Dasar-Dasar Ilmu Logam

Oleh: Dr. Eng Jon AffiOleh: Dr. Eng Jon Affi

Jurusan Teknik MesinJurusan Teknik MesinFakultas Teknik Fakultas Teknik Universitas AndalasUniversitas Andalas20132013

Pertanyaan seputar LogamBagaimana logam diklasifikasikan?Bagaimana memperoleh logam Apakah yang disebut logam ferro?Apakah yang disebut logam non ferro?Apakah yang unsur utama logam ferro?Bagaimana kita mengidentifikasi logam ferro?Apakah karakteristik logam ferro secara fisik?Apakah karakteristik logam ferro secara Mekanik?Sebutkan beberapa jenis logam ferro?Sebutkan beberapa jenis logam non ferro?Apakah yang disebut paduan?Apakah pengaruh paduan terhadap sifat logam?

DefinisiMaterial dikenal dari sifat-sifatnya.“Logam adalah “elemen”, senyawa atau paduan yang mempunyai sifat konduktor listrik/thermal yang baik. Berpenampilan mengkilat, ulet dan bisa dibentuk (malleable)”Dari sisi kimia : logam sangat mudah kehilangan elektron ion positifFe2+, Al2+, Cr2+ dsb Mudah teroksidasi Al2O3, Fe2O3, Cr2O3 dsb

Asal Logam• Logam di eksploitasi dari perut bumi sebagai bijih (Ore)

- Iron Ore ( Bijih Besi)- Bauksit ( 40 -60% Al)- Chrome Ore, Vanadium Ore, Cobailt, Nickel dan platinum.

Besi (Fe)• Besi diektraksi dari bijih besi seperti Hematite (Fe2O3) and Magnetite (Fe3O4)

• Bijih Besi mengandung 25% to 70% Logam besi. Sisanya berupa pengotor adalah Sulfur, phosphorous, silica and tanah liat.

• Bijih di olah menjadi Besi Kasar (pig iron) menggunakan batu bara (coke), Batu Kapur (limestone) melalui reduksi langsung didalam tanur tinggi (blast furnace)

Produksi Baja

•Produksi baja di bagi menjadi 3 phase:–Reduksi Bijih menjadi Besi kasar

–Permurniaan besi kasar dan Pemaduan

–Pembentukkan menjadi produk

Besi Kasar (Pig Iron) Besi Kasar mempunyai kandungan karbon yang tinggi hingga punya sifat jelek. Jarang digunakan sebagai produk baja. Mudak pecah karena getas. Terdiri dari 92 % Fe, 3 hingga 4 % Si, 0.5 hingga 3 % Mn, 0,25 hingga 2.5% posfor, 0,04 hingga 2 % Sulfur

Diperoleh dari: Coke → ( bata bara yang dikeringkan) sebagai Penyuplay panas dan karbon (C) untuk mengektrak FeC + O2 → CO2CO2 + C → 2CO3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2

Batu kapur/ Limestone untuk mereduksi pengo.

Pengolahan LogamBijih Besi (Fe2O3), (Fe2O4,) (FEO) di buat menjadi pelet

Coke(limestone

)

+

Proses Reduksi

Pig Iron

Sangat tinggi kandungan karbonnya dan getas

Pengolahan Besi Kasar• Besi kasar dari hasil proses

Tanur tinggi, diproses lagi melalui beberapa cara

1. Tanur Oksigen (Proses Bassemer)2. Tanur Terbuka (Siemens Martin)3. Tanur Listrik

Tanur Oksigen

Tanur terbuka

Tanur Llistrik

Produk Antara setelah dirol

• Ingot • Bloom• Billet

• Slab

Proses selanjutnya (Rolling)

Proses

Baja untuk Aplikasi

Baja pada Struktur

Tinjauan MetalurgiBesi Versus Baja

1. Baja adalah paduan besi (Fe) dan Carbon (C)

2. Besi adalah logam dan Carbon adalah non logam

3. Kandungan Karbon (C) sangat mempengaruhi sifat baja

4. Karbon pembentuk larut padat ( Ferrit, austenit dan besi delta)

5. Karbon pembentuk senyawa (Cementite)

6. Karbon pembentuk endapan (Graphit)

.

Secara Struktur Tatanan Atomic

• Logam membentuk susunan atom teratur yang membentuk pola berulang ( Kristal)

FCC

BCC

Larut Padat

Subtitusi

Intertisi

Senyawa

Fe3C 3Fe : 1 C

Tidak Larut dan tidak bersenyawa

Struktur besi cor mengandung graphite

( karbon bebas)

Diagram Besi- Karbon

Cu-Ni Sistem

Al-Cu Sistem