ARTIKEL MATERIAL TEKNIK

“ALUMINIUM”

DOSEN PEMBIMBING :

DWI WIJAYA, ST

DISUSUN OLEH :

NAMA : SURIYADI ANWAR

NIM : 10212010020

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANTAKUSUMA(UNTAMA)

P A N G K A L A N B U N

Sejarah Aluminium

Orang Yunani, Romawi, dan Cina kuno menggunakan tanah liat

aluminium untuk membuat tembikar. Napoleon juga memiliki satu set peralatan

makan yang terbuat dari aluminium untuk menjamu tamu-tamu terhormatnya.

Pada tahun 1761, De Morveau mengusulkan nama “alumine”. Kemudian

pada tahun 1808, Sir Humphry Davy berhasil menunjukkan eksistensi logam ini.

Pada tahun 1825, seorang ahli fisika Denmark dan ahli kimia bernama Henry

Christian Oersted, berhasil mensistesis aluminium murni. Oersted mereaksikan

amalgam potasium dengan aluminium klorida anhidrat. Residu merkuri kemudian

disuling untuk mendapatkan aluminium.

Pada tahun 1827, Freidrich Wohler juga berhasil melakukan apa yang

dicapai Oersted dengan metode yang berbeda. Mulai saat itu aluminium berhasil

disintesis untuk tujuan komersial. Karena proses untuk mendapatkan aluminium

murni masih amat sulit, pada saat itu aluminium lebih berharga dibanding emas.

Aluminium terus menjadi logam yang sulit diperoleh hingga pada tahun 1886, dua

ilmuwan muda, Charles Heroult dan Martin Hall mampu memperoleh aluminium

dari aluminium oksida (alumina). Sejak saat itu aluminium mampu diproduski

massal dengan harga terjangkau untuk memenuhi berbagai kebutuhan manusia.

A. Pengertian Aluminium

Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak.

Gambar Aluminium, dipotong setelah dicetak dari tanur tanpa perlakuan fisik maupun termal.

Aluminium ialah salah satu unsur kimia dengan lambang “AL” dan nomor

atom 13. Aluminium ialah logammulia paling berlimpah nomor tiga yang

berjumlah sebesar8% d ari permukaan bumi. Aluminium bukan merupakan jenis

logam berat. Aluminium biasa terdapat pada aditif makanan, knalpot, rangka

sepeda, peralatan makananan dan aksesoris lainnya. Aluminium digunakan dalam

kabel bertegan gantinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan

badan pesawat terbang. Aluminium merupakan unsur yang sangat reaktif sehingga

mudah teroksidasi. Karena sifat kereaktifannya maka Aluminium tidak ditemukan

dialam dalam bentuk unsur melainkan dalam bentuk senyawa baik dalam bentuk

oksida alumina maupun silikon. Bahan dasar pembuatan Aluminium adalah

bauksit (biji Aluminium) yang kemudian diubah menjadi Alumina. Alumina

inilah yang akan dielektrolisa membentuk Aluminium ingot. Biji Aluminium

biasanya berupa senyawa oksida berupa Bayerit, Gibbsit atau hidrargilat

(Al2O3.3H2O), bohmit dan diaspor yang tidak larut dalam air. Sumber lain dari

bijih bauksit adalah, Nephelin ( ( NaK )2O . Al2O 3 . SiO2 ), Alunit

( K2 SO4 . Al2 ( so4 )3. 4Al (OH )3 ), Kaolin & Clay ( Al2O3 ∙2 SiO2∙ 2 H 2 O )

Aluminium merupakan unsur yang tergolong melimpah di kulit bumi.

Mineral yang menjadi sumber komersial aluminium adalah bauksit. Bauksit

mengandung aluminium dalam bentuk aluminium oksida ( Al2O3 ). Bauksit

( Al2 O3.2 H 2O ) bersistem octa hedral terdiri dari 35-65% AL2 O3, 2-10% SiO2,

2-20% Fe2 O3, 1-3% TiO2 dan 10-30% air. Bauksit terbentuk dari batuan yang

mempunyai kadar aluminium tiggi, kadar Fe rendah dan sedikit kadar kuarsa

bebas. Secara garis nesar komersial bauksit terdiri dalam tiga bentuk :

1. Pissolitic atau Oolitic.

2. Sponge Ora.

3. Amorphorus.

Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy pada tahun 1809 sebagai

suatu unsur dan pertamakali direduksi dengan logamoleh H.C.Oersted pada tahun

1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroulddi Prancis dan C.N.Malldi

Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam Aluminium dari

Alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfungsi. Sampai sekarang

proses Hall Heroult masih dipakai untuk memproduksi Aluminium.

Aluminium memiliki karakteristik sebagai berikut :

1) Ringan,

Yaitu memiliki bobot sekitar 1/3 dari bobot besi dan baja atau

tembaga. Berat jenisnya ringan hanya 2.7gr/cm3, sedangkan besi ±

8.1gr/cm32.

2) Kuat,

Yaitu terutama bila dipadukan dengan logam lain. Paduan Al

dengan logam lainnya menghadilkan logam yang kuat.

3) Reflektif,

Dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus

makanan, obat, rokok.

4) Konduktorpanas.

Sifat ini sangat baik untuk penggunaan pada mesin–mesin / alat–

alat pemindah panas sehingga dapat memberikan penghematan energi.

5) Konduktorlistrik,

Setiap satu kilograma luminium dapat menghantarkan arus listrik

dua kali lebih besar jika dibanding dengan tembaga.

6) Tahankorosi,

Sifatnya durable sehingga baik dipakai untuk lingkungan yang

dipengaruhi oleh unsur–unsur seperti air, udara, suhu, dan unsur–unsur

kimia lainnya, baik diruang angakasa bahkan sampai kedasar laut.

7) Tak beracun,

Sangat baik untuk penggunaan pada industry makanan, minuman

dan obat–obatan yaitu untuk petikemas dan pembungkus.

Aluminium murni atau aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan

apapun dan dicetak dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar

90MPa, terlalu lunak untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium

dipadukan dengan logam lain. Pada aluminium paduan Elemen paduan yang

umum digunakan pada aluminium adalah silikon, magnesium, tembaga, seng,

mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secaraumum, 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.

Kelemahan Aluminium.

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.

B. Proses Pembuatan Aluminium.

Aluminium adalah logam yang sangat reaktif yang membentuk ikatan

kimia berenergi tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses

ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk

mereduksi Al2O3. Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan

menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat

dari karbon.

Proses produksi aluminium dimulai dari pengambilan bahan tambang yang

mengandung aluminium (bauksit, corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan

sebagainya). Selanjutnya, bahan tambang dibawa menuju proses Bayer.

Gambar Proses Bayer

Proses Bayer menghasilkan alumina (Al2O3) dengan membasuh bahan

tambang yang mengandung aluminium dengan larutan natrium hidroksida pada

temperatur 175 oC sehingga menghasilkan aluminium hidroksida, Al(OH)3.

Aluminium hidroksida lalu dipanaskan pada suhu sedikit di atas 1000 oC sehingga

terbentuk alumina dan H2O yang menjadi uap air.

Setelah Alumina dihasilkan, alumina dibawa ke proses Hall-Heroult.

Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan leelehan

Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite. Larutan lalu dielektrolisis dan akan

mengakibatkan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari

alumina akan teroksidasi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk

karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis yang lebih ringan dari

pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah.

Elektrolisis aluminium dalam proses Hall-Heroult menghabiskan energi

yang cukup banyak. Rata-rata konsumsi energi listrik dunia dalam

mengelektrolisis alumina adalah 15 kWh per kilogram aluminium yang

dihasilkan. Energi listrik menghabiskan sekitar 20-40% biaya produksi aluminium

di seluruh dunia.

Gambar Diagram Proses Hall-Heroult yang disederhanakan. Perhatikan letak katoda yang berada di

dasar wadah, untuk mengantisipasi massa jenis aluminium cair yang lebih tinggi dibandingkan

larutan cryolite-alumina

Aluminium daur ulang

Salah satu keuntungan aluminium lainnya adalah, mampu didaur ulang

tanpa mengalami sedikitpun kehilangan kualitas. Proses daur ulang tidak

mengubah struktur aluminium, daur ulang terhadap aluminium dapat dilakukan

berkali-kali (wasteonline.org).

Mendaur ulang aluminium hanya mengkonsumsi energi sebesar 5% dari

yang digunakan dalam memproduksi aluminium dari bahan tambang

(economist.com). Di Eropa, terutama negara Skandinavia, 95% aluminium yang

beredar merupakan bahan hasil daur ulang. Proses daur ulang aluminium berawal

dari kegiatan meleburkan sampah aluminium. Hal ini akan menghasilkan endapan.

Endapan ini dapat diekstraksi ulang untuk mendapatkan aluminium, dan limbah

yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan campuran aspal dan beton karena

merupakan limbah yang berbahaya bagi alam.

C. Proses Penambangan.

Aluminium merupakan logam berwarna putih keperakan dengan sifat

ringan, kuat, namun mudah dibentuk. Nomor atom aluminium adalah 13 dan

diwakili dengan simbol “AL”. Dalam kerak bumi, aluminium merupakan unsur

paling berlimpah ke-3 setelah oksigen dan silikon.

Aluminium merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik,

bahkan lebih baik dari tembaga. Logam ini merupakan elemen yang sangat reaktif

dan membentuk ikatan kimia yang kuat dengan oksigen. Aluminium akan

membentuk lapisan sangat tipis oksida alminium ketika bereaksi dengan udara

yang akan melindunginya dari karat.

Gambar bijih aluminium

1) Proses Penambangan Aluminium didapatkan dari bijih bauksit yang

ditambah terlebih dahulu. Pada tahap awal dilakukan land clearing. Land

clearing bertujuan untuk membersihkan tumbuhan–tumbuhan yang

terdapat diatas permukaan endapan bijih bauksit. Lapisan bijih bauksit

kemudian digali dengan shovelloader yang sekaligus memuat bijih bauksit

tersebut kedalam dumptruck untuk diangkut keinstalansi pencucian. Bijih

bauksit dari tambang dilakukan pencucian dimaksudkan untuk

meningkatkan kualitasnya dengan cara mencuci dan memisahkan bijih

bauksit tersebut dari unsur lain yang tidak diinginkan, misal kuarsa,

lempung dan pengotor lainnya. Partikel yang halusini dapat dibebaskan

dari yang besar melalui pancaran air (waterjet) yang kemudian dibebaskan

melalui penyaringan (screening). Disamping itu sekaligus melakukan

proses pemecahan (sizereduction) dengan menggunakan jawcrusher.

2) Proses Pemurnian (Bayer Cycle) Setelah proses penambangan,

Bijihbauksit dimurnikan dengan menggunakan proses Bayer Cycle. Ada 2

macam produk alumina yang bisa dihasilkan yaitu Smelter Grade Alumina

(SGA) dan Chemical Grade Alumina (CGA). 90% pengolahan bijih

bauksit didunia ini dilakukan untuk menghasilkan Smelter Grade Alumina

yang bisa dilanjutkan untuk menghasilkan Almurni.

D. Klasifikasi dan Penggolongan

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Gambar 11. Fase paduan Al-Si, temperatur vs persentase paduan

4. 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.

Gambar Diagram fase Paduan Al-Mg, temperatur vs persentase Mg

5. 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.

Gambar Diagram Fase Al-Cu, temperatur vs persentase paduan

6. 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.

Gambar Diagram fase Al-Mn, temperatur vs konsentrasi Mn

7. 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.

Gambar Diagram fase Al-Zn, temperatur vs persentase Zn

8. 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.

9. 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).

10. 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.

11. 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 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.

E. Sifat-Sifat Fisik Teknis Bahan Aluminium

Table menunjukan sifat fisik aluminium ;

Nama, Simbol, dan Nomor Aluminium, Al, 13

Sifat Fisik

Wujud Padat

Massa jenis 2,70 gram/cm3

Massa jenis pada wujud cair 2,375 gram/cm3

Titik lebur 933,47 K, 660,32 oC, 1220,58 oF

Titik didih 2792 K, 2519 oC, 4566 oF

Kalor jenis (25 oC) 24,2 J/mol K

Resistansi listrik (20 oC) 28.2 nΩ m

Konduktivitas termal (300 K) 237 W/m K

Pemuaian termal (25 oC) 23.1 µm/m K

Modulus Young 70 Gpa

Modulus geser 26 Gpa

Poisson ratio 0,35

Kekerasan skala Mohs 2,75

Kekerasan skala Vickers 167 Mpa

Kekerasan skala Brinnel 245 Mpa

Sifat Mekanik Aluminium

Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.

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.

Kekuatan tensil

Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan

pengujian tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan

pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika

terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya

dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu acuan terhadap

kekuatan bahan.

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).

Kekerasan

Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan

yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika

diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas,

plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya. Kekerasan

dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum adalah

metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.

Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala

Brinnel, sehingga dengan 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.

Ductility

Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk

menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa

terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan

bentuk neckingnya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami necking

yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility rendah, hampir

tidak mengalami necking. Sedangkan dalam hasil pengujian tensil, ductility diukur

dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah seberapa besar pertambahan

panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tensil. Elongasi ditulis dalam

persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan yang diujikan.

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.

F. Bentuk Struktur Mikro Aluminium

Gambar Struktur mikro alumina, bahan baku aluminium.

Gambar Struktur mikro dari aluminium murni

Gambar Struktur mikro dari paduan aluminium-silikon. Gambar (a) merupakan paduan Al-Si tanpa

perlakuan khusus. Gambar (b) merupakan paduan Al-Si dengan perlakuan termal. Gambar (c) adalah

paduan Al-Si dengan perlakuan termal dan penempaan. Perhatikan bahwa semakin ke kanan,

struktur mikro semakin baik.

Gambar 6.Struktur mikro Al-Si-Mg tanpa perlakuan termal

Gambar Struktur mikro dari paduan Al-Si-Mg setelah perlakuan termal

Gambar Struktur mikro dari Al-Cu

G. Contoh Aplikasi

Aluminium adalah logam non-besi yang paling banyak digunakan di

seluruh dunia. Produksi global dunia pada tahun 2005 mencapai 31,9 juta ton,

melebihi produksi semua logam non-besi lainnya (Hetherington et al, 2007).

Aluminium memiliki rasio kekuatan terhadap massa yang paling tinggi,

sehingga banyak digunakan sebagai bahan pembuat pesawat dan roket.

Aluminium juga dapat menjadi reflektor yang baik; lapisan aluminium murni

dapat memantulkan 92% cahaya. Aluminium murni, saat ini jarang digunakan

karena terlalu lunak. Penggunaan aluminium murni yang paling luas adalah

aluminium foil (92-99% aluminium).

Paduan aluminium-magnesium umumnya digunakan sebagai bahan

pembuat badan kapal. Paduan lainnya akan mudah mengalami korosi ketika

berhadapan dengan larutan alkali seperti air laut. Paduan aluminium-tembaga-

lithium digunakan sebagai bahan pembuat tangki bahan bakar pada pesawat

ulang-alik milik NASA.

Uang logam juga terbuat dari aluminium yang diperkeras. Hingga saat ini,

sulit dicari apa bahan paduan uang pembuat uang logam berwarna putih

keperakan ini, kemungkinan dirahasiakan untuk mencegah pemalsuan uang

logam.

Velg mobil juga menggunakan bahan aluminium yang dipadu dengan

magnesium, silicon, atau keduanya, dan dibuat dengan cara ekstrusi atau dicor.

Beberapa jenis roda gigi menggunakan paduan Al-Cu. Penggunaan paduan Cu

untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang cukup dan memperpanjang usia benda

akibat fatigue.

Gambar Uang logam, juga terbuat dari aluminium

Gambar Aluminium foil

Gambar Aluminium foam

Gambar Velg mobil, mengunakan paduan Al-Si, Al-Mg, atau Al-Si-Mg

Gambar Roda gigi menggunakan paduan Al-Cu

Gambar Pesawat terbang, dibuat dengan menggunakan paduan 7075, Al-Zn.

Glosarium

Age-hardening Adalah teknik perlakuan termal untuk meningkatkan kekuatan

tensil dari material yang dapat ditempa yang mengandalkan

prinsip perubahan fase dalam respon suatu material terhadap

temperatur.

Annealing Adalah perlakuan termal yang mengubah struktur mikro dari

suatu material yang menyebabkan perubahan sifat seperti

kekuatan, kekerasan, dan ductility. Dalam logam, perlakuan ini

dilakukan dengan memanaskan material hingga bercahaya.

Cryolite Bahan yang digunakan sebagai pelarut alumina untuk proses

elektrolisis. Susunan senyawanya adalah Na3AlF6.

Die casting Proses membentuk logam cair di bawah tekanan menggunakan

cetakan.

Ductility Sifat mekanik yang digunakan untuk menjelaskan seberapa jauh

benda dapat dilakukan deformasi plastis hingga mengalami

keretakkan.

Ekstrusi Proses membuat benda dalam bentuk yang telah ditetapkan

dengan mendorong material melalui “die” hingga terbentuk

bentuk yang diinginkan.

Elektrolisis Metode menggunakan arus listrik untuk memicu reaksi kimia

non-spontan.

Elongasi Seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika

dilakukan uji kekuatan tensil. Elongasi ditulis dalam persentase

pertambahan panjang per panjang awal bahan yang diujikan.

Failure Hilangnya kemampuan suatu bahan dalam menahan beban atau

bahkan beban dirinya sendiri.

Fatigue Kerusakan material dan progresif yang terjadi akibat beban siklik

yang diaplikasikanke suatubahan.

Ingot Suatu material, umumnya logam, yang dicetak dalam bentuk

yang siap dipakai untuk pemrosesan berikutnya.

Kekerasan Berbagai sifat dari suatu material dalam wujud padat yang

memberikannya resistansi terhadap berbagai perubahan bentuk

ketika gaya diaplikasikan.

Kekuatan tensil Adalah seberapa besar gaya per satuan luas yang diaplikasikan

dalam uji tensil hingga benda uji mengalami necking.

Modulus geser Rasio dari tegangan geser dan regangan geser ketika suatu

bahan mengalami gaya paralel pada permukaan yang

berlawanan dengan arah yang berlawanan.

Modulus young Rasio dari tegangan dan regangan ketika suatu benda

mengalami tekanan atau tarikan dalam satu arah.

Pasivation Proses yang menjadikan suatu material bersifat pasif terhadap

zat lainnya.

Perlakuan termal Perlakuan yang menggunakan temperatur, dalam bentuk

pendinginan atau pemanasan, umumnya hingga mendekati

temperatur ekstrim, untuk mendapatkan hasil yang diinginkan,

berupa meningkatnya kekuatan bahan atau melunakkan suatu

bahan.

Poisson Ratio Rasio kontraksi benda secara horisontal terhadap meregangnya

benda seara vertikal ketika benda diregangkan

Quenching Proses termal, yaitu mendinginkan dalam waktu cepat suatu

material yang sedang berada dalam kondisi temperatur yang

mendekati ekstrim.

Work-hardening Penambahan kekuatan suatu logam dengan deformasi plastis.

REFERNSI

http://www.gudangmateri.com/pembuatan-sifat-dan-paduan-aluminium.html

Ahmad, Zaki.2003. "The properties and application of scandium-reinforced

aluminum". JOM

Anonim. Aluminium, dari [[http://webmineral.com/data/Aluminum.shtml]] diunduh

pada tanggal 15 Desember 2009

Christoph Schmitz, Josef Domagala, Petra Haag.2006. Handbook of aluminium

recycling: fundamentals, mechanical preparation, metallurgical processing, plant

design. Vulkan-Verlag GmbH.

Dieter G. E.1988. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill.

Emsley, John.2001. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford,

UK: Oxford University Press

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A.1997. Chemistry of the Elements (2nd ed.),

Oxford: Butterworth-Heinemann.

Guilbert, John M. and Carles F. Park.1986. The Geology of Ore Deposits. Freeman

Polmear, I. J. 1995. Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals. Arnold.

Schwarz James A. Contescu Cristian I., Putyera Karol. 2004. Dekker encyclopédia

of nanoscience and nanotechnology, Volume 3. CRC Press

Surdia Tata, dan Saito Shinroku.1985. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: PT

Dainippon Gitakarya Printing

Venetski S. 1969. ""Silver" from clay".