BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Logam adalah bahan/material teknik yang sangat
banyak di gunakan dalam berbagai bidang. Dalam dunia kbeteknikan, logam merupakan material yang paling mendominasi dari
bahan-bahan teknik lainnya sebagai bahan yang paling utama dalam pembuatan
mesin. Di dunia pendidikan kita harus mengerti unsur-unsur yang terkandung di
dalam logam tersebut. Logam terbuat bukan
dalam entuk murni, melainkan dalam bentuk batuan yang mengandung bijih besi
yang juga merupakan persenyawaan antara besi dan oksigen tapi dalam bentuk
silivat.
Dalam pengertiannya, logam yang merupakan besi atau bukan besi dapat
kita jumpai dimana-mana seperti pembangunan gedung-gedung yang sekarang
bahan-bahannya sebagian dari besi, pembuatan gudang yang memakai kerangka baja
dan juga ditempat penampungan besi-besi bekas, yang nantinya besi-besi bekas
tersebut akan didaur ulang lagi.
Pada makalah ini, penulis akan memaparkan
tentang sifat intinsik dari logam itu sendiri, meliputi sifat, jenis, proses
pembuatan serta aplikasinya dalam kehidupan. Penulis akan memberikan
penjelasan-penjelasan mengenai logam dalam makalah ini dan semoga penjelasan
tersebut dapat menambah wawasan pembaca. Maka dari itu kami mencoba
mengumpulkan informasi-informasi mengenai logam, jenis-jenisnya, sifat serta
penggunaannya dalam dunia industri dan menyusunnya dalam makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari makalah ini yaitu:
1. Apakah
yang dimaksud dengan logam?
2. Apa saja
jenis-jenis serta sifat dari logam tersebut?
3.
Bagaimakah proses terbentuknya logam?
4.
Bagaimana kegunaan atau aplikasi logam dalam kehidupan atau dunia industri?
5. Bagaimana proses terbentuknnya
logam ?
1.3
Tujuan
Tujuan dari dibuatnya makalah ini yaitu:
1.
Menyampaikan definisi logam dan non-logam
2.
Menyampaikan jenis-jenis serta
sifat-sifat logam
3.
Menyampaikan proses pembentukan logam
4.
Menyampaikan kegunaan atau aplikasi logam dalam kehidupan dan dunia
industri
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Logam
Logam adalah unsur kimia yang memiliki sifat
kuat, keras, liat, yang merupakan penghantar panas dan listrik serta memiliki
titik lebur tinggi. Benda logam pada awalnya dibuat dari bijih logam, dimana
bijih logam dapat diperoleh dengan cara menambang baik yang berupa bijih logam
murni maupun yang bercampur dengan materi lain. Bijih logam yang diambil dalam
keadaan murni diantaranya adalah emas, platina, perak, bismuth dan lai-lain.
Sedangkan ada juga bijih logam yang bercampur dengan unsure lain seperti tanah
liat, fosfor, silicon, karbon, serta pasir. Logam terdiri dari logam ferro dan
non ferro yang akan dijelaskan dibawah ini.
2.1.1
Pengertian Logam Ferro
Logam ferro adalah
suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi. Untuk
menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai 2 sifat yang berbeda dengan
besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam logam lainnya. Logam adalah
elemen kerak bumi (mineral) yang terbentuk secara alami. Jumlah logam
diperkirakan 4% dari kerak bumi. Logam dalam bidang keteknisian adalah besi
yang biasanya dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan, pipa-pipa, alat-alat
pabrik dan sebagainya.
Contoh dari logam yang
sudah memiliki sifat-sifat penggunaan teknis tertentu dan dapat diperoleh dalam
jumlah yang cukup adalah besi, tembaga, seng, timah, timbel nikel, aluminium,
magnesium. Kemudian terdapat logam-logam lain untuk penggunaan khusus dan
paduan, seperti emas, perak, platina, iridium, wolfram, tantal, molybdenum,
titanium, vokalt, anti monium (metaloid), khrom, vanadium, beryllium, dan
lain-lain.
Logam adalah unsur
kimia yang mempunyai sifat-sifat, yaitu :
- Dapat ditempa dan diubah bentuk
- Penghantar panas dan listrik
- Keras (tahan terhadap goresan, potongan atau keausan), kenyal (tahan patah bila dibentang), kuat (tahan terhadap benturan, pukulan martil), dan liat (dapat ditarik).
Yang dimaksud besi
dalam bidang keteknisan adalah besi teknis, bukan besi murni, karena besi murni
(Fe) tidak memenuhi pernyataan teknik, persyaratan teknik adalah kekuatan
bahan, keuletan, dan ketertahanan terhadap pengaruh luar (korosi, aus, bahan
kimia, suhu tinggi dan sebagainya). Besi teknis selalu
tercampur dengan unsure-unsur lain misalnya karbon (C), silicon (Si), mangan
(Mn), Fosfor (P), dan belerang (S). Unsur-unsur tersebut harus dalam kadar
tertentu, sesuai dengan sifat-sifat yang dikehendaki, secara garis besar besi
teknik terbagi menjadi :
a. Besi kasar : kadar karbon lebih besar dari 3,5%,
tidak dapat ditempa.
b. Besi : kadar karbon lebih besar
dari 2,5%, tidak dapat ditempa.
c. Baja : kadar karbon kurang dari
1,7%, dapat ditempa.
Logam ferro adalah
suatu bahan yang mengandung unsur kebesi-besian seperti pada tabel dibawah ini:
Nama
|
Komposisi
|
Sifat
|
Penggunaan
|
Besi tuang
|
Campuran besi dan karbon (4%)
|
Rapuh, tidak dapat di tempa baik untuk dituand sukar diles
|
Alas mesin, badan ragum, bagian-bagian mesin bubut, blok silinder, cincin
perak, meja datar
|
Besi tempa
|
Campuran besi murni (99%) sedikit besi rongsokan
|
Dapat ditempa, liat, tidak dapat diruang
|
Kait keran, landasan kerja plat, rantai jangkar
|
Baja lunak
|
Campuran besi dan karbon (0,1%-0,3%)
|
Dapat ditempa, liat
|
Mur, baut, pipa, sekrup
|
Baja karbon sedang
|
Campuran besi dan karbon (0,4%-0,6%)
|
Lebih kenyal
|
Poros, rel baja, paron
|
Baja karbon tinggi
|
Campuran besi dan karbon (0,7%-1,5%)
|
Dapat ditempa, dapat disepuh, mudah ditempa
|
Perlengkapan mesin bubut, perlengkapan mesin frais, kikir, gergaji,
pahat, tap, stempel
|
Baja cepat tinggi (HSS-High speed steel)
|
Baja karbon tinggi di tambah nikel/ kobalt, khrom / tungken
|
Rapuh, dapat disepuh, keras, dapat dimudakan, tahan suhu tinggi
|
Mesin bubut, mesin frals, mesin bor, dll
|
2.1.2 Pengertian Logam Non
Ferro
Logam Non-Ferro (Non-Ferrous Metal) ialah jenis logam yang secara kimiawi tidak
memiliki unsur besi atau Ferro (Fe), oleh karena itu logam jenis ini disebut
sebagai logam bukan Besi (non Ferro). Beberapa dari jenis logam ini telah
disebutkan dimana termasuk logam yang banyak dan umum digunakan baik secara
murni maupun sebagai unsur paduan. Dengan semakin berkembangnya ilmu
pengetahuan dan teknologi terutama dalam pengolahan bahan logam, menjadikan
semua jenis logam digunakan secara luas dengan berbagai alasan, mutu produk
yang semakin ditingkatkan, kebutuhan berbagai peralatan pendukung teknologi
serta keterbatasan dari ketersediaan bahan-bahan yang secara umum digunakan dan
lain-lain.
Logam non Ferro ini terdapat dalam berbagai
jenis dan masing-masing memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda secara
spesifik antara logam yang satu dengan logam yang lainnya. Keberagaman sifat
dan karakteristik dari logam Non Ferro ini memungkinkan pemakaian secara luas
baik digunakan secara murni atau pun dipadukan antara logam non ferro bahkan
dengan logam Ferro untuk mendapatkan suatu sifat yang baru yang berbeda dari
sifat asalnya.
Pengertian dari bahan
bukan logam atau non logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat, yaitu
:
- Elastis (karet), cair (bahan pelumas, dan tidak dapat menghantarkan arus listrik (bahan isolasi)).
- Peka terhadap api (bahan baker, tidak dapat terbakar (Asbes) dan mudah pecah (keramik)).
Logam non ferro adalah
suatu bahan yang tidak mengandung besi, yang dapat digolongkan menjadi :
- logam berat : nikel, seng, tembaga, timah putih dan timah hitam
- logam mulia/murni : emas, perak, platina
- logam ringan : alumunium, barium, kalsium
- logam refraktori/tahan api : Molibdenum , titanium, wolfram, zirkonium
- logam radio aktif : radium dan uranium.
2.1.3 Proses Terbentuk
Logam
merupakan jenis tambang yang ditemukan dalam bentuk mineral atau biji didalam
tanah. Akan tetapi, sebagian logam ditemukan bercampur atau menyatu dengan zat
lain yang tersebar dalam batuan bumi. Di dalam umi terdapat campuran air dan
mineral yang sangat panas. Campuran tersebut dapat bereaksi dengan batuan di
sekitarnya dan mengendapkan mineral. Air panas dalam bumi dapat meresap ke
dalam retakan pada lapisan batuan dan bereaksi dengan beberapa jenis btuan
seperti batu gamping. Ada juga air panas yang terdapat di dalam bumi merembes
melalui larva gunung berapi. Air laut kuno yang terperangkap dalam lapisan
batuan dapat menjadi hangat dan mengendapkan minera dalam retakan atau meresap
melalui dasar laut dalam bentuk sumber air. Air yang mengalir dapat membawa
mineral dan mengendapkan ke dasar laut. Tidak jarang endapan tersebut mengalami
kristalisasi.
2.2 Sifat-sifat
Logam
Logam adalah suatu unsur yang mempunyai
sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras, mengkilat, dan penghantar listrik dan
panas. Sifat-sifat metal pada umumnya dapat digolongkan atas :
a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical
Properties)
Meliputi ciri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal
(logam). Beberapa contoh sifat kimia
adalah:
· Segregasi dan ketahanan korosi.
Logam seprti baja memiliki nilai ketahanan terhadap korosi yang baik,
karena memiliki kandungan karbon. Pada suhu kamar logam berwujud padat kecuali
raksa (berwujud cair).
· Titik leleh dan titik didih
Logam-logam cenderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi
karena kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu
dengan logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi
pada lautan elektron, dan pada susunan atom-atomnya.
Logam-logam golongan 1 seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan
titik didih yang relatif rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu
elektron untuk dikontribusikan pada ikatan – tetapi ada hal lain yang
menyababkan hal ini terjadi, yaitu:
§ Unsur-unsur golongan 1 juga tersusun dengan tidak efektif (terkoordinasi
8), karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam.
§ Unsur-unsur golongan 1 memiliki ukuran atom yang rekatif besar (berarti
bahwa inti jauh dari elektron yang terdelokalisasi) yang juga menyebabkan
lemahnya ikatan.
b.Sifat –sifat mekanik (Mechanical
Properties)
Yang disebut sifat mekanik
ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar, yaitu : kekuatan tarik,
kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula
dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan
sebagainya. Untuk lebih jelasnya berikut akan dijelaskan lebih detail .
v Sifat dapat ditempa dan sifat dapat diregang
Logam digambarkan sebagai
sesuatu yang dapat ditempa (dapat dipipihkan menjadi bentuk
lembaran) dan dapat diregang (dapat ditarik menjadi kawat).
Hal ini karena kemampuan atom-atom logam untuk menggelimpang antara atom yang
satu dengan atom yang lain menjadi posisi yang baru tanpa memutuskan ikatan
logam.
v Kekerasan logam
Penggelimpangan lapisan
atom antara yang satu dengan yang lain ini dihalangi oleh batas butiran karena
baris atom tidak tersusun sebagai mana mestinya. Hal ini mengakibatkan semakin
banyak batas butiran (butiran-butiran kristal lebih kecil), menyebabkan logam
lebih keras. Untuk mengimbangi hal ini, karena batas butiran merupakan suatu
daerah dimana atom-atom tidak berkaitan dengan baik satu sama lain, logam
cenderung retak pada batas butiran. Kenaikan jumlah batas butiran tidak hanya
membuat logam menjadi semakin kuat, tetapi juga membuat logam menjadi rapuh.
v Pengontrolan ukuran butiran kristal
Jika kamu memiliki bagian logam yang murni, kamu dapat mengontrol ukuran
butiran kristal melalui perlakuan panas atau melalui pengerjaan
logam.Pemanasan logam cenderung untuk mengocok atom-atom logam menjadi
susunan yang lebih rapi – penurunan jumlah batas butiran, dan juga membuat
logam lebih lunak. Pembantingan logam ketika logam tersebut mendingin cenderung
untuk memhasilkan butirn yang kecil. Pendinginan membuat logam menjadi keras.
Untuk memperbaiki kinerja ini, kamu dapat memanaskannya lagi. Kita juga dapat memutuskan susunan yang atom teratur melalui penyisipan
atom yang memiliki ukuran sedikit berbeda pada struktur logam. Alloy seperti
kuningan (campuran tembaga dan seng) lebih keras dibandingkan logam asalnya
karena ketidakteraturan struktur membantu pencegahan barisan atom tergelincir
satu sama lain.
c.Sifat – sifat Fisik
(Physical Properties)
Sifat fisik adalah sifat
bahan karena mengalami peristiwa fisika, seperti adanya pengaruh panas dan
listrik. yaitu berat jenis, daya hantar listrik dan panas, sifat magnet dan
struktur mikro logam. lebih jelas berikut akan dijelaskan lebih detail
·
Daya hantar listrik
Logam menghantarkan
listrik. Elektron yang terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian
struktur tiga dimensi. Elektron-elektron tersebut dapat melintasi batas butiran
kristal. Meskipun susunan logam dapat terganggu pada batas butiran kristal,
selama atom saling bersentuhan satu sama lain, ikatan logam masih tetap ada
Cairan logam juga menghantarkan arus listrik, hal ini menunjukkan bahwa
meskipun atom logam bebas bergerak, elektron yang terdelokalisasi masih
memiliki daya yang tersisa sampai logam mendidih.
·
Daya hantar panas
Logam adalah konduktor
panas yang baik. Energi panas diteruskan oleh elektron sebagai akibat dari
penambahan energi kinetik (hal ini memnyebabkan elektron bergerak lebih cepat).
Energi panas ditransferkan melintasi logam yang diam melalui elektron yang bergerak.
d.Sifat Tekhnologi
Sifat pengerjaan logam
adalah sifat suatu bahan yang timbul dalam proses pengolahannya.sifat itu harus
diketahui lebih dahulu sebelum pengolahan bahan dilakukan. Pengujian yang
dilakukan antara lain pengujiian mampu las, mampu mesin, mampu cor, dan mampu
keras. Logam merupakan bahan yang baik untuk diaplikasikan dalam teknologi,
karena logam memiliki struktur yang kuat dan tidak mudah patah.
Unsur logam yang paling
penting dan paling banyak digunakan dalam industry adalah besi karena hampir 90
% dari logam-logam yang digunakan dalam industry adalah besi. Selain besi,logam
yang penting anatara lain: alumunium (Al), timbal (Pb), nikel (Ni), perak(Ag),
seng(Zn), dan lain sebagainya. Yang digunakan dalam keadaan murni ataupun dalam
bentuk paduannya. Logam – logam tersebut harus mempunyai sifat-sifat fisika
atau mekanik yang sesuai dengan persyaratan-persyaratan yang dikehedaki.
·
Pengaruh
karbon terhadap sifat logam dapat digolongkan sebagai berikut :
- Besi yang mengandung kadar C = 0%-0,5%, mempunyai sifat mudah ditempa dan tidak dapat disepuh atau dikeraskan. Besi ini dinamakan besi tempa.
- Besi yang mengandung kadar C = 0,5%-1,7%, mempunyai sifat dapat ditempa dan dapat disepuh. Besi ini dinamakan baja.
- Besi yang mengandung kadar C = 2,5%-6,67%, mempunyai sifat mudah dituang (dicor) dan besi ini dinamakan besi tuang.
Pengaruh kadar zat arang dalam besi
- Zat asam
Terdapat pula dalam udara,yaitu campuran dari 21% zat
asam dan 78% zat lemas, selanjutnya 1% helium,
argon dan beberapa unsur zat lain. Zat asam dalam udara dapat menyebabkan logam
besi rusak.
- Oksid
Persenyawaan antara zat asam dengan unsur yang lain
dinamakan oksid. Batu besi magnet, magnesit(Fe2O3)kandungan
Fe 60 % sampai dengan 70% (Rusia, Swedia, Amerika). Batu besi merah, hemafite(Fe2O3), kandungan Fe 40%
sampai dengan 60 % (Kanada, Spanyol, Inggris, Rusia).
Proses dapur tinggi adalah proses reduksi, karena dalam dapur tinggi, zat asam
dikeluarkan oksid besi dan tinggal
besinya.
- Karbonat
Batu besi spoat (FeCo3)adalah karbonat besi, karena dalam
persenyawaan ini terdapat carbonium (zat
orang). Batu besi spatik (Fe2(O3)), kandungan Fe 30 % sampai 40% (jerman,
Austria)
- Zat arang
Unsur ini sangat penting untuk produksi baja. Zat arang
murni terdapat dalam intan yang grafit. Zat arang
ini diperoleh dari arang tulang belulang, arang kulit, arang kayu, arang batu
(batu bara),dan lainnya.
Dengan menambah zat arang dalam besi, baik banyak atau sedikit. Maka akan
terjadi persenyawaan-persenyawaan
besi zat arang yang mempunyai sifat-sifat keras. Unsur besi terdapat di alam, bahan dalam bentuk logam
murni, tetapi terdapat dalam bentuk persenyawaan besi oksida, yang masih tercampur dengan unsur-unsur lain
dan zat pengotor.
2.3 Macam-Macam Logam Non Ferro
·
Tabel
sifat-sifat baja dapat dipengaruhi oleh campuran logam yang lain.
Campuran logam
|
Pengaruh terhadap sifat-sifat baja
|
|
Menambah
|
Mengurangi
|
|
Karbon (C)
|
Kekokohan, kekerasan, sifat pengerasan
|
Titik lebur, keuletan, regangan sifat mengelas dan menempa
|
Silisium (Si)
|
Menambah elastisitas, kekokohan, kekerasan dan daya tahan karat
|
Sifat mengelas
|
Fosfor (P)
|
Leburan encer
|
Rengangan dan daya kekuatan pukul
|
Sulfur (S)
|
Lebaran kental, serpihan mudah patah
|
Daya kekuatan pukul
|
Mangan (Mn)
|
Kekerasan, kekokohan, daya kekuatan pukul dan daya keausan
|
Sifat membuat serpih
|
Nikel (Ni)
|
Keuletan regangan, kekokohan, daya tahan karat, tahan listrik dan suhu
tinggi
|
Pegangan oleh suhu tinggi
|
Khrom (Cr)
|
Kekerasan, kekokohan, daya tahan karat, suhu tinggi dan ketajaman
|
regangan
|
Varadium (V)
|
Daya tahan lama, kekerasan dan keuletan
|
Daya tahan suhu tinggi
|
Molibdenium (Mo)
|
Kekerasan daya tahan lama
|
Regangan dan sifat menempa
|
Kobalt (Co)
|
Kekerasan, ketajaman
|
Keuletan mengurangi daya tahan suhu tinggi
|
Wolfram (W)
|
Kekerasan, kekokohan, daya tahan karat, suhu tinggi dan ketajaman
|
regangan
|
2.3 Jenis-jenis
Logam
No
|
Klarifiskasi
|
Jenis
|
Bentuk
|
Pemakaian contoh dalam bangunan
|
1
|
Logam mulia
|
Emas, perak dsb.
|
Batangan
|
Aksesoris, interior.
|
2
|
Logam setengah mulia
|
Air raksa
|
cair
|
Patri
|
3
|
Logam biasa berat >30 kg/dm3
|
Nikel, kobalt
|
Butiran, batangan
|
Campuran baja, konstruksi luar beton
|
4
|
Logam biasa ringan <30 kg/dm3
|
Besi tuang
Plumbum(timah hitam)
|
Plat blok
|
Pengunci, pengantung landasan isolasi
|
5
|
Logam campuran
|
Baja
Kuningan
|
Plat, profil, batangan, tempa, gelombang plat, blok
|
Hubungan dak standar dengan atap, kuda-kuda bangunan, jembatan, neraca,
tulangan beton, dinding, lantai
Penggantung, kunci, kran.
|
2.3.1
jenis-jenis logam non ferro
Dari semua jenis logam tersebut
dikelompokan dalam 3 kelompok menurut berat jenis dari logam tersebut yaitu: :
a. Logam Berat
Logam
berat ialah logam yang memiliki berat jenis (ρ) lebih besar dari 4,0 kg/dm3,
yang termasuk dalam kelompok
ini ialah :
1. Tembaga,Copper,Cuprum
(Cu)
2.
Seng, Zincum (Zn)
3.
Timah putih, Tin, Stannum (Sn)
4.
Lead, Timah hitam,Plumbum (Pb)
5.
Silisium (Si)
6.
Manganese (Mn)
7.
Chromium (Cr)
b. Logam ringan
1. Aluminium (Al)
2. Magnesium (Mg)
c. Logam Mulia
1. Mas, Gold, Aurum (Au)
2. Perak, Silver, Argentum (Ag)
2.4
Bentuk-bentuk Logam
- Tembaga, Copper, Cuprum (Cu)
Diperoleh dari biji besi yang mengandung besi, timah hitam, seng dan
sedikit mengandung perak dan emas. Sifat-sifat tembaga antara lain :sifat
mekanik baik, tahan korosi, daya hantar listrik danpanas lebih baik, mampu
dikerjakan mesin, mudah disambung dengan solder maupun dilas, BD 8,9 dan titik
cair 1,083° C, serta dapat digosok dan temperature tempa lebih rendahdibanding
bahan- bahan dari logam ferro. Pada
pengerjaan panas suhu yang diperlukan antara 800°C-900°C, seperti untuk rolling extension dan
forging/tempa. Baik dalam keadaan panas maupun dalam keadaan dingin, tembaga
sangat luwes dan dapat direnggangkan, digiling dan dimartil. Pemberian bentuk dalam keadaan panas sekitar 650°C,
sedangkan dalam keadaan dingin 300°C-700°C. Kegunaan tembaga, yaitu alat-alat listrik, telepon dan
telegram, kawat listrik, refrigerator dan pipa-pipaketel serta tembaga tidak bias digunakan
untuk perabot masak.
- Mangan, Manganese (Mn)
Sifat-sifat mangan adalahbaja konstruksi dan baja mesin memperbaiki sifat
kekuatan tprik dan tahan aus serta baja perkakas memperbaiki sifat tanah
ukuran. Kegunaannya adalah sebagai unsur paduan, bila dipadu dengan baja konstruksi
dan baja mesin digunakan untuk pekerjaan yang menginginkan kekuatan tarik dan
tahan aus. Bila dipadu dengan baja perkakas digunakan untuk pekerjaan yang
menginginkan ketahanan ukuran.
- Nikel, Nickolium (Ni)
Sifat-sifat nikel yaitu cukup keras, BD 8,7 dan titik lebur 1, 455° C
dengan kelihatan tinggi dan mudah dibentuk dalam keadaan dingin atau panas dan
tahan korosi. Bijih
Nickel mengandung 2,5 % Nickel yang bercampur bersama-sama unsur lain yang
sebagian besar terdiri atas besi dan silica serta hampir 4 % Tembaga dan
sedikit Cobalt, Selenium, Tellurium, Silver, Platinum dan Aurum. Sedangkan
Tembaga, besi dan Nicel berada pada bijih itu sebagai Sulfida. Kegunaannya adalah
untuk industri kimia,
alat-alat listrik dan alat-alat kedokteran.
4.
Uranium(U)
Sifat-sifat uranium adalah BD 18,7, uranium murni malleable /liat dan
ductile mudah di bentuk dan menstabilkan
carbide keras. Kegunaannya untuk bahan amunisi dan persenjataan.
5.
Alumunium (Al)
Sifat-sifat Alumunium
adalah penghantar arus listrik tinggi. Jenis logam ringan (BD 2,7) dengan titik
lebur 600°C, mudah dikerjakan/ dituang, penghantar panas, tahan karat dan non
magnetis. Kegunaan Alumunium adalah untuk bahan bangunan, alat-alat rumah
tangga, mesin penggerak, mesin tenaga / penghasil kalor yang besar untuk
pemanas, kabel dan pipa serta pembuatan mesin motor dan kapal terbang.
Alumunium terdapat dua macam yaitu: alumunium tuangan mempunyai kekuatan tarik
sebesar 10kg/ mm2 dan regangannya 18 -25 % dan alumunium tempa mempunyai
kekuatan tarik sebesar
18-28kg/mm2 dan regangannya 3-5%.
- Magnesium(Mg)
Magnesium ialah
logam yang berwarna putih perak dan sangat mengkilap dengan titik cair 651ºC yang
dapat digunakan sebagai bahan paduan ringan, sifat dan karakteristiknya sama
dengan Aluminium. Oxid film yang melapisi permukaan Magnesium hanya cukup
melindunginya dari pengaruh udara kering, sedangkan udara lembab dengan
Magnesium memiliki kekuatan tarik hingga 110 N/mm2 dan dapat ditingkatkan
melalui proses pembentukan hingga 200 N/mm2. Sifat-sifatnya adalah
BD rendah 1,7, lunak dan titik cair rendah 800°C serta tahan korosi.
Kegunaannya adalah untuk bangunan dan kapal udara serta foto grafi dan sebagai
unsure paduan non fero.
7.
Kobalt (Co)
Cobalt (Co)
ialah logam yang berwarna putih silver ini memilki titik cair
1490ºC dan bersifat magnetic tinggi. Cobalt diperoleh bersama unsur Nickel
serta element-element mineral tertentu dan dipisahkan selama proses pemurnian
pada unsur Nickel. Sifat-sifatnya adalah
bila dipadu dengan baja maka akan menjadi keras, tahan panas dan tahan aus.
Kegunaannya kobalt bila dipadu dengan baja banyak dipergunakan untuk konstruksi
tahan tahan pesawat terbang dan konstruksi tahan
panas.
8. Timah Putih, Tin, Stannum (Sn)
Timah putih
(Sn) ialah logam yang berwarna putih mengkilap, sangat lembek dengan titik cair yang rendah yakni 232ºC. Sifat-sifatnya yaitu titik cair rendah 232°C, BD rendah 7,3, tahan terhadap udara lembab, kekerasan dan
kekuatan sangat rendah dan tergolong logam lunak serta daya tahan korosi cukup tinggi. Kekuatan timah putih untuk
pembungkus pipa-pipa/tabung yang dapat dilipat, tabung-tabung pasta gigi dan
plat-plat lembaran yang dapat dibuat kaleng makanan.
- Timah Hitam, Lead, Timbal, Plumbum (Pb)
Timah Hitam
memiliki berat jenis (ρ) yang sangat tinggi yaitu =11,3 kg/dm³ dengan titik cair 327ºC, digunakan sebagai isolator anti radiasi
Nuclear. Timah hitam diperoleh dari senyawa Plumbum-Sulphur
(PbS) yang disebut “Gelena” dengan kadar yang sangat kecil. Sifat-sifat timah hitam adalah
berwarna kebiru-biruan, agak lunak, mudah dituang, disolder, dan dilas (dengan
api zat asam) sanagt mudah diberi bentuk
dalam keadaan dingin dan panas, kekuatan tariknya sangat rendah BD 11,4 dengan titik cair 274°C sangat
tahan reaksi kimia dan tahan korosi. Kegunaanya adalah sebagai penutup atap , pipa saluran, pembungkus barang
kesenian dari gelas, pembuatan penyehat,
alat-alat dan saluran dalam industri kimia.
- Wolfrom, Tungsten (W)
Tungten,
Wolfram (W) memiliki titik cair 3410ºC berwarna kelabu, sangat keras dan rapuh
pada temperature ruangan, tetapi ulet
dan liat pada Temperatur tinggi. Sifat-sifat wolfrom
adalah keras BD 20
titk cair tinggi 3400°C dan titk didih 5900°C, dapat digilas menjadi lembaran
dan bila dipadu dalam baja
perkakas, akan memperbaiki ketahanan ausnya dan sifat tahan hangatnya. Kegunaannya dalam bidang elektronika seperti
katoda tabung electron dan bidang kelistrikan, seperti
kawat pijar dalam lampu, elektroda, pegas, unsure pemanas dan tabung sinar X.
- Seng, Zincum (Zn)
Seng (Zn) ialah
logam yang berwarna putih kebiruan memiliki titik cair 419ºC, sangat
lunak dan lembek tetapi akan menjadi
rapuh ketika dilakukan pembentukan dengan temperature pengerjaan antara 100ºC sampai 150ºC tetapi sampai
temperature ini masih baik dan mudah untuk dikerjakan.Seng terdapat dialam terikat secara kimia secara di dalam bijih (asam
belerang atau asam arang). Bijih
seng yang terpenting adalah seng belerang dan seng karbonat (Galmei). Sifat- sifat seng mempunyai warna kelabu muda BD
7,1 dengan titk cair 149°C. dan pada suhu 130°C- 150°C seng dapat dipecah-pecah dan kenyal hingga dapat digiling
serta tahan korosi. Kegunaan seng adalah
untuk melindungi besi/ baja dengan jalan mencelupkan kedalam cairan yang
disebut sepuh seng. Untuk melapisi
besi/baja secara galvanis, melindungi permukaan benda dengan jalan disemprotkan
membuat elemen-elemen listrik dan bahan baku pembuat cat. Bila dipadu dengan alumunium, magnesium dan tembaga yang
disebut dengan samak, dipergunakan untuk membuat alat-alat bagian mobil seperti pintu dan karburator.
12.
Khrom, Chromium (Cr)
Khrom terdapat di alam dalam bentuk bijih khrom yang disebut khromit
(FeO.Cr2O3). Bijih khromit
berwarna hitam mengandung33%-35% Cr2O3. Khrom adalah logam yang berwarna putih kebiruan lebih keras daripada kaca
tapi rapuh. Sifat-sifat fisika dari khrom adalah titik lebur 1550°C dengan titik didih 2477°C dan
kerapatan 7,138 gr/cm3, mudah larut dalam asam-asam seperti asam klorida, asam sulfat dan asam nitrat, untuk unsure
paduan dalam baja konstruksi dan baja
mesin, memperbaiki kekuatan tarik dan ketahanan korosi dan unsure paduan dalam
baja perkakas,memperbaiki ketahanan ukuran. Kegunaan khrom sebagai unsure
pemadu untuk bahan penghantar panas, bahan tahanan. Untuk paduan dengan besi
(ferro-khrom), untuk logam paduan nikhrom
yang disebut khromel yang mempunyai tahanan listrik yang sangat tinggi, unsure
paduan baja konstruksi dan baja
mesin, untuk baja perkakas.
13.
Boron (B)
Boron (B) memiliki titik cair
2300ºC dan Boron-Carbide sangat keras dan tahan terhadap pengaruh kimia. Proses pemurnian Boron
termasuk sangat sulit akan tetapi kerap kali Boron ditemukan dalam keadaan murni sehingga disebut
sebagai logam Murni atau logam langka (rare-metal). Boron tidak digunakan sebagai element akan tetapi Boron
digunakan sebagai bahan pembuatan Dies,
Nozle untuk Injection moulding, pivot serta permukaan bearing. Boron dibuat
dalam bentuk bubukan sehingga
pembentukannya dilakukan dengan proses Sintering.
14.
Cadmium (Cd)
Cadmium (Cd) ialah logam yang berwarna putih
kebiruan sifatnya sangat lunak dan lembek dengan titik
cair hanya 321ºC. Sebagai bahan dasar dari Cadmium ini ialah endapan Seng. Endapan pekat dari Cadmium terdapat
dibagian tertentu dari instalasi pengolahan Seng (Zn), Cadmium digunakan dalam paduan yang memiliki titik cair
rendah serta bahan tambah pada Tembaga.
Yang penting dalam pemakaian Cadmium ini ialah sebagai lapisan pelindung pada
Baja atau Kuningan (Brasses).
15.
Iridium (Ir)
Iridium (Ir)
ini disebut sebagai baja putih ini adalah logam dari kelompok Platinum
yang memiliki titik cair
2454ºC. Penggunaannya sebagai bahan paduan dengan unsur Platinum-Alloy yang
kuat dan keras serta meningkatkan
titik cairnya.
16.
Platinum (Pt)
Platinum (Pt) adalah salah satu jenis logam
berat yang berwarna putih kelabu dan sangat mengkilap
dengan titik cair
1773ºC
dan memiliki sifat yang mudah dibentuk, ulet dan tidak mengandung Oxide atau tar dalam udara bebas. Platinum sangat cocok
digunakan dalam paduan dengan Iridium
yang dapat meningkatkan kekerasannya. Platinum terdapat dalam paduan logam mulia serta endapan Tembaga-Nickel.
Platinum dapat pula diperoleh melalui proses extraksi pada mas (gold) dan Nickel. Platinum (Pt) digunakan
sebagai bahan pembuatan Contact point pada system
kelistrikan motor bakar, kabel tahanan polymeter serta kawat Thermocouple.
2.5 Proses
Pembentukan Logam
Benda benda dari logam yang sering kita lihat
tidaklah ditemukan dalam bentuknya seperti itu, akan tetapi sudah mengalami
proses pembentukan. Pada mulanya logam logam tersebut ditemukan di alam dalam
bentuk biji-biji logam yang ditambang, selanjutnya di olah dan dipisahkan dari
kandungan lain untuk
didapatkan
logam yang diinginkan, kemudian diproduksi dalam bentuk benda setengah jadi
maupun benda
jadi. Pada
kebanyakan benda-benda jadi yang kita lihat sudah melalui beberapa tahapan
pekerjaan pembentukan logam. Prinsip dasar pembentukan logam merupakan
proses yang dilakukan dengan cara memberikan perubahan bentuk pada benda kerja.
Perubahan bentuk ini dapat dilakukan dengan cara memberikan gaya luar sehingga
terjadi deformasi plastis. Aplikasi pembentukan logam ini dapat dilihat
pada beberapa contohnya seperti pengerolan (rolling), pembengkokan (bending),
tempa (forging), ekstrusi (extruding), penarikan kawat (wire
drawing), penarikan dalam (deep drawing), dan lain-lain. Dalam
proses pembentukan logam inipun digunakan perkakas (tooling) yang
fungsinya memberikan gaya terhadap benda kerja, serta mengarahkan perubahan
bentuknya. Dibawah ini merupakakn beberapa contoh proses pembentukan logam:
2.5.1 Proses Pengerjaan Dingin
Proses
pengerjaan dingin (cold working) yang merupakan pembentukan plastis logam
di bawah suhu rekristalisasi pada umumnya dilakukan disuhu kamar jadi
tanpa pemanasan benda kerja. Suhu rekristalisasi yang dimaksud adalah suhu pada
saat bahan logam akan mengalami perobahan struktur mikro. Perobahan struktur
mikro ini akan mengakibatkan perobahan karakteristik bahan logam tersebut. Cold
working sangat baik untuk produksi massal, mengingat diperlukannnya
mesin-mesin yang kuat dan perkakas yang mahal.
Produk-produk
yang dibuat biasanya harganya sangat rendah. Selain itu material yang menjadi
sampah relatif lebih kecil daripada proses pemesinan. Pada kondisi ini logam
yang dideformasi mengalami peristiwa pengerasan regangan (strain-hardening).
Logam akan bersifat makin keras dan makin kuat tetapi makin getas bila
mengalami deformasi. Hal ini menyebabkan relatif kecilnya deformasi yang dapat
diberikan pada proses pengerjaan dingin. Bila dipaksakan suatu perubahan bentuk
yang besar, maka benda kerja akan retak akibat sifat getasnya. Proses
pengerjaan dingin tetap menempati kedudukan yang khusus,
dalam rangkaian
proses pengerjaan. Langkah deformasi yang awal biasanya adalah pada temperatur
tinggi. Misalnya proses pengerolan panas. Balok ingot, billet ataupun
slab di rol panas menjadi bentuk yang lebih tipis, misalnya pelat. Pada tahapan
tersebut deformasi yang dapat diberikan relatif besar. Namun proses pengerolan
panas ini tidak dapat dilanjutkan pada pelat yang relatif tipis. Memang mungkin
saja suatu gulungan pelat dipanaskan terlebih dahulu pada tungku sampai
temperaturnya melewati temperatur rekristalisasi. Akan tetapi bila pelat
tersebut di rol, maka temperaturnya akan cepat turun sampai di bawah
temperatur
rekristalisasi. Hal ini disebabkan oleh besarnya panas yang berpindah dari
pelat ke sekitarnya. Pelat yang tipis akan lebih cepat mengalami penurunan
temperatur dari pada pelat yang tebal. permukaan spesifikasinya besar (luas
spesifik adalah luas permukaan dibagi dengan volume) hanyalah proses pengerjaan
dingin. Beberapa contohnya adalah proses pembuatan pelat tipis (sheet)
dengan pengerolan dingin, proses pembuatan kawat dengan proses penarikan kawat (wire
drawing) serta seluruh proses pembentukan terhadap pelat (sheet metal
forming).
Keunggulan
proses pengerjaan dingin adalah kondisi permukaan benda kerja yang lebih baik
dari pada yang diproses dengan pengerjaan panas. Hal ini disebabkan oleh tidak
adanya proses pemanasan yang dapat menimbulkan kerak pada permukaan. Keunggulan
lainnya adalah naiknya kekerasan dan kekuatan logam sebagai akibat pengerjaan
dingin. Namun hal ini diikuti oleh suatu kerugian, yaitu makin getasnya logam
yang dideformasi dingin. Sifat-sifat logam dapat diubah dengan proses perlakuan
pada (heatreatment). Perubahan sifat menjadi keras dan getas akibat
deformasi dapat dilunakkan dan diuletkan kembali dengan proses anil (annealing).
Suatu bentuk dihasilkan dari bahan lembaran datar dengan cara perentangan dan
penyusutan dimensi elemen volume pada tiga arah utama yang tegak lurus
sesamanya merupakan proses pembentukan logam. Bentuk yang diperoleh merupakan
hasil penggabungan dari penyusutan dan perentangan lokal elemen volume
tersebut. Usaha telah dilakukan untuk menggolongkan bermacam ragam bentuk yang
mungkin pada pembentukan logam menjadi beberapa kelompok tertentu, tergantung
pada kontur membagi komponen-komponen
logam lembaran
menjadi 5 kategori, yaitu:
·
Komponen lengkungan tunggal.
·
Komponen flens yang di beri kontur—termasuk komponen dengan flens
rentang dan flensut.
·
Bagian lengkungan.
·
Komponen ceruk dalam—termasuk cawan, kotak-kotak dengan dinding tegak
atau miring.
·
Komponen ceruk dangkal—termasuk pinggan, alur (beaded), bentuk-bentuk
timbul dan bentuk-bentuk berkerut.
Selanjutnya
dapat diketahui bahwa berbeda dengan proses deformasi pembentukan benda secara
keseluruhan, pembentukan lembaran biasanya dilakukan dalam bidang lembaran itu
sendiri oleh tegangan
tarik. Gaya
tekanan pada bidang lembaran hendaknya dihindari karena ini akan menyebabkan
terjadinya pelengkungan, pelipatan dan keriput pada lembaran tadi. Tujuan
proses pembentukan secara keseluruhan
adalah mengubah
tebal atau dimensi lateral benda kerja, pada proses pembentukan lembaran, susut
tebal hendaknya dihindarkan karena dapat terjadi penciutan dan kegagalan.
Perbedaan pokok lainnya ialah
bahwa lembaran
logam mempunyai rasio luas terhadap tebal yang tinggi.
Keuntungan dari
pembentukan dingin diantaranya:
·
Tidak dibutuhkan pemanasan
·
Permukaan yang lebih baik
·
Ketelitian yang lebih baik
·
Ukurannya bisa seragam
·
Kekuatan tariknya akan lebih baik dari bahan asalnya
Alasan
terpenting pada pengerjaan pembentukan dengan cold working ini yaitu untuk
menghasilkan hasil permukaan yang lebih baik dan ketepatan ukuran yang lebih
baik dibutuhkan beberapa persiapan spesial yang diberikan pada logam sebelum proses
cold working. Yang pertama logam harus bebas dari kerak. Ini untuk
menghindari keausan dari perkakas yang digunakan dalam cold working. Kerak
dihilangkan dengan pickling dimana logam dicelupkan ke dalam asam dan kemudian
dicuci. Persiapan kedua, dalam pesanannya untuk mendapatkan ukuran tebal pelat
yang seseragam mungkin (toleransi kecil) dilakukan proses cold rolling ringan,
perlakuan ketiga yaitu diberikannya pada logam dengan proses annealing ini
sesuai keperluan, terutama kalau prosesnya mengadakan deformasi yang besar.
Kadang-kadang logam harus dilakukan padanya proses straightening yaitu proses
pelurusan dengan rol bila pelat atau kawat
yang digunakan
kurang lurus. Beberapa contoh proses
pembentukan logam untuk pengerjaan dingin dapat dilihat pada gambar berikut:
2.5.2 Proses
Pengerjaan Panas (Hot Working)
Hot working
didefinisikan sebagi deformasi plastis logam di atas suhu rekristaliasinya.
Yang perlu diingat bahwa beda material beda suhu rekristalisasinya. Misalnya
tin / timah putih (Sn) pada suhu kamar, baja pada suhu 2000 0F,
tungsten pada suhu sampai 4000 0F
belum mencapai daerah hot working. Kenaikan suhu berpengaruh
terhadap penurunan tegangan yield logam dan meningkatkan keuletannya.
Keuntungan hot
working:
·
Pada suhu
hot working, rekristalisasi mengeliminasi efek dari strain hardening
(pengerasan regang) sehingga tidak ada keniakan signifikan dalam kekuatan yield
atau kekerasan atau penurunan keuletan
·
Kurva
stress-strain sebenarnya mendatar di atas titik yield dan deformasi dapat
dipakai mengubah secara drastic bentuk logam tanpa takut akan retak atau
diperlukan gaya yang sangat besar
·
Mengurangi
atau menghilangkan ketidakhomogenan kimiawi
·
Pori-pori
dapat dilas atau direduksi ukurannya selama deformasi
·
Struktur
metalurgis dapat diubah untuk meningkatkan sifat akhir
·
Pada baja pada suhu
rekristalisasi deformasi terjadi pada struktur Krista austenit FCC yang lemah
dan ulet dari pada ferrit BCC yang kuat dan stabil pada suhu rendah.
Kelemahan
hot working:
·
Suhu tinggi
dari hot working meningkatkan reaksi logam dengan sekitarnya
·
Toleransi yang
miskin karena pemendekan termal dan kemungkinan pendinginan yang tidak uniform
·
Struktur
metalurgis mungkin juga tidak uniform Karena ukuran butir akhir tergantung pada
reduksi, suhu pada akhir deformasi dan faktor yang lain yang bervariasi sepanjang benda kerja.
Bila logam dipanaskan ulang
tanpa deformasi sebelumnya maka logam akan mengalami pertumbuhan butir
dan penurunan secara konkuren dalam sifatnya. Namun bila logam telah mengalami deformasi sebelumnya
maka struktur yang terdistorsi secara cepat diganti dengan ‘butir bebas
rengangan’ baru. Kemudian rekristalisasi diikuti dengan salah satu dari:
1.
Pertumbuhan butir atau
2.
Deformasi tambahan dan rekristalisasi
3.
Penurunan suhu secara tajam untuk
memberhentikan difusi dan membeku dalam struktrur teriskritalisasi.
Table perubahan
struktur logam
Sistem pengubahan
|
Cara
|
Hasil
|
Pemanasan
|
Logam dipanaskan, kemudian dibiarkan dingin dengan sendirinya
|
Struktur logam berbentuk baru dan logam jadi lebih lemah
|
Pendinginan kejut
|
Logam di panaskan, kemudian didinginkan cepat dalamn air atau oli
|
Menambah kekokohan
|
Pengerasan
|
Logam dipanaskan, kemudian didingikan sedenikian rupa sehingga pengerasan
merata
|
Menambah kekerasan dan ketajaman
|
Tempering
|
Logam yang telah diperkeras dipanaskan pada suhu 180o-300oC
|
Menambah elastisitas
|
Tempering kejut
|
Logam yang telah diperkeras dipanaskan pada suhu450o-700oC
|
Mempertinggi batas regang
|
Pelapisan nitrogen
|
Pengerasan dilakukan dalam oven dengan semprotan nitrogen
|
Memperkeras permukaan logam dan daya tahan karat
|
Pelapisan karbon
|
Pengerasan dilakukan dalam oven dengan pelapisan karbon sehingga
mempengaruhi permukaan logam
|
Memperkeras tepi dan inti logam tetap lunak
|
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Logam adalah unsur
kimia yang memiliki sifat kuat, keras, liat, yang merupakan penghantar panas
dan listrik serta memiliki titik lebur tinggi. Benda logam pada awalnya dibuat
dari bijih logam, dimana bijih logam dapat diperoleh dengan cara menambang baik
yang berupa bijih logam murni maupun yang bercampur dengan materi lain. Bijih
logam yang diambil dalam keadaan murni diantaranya adalah emas, platina, perak,
bismuth dan lai-lain. Sedangkan ada juga bijih logam yang bercampur dengan
unsure lain seperti tanah liat, fosfor, silicon, karbon, serta pasir. Logam
terdiri dari logam ferro dan non ferro berdasarkan kandungan besi didalamnya.
Secara umum, logam bersifat kuat, liat, keras, mengkilat, dan penghantar listrik
dan panas
yang digolongkan berdasrakan:
·
Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical
Properties)
·
Sifat–sifat mekanik (Mechanical Properties)
·
Sifat–sifat Fisik (Physical Properties)
·
Sifat Tekhnologi
Unsur logam yang paling penting dan paling banyak digunakan dalam industry
adalah besi karena hampir 90 % dari logam-logam yang digunakan dalam industry
adalah besi. Selain besi,logam yang penting anatara lain: alumunium (Al),
timbal (Pb), nikel (Ni), perak(Ag), seng(Zn), dan lain sebagainya. Yang digunakan
dalam keadaan murni ataupun dalam bentuk paduannya.
Logam dapat
dibentuk melalui 2 proses pengerjaan, yaitu:
·
Proses Pengerjaan Panas
·
Proses Pengerjaan Dingin
Jenis-jenis logam logam memiliki sifat dan kegunaanya masing-masing. Sampai
saat ini, terdapat 65 logam yang terbentuk secara alami di bumi, namun hanya
sedikit yang bisa dimanfaatkan dengan cara yang benar. Logam-logam yang dapat
dimanfaatkan ini hanya mencapai 20 buah, baik yang berdiri sendiri maupun
sebagai bagian dari aloi (campuran dari dua buah logam atau lebih dan zat
lainnya). Aloi ini dibuat untuk membuat logam yang memiliki sifat berbeda dari
sebelumnya, agar dapat dimanfaatkan secara maksimal
DAFTAR PUSTAKA
(http://softilmu.blogspot.com/2013/04/jenis-dan-kegunaan-logam.html)
(http://mesinusu12.blogspot.com/)
(http://www.dwijo.com/2011/11/pengertian-logam-definisi-logam.html)
http://today-pdf.net/jenis-jenis-mineral-logam.pdf-id961809
http://www.academia.edu/3765908/MEMAHAMI_PROSES-PROSES_DASAR_PEMBENTUKAN_LOGAM
http://www.allbookez.com/jenis-jenis-proses-pembentukan-logam/
0 comments:
Post a Comment