1. Aluminium dan Paduannya Aluminium ditemukan oleh Sir Humhrey Davy tahun 1809 sebagai unsur, pertama kali direduksi sebagai logam oleh H.C Oerted tahun 1825, dan secara industri tahun 1886 oleh Paul Heroult dari Perancis dan C.M. Hall di Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh aluminium dan alumina dengan cara elektrolisa dari garamnya yang terfusi. Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi, daya hantar listrik (60% Cu) dan sifat-sifat baik lainnya dari logam. Kekuatan mekaniknya akan meningkat dengan penambahan senyawa Cu, Mg, Ni. Oleh karena itu logam ini dipergunakan dalam banyak proses industri.
KLASIFIKASI PADUAN ALUMINIUM
Paduan aluminium diklasifikasikan dalam berbagai standar oleh berbagai negara di dunia, saat ini klasifikasi yang sangat terkenal dan sempurna adalah Aluminium Asociation (AA) di Amerika, Amerika, yang didasarkan atas dasar terdahulu
dari Aluminium
Company Of Amerika (ALCOA). Paduan tempa (Wrought alloy) dinyatakan dengan tiga angka, standar. Sedangkan AA menggunakan penandaan dengan empat angka. Angka pertama menyatakan sistem paduan dengan unsur-unsur yang dipadukan/ditambahkan yaitu : 1. Aluminium murni 2. Aluminium, Cu (Tembaga) 3. Aluminium, Mn (Mangan) 4. Aluminium, Si (Silisium) 5. Aluminium, Mg (Magnesium) 6. Aluminium, Mg, Si 7. Aluminium, Zn (Seng)
Contoh : Paduan Al – Si dinyatakan dengan angka 4000, angka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan yang dimodifikasi, sedangkan angka
ketiga dan keempat dimaksudkan untuk tanda ALCOA terdahulu, Kecuali S (sulfur). Contoh: 3 S sebagai 3003 dan 63S sebagai 6003. Aluminium dengan kemurnian 99% atau di atasnya dengan kemurnian terbatas dinyatakan sebagai 1100, lihat tabel 13.1. Perubahan sifat yang berarti dalam paduan aluminium yaitu disebabkan oleh perlakuan panas. SIFAT-SIFAT UMUM DARI PADUAN ALUMINIUM a. Al – Cu dan Al – Cu – Mg (seri 2000)
Untuk memperkuat dan meningkatkan kekerasan pada paduan aluminium biasanya digunakan Cu dan Mg. Sebagai paduan coran dipergunakan 4 – 5% Cu, ternyata dari fasanya paduan ini mempunyai daerah luas dari paduan aluminium yang kuat dinamakan duralium. Paduan aluminium yang mengandung Cu mempunyai ketahanan korosi dan sifat mampu lasnya kurang baik, sehingga untuk mengatasi ketahanan korosi permukaannya dilapisi Al murni yang disebut ALCLAD. Tabel Komposisi kimia nominal untuk : Al seri 2000
Paduan Si
Cu
Mn
Mg
Cr
Ni
Zn
Ti
2011
-
5,5
-
-
-
-
-
-
2014
0,8
4,4
0,8
0,50
-
-
-
-
2017
0,5
4,0
0,7
0,6
-
-
-
-
2018
-
4,0
-
0,7
-
2,0
-
-
2024
-
4,5
0,6
1,5
-
-
-
-
2025
0,8
4,4
0,8
-
-
-
-
-
2036
-
2,6
0,25
0,45
-
-
-
-
2117
-
2,6
-
0,35
-
-
-
-
2124
-
4,4
0,6
1,5
-
-
-
-
2218
-
4,0
-
1,5
-
2,0
-
0,06
2219
-
6,3
0,3
-
-
-
-
0,15
b. Paduan Al – Mn (seri 3000)
Paduan ini adalah jenis yang tidak mendapat perlakuan panas sehingga kekuatannya hanya dapat ditingkatkan melalui pengerjaan dingin, paduan ini mempunyai sifat mampu las dan mampu potong yang baik. Penambahan Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi. Tabel Komposisi kimia nominal untuk : Al seri 3000
Paduan Si
Cu
Mn
Mg
Cr
Ni
Zn
Ti
3003
-
0,12
1,2
-
-
-
-
-
3004
-
-
1,2
1,0
-
-
-
-
3005
-
-
1,2
0,4
-
-
-
-
3105
-
-
0,6
0,5
-
-
-
-
c. Paduan Al – Si (seri 4000)
Paduan Al – Si juga termasuk logam yang tidak bisa mendapat perlakuan panas, paduan ini sangat baik kecairannya, sehingga banyak digunakan pada produk-produk coran. Produk-produk coran mempunyai kondisi permukaan yang baik, tahan korosi, ringan, koefisien pemuaian yang kecil dan sebagai penghantar listrik yang baik.
PADUAN ALUMINIUM DENGAN NAMA DAGANG
Paduan aluminium dapat dibagi atas dua kelompok yaitu paduan tuangan dan paduan tempaan. Unsur paduan yang penting adalah magnesium (Mg), tembaga (Cu), silicon (Si) dan mangan (Mn). Unsur paduan ini dapat meningkatkan kekuatan, memperbaiki sifat-sifat supaya mudah dituang dan mudah dikerjakan. Beberapa paduan yang penting sebagai berikut : a. Silumin
Paduan ini mengandung 11 – 14% Si. Yang mempunyai sifat-sifat jauh lebih baik dari aluminium sendiri. Kekuatan tariknya 18 – 23 kg/mm2 dengan regang 5 – 10% B.J-nya. Silumin sangat mudah dituang dan leburannya encer sekali, sehingga baik untuk bendabenda tuang yang tipis. Hanya waktu tuang pendinginannya jangan terlalu lambat. Silumin sangat tahan terhadap asam dan dapat dilas. b. Duralumin
Bila unsur yang dibubukan ialah magnesium (Mg) maka paduan itu menjadi lebih kuat dan lebih keras, di samping itu masih dibubuhi Cu dan Mn. Komposisi yang banyak dikenal dari dural ini sebagai berikut : 94,5% Al; 4%Cu; 1%Mn dan 0,5% Mg. Berat Jenis Dural = 2,8 kekuatan tariknya 50 kg/mm 2 dengan regangan maksimal 14%. Titik leburnya 65 °C. Dural dapat dikeras seperti baja ialah melalui penyepuhan dan setelah pijar terus diquenching dalam air. Walaupun kekerasannya naik, keanehan dari dural ini kita tarik maka regangnya tidak berubah dan untuk dikerjakan dengan mesin menjadi lebih mudah.
Cara lain untuk meningkatkan kekerasan dilakukan dengan pengolahan bentuk secara dingin. c. Hidronalium
Paduan ini mengandung 7 – 8% Mg yang sangat tahan karat dan kekuatannya tinggi. Penggunaan Hidronalium ini sangat penting dalam industri kapal amfibi, dan bangunan kapal air. Sangat mudah dipoles dan pada temperatur 370 °C dapat ditempa, dengan B.J = 2,6 Paduan aluminium pada umumnya mengandung tembaga dan silikon yang meningkatkan kekuatan dan memudahkan untuk dikerjakan dengan mesin. Paduan silikon tahan terhadap kejutan dan jadi lebih tahan terhadap korosi udara. Hasil penuangan paduan ini dipakai pada kendaraan bermotor, patung dan barang hiasan
2. Tembaga dan Paduannya
Tembaga dan paduannya adalah logam yang populer hampir dipergunakan ditiap bidang teknik. Sifat-sifat yang penting dan tembaga dalam penentuan penggunaannya antara lain konduktivitas listrik, konduktivitas panas, ketahanan korosi, karakteristik kelelahan, mampu tempa, rnampu bentuk dan kekuatannya. Sebagai tambahan, tembaga adalah non magnetik, mudah di “finished” (proses akhir) dengan
pelapisan dan juga mudah disambung dengan solder dengan baik. Untuk merubah sifat-sifat Cu seperti kekuatan, bisa dilakukan dengan dipadukan dengan logam lain atau pengerjaan-pengerjaan lain. Semua jenis pengerjaan dingin pada Cu akan memperkeras logam tersebut, mengurangi konduktivitas listrik beberapa % dan juga mengurangi ductility-nya. Tembaga biasa dijual dipasaran dalam bentukbentuk batangan, kawat, billet dan lain-lain. Kualitas tembaga didasarkan pada konduktivitas listrik dan komposisinya.
Sifat fisik dan mekanik tembaga (Cu)
1. Sifat fisik logam tembaga murni : Titik lelah
: 1083°C
Tahanan listrik pada 20°C
: 1,673 -cm
Konduktivitas listrik
: 103,06% IACS
Kerapatan (density)
: 8,96 gr/cm 3
2. Sifat mekanik logam tembaga murni : Kekuatan tarik
: 32.000 - 36.000 Psi
Kekerasan.
: 30 - 40 BHN
Elongasi
: 60 %
Modulus elastisitas (E)
: 17 x 10 6 lb/m2
Campuran tembaga sering digunakan dalam menggabungkan alat elektrik, mekanik, non magnetik, corrosion-resistant, thermally conduktive, dan penggunaan wear-resistant. Aplikasi tersabut termasuk elektrikal dan komponen elektronik springs cartridges untuk senjata-senjata kecil, plumbing, pemanas, alat-alat angkatan laut, dan alat-alat rumah tangga seperti alat memasak, perhiasan dan objek dekoratif lainnya. Tembaga asli dapat digunakan sebagai solid lubricant dalam operasi pengolahan metal panas. Klasifikasi Tembaga dan paduannnya
Tembaga dan paduannya digolongkan menurut fungsi dan tujuannya yang ditentukan oleh Asosiasi Pengembangan Tembaga ( CDA). Didalam sistem angka-angka mulai dari dari C100 sampai C799 yang dittandai untuk paduan tempa dan angka-angka dari
C800 sampai C999 untuk hasil coran.. Di dalam dua kelas utama ini , sistem dibagi menjadi kelompok dan sub-sub kelompok:
Paduan tempa
Clxx
Coppers' and high-copper alloys 2
C2xx
Copper-zinc alloys (brasses)
C3xx
Copper-zinc-lead alloys (leaded brasses)
C4xx
Copper-zinc-tin alloys (tin brasses)
C5xx
Copper-tin alloys (phosphor bronzes)
C6xx
(silicon bronzes) and miscellaneous copper-zinc alloys
C7xx
Copper-nickel and copper-nickel-zinc alloys (nickel silvers)
