BAB II

BAJA DAN BESI TUANG (STEEL AND CAST IRON)

Di dalam pengetahuan ilmu bahan, ferro dalam teknik terbagi manjadi : besi, baja dan besi

tuang.

A. Besi

Fe murni tak pernah ada, di mana besi tersebut terdapat dalam kotoran setidak-tidaknya

0,07% C dan kotoran yang demikian itu masih terdapat dengan membersihkan dengan

elektrolisa maupun cara-cara kimia.

Besi ialah Fe yang mengandung kurang dari 0,3% C, besi ini mempunyai sifat-sifat sebagai

berikut :

Lunak, mudah diberi bentuk dalam keadaan plastis dingin

Sulit dituang karena titik lelehnya tinggi.

Fe murni titik lelehnya 1528o C, maka pemberian bentuk atas dasar sifat plastisnya

Tak dapat disepuh, menyepuh ialah merubah kekerasan dengan teknik panas misalnya

baja dicelupkan dalam air agar supaya tidak retak maka dimasukkan garam

Dalam pengertian teknik, besi mempunyai dua pengertian :

a. Besi murni dengan kandungan C < 0,1 % dan Fe > 99,5 %

b. Besi tuang / cor (Cast Iron) dengan kandungan C cukup besar ( C ≈ 1,7 – 6,67 % )

Besi Murni

Bila besi murni cair dicairkan secara perlahan, akan diperoleh diagram seperti tergambar di

bawah ini :

δ

γ

β

α

1539

1400

910

768

To C

Waktu t

bcc

fcc

bccNon-magnetic

Magnetic

Gambar 9. Sifat-sifat besi murni

Pada suhu 1539o C, besi cair mulai membeku. Pada pendinginan selanjutnya larutan

padat menunjukkan titik henti pada 1400o C dan pada suhu ini besi mengalami perubahan

susunan kristal. Besi pada suhu 1539 – 1400o C disebut besi dengan susunan δ atau besi δ. Besi

dengan suhu 1400 – 910o C disebut besi dengan susunan γ atau besi γ. Besi dengan suhu 910 –

768o C disebut besi β. Besi dengan suhu 768 suhu kamar disebut besi α. Besi α dan β tidak

berbeda dengan susunan kristalnya, hanya berbeda pada sifat besi yaitu besi α bersifat magnetis

sedang β tidak magnetis. Jadi dalam hal ini dikenal tiga macam susunan kristal besi yaitu δ, γ, α (

β = α )

B. Baja

Untuk mendapatkan baja dilakukan serangkaian proses. Pertama-tama bijih besi yang

merupakan hasil tambang dilebur dalam dapur tinggi (blast furnace) untuk mendapatkan besi

mentah (pig iron). Besi mentah hasil dapur tinggi masih mengandung unsur-unsur tersebut

perlu dikurangi agar diperoleh baja sesuai keinginan. Proses pembuatan baja dapat diartikan

sebagai proses yang bertujuan untuk mengurangi kadar C, Si, Mn, P dan S dari besi mentah

lewat proses oksidasi peleburan. Proses oksidasi peleburan dapat dilakukan dalam

bermacam-macam dapur/tungku seperti :

a. Konverter (converter) : Proses Bessemer

Proses Thomas

Proses Oksigen Berlebihan

b. Dapur tungku terbuka (Open Hearth Furnace atau Siemens Martin)

Basic Open-Hearth,

Acid Open Hearth

c. Dapur Listrik (Electric Furnace)

Electric Arc-Furnace

Induction Furnace

Baja dapat dibedakan atas beberapa kategori seperti :

1. Baja karbon biasa (Plain Carbon Steel)

2. Baja paduan rendah (High Strength, Low-alloy Steel)

3. Low alloy structural Steel

4. Baja tahan karat (Stainless Steel)

5. Baja tuang/cor (Cast Steel)

6. Baja penggunaan special / khusus (Special Purpose Steel)

1. Baja Karbon Biasa

Baja karbon biasa merupakan jenis baja yang paling awal dikenal orang. Baja ini mempunyai

komponen utama Fe dan C. Baja ini masih dibedakan atas :

o Baja karbon rendah dengan kandungan karbon sekitar 0,05 – 0,30%,

o Baja karbon sedang dengan kandungan karbon sekitar 0,30 – 0,50%

o Baja karbon tinggi dengan kandungan karbon lebih besar dari 0,5%.

AISI (American Iron and Steel Institute ) dan SAE (Society of Automotive Engineers)

memberi kode untuk baja karbon biasa dengan seri 10xx. Dua angka terakhir menunjukkan

kandungan karbon ( C ) dalam baja tersebut. Sebagai contoh seri 1050 berarti baja karbon

dengan kandungan C sebesar 0,5% berat. Seri 1080 berarti baja karbon dengan kandungan C

sebesar 0,80% berat.

2. Baja paduan rendah (High Strength, Low-alloy Steel)

Baja paduan rendah mengandung unsur-unsur paduan sebagai elemen tambahan pada Fe dan

C. Unsur-unsur paduan tersebut dapat berupa : Mn (mangan), Ni (Nikel), Cr (kromium), Mo

(molibden), Si (silicon), dan lain-lain. Umumnya kandungan masing-masing elemen paduan

lebih kecil dari 5 %. Baja ini pada umumnya telah mendapat perlakuan panas (heat

treatment) pada baja. Dua angka pertama (pada baja paduan) menunjukkan kode paduannya

dan dua angka terakhir menunjukkan kandungan karbon ( C ). Sebagai contoh, baja seri 4140

baja paduan Cr-Mo dengan kandungan karbon sebesar 0,4% berat.

Tabel 1. Jenis-jenis baja menurut AISI dan SAE

Seri Elemen Tambahan Seri Elemen Tambahan

10xx Baja karbon tanpa S dan P 48xx Ni : 3,50%

Mo : 0,25%

11xx Baja karbon dengan S 51xx Cr : 0,80%

12xx Baja karbon dengan S dan P 514xx Corrosion and resisting steels

13xx Mn : 1,60 – 1,90% 515xx Corrosion and resisting steels

23xx Ni : 3,50% 52xx Cr : 1,50%

25xx Ni : 5,00% 61xx Cr : 0,78%

V : 0,13%

31xx Ni : 1,25%

Cr : 0,60%

86xx Ni : 0,55%

Cr : 0,50%

Mo : 0,20%

32xx Ni : 1,75%

Cr : 1,00%

87xx Ni : 0,55%

Cr : 0,50%

Mo : 0,25%

0,80

bcc

fcc

723

910

0

T o C Cr, W, Mo, Si

Ni, Mn

Baja bukan paduan

% C

Gambar 10. Diagram Fe-C

Dipandang dari sudut ilmu bahan, unsur-unsur paduan pada baja akan memberi pengaruh dalam

hal :

1. Perubahan struktur fcc-bcc

Suhu kritis akan berpindah ke atas (Cr, W, Mo, Si) atau ke bawah (Ni, Mn). Penyimpangan

diagram sebanding dengan kadar unsur-unsur paduan yang terdapat pada baja. Peningkatan

cukup banyak kadar Mn dan Ni (12-14%) dapat mengubah suhu kritis bawah, dibawah

suhu kamar

2. Titik autektik (titik dimana suhu kritis atas dan bawah berada pada tempat yang sama) akan

bergeser ke kiri pada diagram Fe-C

3. Kecepatan pendinginan kritis akan lebih lambat

Tabel 2. Pengaruh unsur-unsur paduan pada baja

Unsur-unsur

paduanPengaruh pada baja

S (Sulfur) dan

P (Posfor)

Semua baja mengandung S dan P. Unsur-unsur ini

sebagian berasal dari kotoran terbawa bijih besi sebelum

diolah dalam dapur tinggi. Kadar S dan P akan

menurunkan kualitas baja. Kadar S dalam jumlah banyak

menjadikan baja rapuh pada suhu tinggi (panas) sedang P

0,80

723

910

0

T o C

Baja bukan paduan

% C

menjadikan baja rapuh pada suhu rendah (dingin).

Kadang-kadang unsur P perlu ditambah pada baja agar

mudah dikerjakan dengan mesin perkakas dan juga untuk

mendapatkan ukuran tatal lebih kecil ketika dikerjakan

dengan mesin otomatis. (Pb membawa pengaruh seperti P)

Mn

(mangan)

Semua baja mengandung Mn karena diperlukan dalam

proses pembuatan baja. Kadar Mn lebih kecil dari 0,6 %

tidak dianggap sebagai unsure paduan karena tidak

mempengaruhi sifat baja secara mencolok. Unsur Mn

dalam proses pembuatan baja berfungsi sebagai deoxider

(pengikat O2) sehingga proses peleburan dapat

berlangsung baik. Kadar Mn rendah dapat juga

menurunkan kecepatan pendinginan kritis

Ni (Nikel)

Unsur Ni memberi pengaruh sama seperti Mn, yaitu

menurunkan suhu kritis dan kecepatan pendinginan kritis.

Kadar Ni cukup banyak menjadikan baja austenit pada

suhu kamar. Ni membuat struktur butiran halus dan

menaikkan keuletan baja.

Si (Silikon)

Unsur Si selalu terapat dalam baja. Unsur ini menurunkan

laju perkembangan gas sehingga mengurangi sifat berpori

baja. Si akan menaikkan tegangan tarik, menurunkan

kecepatan pendinginan kritis. Unsur Si harus selalu ada

dalam baja walaupun dalam jumlah kecil untuk memberi

sifat mampu las dan mampu tempa pada baja

Cr

(Chromium)

Cr dapat memindahkan titik autektik ke kiri. Cr dan C

akan membentuk carbide yang akan menaikkan kekerasan

baja. Cr akan meningkatkan kemampuan potong dan daya

tahan alat perkakas, tetapi menurunkan kecepatan

pendinginan kritis dan menaikkan suhu kritis baja.

Co (Cobalt) Biasanya unsur Co digunakan bersama-sama dengan

paduan lainnya, Co menaikkan daya tahan aus dan

menghalangi pertumbuhan butiran

W

(Tungsten)

Mo

(Molibden)

V

(Vanadium)

Seperti Cr, unsur-unsur ini akan membentuk carbide

dalam baja yang akan menaikkan kekerasan, kemampuan

potong dan daya tahan aus baja. Unsur-unsur ini juga

memberikan daya tahan panas pada alat perkakas yang

berkerja dengan keceapatan tinggi. Unsur ini tidak begitu

mempengaruhi kecepatan pendinginan baja tetapi

menaikkan titik autektik baja. Unsur paduan ini terutama

digunakan pada pahat baja HSS (High Speed Steel)

3. Baja Tahan Karat

Baja tahan karat dapat dibedakan atas :

oBaja tahan karat austenitic (Austenitic Stainless Steel)

oBaja tahan karat ferritik (Ferritik Stainless Steel)

oBaja tahan karat martensitik (Martensitic Stainless Steel)

Semua jenis baja tahan karat ini mempunyai daya tahan terhadap korosi yang berbeda tergantung

pada kandungan kromium (Cr). Baja austenitic termasuk grup Baja Cr-Ni (seri 300). Baja ferritik

(masuk dalam seri 400) tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas.

4. Baja Cor

Baja cor mempunyai komposisi yang hampir sama dengan baja tempa (wrought Steel)

kecuali pada komposisi Si dan Mn mempunyai jumlah lebih besar yang berfungsi untuk

mengikat O2 dan gas-gas lainnya. Baja cor komersial masih dibedakan atas :

Baja karbon rendah dengan C < 0,2%

Baja karbon sedang dengan C 0,20 % - 0,50 %

Baja karbon tinggi dengan C > 0,50 %

Baja paduan rendah dengan jumlah total elemen paduan < 8 %

Baja paduan tinggi dengan jumlah total elemen paduan > 8 %

5. Baja Per kakas

Baja perkakas pada umumnya harus memenuhi persyaratan sbb :

Kemampuan mempertahankan kekerasan dan kekuatan pada suhu tinggi

Kemampuan terhadap beban kejut / impact dan

Kemampuan untuk mempertahankan diri terhadap keausan dan gesekan.

Baja perkakas biasanya mengandung unsur-unsur Cr, W, V dan Mo dengan jumlah cukup

besar sehingga baja tersebut menjadi keras dan tahan terhadap keausan. Sisi potong baja

perkakas ini sering mendapat perlakuan khusus yaitu dengan melapisi permukaan sisi potong

tersebut dengan TiC, TiN atau ZrN sehingga permukaannya menjadi sangat keras.

6. Baja Spesial

Baja spesial digunakan untuk maksud-maksud tertentu seperti :

Baja tahan suhu tinggi (high temperature service)

Baja tahan suhu rendah (low temperature environment)

Baja kekuatan tinggi (ultrahigh strength steel)

Untuk penggunaan pada suhu tinggi (950 – 1100o C) dapat dipilih baja tahan karat austenitic

(misalnya seri 302, 309, 310, 316, 321, 327), tetapi kekuatan turun drastis sampai pada

temperatur 1100o C, dapat juga digunakan baja tahan karat jenis martensitik dan ferritik

(misalnya seri 405, 410, 418, 430, 446) dengan suhu kerja 700 – 1100o C. Baja seri 4xx sama

halnya dengan seri 3xx, kekuatan turun drastis bila suhu kerja di atas 550o C. Dengan

demikian baja-baja seri ini tidak dapat digunakan bila diinginkan bahan kekuatan tinggi pada

suhu tinggi seperti :

Duranickel

Monel 505

Monel K-500

Inconel X-750

Hastelloy B

Udimet 500

Waspaloy

Untuk penggunaan suhu rendah, banyak digunakan baja tahan karat austenitic. Dapat juga

digunakan bahan nikel dan paduan nikel. Baja kekuatan sangat tinggi dapat dilihat seperti

tertera pada Tabel 3 dibawah ini.

Tabel 3. Baja Kekuatan Tinggi

Tipe BajaYelding

Strength (kpsi)

Ultimate

Strength (kpsi)

Medium carbon alloy steels 250 300

Modified hot work tool steels 240 290

Martensitic Stainless Steel 235 245

Cold Rolled austenitic Stainless Steel 180 200

Semiaustenitic Steel 220 235

18 % Ni Maraging Steel 350 355

High Strength, low carbon hardenable

Steels245 285

High Alloy q and T Steels 290 350

High carbon steel wire 580 600

C. Besi Tuang

Selain baja, besi tuang banyak digunakan dalam teknik industri terutama pada teknik mesin.

Perbandingan antara baja dan besi tuang pada tabel 4 di bawah ini.

Tabel 4. Perbandingan antara baja dan besi tuang

Baja Besi Tuang

a. Besi karbon dengan kadar C < 2 %

b. Mudah dikerjakan dengan mesin

(dibubut, dibor dll)

c. Dapat ditempa dengan baik

d. Dapat dibuat sebagai baja tempa

atau baja tuang

e. Bersifat ulet (ductile) sehingga

dapat dibentuk dengan baik

f. Memiliki tegangan tarik tinggi

g. Memiliki frekwensi getar tinggi

sehingga getaran lekas padam

h. Bersuara nyaring bila dipukul

a. Besi karbon dengan kadar C > 2 %

b. Sukar dikerjakan dengan mesin

c. Mudah pecah/retak/rusak bila ditempa

d. Hanya sebagai besi tuang

e. Bersifat rapuh/getas

f. Memiliki tegangan tarik rendah

g. Frekwensi getar lebih rendah sehingga

getaran lekas padam . Dengan

demikian bahan ini cocok untuk

pondasi/frame suatu mesin

h. Kurang nyaring bila dipukul

Besi tuang dibuat dalam dapur kopula (Copula Furnace), sebagai bahan isian (charging

materials) meliputi : Bahan utama (metallic materials), Bahan bakar (Fuel), bahan tambah (flux).

Sebagai bahan utama digunakan besi mentah (pig iron), besi tuang atau baja bekas (scarp steel),

dan sisa-sisa saluran cetakan dan beram-beram pemotongan fero. Bahan bakar yang digunakan

adalah kokas dan sebagai bahan tambah digunakan batu kapur (lime stone) atau dolomite. Bahan

ini berfungsi untuk menurunkan titik cair bahan utama serta mengikat terak cair yang timbul

sehingga terpisah dari besi tuang yang terbentuk.

Besi tuang yang kita temukan dipasaran mempunyai kandungan karbon sekitar 2,5 – 4 %.

Bila kadar karbon naik, bahan akan semakin getas dan keliatannya menurun, sehingga besi tuang

tidak dapat dikerjakan dingin. Besi tuang mempunyai tegangan tarik rendah, sedangkan tegangan

tekannya cukup tinggi. Sifat-sifat besi tuang dapat bervariasi bila mendapat elemen-elemen

tambahan dan mengalami perlakuan panas.

Ada empat jenis besi tuang : Besi tuang putih (white cast iron), Besi tuang kelabu (gray cast

iron), Besi tuang malleable (malleable cast iron) dan besi tuang nodular (nodular cast iron).

Komposisi kimia besi tuang dapat dilihat pada tabel 5.

Tabel 5. Komposisi kimia besi tuang

Jenis Besi

TuangC ( % ) Si ( % ) Mn ( % ) S ( % ) P ( % )

Putih

Kelabu

Malleable

Nodular

3,3 – 3,6

3,0 – 3,7

2,0 – 2,6

3,0 – 4,0

0,4 – 1,2

1,2 – 2,5

1,0 – 1,6

1,8 – 3,0

0,25 – 0,80

0,25 – 1,0

0,20 – 1,0

0,10 – 0,80

0,06 – 0,20

0,02 – 0,25

0,04 – 0,20

< 0,30

0,05 – 0,20

0,05 – 1,0

< 0,20

< 0,10

a. Besi Tuang Putih

Besi tuang putih berisi perlit (pearlite) di dalam matrik cementite. Besi ini sangat sulit

dikerjakan dengan mesin karena sangat keras dan getas. Besi tuang putih akan

memperlihatkan penampang warna keputih-putihan bila mengalami “fracture”, sehingga

disebut besi tuang putih. Bahan ini mempunyai daya tahan aus tinggi, dan daya tahan aus ini

masih dapat ditingkatkan dengan menambah unsur Cr dan Ni. Besi tuang putih sangat

terbatas pemakaiannya, banyak digunakan untuk bahan cetakan.

b. Besi Tuang Kelabu

Besi tuang kelabu mengandung 2,5 – 4 % C dan biasanya mengandung lebih dari 2 % Si.

Pada saat solidifikasi, cementit berada dalam keadaan tak seimbang sehingga terbentuk

austenit dan grafit karbon. Silikon yang terdapat dalam besi tersebut akan berusaha

membentuk grafit. Permukaan besi ini akan berwarna keabu-abuan bila mendapat/mengalami

“fracture”. Besi tuang kelabu dapat dibedakan atas tujuh kategori yaitu: Nomor 20, 25, 30,

35, 40, 50 dan 60.

Angka-angka tersebut menunjukkan tegangan tarik (ultimate strength) minimum bahan.

Misalnya nomor 20 memberi arti bahwa tegangan tarik minimum adalah 20000 psi. Nomor

25 mempunyai tegangan tarik minimum 25000 psi. Besi tuang kelabu ini banyak digunakan

sebagai blok dan pondasi mesin karena memiliki tegangan tekan tinggi dan mampu meredam

getaran dengan baik. Secara umum semua besi tuang ini sulit dilas.

c. Besi Tuang Mel liable

Besi tuang melliable diperoleh dari besi tuang putih

o Besi tuang putih dipanaskan lambat ( 50o C/jam ) sampai temperatur berada antara 850

dan 950o C.

o Besi dibiarkan dalam dapur selama kurang lebih 40 jam pada suhu 850 – 950o C.

o Didinginkan lambat ( 25o C/jam) sampai suhu kamar 750o C.

o Didinginkan dalam dapur sampai suhu kamar.

Rangkaian proses di atas akan menimbulkan grafit berbentuk tidak teratur dalam metric

ferritik. Dengan laju pendinginan berbeda, kita dapat memperoleh metric perlitic atau

martensitic lebih keras dan tahan aus tetapi keliatannya berkurang. Besi tuang jenis ini

banyak digunakan sebagai bahan blok mesin.

d. Besi Tuang Nodular

Besi tuang Nodular (disebut juga ductile iron) diperoleh bila pada saat pengecoran

ditambahkan 0,1 % Mg sehingga mengubah total morfologi grafit terbentuk selama proses

solidifikasi. Grafit yang terjadi berbentuk bulat dalam matrik ferritik atau perlitik dan dapat

meningkatkan keliatan dan factor intensitas tegangan bahan. Kekuatan besi tuang ini dapat

mendekati kekuatan baja. Besi tuang ini banyak digunakan sebagai blok pompa, bahan poros,

bahan roda gigi, elemen mesin yang menderita beban kejut dan tegangan dinamis dan pipa-

pipa yang diproduksi dengan gaya sentrifugal.

BAB III

ALUMINIUM DAN PADUANNYA

Aluminium (Al) merupakan unsur logam yang cukup banyak terdapat dalam alam.

Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Devy pada tahun 1809, dan pertama kali direduksi

sebagai logam oleh Hans Christian Oersted 1825. Pada tahun 1886, Paul Heroult di Prancis dan

C.M. Hall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina

dengan cara elektrolisa. Bahan dasarnya adalah berupa bauksit yang umumnya banyak terdapat

di daerah tropis dan daerah sub tropis yang memiliki curah hujan tinggi. Bauksit terbentuk dari

proses pelapukan (weathering) batuan beku.

Penggunaan Al meningkat setiap tahun dan menempati urutan kedua setelah logam ferro (besi

dan baja). Penggunaan Al merupakan terbanyak di antara logam non-ferro. Hal ini disebabkan

oleh sifat-sifat Al antara lain :

Kekuatan

Ringan

Tahan korosi

Mudah dibentuk

Konduktifitas panas dan listrik yang tinggi

Dan lain-lain

Kekuatan mekanik aluminium dapat ditingkatkan dengan penambahan unsur paduan seperti Cu,

Mg, Si, Mn. Bahan Al dan paduannya dipergunakan dalam banyak hal :

Peralatan rumah tangga

Industri pesawat terbang, mobil, kapal laut dan konstruksi

Dan lain-lain

A. Produksi Aluminium

Aluminium diproduksi dari bauksit yang merupakan campuran mineral (Al(OH)3), diaspore

(AlO(OH)) dan mineral lempung seperti kaolin {Al2Si2O5(OH)4}. Proses produksi aluminium

dari bauksit meliputi dua tahap yaitu : Proses pengolahan alumina (Al2O3) dan proses

elektrolisa alumina menjadi aluminium.

1. Proses Pengolahan Alumina

Proses pengolahan bauksit menjadi alumina melalui suatu rangkaian proses yang disebut

proses bayer. Bauksit dimasukkan ke dalam larutan NaOH dan alumina yang terdapat di

dalamnya membentuk sodium aluminat.

Setelah pemisahan sodium aluminat dari zat lainnya, lalu didinginkan secara perlahan

sampai temperatur 25 – 35o C untuk mendapatkan aluminium hidroksid { Al(OH)3}

menurut reaksi :

Kemudian Al(OH) dicuci selanjutnya dipanaskan sampai temperatur 1100o C – 1200o C

untuk menghasilkan aluminium oksia (Al2O3) menurut reaksi berikut :

2. Proses Elektrolisa Alumina

Alumina yang diperoleh melalui proses pengolahan bauksit, diproses lagi secara

elektrolisa pada temperatur tinggi dengan proses Hall-Heroult. Karena alumina

mempunyai titik leleh yang tinggi (2000o C), maka alumina tersebut dilarutkan ke dalam

cairan cryolite (Na3AlF6) yang bertindak sebagai elektrolit, sehingga titik leleh menjadi

lebih rendah (1000o C).

B. Sifat-sifat Aluminium

Aluminium merupakan logam non-ferro yang banyak digunakan karena memiliki sifat-sifat

sebagai berikut :

a. Kerapatan (density)

Aluminium memiliki berat jenis yiatu sebesar 2700 kg/m3) bandingkan terhadap baja

dengan kerapatan 7770 kg/m3 )

b. Tahan terhadap korosi (Corrosion resistance)

Untuk logam-logam non-ferro dapat dikatakan bahwa semakin besar kerapatannya maka

semakin baik daya tahan korosinya tetapi aluminium merupakan pengecualian. Walaupun

aluminium mempunyai daya senyawa tinggi terhadap oksigen (logam aktif) dan oleh

sebab itu dikatakan bahwa aluminium mudah sekali mengoksidasi (korosi), tetapi dalam

kenyataannya aluminium mempunyai daya tahan sangat baik terhadap korosi. Hal ini

disebabkan oleh lapisan atau selaput tipis oksida transparan dan jenuh oksigen diseluruh

permukaan. Selaput ini mengendalikan laju korosi dan melindungi lapisan di bawahnya

dari serangan atmosfir berikutnya.

c. Sifat mekanis (mechanical properties)

Aluminium mempunyai kekuatan tarik, kekerasan dan sifat mekanis lain sebanding

dengan paduan bukan besi (non-ferrous alloys) lainnya dan juga sebanding dengan

beberapa jenis baja.

d. Penghantar panas dan listrik yang baik (heat and electrical conductivity).

Disamping daya tahan yang baik terhadap korosi, aluminium memiliki daya hantar panas

dan listrik yang tinggi. Daya hantar listrik aluminium murni mempunyai 69% dari daya

hantar tembaga

e. Tidak beracun (nontoxiticy)

Aluminium dapat digunakan sebagai bahan pembungkus atau kaleng makananan dan

minuman. Hal ini disebabkan reaksi kimia antara makanan dan minuman tersebut dengan

aluminium tidak menghasilkan zat beracun yang membahayakan manusia

f. Sifat mampu bentuk (formability)

Aluminium dapat dibentuk dengan mudah. Aluminium mempunyai sifat mudah ditempa

(malleability) yang memungkinkan dibuat dalam bentuk plat atau lembaran tipis.

g. Titik lebur rendah (melting point)

Titik lebur aluminium relatif rendah (660o C) sehingga sangat baik untuk proses

penuangan dengan waktu peleburan relatif singkat dan biaya operasi akan relatif murah

C. Paduan Aluminium

Penggunaan aluminium murni terbatas pada aplikasi yang tidak terlalu mengutamakan

hal-hal seperti penghantar panas dan listrik, perlengkapan bidang kimia, lembaran (plat) dan

sebagainya. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kekuatan aluminium

murni adalah dengan proses regang atau dengan perlakuan panas (heat treatment). Tetapi

cara ini tidak senantiasa memuaskan bila tujuan utama adalah untuk menaikkan kekuatan

bahan.

Pada perkembangan selanjutnya, peningkatan nyata dari kekuatan aluminium dapat

dicapai dengan penambahan unsur-unsur paduan ke dalam aluminium. Unsur-unsur paduan

tersebut dapat berupa tembaga (Cu), mangan (Mn), Silikon (Si), Magnesium (Mg), Seng

(Zn), dan lain-lain. Dengan demikian penggunaan aluminium paduan lebih luas dibandingkan

dengan aluminium murni.

1. Klasifikasi Paduan aluminium

Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standart oleh berbagai Negara.

Paduan aluminium diklasifikasikan menjadi dua kelompok umum yaitu : paduan

aluminium tuang/cor (cost aluminium iron) dan paduan aluminium tempa (wrought

aluminium alloys). Setiap kelompok tersebut dibagi lagi menjadi dua kategori , yaitu

paduan dengan perlakuan panas (heat treatment alloys) dan paduan tanpa perlakuan

panas (nonheat treable alloys). Sistem penandaan untuk kedua kelompok paduan tersebut

dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Klasifikasi paduan aluminium cor

Seri Paduan Unsur Paduan Utama

1xx.x

2xx.x

3xx.x

4xx.x

5xx.x

6xx.x

Al ≥ 99%

Cu

Si + Cu atau Mg

Si

Mg

Tidak digunakan

7xx.x

8xx.x

Zn

Sn

Klasifikasi paduan aluminium tempa

Seri Paduan Unsur Paduan Utama

1xxx

2xxx

3xxx

4xxx

5xxx

6xxx

7xxx

8xxx

Al ≥ 99%

Cu atau Cu + Mg

Mn

Si

Mg

Mg + Si

Zn + Mg atau Zn + Mg + Cu

Unsur lainnya

Perubahan cukup nyata dari sifat-sifat paduan aluminium dapat juga terjadi karena

perlakuan panas tertentu seperti pengerasan regang, peng-anil-an dan lain-lainnya

2. Paduan Aluminium Cor

Struktur mikro paduan aluminium cor (berhubungan erat dengan sifat-sifat mekanisnya)

terutama tergantung pada laju pendinginan saat pengecoran dilakukan. Laju pendinginan

ini tergantung pada jenis cetakan yang digunakan. Dengan cetakan logam, pendinginan

akan berlangsung lebih cepat dibandingkan dengan cetakan pasir sehingga struktur logam

cor yang dihasilkan akan lebih halus dan menyebabkan peningkatan sifat mekanisnya.

Tabel di bawah ini memperlihatkan sifat-sifat mekanis beberapa paduan aluminium cor.

Sifat-sifat paduan aluminium cor menurut Aluminium Association

PaduanKomposisi rata-rata

(%)

Proses

pembuatan

Perlakuan

Panas

σyo,

(Mpa)

σu

(Mpa)

Regangan

(%)

295.0

308.0

356.0

390.0

413.0

712.0

4,5 Cu – 1 Si

5,5 Si – 4,5 Cu

7 Si – 0,3 Mg

17 Si – 4,5 Cu-0,6 Mg 12

Si – 1,3 Fe

5,8 Zn – 0,6 Mg – 0,5 Cr-

0,2 Ti

Cetakan pasir

Cetakan pasir

Cetakan pasir

Cetakan pasir

Tekanan

Cetakan pasir

T6

F

T6

T6

T5

F

165

90

160

270

290

130

250

150

230

280

310

200

5

1

1,5

< 0,5

1

5