pembuatan dan penampilannya. Dari table 2.1. diperlihatkan perbandingan berat jenis berbagai logam bukan besi. Kebanyakan logam bukan besi tahan terhadap korosi (air atau kelembaban). Secara umum semakin berat suatu logam bukan besi semakin baik daya tahan korosinya. Pengecualian pada aluminium, pada permukaan nya terbentuk suatu lapisan oksida yang dapat melindungi logam aluminium tersebut dari korosi selanjutnya.
Warna asli dari logam bukan besi, yaitu kuning, abu-abu, perak, dan lain sebagainya, termasuk teknik pewarnaan, seperti: anodisasi pada aluminium, dapat menambah nilai estetika logam-logam tersebut.
Pada umum nya, logam non-besi mempunyai daya hantar listrik lebih baik dibandingkan dengan besi, sebagai contoh: tembaga, mempunyai daya hantar listrik 5,3 kali lebih baik dibandingkan besi, sedang kan aluminium, 3,2 kali lebih baik. Demikian juga hal nya dengan titik cair, titik cair logam bukan besi berkisar antara 327 0C s/d
1800 0C, namun untuk penuangan, biasanya suhu nya dinaik kan antara
200 0C s/d 315 0C diatas suhu titik cair nya. Umum nya logam bukan besi,
agak sulit untuk dilas, sedangkan kemampuan terhadap pengecoran, permesinan dan pembentukan, berbeda-beda, misalnya: ada logam yang dapat mengalami pembentukan dengan pengerjaan dingin, namun ada pula yang tidak mungkin untuk dibentuk dalam keadaan dingin.
2.3. PROSES PELEBURAN
Logam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni dialam bebas, biasanya masih ter- ikat sebagai oksida dengan berbagai macam kotoran-kotoran yang membentuk bijih-bijih. Ada beberapa tahapan untuk mengolah bijih logam bukan besi, yakni:
3. tahap pemisahan antara logam dengan kotoran 4. tahap peleburan
Kadang-kadang, tahap proses peleburan menjadi lebih sulit, misal nya karena bijih tembaga, timah hitam dan seng, hanya di dapat di suatu daerah tertentu saja, atau bahkan disuatu daerah dijumpai campuran dari 21 jenis bijih logam bukan besi.
Dapur Peleburan
Pada mula nya, Tanur Tinggi dengan kapasitas kecil, digunakan untuk melebur tembaga, timah dan beberapa unsur lain nya. Didalam tanur bahan baku dicampur dengan kokas, kemudian di tiupkan udara untuk mempercepat proses pembakaran. Karena tiupan udara nya cukup cepat (kencang), maka ukuran kokas, maupun bijih tidak boleh lebih kecil dari 1 cm. Saat proses peleburan berlangsung, ditambahkanfluks untuk memperoleh logam yang lebih murni, sekaligus untuk mengurangi kekentalan (viskositas) terak cair.
Dapur-dapur yang umum digunakan untuk melebur logam bukan besi, biasanya dari jenis reverberasi. Penambahan fluks (pembentuk terak), bertujuan untuk mengurangi oksidasi, dimana biasanya dapur di lengkapi oleh alat tadah uap maupun tadah debu. Biasanya, disamping menggunakan dapur peleburan, digunakan juga dapur pemanggang untuk meng-oksidasi bijih dari mineral sulfida, gas oksidasi dihembuskan melalui kisi dan mengenai bijih, sedangkan dapur pemanggang digunakan untuk memurnikan tembaga dan seng
2.4. PEMBUATAN ALUMINIUM (Al)
dipompakan ke luar dan dimasukkan kedalam sebuah tangki pengendapan. Didalam tangki tersebut, diberi tambahan kristal hidroksida aluminium yang halus, yang kemudian berubah menjadi inti kristalisasi, sementara itu kristal hidroksida aluminium akan terpisah dari larutan, kemudian dilakukan penyaringan dan dipanaskan sampai suhu nya mencapai 980˚C
Proses Bayern
Melalui proses elektrolisa, alumina akan berubah menjadi oksigen dan logam aluminium. Jalan nya proses elektrolisa adalah: alumina murni dilarutkan pada cairan criolit (natrium aluminium fluorida) di dalam dapur elektrolit yang besar atau disebut sel reduksi. Arus listrik kemudian dialirkan pada campuran melalui elektroda karbon, logam aluminium di endapkan pada katoda karbon yang berada di dasar sel.
Panas akibat aliran listrik digunakan untuk memanaskan isi sel, sehingga akan selalu cair, dengan demikian alumina dapat ditambahkan secara terus menerus (disebut: proses kontinu). Pada saat-saat tertentu, aluminium cair di keluarkan dari sel dan dipindah kan ke dalam dapur penampung untuk kemudian di murnikan atau bisa juga digunakan untuk keperluan paduan, setelah itu baru di tuangkan ke dalam cetakan ingot, untuk kemudian diolah lebih lanjut.
Biasanya, untuk menghasilkan 1 kg aluminium, dibutuhkan 2 kg alumina, sedangkan untuk mendapat kan 2 kg alumina, diperlukan 4 kg bauksit, 0,6 kg karbon, criolit dan bahan-bahan lain nya serta sekitar 8 kWh energi listrik (berlaku secara linier).
2.5. PEMBUATAN MAGNESIUM (Mg)
menghasilkan endapan Mg(OH)2 .Endapan kental yang mengandung
sekitar 12 % Mg(OH)2 ini kemudian di saring, sehingga akan bertambah
pekat, baru kemudian di reaksikan dengan CHCl dan menghasilkan MgCl2. Setelah melalui tahapan filtrasi dan pengeringan,
konsentrasi MgCl2 akan meningkat menjadi sekitar 68 %, yang berbentuk
butiran-butiran kemudian dipindahkan ke dalam sel elektrolisa yang berukuran 100 m3 dan beroperasi pada suhu sekitar 700 0C. Elektroda
grafit akan berfungsi sebagai anoda dan pot nya sendiri berfungsi sebagai katoda. Akibat di aplikasikan nya arus listrik sebesar 60.000 Amp, maka MgCl2 akan terurai, dan logam magnesium terapung diatas larutan.
Setiap pot akan dapat menghasilkan sekitar 550 kg logam Mg dalam satu hari yang kemudian dituang kedalam cetakan ingot, dimana setiap ingot mempunyai berat 8 kg.
Hasil sampingan dari proses ini adalah: gas klorida yang kemudian dapat digunakan untuk mengubah Mg(OH)2 menjadi MgCl2. .
2.6. PEMBUATAN TEMBAGA
Chalcopiri”t adalah bijih tembaga, merupakan campuran antara Cu2S dan CuFeS2 yang di peroleh dari hasil tambang di bawah
permukaan tanah. Gambar berikut adalah proses mebuat nya:
Alur proses yang ditunjukkan pada gambar diatas adalah dimulai dari bijih chalcopirit, digiling dan dicampur dengan batu kapur serta bahan fluks silika. Setelah tepung bijih dipekatkan, lalu dipanggang, sehingga terbentuk campuran FeS, FeO, SiO2, dan CuS. Campuran inilah
yang disebut: “Kalsin”. Kalsin kemudian di lebur dengan batu kapur sebagai fluks nya di dalam Dapur Reverberatory, tujuan nya untuk melarutkan besi (Fe) di dalam terak, sisanya adalah Tembaga-Besi yang disebut “matte” di tuangkan kedalam konverter.
Dengan menghembuskan udara kedalam konverter untuk selama 4 s/d 5 jam, maka kotoran-kotoran teroksida dan besi akan membetuk terak yang pada saat-saat tertentu, dikeluarkan dari konverter.
atau yang dikenal dengan nama: sulfat. Bila kemudian aliran udara dihentikan, maka oksida kupro akan bereaksi dengan sulfida kupro yang akan membentuk tembaga blisterdan dioksida belerang. Tembaga blister dengan tingkat kemurnian antara 98 % s/d 99 % ini kemudian dicor menjadi slab untuk kemudian di olah secara elektolitik menjadi tembaga murni.
2.7. PEMBUATAN TIMAH HITAM
2.8. PENGECORAN LOGAM BUKAN BESI
Terdapat sedikit perbedaan antara pengecoran logam bukan besi dan pengecoran besi, walau pun cetakan nya secara umum, alat-alat perkakas yang digunakan praktis sama. Pasir yang digunakan biasanya lebih halus, sebab benda kerja yang akan di cetak, umum nya lebih kecil dan selalu diingin kan suatu permukaan yang rata. Untuk pengecoran besi, maka syarat pasir cetak nya harus yang tahan panas, tetapi pada logam bukan besi, tidak perlu terlalu tahan panas, sebab suhu pengecoran nya lebih rendah. Dapu kowi dengan sumber panas minyak atau kokas ataupun gas, sering digunakan untuk melebur logam bukan besi.
Bila diperlukan pengendalian suhu yang lebih akurat, maka dapat menggunakan beberapa jenis dapur, antara lain: dapur tahanan listrik, busur tak langsung atau dapur induksi.
Dengan menggunakan dapur listrik, biasanya sangat sesuai untuk tujuan penelitian ataupun untuk suatu instalasi yang berkapasitas relatif tidak besar.
Paduan tembaga yang banyak digunakan atau pemakaian nya adalah: kuningan dan perunggu. Kuningan adalah merupakan paduan antara tembaga danseng dengan kadar seng nya bervariasi anatara 10 % sampai dengan 40 %. Sifat-sifat mekanik paduan, seperti: kekuatan, kekerasan dan ke uletan, akan meningkat se iring dengan meningkatnya persentase seng, namun bila kadar seng nya melebihi 40 %, maka umum nya akan terjadi penurunan kekuatan, dan pada saat peleburan, seng akan sangat mudah menguap.
Dengan menambah unsur timah sebanyak 0,5 % sampai dengan 5 %, maka akan menjadikan paduan lebih mampu untuk di mesin (machinability yang baik).
Perunggu adalah paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain nya, seperti: timah putih, mangan dan beberapa elemen-elemen lain nya sebagai unsur-unsur tambahan. Unsur-unsur tambahan ini, dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan dan daya tahan terhadap korosi dari perunggu.
Tembaga, sering digunakan sebagai salah satu unsur dasar paduan, sebab bila tembaga diatas 8%, dapat menambah kekuatan dan kekerasan bahan.
Paduan aluminium yang mengandung unsur silikon, akan memiliki sifat cor yang baik sekali, sekaligus menambah daya tahan terhadap korosi yang lebih baik.
Magnesium sebagai unsur paduan dasar, akan meningkatkan sifat mampu mesin yang lebih baik, hasil pengecoran yang lebih halus dan juga dapat meningkatkan daya tahan terhadap korosi. Keistimewaan yang lain dari magnesium ini adalah: massa jenis nya yang rendah (kurang lebih dua per tiga massa jenis aluminium atau seper empat dari massa jenis logam ferrous).
Mangan, bila digunakan dalam jumlah yang kecil, akan meningkatkan ketahanan logam ferrous terhadap air garam.
Bahan yang menggunakan magnesium sebagai paduan nya, banyak diguakan untuk membuat peralatan-peralatan portabel, di industri-industri pesawat terbang dan konstruksi-konstruksi lain yang mengutamakan material ringan (teknologi ruang angkasa).
2.9. PADUAN ALUMINIUM
a. Wrought alloy: dibuat dengan jalan rooling, (paduan tempa)forming, drawing, forging dan press working.
b. Casting alloy: dibuat berdasarkan pengecoran (paduan tuang) Paduan aluminium tempa mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi mendekati baja.
Paduan ini dibedakan lagi berdasarkan:
1. Dapat di heat treatment 2. Tak dapat di heat treatment
Paduan aluminum yang tak dapat di heat treatment yaitu Al – Mn (1,3% Mn) dan Al – Mg Mn (2,5% Mg dan 0,3% Mn), memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, ductil, tahan korosi dan dapat dilas.Paduan aluminium tuang merupakan paduan yang komplek dari aluminium dengan tembaga, nikel, besi, silikon dan unsur lain.
Duraluminium (dural) adalah paduan Al – Cu – Mg, dimana Mg dapat ditambahkan (meningkatkan kekuatan, dan ketahanan korosi) dan begitu juga dengan penambahan Si & Fe.Komposisi ducal : 2,2-5,2% Cu, diatas 1,75 % Mg, di atas 1% Si,diatas 1% Fe, dan diatas 1% Mn. Paduan aluminium yang terdiri dari 8-14% Si disebut silumin. Paduan aluminium dengan (10 – 13% Si & 0,8% Cu) dan (8 -10% Si, 0,3% Mg & 0,5% Mn)mempunyai sifat-sifat dapat dituang dengan baik dan tahan korosi serta ductile.
2.10. PADUAN MAGNESIUM
kekerasan, kuat tarik dan fluidity (keenceran) Panambahan seng meningkatkan ductility (perpanjangan relatif dan castability (mampu tuang) .
Penambahan 0,1 – 0,5 % meningkatkan ketahanan korosi.Penambahan sedikit cerium, zirconium dan baryllium dapat membuat struktur butir yang halus dan meningkatkan ductility dan tahan oksidasi pada peningkatan suhu.Ada dua kelomnok besar magnesium paduan a) Wrought alloy : (0,3% Al, 1,3% – 2,5% Mn ) dan (3 – 4% Al, 0,6% Zn & 0,5% Mn).b) casting allay : (5 – 7% Al, 2 – 3% Zn & 0,5% Mn) dan (8 % Al, 0,6 % Zn & 0,5 % Mn).
2.11. PADUAN TEMBAGA
Ada dua kelompok besar yaitu : brass dan bronze Brass (kuningan) Paduan tembaga dan seng dinamakan brass. Penambahan sedikit timah, nikel, mangan, aluminium, dan unsur-unsur lain dalam paduan tembaga seng dapat mempartinggi kekerasan dan kekuatan serta tahan korosi (special – brass).Bronze (perunggu) .
Paduan tembaga dan timah dengan penambahan sedikit aluminium, silikon, mangan, besi dan beryllium disebut bronze.Dalam prakteknya yang paling banyak digunakan adalah perunggu dengan 25 – 30% Sn.
Wrought bronze, terdiri dari paling tinggi 6% Sn dan casting bronze lebih dari 6% Sn.Special bronze, yaitu paduan dengan dasar tembaga dicampur Ni,Al, Mn, Si, Fe, Be dll.Aluminium bronze, terdiri dari 4 – 11% Al, mempunyai sifat-sifat mekanik yang tinggi dan tahan korosi serta mudah dituang.
Cu, 66% Ni, 1,35% Fe, 0,9% dan 0,12% C sifat tertarik bagus dan ductil, tahan korosi dalam air lautan Iarutan kimia.
2.12. PADUAN CETAK-TEKAN (DIE CASTING)
Untuk proses cetak tekan dapat digunakan berbagai jenis paduan bukan besi. Urutannya adalah seng, aluminium, magnesium, tembaga, timah dan tin. Selanjutnya logam-logam tersebut dapat dibagi lagi menjadi paduan suhu rendah dan paduan suhu tinggi. Logam dengan suhu tuang dibawah 5500C, seperti seng, tin dan timah digolongkan sebagai
logam suhu rendah. Paduan suhu rendah mempunyai beberapa keuntungan antara lain biaya produksi dan biaya pemeliharaan die yang rendah.
Dengan meningkatkan suhu, daya tahan erosi dan daya ketahanan terhadap “heat Checking” (retak halus) dari die yang terbuat dari baja paduan, harus ditingkatkan. Kerusakan yang mungkin dialami die menjadi hambatan utama untuk pemakaian paduan suhu tinggi. Faktor lain yang menentukan pilihan logam ialah erosi dan aksi dari logam cair pada unsur-unsur mesin dan die. Aksi logam meningkat dengan naiknya suhu, selain itu setiap logam mempunyai karakteristik tersendiri. Aluminium bersifat merusak logam ferrous, oleh karena itu logam ini tidak dilebur dalam mesin cetak tekan. Paduan tembaga tidak pernah dilebur di dalam mesin, selain itu pemilihan bahan dilakukan berdasarkan sifat mekanik, massa, kemampuan permesinan, ketahanan korosi, penyelesaian permukaan dan biaya.
2.13. PADUAN TIMAH
Timah murni cair pada suhu 327,40C dan bila dicampur dengan
16% antimonium titik cairnya menurun menjadi 2400C. Sb (antimonium)
BAB III
PERLAKUAN PANAS
3.1PROESES PERLAKUAN PANAS
Proses pelakuan panas adalah suatu proses yang terdiri dari proses pemanasan dan proses pendingin pada logam dan paduannya dengan cara tertentu yang bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat material yang
diinginkan. Proses ini telah digunakan secara luas dan tidak hanya dilakukan pada logam ferro saja melainkan telah banyak digunakan pada logam
non_ferro beserta paduannya. Namun dikarenakan bahasan dari penulisan ini menggunakan material baja jadi proses perlakuan panasnya dibatasi hanya pada material baja.
Perubahan dari sifat yang dikarenakan proses perlakuan panas
mencakup pada daerah keseluruhan dari logam dan hanya sebagiannya saja, contoh pada permukaannya saja. Baja unsur paduan utamanya adalah besi dan carbon, tetapi selain itu juga terdapat unsur-unsur penyusun yang lain seperti Mn, V, W, Cr, Ni, Si, dll. Carbon dalam baja larut secara interstisi dan membentuk senyawa karbida yang disebut sementit (Fe3C) yang sifatnya keras dan getas, sehingga pengaruhnya pada baja akan meningkatkan kekuatan dengan menghambat laju dislokasi.
Secara umum unsur-unsur paduan ditambahkan dalam baja dengan kadar tertentu bertujuan untuk:
Perubahan sifat yang terjadi pada proses perlakuan panas disebabkan karena adanya pertumbuhan fasa pada saat pemanasan dan transformasi fasa pada saat pendinginan. Hal tersebut tidak akan pernah terlepas dari
temperatur. Diagram yang menyajikan tentang hubungan antara temperatur dimana terjadinya perubahan fasa pada saat proses pemanasan dan
Diagram Fasa Fe-Fe3C sangatlah penting, khususnya dalam proses perlakuan panas, diagram ini menjadi dasar atau pedoman untuk mengetahui fasa apa yang akan terbentuk pada saat kita melakukan pemanasan. Dari diagram ini juga diketahui garis transformasi fasa dan titik komposisi tertentu dari baja. Komposisi eutektoid tedapat pada 0,8% C dan pada
Temperatur 723 ˚C. Fasa austenit ( γ )mengandung unsure karbon maksimum 2 % karbon, hal ini memungkinkan karena fasa austenit mempunyai sel satuan FCC sehingga mampu melarutkan atom - atom karbon yang lebih banyak didalamnya secara interstisi.
Prinsip perlakuan panas adalah pemanasan dan pendinginan, kecepatan pendinginan sangat berpengaruh terhadap hasil struktur mikro dan sifat mekanik yang didapat, maka timbul fungsi waktu. Dalam diagram Fe-Fe3C hanya menjelaskan transformasi pada kecepatan yang sangat rendah atau pendinginan yang terjadi secara alami. Maka, Diagram Fe-Fe3C tidak dapat menjelaskan transformasi yang terjadi pada pendinginan cepat. Oleh karena itu diperlukan suatu pedoman berupa diagram baru yang menyatakan hubungan antara temperatur dan waktu serta dapat menjelskan transformasi yang terjadi pada kecepatan pendinginan yang tinggi. Diagram TTT ( time temperatur transformation ) dan Diagram CCT ( continous cooling transformation) adalah diagram yang digunakan sebagai pedoman untuk melakukan proses perlakuan panas karena diagram ini dapat menjelaskan transformasi fasa yang terjadi pada kecepatan pendinginan yang tinggi.
Diagram TTT hanya menunjukkan transformasi pada temperatur yang konstan dan tidak berlaku pada proses pendinginan yang kontinu sehingga diagram ini jarang dipakai untuk proses perlakuan panas. Diagram yang dapat menjelaskan semuanya serta banyak sekali dipakai unutk proses pengerasan pada baja adalah diagram CCT. Diagram ini mempunyai bentuk yang agak berbeda dengan diagram TTT walaupun parameternya sama.
Proses pemanasan baja dilakukan diatas temperatur austenisasi, namun jangan terlalu tinggi karena dapat mempengaruhi struktur yang terbentuk yang disebabkan oleh pertumbuhan butir dari fasa austenit. Semakin besar butir yang terbentuk, maka semakin kasar dan kekuatannya semakin menurun. Temperatur yang digunakan dalam pemanasan baja disebut temperatur austenisasi ( Tγ ). Adapun temperatur austenisasi pada tiap-tiap baja berdasarkan kandungan karbonya adalah:
a. Baja Hypo eutektoid, Tγ adalah A3 + 50 s/d 100o C
Pada proses pendinginan dilakukan dengan dua cara yaitu dengan pendinginan lambat dan pendinginan cepat. Pendinginan lambat biasanya dilakukan dengan cara didingikan didalam tungku dan didinginkan melalui udara bebas. Pendinginan cepat dilakukan dengan cara dicelupkan kedalam media quench berupa brine, air, oli dan air garam. Proses pendinginan
Secara umum proses perlakuan panas diklasifikasikan menjadi: 1. Annealing
2. Normalizing 3. Hardening 4. Case hardening
3.1.1Annealing
Annealing adalah proses pemanasan baja yang diikuti dengan pendinginan
lambat didalam tungku. Tujuan utama dari proses ini adalah untuk mengurangi
kekerasan dari baja dan membuat struktur yang mudah dilakukan proses pemesinan. Selain itu anneling bertujuan untuk memperbaiki sifat – sifat antaralain:
6. persiapan struktur unutk proses perlakuan panas
Temperatur dan laju pendinginan dari annealing tergantung dari hasil yang diinginkan dari struktur mikonya, oleh karena itu annealing dibagi lagi menjadi beberapa proses spesifik antara lain:
a. Full Annealing
b. Sperodizing
Proses ini bertujuan untuk membulatkan karbida yang berbentuk serpih pada perlit dan sementit. Sehingga dapat meningkatkan mampu mesin serta meningkatkan keuletan. Sperodizing secara luas digunakan pada baja carbon tinggi, baja perkakas, baja bearing, dan pada semua baja yang akan menjalani proses pengerjaan dingin.
c. Stress Relieving
Pada baja yang telah mengalami proses pengecoran, permesinan, pengelasan maka akan terdapat sejumlah tegangan sisa didalamnya. oksidasi. Prosesnya dilakukan dengan cara menyelimuti spesimen dengan atmosfir tungku yang sesuai selama pemanasan. Cara ini juga bertujuan untuk menghindari terjadinya penggetasan, timbulnya sulfidasi, serta adanya dekarburisasi. Jenis gas yang banyak digunakan dapat berup nitrogen, amoniak, gas eksotrim, hydrogen, dll.
e. Homogeniezing
Proses ini bertujuan untuk menyeragamkan komposisi baja. Biasanya dilakukan setelah proses pengecoran. Spesimen dipanaskan sampai temperatur 1100 -1200°C. kemudian didinginkan secara lambat.
f. Recrystalitation Annealing
Merupakan proses pemanasan untuk menumbuhkan atau membentuk butir baru setelah mengalami proses pengerjaan dingin (cold working). Selain itu juga bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa. Pemanasan dilakukan pada temperatur 600°C selama 0.5 – 1 jam.
3.1.2 Normalizing
udara. Normalizing umumnya dipergunakan pada baja carbon rendah dan plain carbon dengan tujuan sbb:
1. Memperhalus ukuran butir dan menghomogenisasikan struktur mikro dari hasil coran dan tempa, sehingga dapat
meningkatkan sifat mekanik dalam proses pengerasan baja.
2. Untuk meningkatkan mampu mesin dengan komposisi karbon sekitar 0.3 % C
3. memperhalus karbida kasar yang mempunyai precipitateselama pendinginan lambat setelah proses pengerjaan panas.
3.1.3 Hardening
Proses hardening biasa dilakukan pada semua perkakas dan bagian penting dari mesin yang berkaitan dengan hal yang berat. Tujuan mengeraskan perkakas adalah untuk mendapatkan nilai kekerasannya, sedangkan tujuan mengeraskan bagian mesin adalah untuk meningkatkan kekuatan tarik serta kekuatan luluhnya. Namun biasanya bila kekerasan tinggi maka kekuatan tariknya dan kekuatan luluhnya rendah, oleh karena itu proses hardening yang dilakukan adalah dengan cara melakukan proses tempering setelah dilakukan pendinginan cepat. Sifat Mekanik Sebelum dan sesudah
1. Kekuatan luluh (Kg/mm2) dengan memanaskan baja sampai temperature austenisasinya kemudian ditahan untuk beberapa lama lalu didinginkan secara cepat
Pada saat dilakukan pendinginan lambat fasa austenit (FCC) akan berubah sel satuannya menjadi BCC kembali. Namun karena adanya pendinginan cepat maka ada atom karbon yang terjebak pada kisi tegak sehingga austenit bertransformasi menjadi fasa martensit dengan sel sastuan BCT. Martensit inilah yang bersifat keras dan getas. Contoh specimen yang berfasa martensit adalah roda gigi, pahat potong, dan dies.
Agar diperoleh hasil yang baik dari proses pengerasan, maka benda kerja sebaiknya harus dibersihkan terlebih dahulu. Untuk baja karbon rendah dan baja paduan rendah tidak perlu dilakukian preheat (pemanasan awal). Namun pada baja perkakas harus dipreheat terlebih dahulu karena banyaknya unsur paduan sehingga konduktivitas panasnya menurun. Pada pendinginnya harus dengan media pendingin cepat agar atom karbonya terjebak pada kisi tegaknya. Adapun media pendingin yang sering dipakai untuk proses hardening adalah:
1. Air 2. Oli 3. Brine
Masing-masing dari media pendingin diatas mempunyai keuntungan serta
kerugian. Proses hardening dibagi lagi menjadi beberapa jenis, yaitu: a. Martempering dapat terjadi pada saat material dalam kondisi padat dan dapat terjadi hanya pada bagian permukaan permukaan saja. Tujuan dari case hardening adalah untuk meningkatkan ketahanan aus suatu material, meningkatkan ketahanan korosi serta untuk meningkatkan scalling resistant.
Case hardening dilakukan dengan cara melapisi permukaan dari material dengan carbon, nitrogen, dan elemen paduan lainnya. Prosesnya dapat dilakukan dengan menambahkan unsur yang akan brdifusi kedalam material dalam kondisi padat, cair maupun dalam kondisi gas. Proses dari case hardening dibagi menjadi:
1. Carburisasi 2. Nitriding 3. Cyaniding
BAB IV
KESIMPULAN
4.1. KESIMPULAN
Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan.
Logam bukan besi tidak ditemukan sebagai logam murni di alam bebas. Biasanya terikat sebagai oksida dengan kotoran-kotoran membentuk bijih-bijih. Pengolahan bijih logam bukan besi mengikuti beberapa tahap, yaitu tahap penghalusan mineral, tahap pencucian, tahap pemisahan antara logam dan kotoran, dan tahap peleburan.
DAFTAR PUSTAKA
https://www.google.com/search?q=tabel+paduan+tembaga%2C+seng
%2C+dan+tin&ie= utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a
http://hapli.wordpress.com/non_ferro/
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22253/4/Chapt er%20II.pdf
file://localhost/G:/LOGAM%20BUKAN%20BESI/BERBAGI%20SEDIKIT
%20INFORMASI
file://localhost/G:/SEM%204/LOGAM%20BUKAN%20BESI/LOGAM
%20BUKAN%20BES I.htm
