5. Aluminium dan Paduannya.docx

Aluminium dan PaduannyaD3 Teknik Mesin-PLN FTI ITS

2013

MAKALAH ILMU LOGAM

ALUMINIUM dan PADUANNYA

KELOMPOK 5 Kelas PLN

Anggota :

Tara Puspita Sari 2112138015

Sherly Nazulia Dewi 2112038022

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

1


2013

BAB I

DEFINISI ALUMINIUM dan PADUANNYA

Logam aluminium adalah logam yang mempunyai sifat ringan yang pemanfaatannya

sangat luas. Selain ringan juga memiliki kelebihan lain seperti penghantar panas yang baik.

Aluminium ditemukan pertama kali oleh Sir Humprey Davy dalam tahun 1809 sebagai suatu

unsur, dan pertama kali direduksi oleh HC Oersted tahun 1825. Penggunaan logam

Aluminium sebagai logam setiap tahunnya pada urutan kedua setelah besi dan baja, yang

tertinggi diantara logam non fero.

Aluminium murni adalah logam yang lunak, tahan lama, ringan, dan dapat ditempa

dengan penampilan luar bervariasi antara keperakan hingga abu-abu, tergantung kekasaran

permukaannya. Kekuatan tensil aluminium murni adalah 90 MPa, sedangkan aluminium

paduan memiliki kekuatan tensil berkisar 200-600 MPa. Aluminium memiliki berat sekitar

satu pertiga baja, mudah ditekuk, diperlakukan dengan mesin, dicor, ditarik (drawing), dan

diekstrusi.

Logam aluminium paduan merupakan salah satu logam paduan yang sangat penting di

bidang teknik, diantaranya untuk bahan struktur pesawat terbang, otomotif, kapal dan industri

lain. Logam aluminium mempunyai karakteristik yang menguntungkan, diantaranya adalah

mempunyai sifat mampu bentuk yang baik (formability), tahan korosi, ringan, dan kekuatan

mekaniknya dapat ditingkatkan dengan pengerjaan dingin atau panas.

Aluminium mempunyai beberapa sifat-sifat karakter fisis antara lain memiliki berat

jenis sekitar 2,65-2,8 kg/dmз. Mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik, tahan

terhadap korosi, dalam beberapa bahan titik lebur 658◦C dan susunan atom face center cubic.

Aluminium murni mempunyai beberapa kekurangan seperti memiliki sifat mampu cor

dan mekanik kurang baik, sehingga jarang dipergunakan untuk kebutuhan teknik yang

memerlukan ketelitian dan persyaratan kekuatan bahan yang tinggi. Kebanyakan aluminium

digunakan dalam bentuk paduan untuk memperbaiki sifat-sifat dan memperoleh kekuatan

2


2013

bahan yang sesuai dengan kebutuhan. Biasanya unsur-unsur paduan yang ditambahkan pada

Aluminium adalah Cu, Si, Mg, Ni, Sn, Fe, dan Zn. Adapun kelemahan penggunaan

aluminium adalah bahan ini sering mengalami cacat keropos dan mudah membentuk rongga

udara yang menyebabkan menurunnya kekuatan bahan. Hal ini disebabkan sifat yang dimiliki

aluminium dalam keadaan cair yaitu mudah menyerap gas H₂ dan O₂ kemudian

melepaskannya kembali saat terjadi proses pembekuan. Ada bagian gas terperangkap dalam

bahan, akibat terhalangnya aluminium cair yang lebih cepatmembeku pada bagian permukaan

luar dekat dengan cetakan. Gas ini mengakibatkan cacat keropos pada bahan.

Gambar aluminium

3


2013

BAB II

PROSES PEMBUATAN

Ada beberapa proses dalam pengolahan alumunium, diantaranya adalah proses

penambangan alumunium, proses pemurnian alumunium.

A. Proses penambangan alumunium

pada awalnya alumunium didapatkan dari biji bauksit yang terdapat di kerak bumi,

lalu biji bauksit ini akan dipanaskan untuk mengurangi kadar air di dalamnya. Biji

bauksit yang ditambang dari kerak bumi memiliki kandungan alumunium sebanyak

50-60%. Setelah dilakukan proses pemanasan biji bauksit tersebut akan digiling dan

dihancurkan hingga biji bauksit tesebut menjadi halus. Setelah biji bauksit menjadi

halus maka akan diteruskan dengan proses pemurnian.

B. Proses pemurnian

Proses pemurnian biji bauksit akan dilakukan dengan metode Bayer untuk

menghasilkan alumunium murni. Metode bayer adalah serangkaian proses pemurnian

bauksit hingga menjadi alumina dengan cara melarutkan bauksit dengan natrium

hidroksida (NaOH). Dalam metode bayer ini ada serangkaian siklus yang harus

dilewati hingga bauksit bisa dimurnikan menjadi alumina, yang biasa disebut dengan

siklus bayer. Ada 4 proses dalam siklus bayer, diantaranya adalah:

a. Digestion (pencernaan), pada awalnya bauksit dipompa hingga masuk ke dalam

tabung dengan tekanan yang besar, setelah itu dipanaskan dengan temperatur 175oC.

Setelah itu natrium hidroksida akan bereaksi dengan alumina bauksit hingga

menghasilkan natrium aluminat.

b. Clarification (klarifikasi), pengotor padat yang ikut bereaksi pada proses sebelumnya

akan disaring agar tidak natrium aluminat tidak terkontaminasi. Setelah mengalami

proses penyaringan natrium aluminat akan didinginkan di dalam exchangars. Setelah

didinginkan natrium aluminat akan dipompa menuju tempat yang lebih tinggi lagi

yaitu presipator untuk mengalami proses precipation.

4


2013

c. Precipation (pengendapan), alumunium akan diendapkan setelah terpisah dari kotoran

padatnya dengan cara mengalirkan gas CO2 dan pengenceran. Hingga setelah natrium

aluminat berekasi dengan CO2 akan dihasilkan alumunium hidroksida.

d. Calcination (kalkinasi), setelah terbentuk alumunium hidroksida maka alumunium

hidroksida ini akan dipanaskan dengan temperatur 1050oC (dikalkinasi). Dan pada

akhirnya akan dihasilkan alumunium oksida murni yang selanjutnya akan menuju

proses peleburan dengan metode Hall Herault untu mendapatkan material alumunium.

Selanjutnya akan masuk ke tahap peleburan alumunium, metode yang digunakan

dalam proses peleburan ini adalah metode Hall Herault.

e. Pada awalnya alumunium oksida akan dilarutkan dengan kriolit, proses peralutan ini

berlangsung bejana yang terbuat dari baja yang berlapis grafit yang sekaligus

berperan sebagai katoda(+) dan batang grafit digunakan sebagai anoda(-). Selanjutnya

proses elektrolisis akan berlangsung dalam temperatur 950oC . Dalam proses

elektrolisis ini akan dihasilkan alumunium pada katoda dan gas O2 dan CO2 pada

anoda. Alumunium yang terbentuk dalam keadaan zat cair dan akan dikeluarkan

dengan cara dialirkan secara bertahap ke dalam cetakan untuk menjadi alumunium

batangan.

Proses pembuatan Aluminium

5


2013

BAB III

JENIS-JENIS ALUMINIUM

A. Aluminium Murni

Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam keadaan biasa,

hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk penggunaan yang luas

sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.

B. Aluminium Paduan

Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon, magnesium,

tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970.

Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan

kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi konsentrasi

tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya kerapuhan akibat

terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam.

Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam

paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya hingga aluminium siap

digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan panas, penyimpanan, dan sebagainya.

1. Paduan Aluminium-Silikon

Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan kekerasan dan

kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa pada aluminium paduan yang

dihasilkan pada perlakuan panas. Jika konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat

kerapuhan logam akan meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.

6


2013

2. Paduan Aluminium-Magnesium

Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur logam paduan

yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal ini tidak menjadikan aluminium

paduan dapat ditempa menggunakan panas dengan mudah karena korosi akan terjadi pada

suhu di atas 60 oC. Keberadaan magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja

dengan baik pada temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan

mengalami failure pada temperatur tersebut.

3. Paduan Aluminium-Tembaga

Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan kuat, namun

rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak boleh memiliki konsentrasi

tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan

logam rapuh.

7


2013

Struktur mikro Al-Cu

4. Paduan Aluminium-Mangan

Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan pengerasan

tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan logam paduan dengan

kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh. Selain itu, penambahan mangan akan

meningkatkan titik lebur paduan aluminium.

5. Paduan Aluminium-Seng

Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal karena

merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan ini memiliki kekuatan

tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki

kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan.

Bandingkan dengan aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil

sebesar 410 MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.

6. Paduan Aluminium-Lithium

Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa jenis dan

peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4% lithium, setiap penambahan

1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan sebanyak 3% dan peningkatan modulus

elastisitas sebesar 5%. Namun aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat

reaktivitas lithium yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.

Gambar Paduan Al-Li

8


2013

7. Paduan Aluminium-Skandium

Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi pada paduan,

baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di lingkungan yang panas. Paduan ini

semakin jarang diproduksi, karena terdapat paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah

diproduksi dengan karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah

digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan konsentrasi Sc antara

0,1-0,5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004).

8. Paduan Aluminium-Besi

Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu

“kecelakaan”. Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan menggunakan

cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik. Efek kehadiran Fe dalam paduan

adalah berkurangnya kekuatan tensil secara signifikan, namun diikuti dengan penambahan

kekerasan dalam jumlah yang sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe

sebesar 2,08% mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala

Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X, dengan X

adalah paduan utama aluminium selain Fe.

Kelemahan aluminium paduan adalah pada ketahanannya terhadap lelah (fatigue).

Aluminium paduan tidak memiliki batas lelah yang dapat diperkirakan seperti baja, yang

berarti failure akibat fatigue dapat muncul dengan tiba-tiba bahkan pada beban siklik yang

kecil. Satu kelemahan yang dimiliki aluminium murni dan paduan adalah sulit

memperkirakan secara visual kapan aluminium akan mulai melebur, karena aluminium tidak

menunjukkan tanda visual seperti baja yang bercahaya kemerahan sebelum melebur.

9. Aluminium paduan cor

Aluminium dapat dicor di cetakan pasir/tanah liat, cetakan besi, atau cetakan baja

dengan diberi tekanan. Logam cor dapat lebih cepat mengeras jika dicor dengan cetakan

9


2013

logam, sehingga akan menghasilkan efek yang sama seperti efek quenching, yaitu

memperkeras logam.

Pengecoran dengan besi harus dilakukan dengan hati-hati karena dapat menyebabkan

intrusi besi ke dalam paduan, menyebabkan paduan memiliki komposisi yang tidak

diinginkan. Proses pengecoran, selain harus terbebas dari pengotor pencetaknya, juga harus

terbebas dari uap air. Aluminium, dalam temperatur tinggi, dapat bereaksi dengan uap air

membentuk aluminium hidroksida dan gas hidrogen. Aluminium cair, sepeti logam cair pada

umumnya, dapat melarutkan gas tersebut, dan ketika logam mulai mendingin dan menjadi

padat, gelembung-gelembung hidrogen akan terbentuk di dalam logam, menyebabkan logam

menjadi berpori-pori dan menyebabkan logam semakin rapuh.

Untuk mencegah keberadaan gas hidrogen dalam logam, pengecoran sebaiknya

dilakukan dalam keadaan kering dan tidak lembab serta logam tidak dilelehkan pada

temperatur jauh di atas titik lelehnya. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan tanur

listrik, namun hal ini akan meningkatkan biaya produksi.

Komposisi utama aluminium paduan cor pada umumnya adalah tembaga, silikon, dan

magnesium. Al-Cu memberikan keuntungan yaitu kemudahan dalam pengecoran dan

memudahkan pengerjaan permesinan. Al-Si memmberikan kemudahan dalam pengecoran,

kekuatan, ketahanan pada temperatur tinggi, dan pemuaian yang rendah. Sifat pemuaian

merupakan sifat yang penting dalam logam cor dan ekstrusi, yang pada umumnya merupakan

bagian dari mesin. Al-Mg juga memberikan kekuatan, dan lebih baik dibandingkan Al-Si

karena memiliki ketahanan yang lebih tinggi hingga logam mengalami deformasi plastis

(elongasi). Namun konsentrasi lebih dari 10% dapat mengurangi kemudahan dalam

pengecoran.

10


2013

BAB IV

KODEFIKASI ALUMINIUM dan PADUANNYA

Pengkodean aluminium tempa berdasarkan International Alloy

Designation System adalah sebagai berikut:

a) Seri 1xxx merupakan aluminium murni dengan kandungan minimum

99,00% aluminium berdasarkan beratnya.

b) Seri 2xxx adalah paduan dengan tembaga. Terdiri dari paduan bernomor 2010

hingga 2029.

c) Seri 3xx.x adalah paduan dengan silikon, tembaga, dan/ataum magnesium

d) Seri 4xx.x adalah paduan dengan silikon

e) Seri 5xx.x adalah paduan dengan magnesium

f) Seri 7xx.x adalah paduan dengan seng

g) Seri 8xx.x adalah paduan dengan lithium

Perlu diperhatikan bahwa pada digit kedua dan ketiga menunjukkan persentase

aluminiumnya, sedangkan digit terakhir setelah titik adalah keterangan apakah aluminium

dicorsetelah dilakukan pelelehan pada produk aslinya, atau dicor segera setelah aluminium

cair dengan paduan tertentu. Ditulis hanya dengan dua angka, yaitu 1 atau 0. Klasifikasi

aluminium pada Standar Nasional Indonesia tidak berdasarkan pada konsentrasi

paduan maupun perlakuannya. Klasifikasi aluminium paduan pada Standar Nasional

Indonesia didasarkan pada aplikasi aluminium tersebut. Berikut ini adalah contoh

penomoran aluminium pada Standar Nasional Indonesia:

1. 03-2583-1989 aluminium lembaran bergelombang untuk atap dan dinding

11


2013

2. 07-0417-1989 ekstrusi aluminium paduan

3. 03-0573-1989 jendela aluminium paduan

4. 07-0603-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur

5. 07-0733-1989 ingot aluminium primer

6. 07-0734-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur, terlapis bahan anodisasi

7. 07-0828-1989 ingot aluminium sekunder

8. 07-0829-1989 ingot aluminium paduan untuk cor

9. 07-0851-1989 plat dan lembaran aluminium

10. 07-0957-1989 aluminium foil dan paduannya

11. 04-1061-1989 kawat aluminium untuk penghantar listrik

Terdapat 84 produk aluminium yang terdaftar dalam Sistem Informasi

Standar Nasional Indonesia, berupa aluminium murni dan paduannya, senyawa

aluminium, bahkan petunjuk teknis pembuatan aluminium dan aplikasinya juga

merupakan produk terdaftar di SNI.

12


2013

BAB V

SIFAT MEKANIK

Sifat mekanik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh

konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.

A. Tahan Korosi

Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan

oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di

permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas.

Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun,

pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat

lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium.

B. Kekuatan tarik

. Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya

sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang

memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan

dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal,

aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa (paduan

7075).

C. Kekerasan

13


2013

Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel,

sehinggadengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi

yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau

diberi perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan quenching,

lalu disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135.

D. Ductility

Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki

ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya

memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility

berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan

memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.

E. Konduktor Panas yang Baik

Aluminium juga merupakan konduktor panas dan elektrik yang baik. Jika

dibandingkandengan massanya, aluminium memiliki keunggulan dibandingkan dengan

tembaga, yang saat ini merupakan logam konduktor panas dan listrik yang cukup baik,

namun cukup berat.

14


2013

BAB VI

PENGARUH UNSUR PADUAN

A. Silikon (Si)

Silikon merupakan unsure paduan yang paling umum digunakan pada proses

peengecoran, terutama untuk Al-Si komersial. Berdasarkan standar JIS, kandungan

silikon dapat mencapai 5-14%. Fungsi silikon adalah untuk meningkatkan

karakteristik coran. Atau dengan kata lain, penambahn silicon pada aluminium murni

akan meningkatkan mampu alir dan mengurangi terjadinya efek hot shortness pada

hasil coran. Hal ini merupakan factor terpenting dalam pengecoran paduan

aluminium-silikon.

B. Tembaga (Cu)

Kandungan tembaga pada paduan aluminium AC4B berkisar 2-4%.

Kebenaran unsur tembaga pada paduan aluminium silikon, berfungsi untuk

meningkatkan kekuatan tanpa harus kehilangan sifat mampu cor nya. Semakin banyak

kadar tembaga yang ditambahkan, maka akan semakin banyak jumlah fasa yang

terbentuk, sehingga sifat kekerasan dan kekuatan paduana kan semakin meningkat

pula.

C. Besi (Fe)

Besi merupakan pengotor (impurity) yang paling sering ditemukan di dalam

aluminium. Kandungan unsur besi pada paduan AC4B harus dijaga agar tidak

melebihi 0.8% dari jumlah berat paduan. Besi memiliki kelarutan yang cukup tinggi

15


2013

pada aluminium cair, dan mudah sekali larut pada seluruh fasa aluminium cair.

Penambahan besi pada aluminium akan meningkatkan ketahanan hot tear dan

menurunkan kecenderungan penempelan atau persambungan dengan cetakan die

casting. Unsur yang secara alami sebagai pengotor pada aluminium ini dala jumlah

kecil juga akan mengurangi kecenderungan retak panas (hot cracking) dalam

pengecoran. Akan tetapi, adanya kadar besi pada paduan yang berlebihan secara

substansial yang kemudian membentuk kristal FeSiAl₅ akan menurunkan sifat

keuletan dan ketahanan korosi paduan Al-Si dan mengakibatkan struktur butir yang

kasar.

D. Magnesium (Mg)

Magnesium adalah basis untuk kekuatan dan kekerasan dalam perlakuan panas

paduan Al-Si dan pada umumnya digunakan dalam paduan kompleks Al-Si yang

mengandung tembaga, nikel dan unsur-unsur lainnya. Dalam pemaduan di

pengecoran, pada umumnya magnesium memiliki rentang dari 4-10%. Pada paduan

AC4B, kandungan magnesium dijaga agar tidak melebihi 0.5%. Fase penguat

(hardening phase) Mg-Si akan berguna pada kadar sekitar 0.7% Mg, lebih darii tu

maka efek penguatannya tidak terjadi.

Peranan magnesium dalam paduan aluminium silikon ini serupa dengan

tembaga, yaitu berpengaruh dalam peningkatan kekuatan korosi, tetapi mengurangi

sifat mampu cor sehingga jumlahnya harus dibatasi.

E. Seng (Zn)

Tidak ada keuntungan teknis yang pasti dapat dicapai dengan penambahan

seng, akan tetapi apabila digunakan bersama dengan tembaga dan atau magnesium,

penambahn seng menghasilkan komposisi heta-treatable dan aging natural yang unik.

Seng juga pada umumnya digunakan pada komposisi pengecoran gravity casting dan

die casting dari material scrap. Kandungan seng dalam paduan AC4B dibatasi hingga

0.1%.

F. Mangan (Mn)

Pada kondisi dan aplikasi normal, mangan merupakan penotor dalam

komposisi coran, sehingga harus dikendalikan agar tetap rendah dalam proses gravity

casting. Mangan tidak memberikan efek yang signifikan pada coran paduan

16


2013

aluminium yang tidak dilakukan work hardening. Beberapa penelitian menunjukan

bahwa fraksi volume yang tinggi dari MnAl₆ pada paduan aluminium yang

mengandung lebih dari 0.5% Mn menunjukkan pengaruh yang menguntungkan pada

mutu internal dari coran.

G. Nikel (Ni)

Keberadaan nikel bersama dengan tembaga dalam paduan aluminium silikon,

berperan untuk mempertahankan sifat-sifat paduan pada kenaikan termperatur. Nikel

memiliki kelarutan padat yang tidak mencapai 0.04% selebihnya akan menghasilkan

fasa intermetalik, yang umumnya berkombinasi dengan unsur besi. Nikel juga

berpengaruh dalam mereduksi koefisien ekspansi termal.

H. Titanium (Ti)

Merupakan unsur minor pada paduan aluminium AC4B. Titanium digunakan

sebagai penghalus butir (grain refiner) padapaduan aluminium hasil pengecoran.

Apabila digunakan tanpa kandungan boron, pengaruh titanium akan berkurang denagn

meningkatnya holding time dari cairan aluminium atau akibat proses peleburan

kembali. Titanium akan berkurang denagn meningkatnya holding time dari cairan

aluminium atau akibat proses peleburan kembali.

17


2013

BAB VII

APLIKASI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Beberapa penggunaan aluminium antara lain:

1. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan

bermotor.

2. Untuk membuat badan pesawat terbang.

3. Sektor pembangunan perumahan;untuk kusen pintu dan jendela.

4. Sektor industri makanan ,untuk kemasan berbagai jenis produk.

5. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan.

6. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III)

oksida,digunakan untuk mengelas baja ditempat, misalnya untuk menyambung rel

kereta api.

Beberapa senyawa Aluminium juga banyak penggunaannya, antara lain:

1. Tawas (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O)

Tawas mempunyai rumus kimia KSO4.AL2.(SO4)3.24H2O. Tawas digunakan untuk

menjernihkan air pada pengolahan air minum.

2. Alumina (Al2O3)

Alumina dibedakan atas alfa0allumina dan gamma-allumina. Gamma-alumina

18


2013

diperoleh dari pemanasan Al(OH)3 di bawah 4500C. Gamma-alumina digunakan

untuk pembuatan aluminium, untuk pasta gigi, dan industri keramik serta industri

gelas.

3. Pada aluminium murni dijadikan Aluminium Foil yang merupakan 99%

Aluminium

4. Pada Paduan Alumnium Al-Cu-Li digunakan sebagai bahan pembuat tangki bakar

yang tahan akan panas pada pesawat ulang-alik milik NASA

5. Alumnium yang diperkeras mampu dijadikan uang logam, tapi saat ini masih sulit

dicari bahan paduan apa yang dipadukan dengan aluminium untuk mendapatkan uang

logam Velg Mobil Alumnium yang dipadukan dengan magnesium m atau silikon atau

keduanya akan menhasilkan Velg mobil, dengan cara Ekstrusi atau dicor.

BAB VIII

STUDI KASUS

Dalam pembahasan studi kasus, terdapat sebuah masalah yang dapat dianalisis yaitu

mengenai modifikasi paduan aluminium tuang AC4B.

Permasalahan :

Paduan aluminium tuang AC4B merupakan jenis paduan aluminium silikon

hipoeutektik sistem Al-Si-Cu. Karena karakteristiknya yang baik sehingga paduan aluminium

tuang AC4B ini cukup banyak digunakan oleh industri otomotif sebagai material dasar untuk

pembuatan komponen otomotif khususnya cylinder head dengan proses pengecoran.

Namun, ada permasalahan yang dihadapi oleh industri olomotif berkaitan dengan

produk cor yang dihasilkan dari proses pengecoran paduan aluminium tuang AC4B tersebut.

Permasalahan yang dialami oleh industri otomotif tersebut yaitu sering terjadinya

kegagalan (reject) pada produk cor. Kegagalan yang terjadi misalnya seperti misrun, sifat

mekanik rendah, serta banyaknya jumlah porositas pada produk cor.

Solusi :

Dari permasalahan tersebut maka dilakukanlah penambahan unsur stronsium (Sr) dalam

jumlah kecil kedalam paduan aluminium tuang AC4B yang bertujuan untuk

meningkatkan sifat fluiditas, meningkatkan sifat mekanis, serta menurunkan jumlah

19


2013

porositas. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dengan penambahan 0.012 wt. % Sr

pada paduan aluminium tuang AC4B akan :

a. menurunkan nilai kekerasan cylinder head sebagai akibat laju pendinginan yang

lambat sehingga terjadi peningkatan jumlah dan ukuran porositas, namun

meningkatkan nilai kekerasan sampel uji tarik sebagai akibat laju pendinginan

yang lebih cepat sehingga pembentukan porositas lebih sedikit dan ukuran

porositas pun lebih kecil,

b. meningkatkan nilai kekuatan tarik dan nilai fluiditas,

20

5. Aluminium dan Paduannya.docx

Documents

Transcript of 5. Aluminium dan Paduannya.docx