paduan cuzn

8/18/2019 Paduan CuZn

1/20

MAKALAH METALURGI FISIK

UNSUR PADUAN LOGAM

Kelompok Pohon Jati:

M!"ta#a S!#$an %&'()*

A"+an %&),-*

M. /!"!# %&),0*

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTASTEKNOLOGI INDUSTRI UNI1ERSITAS 2ALIKPAPAN

&')(


2/20


3/20

2A2 II

PEM2AHASAN

&.) Pa3!an 5!6n 7K!nin4an8

aduan *u+n dengan kandungan *u sedikitnya dikenal dengan sebutan yangmemiliki uningan. e#ara umum kuningan terdiri dari uningan-0 1. matriks (struktur dasar) 0dan uningan-1 yang memiliki matriks

Dalam keadaan padat *u mampu melarutkan +n sangat banyak didalam kristal #ampurannya.ada temperatur 23" o* terjadi transformasi peritektik dimana +n larut sebesar $", . elarutanini meningkat sampai dengan temperatur sekitar & 3 o* menjadi $2 dan kemudian pada kondisikeseimbangan akan kembali menurun, yaitu pada proses pemanasan panjang dan pendinginansangat lama.

4ambar . Diagram 5iner *u+n

ada proses pendinginan yang umum di#apai se#ara teknis, struktur kuningan dengan kandungan+n $2 setelah perlakuan panas biasanya akan terdiri dari kristal 0 yang homogen tanpa adasedikitpun kristal 1. uningan inilah yang kemudian dikenal dengan kuningan 0 (alfa) yang

https://hapli.wordpress.com/non_ferro/paduan-cuzn-kuningan/https://hapli.wordpress.com/non_ferro/paduan-cuzn-kuningan/


4/20

memiliki sifat ulet namun #ukup memiliki ketermesinan yang baik dengan unit sel F** seperti pada umumnya paduan tembaga lainnya.

ebagai #ontoh untuk kuningan dengan kandungan +n "6 , se#ara teoritis pada temperatur 273o* akan mulai terbentuk kristal-kristal 0 dendritik yang memiliki kandungan +n sekitar "& .

onsentrasi +n didalam sisa #airan yang semakin menyusut kemudian akan naik bersamaturunnya temperatur, sedangkan kristal 0 tumbuh membesar dengan konsentrasi +n yangmeningkat. ada saat men#apai temperatur solidusnya (sekitar 2$3 o*) sisa #airan terakhirdengan konsentrasi +n sebesar $$ pun membeku sebagai kristal 0 sehingga seluruh paduantelah berada dalam keadaan padat dengan struktur 0 yang homogen.

ada proses penge#oran logam, pendinginan biasanya berlangsung sangat #epat karena enerji#airan segera terserap oleh bahan #etakan. ada keadaan ini terjadi segregasi kristal dimana

perbedaan konsentrasi didalam setiap butiran saat pertumbuhannya tidak sempat terseragamkan,maka pada struktur #oran ini akan ditemukan dendrit-dendrit yang baru dapat dihilangkan setelahmelalui proses pemanasan pada temperatur tinggi serta pendinginan yang lambat untuk

menghasilkan butiran 0 yang homogen dan polieder lengkap dengan struktur kembarnya.

erbesaran 33 8

4ambar ". uningan dengan +n "6 pas#a pege#oran.

(Dendrit-dendrit kristal 0 inhomogen)

erbesaran 33 8

4ambar $. uningan dengan +n "6setelah perlakuan panas pada 9 633 o*.

( ristal 0 polieder homogen)

ada kuningan dengan kandungan +n &7, , kristal 1 akan tebentuk terlebih dahulu padatemperatur 623 o*, fasa ganda ( 1 ; sisa #airan) hanya terdapat pada selang yang ke#il sehinggasegregasi praktis tidak terjadi. egera, begitu temperatur men#apai 663 o*, #airan akan membekuseluruhnya sebagai kristal 1 yang homogen. uningan sema#am ini disebut kuningan 1 (beta)dengan sifat-sifatnya yang keras, rapuh dan ketermesinan rendah serta lebih banyak digunakan

pada perangkat instrumen musik.


5/20


6/20


7/20

9abel ": omposisi kimia dan sifat mekanik umum uningan menurut DIA.


8/20

&.& PADUAN 2AJA

5aja merupakan perpaduan atara besi (Fe) dan *arbon (*), 5esi adalah elemen metal dan*arbon adalah elemen non metal.5aja sendiri digolongkan menjadi dua golongan yaitu baja bukan paduan ( yang hanya terpadudengan *arbon saja ) dan baja paduan yaitu yang terpadu dengan elemen B elemen lain sesuaidengan kebutuhan dan sifat yang dikehendaki. Clemen paduan yang ditambahkan itu sendiriterdiri dari !angan, *hrome, Ai#kel,


9/20

&.9 2AJA KAR2ON

Hang dimaksud dengan baja karbon adalah baja yang hanya terdiri dari besi ( Fe ) dan karbon ( *) saja tanpa adanya bahan pemadu dan unsure lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti

i, !n, , hanyalah dengan prosentase yang sangat ke#il yang biasa dinamakan impurities.engaruh dari unsure diatas adalah sebagai berikut :

). Si 3an Mn5iasanya kandungan paling banyak untuk i adalah 3.& dan untuk !n adalah 3. B 3.6 .

edua unsur ini tidak banyak berarti pengaruhnya terhadap sifat mekanik dari baja. !n dipakaiuntuk mengurangi sifat rapuh panas dan mampu menghilangkan lubang-lubang pada saat proses

penuangan/pembuatan baja.&. Pho"pho$

hosphor dalam baja karbon akan mengakibatkan kerapuhan dalam keadaan dingin. emakin besar prosentase phosphor semakin tinggi batas tegangan tariknya, tetapi impa#t strength dandu#tility nya turun. rosentase phosphor pada baja paling tinggi 3.36 , tetapi pada baja karbonrendah prosentasenya 3. B 3."3 untuk memperbaiki sifat ma#h inability nya yaitu supaya#hips/tatal yang terjadi tidak sambung-menyambung melainkan dapat putus-putus.


10/20

9. S!l#!$rosentasi sulfur pada baja karbon 3.3& . ulfur dapat mempengaruhi sifat rapuh B panas.

&.- 2a a Ka$;on ;e$3a"a$kan p$o"enta"e ka3a$ ka$;onn/a 3ikelompokkanmen a3i 9 Ma


11/20

dalam kedaan Dingin.

". Sili>i!miliGium ( i) terdapat dalam setiap baja tapi kandungannya ke#il, namun baru dapat

dikatakan elemen paduan jika kadarnya lebih dari 3. . iliGium berguna untukmenaikkan kekuatan /batas mulur atau batas plastis. @kibat dari siliGium ini baja menjadi

berbutir kasar dan berserat dan #o#ok untuk pegas ( pring teel) iliGium menurunkanke#epatan pendinginan kritis. 5aja paduan siliGium dapat dikeraskan sampai intinyadengan lebih baik.

$. Man4an!angan (!n) juga terdapat dalam setiap baja tapi kandungannya ke#il, namun baru dapatdikatakan elemen paduan jika kadarnya lebih dari 3.? .

emakin tinggi kadar mangan, semakin turun temperature ubah gama-alpha, sehingga baja dengan kadar mangan ." pada temperarur kamar ("3 *) masih berstrukturaustenit. 5aja jenis ini sukar dikerjakan tetapi tahan aus.

adar mangan yang ke#il sudah dapat menurunkan ke#epatan pendinginan kritis. Jlehsebab itu baja dengan kadar mangan .3 sampai ." sedah dapat dikeraskan dengan

pendinginan / Kuen#hing olie ( 5aja keras oli )

&. 5h$ome

*hrome (*r) berperan dalam pembentukan #arbide . enya=a #arbide ini sangat kerasdan dengan sendirinya kekerasan baja akan naik. @danya senya=a #hrome inimenyebabkan besi juga tahan aus.*hrome juga menyebabkan baja memiliki struktur butiran yang lebih halus, dan #hrome

juga menyebabkan turunnya ke#epatan pendinginan kritis yang sangat besar.adar #hrome ddalam besi mulai dari . dan dikeraskan dalam oli sampai intinya

dengan baik.5aja dengan kadar #hrome diatas $ dan kadar karbon kurang dari 3.? bersifat antikarat atau disebut juga baja stainless steel.

. Ni


12/20

?. Mol/;3en!m!olybdenum (!o) sangat berperan dalam pembentukan #arbide. !olybdenummeningkatkan kekuatan,dan batas mulur baja, terutama terhadap pembebanan yang#ontinue dan juga menaikkan temperature tempering.5aja paduan molybdenum tidak #enderung membentuk struktur butiran yang kasarsehingga lumayan tahan terhadap panas.

7. ?ol#$am5aja dengan kadar =olfram 6 dan #arbon 3.7 sudah bersifat Cute#toid-atas,meskipun sebagian #arbon dipakai untuk pembentukan =olfram #arbide. andungan=olfram tinggi akan menaikkan kekerasan baja dan dengan sendirinya menaikkankemampuan potong dan tahan aus.

e#epat?an pendinginan kritis tidak diturunkan se#ara men#olok oleh =olfram jadi baja

ini termasuk baja keras air.


13/20

E Fe ; *r uat, eras, dan 9ahan arat

Fe ; *r N " dinamakan tainless teel ( 5aja 9ahan arat )rosentase yang banyak digunakan adalah :

Fe ; 3. sampai 3.& * ; " sampai & *r Fe ; 3.2 sampai .3 * ; 7 sampai 2 *r

ifat tahan karat ini disebabkan karena terjadinya lapisan #hromoksida (*r"J$) pada permukaan baja yang menghalangi terjadinya karat. 5ila prosentase * terlalu besar maka sifat tahan karatakan menurun karena sebagian *r akan diikat menjadi *r*. rosentase ideal adalah * O 3.

E FC ; *r ; Ai5aja tahan asam (a#id)*ontoh : baja 6/6 ( 6 *r ; 6 Ai) atau disebut juga baja *rupp

E L (Ligh peed teel)5iasa digunakan sebagai alat potong karena memiliki sifat Ped Lardness yaitu tetap memilikikekerasan yang tinggi =alaupun temperaturnya men#apai ?33 **ontoh:Fe ; 3.7 B 3.6 *$.6 B &.& *r

7. B 2 <.3 B .& M

Fe ; 3.6 B 3.2 *

$.6 B &.& *r 6. B 3.3 M".3 B ".? M

2ESI TUANG

Pen4elompokan 2e"i T!an4e#ara umum besi dengan kadar #arbon di atas .7 disebut besi tuang, meskipun biasanya besi

tuang memiliki kadar #arbon $ B &. . 5esi tuang banyak digunakan dalam dunia tehnik danindustri karena karakteristik atau sifat ma#h inability yang mudah dikerjakan dengan mesin dan

memiliki sifat tahan aus karena bersifat self lubri#ation, dan tentunya dari segi harga jauh lebihmurah dari baja.

2e"i t!an4 3i;a4i men a3i &:). 2e"i T!an4 Kela;! 7G$e/ 5a"t I$on8

ebagian besar dari +at arang/karbon dalam besi tuang ini terpisah sebagai graphite .5idang patahan dari besi tuang ini ber=arna abu-abu tua sampai hitam.


14/20

&. 2e"i T!an4 P!tih 7?hite 5a"t I$on8Dimana sebagian besar karbon yang terikat dalam besi sebagai Gementite (Fe$*) yang keras.5esi tuang ini memiliki bidang patahan yang ber=arna putih. ifat yang keras sehingga sukar


15/20

dikerjakan di mesin.

ifat-sifat dari besi tuang sangat terpengaruh pada unsure-unsur yang ditambahkan pada proses pembuatannya seperti *arbon, silisium, mangan, phosphor, belerang.

engaruh dari unsur-unsur diatas akan kita bahas seperti di ba=ah ini.

&.( PENGARUH UNSUR PADUAN

a. 5a$;on 7585ila #arbon terikat pada besi tuang sebagai #ementite akan diperoleh besi tuang

putih, dan bila #arbon terikat sebagai graphite akan diperoleh besi tuang kelabu.Dengan adanya graphite besi tuang jadi mudah dikerjakan dengan mesin tetapikekuatannya berkurang.

b. Sili"i!m 7Si8ilisium memperbesar pemisahan graphite sehingga mengurangi kekuatan tarik

dan merendahkan titik#air. adar i terlalu tinggi menyebabkan besi tuang lebih berpori-pori. adar i idealnya "-$

#. Man4an 7Mn8!angan men#egah terjadinya pemisahan graphite sehingga memungkinkanterbentuknya #ementite yang keras. !n membuat besi tuang lebih keras dan


16/20

memiliki kekuatan tarik yang tinggi.

d. Pho"pho$ 7P8hosphor menghasilkan besi #air yang tipis, lunak, tetapi sangat rapuh. ada

umumnya kadar phosphor lebih ke#il dari

e. 2ele$an4 7S8ebalikan dengan phpsphor, belerang menghasilkan besi #air yang tebal dan

mempersukar pemisahan graphite.adar belerang umumnya di ba=ah 3. . ada kadar 3." pen#airan besi

#ukup tebal sehingga sulit untuk dituang lagi.

&.@ 2ERDASARKAN KEKUATANN A 2ESI TUANG KELA2U TERDIRIATAS

a. 2e"i t!an4 kek!atan $en3ah!emiliki kekuatan tarik " B " kp/mm". 5iasa digunakan untuk elemen mesin yang tidakterkena beban yang berat.

omposisinya :$." B $.? *

.7 B $.3 iQ 3. !n

Q 3. Q 3. "

trukturnya berbentuk Ferrite ; 4raphite atau earlite ; Ferrite ; 4raphite;. 2e"i t!an4 kek!atan "e3an4!emiliki kekuatan tarik sampai dengan &3 kp/mm". 5esi tuang ini biasanya digunakan untuksilinder mesin, piston, dll

omposisinya :".6 B $.3 *

. B .7 i3.6 B .3 !nQ 3.$ Q 3. "

trukturnya berbentuk earlite. ada proses peleburan ditambahkan 3 B $3 baja bekas unrukmengurangi kadar #arbon.


17/20

ada proses pembuatannya besi tuang ini ditambahkan ." magnesium yang akanmenghasilkan graphite yang berbentuk bola pada saat pembekuan, dan juga memperbesarkekuatannya .

2ESI TUANG TEMPA 7Mallea;le 5a"t I$on8

5iasanya besi tuang tidak dapat ditempa, tapi ada jenis besi tuang yang dapat ditempa yaitu besituang putih (


18/20

pelunakan dengan #ara memanaskan besi tuang pada suhu 6 3-233 * selama $3 menitsampai 6 jam tergantung dari ketebalan besi tuang yang di annealing, kemudiandidinginkan se#ara perlahan.

• Ha$3enin4 3an tempe$in45esi tuang dipanaskan pada suhu 6?3 B 233 * kemudian di Kuen#hing dengan oli ataudengan udara untuk bentuk yang komple8 , setelah itu dilakukan annealing pada suhu"33-$33 * untuk memperbaiki sifat mekanisnya. truktur akhir berupa martensit dangraphite.

&., 2a a Tahan Ka$at 7Stainle"" Steel8

5aja tahan karat dapat diartikan sebagai material yang sebagian besar mengandungbesi dansedikitnya mengandung kromium. enambahan kromium inibertujuan untuk membentuklapisan krom oksida yang berfungsi sebagai lapisan pasifunsur paduan lain yang seringditambahkan adalah nikel, molibdenum, mangan,tembaga, titanium, aluminium, silikon, sulfur,niobium, nitrogen dan selenium. ntuk jenis dan tipe baja tahan karatsesuai dengan penambahan

dan pengurangan paduan.

2a a tahan ka$at

terbagi menjadi beberapa

kelompok berdasarkan mikrostrukturnya yaitu:

. 5aja tahan karat feritik.

". 5aja tahan karat austenitik

$. 5aja tahan karat martensitik

&. 5aja tahan karat dupleks

. 5aja tahan karat dengan pengerasan presipitasi


19/20

&., 5o$an 2a a Tahan Ka$at 75a"t Stainle"" Steel8

!erupakan stainless steel yang dibuat dengan proses penge#oran (foundry), lebih umum dikenalsebagai #oran tahan karat yang telah berkembang pesat dalam teknologi dan keperluan komersialselama &3 tahun terakhir. @plikasi utama baja ini adalah sebagai material konstruksi untuk proseskimia dan peralatan pembangkit tenaga yang termasuk operasi korosi dalam lingkungan #airanatau larutan-uap pada temperatur biasanya diba=ah $ R* (?33 RF). aduan ini juga dapatdigunakan dalam operasi khusus pada temperatur sampai ? 3 R* ( "33 RF)

emampuan operasi #oran baja tahan karat sangat bergantung pada ketidakhadiran karbon, dankhususnya endapan karbida, dalam struktur mikro paduan. Aamun, #oran paduan tahan karatumumnya mempunyai kadar karbon rendah (ON#oran baja tahan karat dibanding dengan bajatahan karat tempa (=rought stainless steel) adalah dapat membuat produk dengan kadar karbonyang tinggi, untuk mendapatkan ketahanan aus yang tinggi. edangkan =rought stainless steel

tidak bisa, karena produknya adalah benda setengah jadi yang harus menjalani proses metalurgiseperti: pengelasan, #old forming, ma#hining dan lain sebagainya.

2a a Tahan Ka$at A!"tenitik

5aja tahan karat austenitik adalah baja tahan karat yang pada temperatur kamar berfasa austenit.5aja jenis mi mengandung ?-" *r ditambah Ai, !n, atau A. nsur-unsur tersebut merupakanunsur terpenting yang dapat membuat baja tahan karat ini berfasa austenit pada temperaturkamar. !aterial ini memiliki struktur kristal F** (fa#e #entered #ubi#). truktur ini diperolehdengan adanya penambahan unsur paduan yang mampu menstabilkan fasa austenit pada

beberapa kondisi temperatur kriogenik. Jleh karena memiliki fasa tunggal maka baja tahan karataustemtik hanya dapat ditingkatkan kekuatannya melalui solid solution alloying atau dengSn=ork hardening. arena struktur F** yang dimiliki olehaustenit, maka baja tahan karat jenis ini

bersifat non-magneti# dan mempunyai ketangguhan yang #ukup tinggi pada temperatur rendah.


20/20

DAFTAR PUSTAKA

ASM Handbook Vol 15: Casting. 9 th Edition. ASM International. (1998)

r!nh!ber" #iesserei $e%ikon. Edisi 1&. 'a h erlag S hiele * S hoen #+bH. erlin.(1988)

S h!+ann" Metallogra,hie. VE -e!ts he Verlag !r #r!ndsto ind!strie. $ei,/ig.(1980)

paduan cuzn

Documents