< Previous 157 Logam paduan artinya logam yang dicampur dengan logam lain atau bahkan dicampur dengan non logam dalam keadaan homogen dengan satu atau lebih unsur paduan untuk memperbaiki sifat-sifat yang diinginkan misalnya agar lebih kuat, lebih ringan, lebih tahan aus maupun tahan karat (korosi). Dengan memadukan dua logam atau lebih dapat diperoleh sifat-sifat yang lebih baik dari pada logam aslinya. Memadukan dua logam yang lemah dapat diperoleh logam paduan yang kuat dan keras. Misalnya tembaga dan timah, keduanya adalah logam yang lunak, bila dipadukan menjadi logam yang keras dan kuat dengan nama perunggu. Besi murni adalah bahan yang lunak sedangkan zat arang (non logam) adalah bahan yang rapuh, paduan besi dengan zat arang menjadi baja yang keras dan liat. Selain pengelompokkan di atas, logam dibedakan juga menjadi lima jenis logam, yaitu : a. Logam berat adalah logam yang memiliki berat jenis lebih besar dari 5 kg/dm3, misalnya : nikel, kromium, tembaga, timah, seng, dan besi. Perlu di ketahui : Paduan tunggal : Paduan Logam yang menggunakan sebuah unsur paduan, contohnya; Baja + Nikel. Paduan Majemuk : Paduan yang menggunakan lebih dari satu unsur paduan, contohnya; Baja + Aluminium + Wolfram + Timah 158 b. Logam ringan adalah logam yang memiliki berat jenis kurang dari 5 kg/dm3, misalnya : aluminium, magnesium, natrium, titanium, dan lain-lain. c. Logam mulia adalah logam yang tidak dicampur dengan logam lain atau unsur lain sudah dapat digunakan sebagai bahan teknik, misalnya emas, perak dan platina. d. Logam refraktori yaitu logam tahan api, misalnya; wolfram, molebdenum, dan titanium. e. Logam radioaktif, misalnya : uranium dan radium. Untuk lebih mudah memahami pengelompokan bahan logam, perhatikan gambar 4.3 berikut. Tabel 4.2 Tabel Periodik 159 . Tabel 4.3 Identifikasi Jenis Logam Identifikasi Jenis Logam Coba Kamu amati peralatan dirumah dan di sekolah yang terbuat dari logam; 1.Apakah logam yang dipergunakan tersebut merupakan logam murni atau logam paduan? 2.Adakah dari logam tersebut yang berkarat? Berdasar pengamatan yang telah kamu lakukan isilah tabel 4.2, kemudian diskusikan bersama di kelas; 1.Mengapa logam tertentu berkarat? 2.Bagaimana mencegah terjadinya karat? 160 No Nama Alat Berbahan Logam Jenis Logam Berkarat Murni Paduan Ya Tidak 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Pada pembelajaran kimia, kamu telah mempelajari tabel periodik sebagaimana tabel 4.4. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa untuk membedakan antara satu unsur dengan unsur yang lain, setiap unsur diberikan lambang kimia dengan simbol yang tidak sama. Tabel 4.4 Daftar Unsur KimiaLogam NO Nama Unsur Latin Nama Unsur Indonesia Simbol 1 Hydrogen Hidrogen H 2 Oxygen Oksigen O 3 Fosfor Fosfor P 4 Silicon Silikon Si 5 Sulfur Belerang S 6 Carbon Karbon C 7 Mercury Air raksa Hg 8 Aluminium Aluminium Al 9 Ferrum Besi Fe 10 Aurum Emas Au 11 Chrom Krom Cr 12 Calsium Kalsium Ca 161 13 Kalium Kalium K 1 Cobalt Kobalt Co 15 Magnesium Magnesium Mg 16 Manggan Mangan Mn 17 Molibden Molibden Mo 18 Natrium Natrium Na 19 Nickel Nikel Ni 20 Platinium Platina Pt 21 Argentum Perak Ag 22 Zink Seng Zn 23 Cuprum Tembaga Cu 24 Plumbum Timah hitam Pb 25 Tin Timah putih Sn 26 Titanium Titanium Ti 27 Uranium Uranium U 28 Vanadium Vanadium V 29 Wolfram Wolfram W 30 Zirkonium Zirkonium Zr 2. Sifat Logam Sifat material yang berkaitan dengan pemakaiannya meliputi sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia a. Sifat Mekanis Material dalam penggunaannya dikenakan gaya atau beban, sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang dikenakan padanya, karena itu perlu diketahui karakter material agar deformasi yg terjadi tidak berlebihan dan tidak terjadi kerusakan atau patah, sifat mekanis material tergantung pada komposisi kimia dan struktur mikro. Beban yang diterima suatu bahan dapat berupa beban statis atau beban dinamis, pada suhu biasa, suhu tinggi maupun suhu dibawah 0ºC. Beban statis adalah pembebanan yang besar maupun arahnya tetap setiap saat, misalnya beban tarik, tekan, lentur, geser atau kombinasi dari beban tersebut. Beban dinamis adalah pembebanan yang besar maupun arahnya berubah setiap waktu, misalnya beban tiba-tiba, beban berubah-ubah maupun beban jalar Sifat mekanis meliputi kekuatan 162 bahan (strength), kekerasan, elastisitas, kekakuan, plastisitas dan kelelahan bahan. 1) Kekuatan bahan (Strength) Ukuran besar gaya yang diperlukan utk mematahkan atau merusak suatu bahan. Kekuatan bahan sangat bervariasi menurut beban yang diberikan, baik beban statis maupun beban dinamis. 2) Kekerasan(Hardness) Ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya berupa goresan atau penekanan. 3) Elastisitas Elastisitas adalah kemampuan untuk kembali ke bentuk semula setelah menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Jika suatu bahan dibebani melebihi batas elastisitasnya, bahan akan berubah bentuk dan melemahkan stuktur serta membahayakan konstruksi dari bahan tersebut. 4) Kekakuan Kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk bila menerima beban dan didefinisikan sebagai Modulus Young. 5) Plastisitas Kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk tetap tanpa ada kerusakan. Plastisitas suatu bahan akan bertambah jika suhunya naik. 6) Kelelahan bahan(Fatique): Ketahanan bahan terhadap pembebanan dinamik, kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dimana tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan. Sifat ini sangat diperlukan untuk pembuatan bagian-bagian mesin. 7) Kekuatan tarik (Tensile strength) Kekuatan maksimun bahan logam yang dapat menerima beban tarik. 8) Ketangguhan (Toughness) Jumlah energi yang mampu diserap bahan sampai terjadi perpatahan 163 9) Keuletan (Ductility) Berhubungan dengan besar regangan sebelum perpatahan 10) Kekuatan luluh (Yield strength) Kekuatan bahan terhadap deformasi awal 11) Patahan (Failure) b. Sifat Fisik Sifat fisik adalah kelakuan bahan karena mengalami peristiwa fisika, seperti pengaruh panas dan listrik. Jadi logam akan kembali ke sifat dasar semula jika pengaruh panas dan listrik ditiadakan. Beberapa sifat fisik adalah titik lebur (melting point), kepadatan (density), hantar panas(thermal conduction) dan daya hantar listrik (electricity conduction). c. Sifat kimia Sifat kimia adalah kemampuan suatu bahan untuk mengalami peristiwa kimia, seperti korosi yang merupakan reaksi kimia antara bahan itu sendiri dengan lingkungannya. d. Sifat Pengerjaan Sifat pengerjaan atau sifat teknologis bahan adalah kelakuan yang ditimbulkan dalam proses pengolahannya yang harus diketahui terlebih dulu sebelum pengolahan dilakukan. Ada dua macam pengerjaan, yaitu : 1) Pengerjaan dingin, dilakukan untuk menambah kekerasan, kekuatan dan kerapuhan bahan tetapi kemampuan bengkoknya berkurang. 2) Pengerjaan panas, dilakukan diatas temperatur rekristalisasi, yaitu tahap deformasi logam. Beberapa contoh sifat Teknologis adalah : a). mampu las (weld ability) b). mampu cor (cast ability) c). mampu keras (hardenability) d). mampu mesin (machine ability) 164 3. Bahan Fero Sebagaimana di jelaskan di atas, bahan logam dibedakan menjadi Logam Besi (ferro), yaitu semua jenis logam yang mengandung unsur besi hingga 100%. Logam besi sendiri dikelompokkan menjadi baja dan besi tuang. Dari segi proses pembuatan logam besi atau logam ferro juga dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu: a. Baja, Adalah sebuah paduan dari besi karbon dan unsur-unsur lain, dimana kadar karbonnya jarang melebihi 2%. Jenis-jenis baja seperti baja bukan paduan (baja konstruksi), baja paduan (baja perkakas dan baja khusus). b. Besi tuang, adalah paduan dari besi, karbon dan hampir selalu silicium serta unsur-unsur lain. Kadar karbonnya biasanya terletak antara 2,5 dan 4%, tetapi dalam hal khusus dapat lebih rendah atau lebih tinggi. Jenis-jenis besi tuang seperti besi tuang putih, besi tuang kelabu, besi tuang noduler. 4. Bahan Non Fero Logam Bukan Besi (Non Ferro) adalah semua logam yang tidak mengandung unsur besi atau hanya sedikit mengandung unsur besi. Beban Pada Jembatan Jembatan merupakan sarana transportasi yang penting bagi masyarakat, perhatikan bahwa kendaraan yang berjalan diatas jembatan memiliki ukuran berat berbeda, kecepatan melaju berbeda. Diskusikan dengan temanmu dan simpulkan; Sifat-sifat apakah yang harus dimiliki rangka jembatan agar mampu menahan beban seperti tergambar di atas? 165 Logam bukan besi dikelompokkan lagi menjadi logam berat dan logam ringan. Logam berat, Adalah logam bukan besi yang mempunyai berat jenis tinggi (masa jenis > 5000 kg/m3). Logam yang paling penting adalah tembaga (Cu) karena logam ini banyak juga digunakan dalam bentuk murni, tetapi kebanyakan sebagai paduan tembaga seperti kuningan dan perunggu. Jenis logam berat yang lain seperti timbel (timah hitam), timah putih, nikel, dan chrom. Logam ringan, adalah logam-logam bukan besi yang mempunyai berat jenis rendah (masa jenis < 5000 kg/m3), terutama Aluminium dan Magnesium. Aluminium banyak dipakai dalam bentuk murni, tetapi lebih sering sebagai aluminium paduan. Aluminium banyak juga dipadu dengan silicium (silumin), tembaga (duralium), dan magnesium. Magnesium boleh dikata tidak digunakan dalam dunia teknik dalam keadaan tidak terpadu. Paduan-paduan magnesium dinyatakan juga dengan nama kumpulan elektron. Titanium jarang sekali dipakai dalam dunia teknik, oleh karena sangat mahal harganya. Ia merupakan bahan yang sangat ringan dengan kekuatan yang tinggi karena itu dipakai dalam penjelajahan ruang angkasa. a. Tembaga (Cu) Tembaga diperoleh dari bijih tembaga, biasanya mengandung besi, timah hitam, seng dan sedikit emas dan perak. Ada 3 macam bijih tembaga yang biasanya merupakan senyawa sulfide, yaitu : 1) CuFeS2, mengandung 34 % Cu 2) CuS, mengandung 79% cu 3) Senyawa Oksida CuO, mengandung 88% Cu 166 Tembaga dapat dikerjakan baik dengan cara panas maupun dengan cara dingin, pada pengerjaan panas diperlukan suhu antara 800-900ºC. Sifat-sifat tembaga : 1) Sifat mekaniknya baik 2) Tahan korosi 3) Daya hantar panas dan listrik baik 4) Mampu dikerjakan dengan mesin 5) Mudah disolder dan di las 6) Bj 8,9 dan titik cair 1083ºC 7) Temperature tempa lebih rendah dibanding dengan logam non ferro Pemakaian tembaga : 1) refrigerator 2) Alat-alat listrik 3) Sebagai bahan pembuat rol cetakan kain 4) Sebagai bahan kawat listrik dengan cara ditarik 5) Sebagai bahan pembuat perunggu dan kuningan 6) Untuk pipa saluran minyak, kran saluran uap dan pipa-pipa kecil Paduan tembaga Kuningan (Cu+Zn) Perunggu (Cu+Sn) Perunggu Al (Cu+Sn+Al) Perunggu Be (Cu+Sn+Be) Cu+Ni Cu+Ag Sifat paduan tembaga: – Konduktifitas listrik dan panas tinggi – Tidak bersifat magnit – Tahan korosi Aplikasi Gambar 4.4 Macam-macam penggunaan tembaga Next >