MAKALAH LOGAM

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 :

1. Besi yang mengandung kadar C = 0%-0,5%, mempunyai sifat mudah ditempa dan tidak dapat disepuh atau dikeraskan. Besi ini dinamakan besi tempa.
2. Besi yang mengandung kadar C = 0,5%-1,7%, mempunyai sifat dapat ditempa dan dapat disepuh. Besi ini dinamakan baja.
3. 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

1. 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.

2. 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.

3. 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)

4. 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

1. 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.

2. 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.

3. 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%.

6. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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/