Bahan besi banyak digunakan dalam industri teknik karena keunggulannya, berbagai sifat mekanik dan biaya yang lebih rendah. Namun, bahan non-besi juga digunakan dalam berbagai aplikasi untuk sifat spesifiknya dibandingkan dengan paduan besi meskipun biayanya umumnya tinggi. Sifat mekanis yang diinginkan dapat diperoleh dalam paduan ini dengan pengerasan kerja, pengerasan usia, dll., Tetapi tidak melalui proses perlakuan panas normal yang digunakan untuk paduan besi. Beberapa bahan non-ferrous utama yang menarik adalah aluminium, tembaga, seng, dan magnesium
1. Aluminium
Dari semua paduan non-ferrous, aluminium dan paduannya adalah yang paling penting karena sifatnya yang sangat baik. Beberapa sifat aluminium murni yang digunakan dalam industri teknik adalah:
1) Konduktivitas termal yang sangat baik (0,53 kal / cm / C)
2) Konduktivitas listrik yang sangat baik (376600 / ohm / cm)
3) Densitas massa rendah (2,7 g / cm)
4) Titik leleh rendah (658C)
5) Ketahanan korosi yang sangat baik
6) Tidak beracun.
7) Memiliki salah satu reflektivitas tertinggi (85 hingga 95%) dan emisivitas sangat rendah (4 hingga 5%)
8) Ini sangat lembut dan ulet sehingga memiliki sifat manufaktur yang sangat baik.
Beberapa aplikasi di mana aluminium murni umumnya digunakan adalah pada konduktor listrik, bahan sirip radiator, unit pendingin udara, reflektor optik dan cahaya, serta bahan foil dan kemasan.
Terlepas dari aplikasi berguna di atas, aluminium murni tidak banyak digunakan karena masalah berikut:
1) Ini memiliki kekuatan tarik rendah (65 MPa) dan kekerasan (20 BHN)
2. Sangat sulit untuk mengelas atau menyolder.
Sifat mekanik aluminium secara substansial dapat ditingkatkan dengan paduan. Unsur paduan utama yang digunakan adalah tembaga, mangan, silikon, nikel dan seng.
Aluminium dan tembaga membentuk senyawa kimia CuAl2. Di atas suhu 548 C ia larut sepenuhnya dalam aluminium cair. Ketika ini dipadamkan dan dilakukan penuaan secara artifisial (menahan lama pada 100 - 150C), paduan yang mengeras diperoleh. CuAl2, yang tidak berumur tidak memiliki waktu untuk mengendap dari larutan padat aluminium dan tembaga dan dengan demikian berada pada posisi yang tidak stabil (sangat jenuh pada suhu kamar). Proses penuaan mengendapkan partikel-partikel sangat halus dari CuAl2, yang menyebabkan penguatan paduan. Proses ini disebut pengerasan solusi.
Elemen paduan lain yang digunakan adalah magnesium hingga 7%, mangan hingga 1. 5%, silikon hingga 13%, nikel hingga 2%, seng hingga 5%, dan besi hingga 1,5%. Selain itu, titanium, kromium, dan kolumbium juga dapat ditambahkan dalam persentase kecil. Komposisi beberapa paduan aluminium tipikal yang digunakan dalam pencetakan permanen dan die casting diberikan dalam Tabel 2. 10 dengan aplikasinya. Sifat mekanik yang diharapkan dari bahan-bahan ini setelah dicor menggunakan cetakan permanen atau die casting bertekanan ditunjukkan pada Tabel 2.1
2. Tembaga
Mirip dengan aluminium, tembaga murni juga dapat digunakan secara luas karena sifat-sifat berikut ini
1) Konduktivitas listrik tembaga murni tinggi (5,8 x 105 / ohm / cm) dalam bentuk paling murni. Setiap pengotor kecil menurunkan konduktivitas secara drastis. Misalnya, 0. 1% fosfor mengurangi konduktivitas sebesar 40%.
2) Memiliki konduktivitas termal yang sangat tinggi (0,92 kal / cm / C)
3) Merupakan logam berat (berat jenis 8,93)
4) Itu dapat dengan mudah disatukan dengan mematri
5) Ini tahan korosi,
6) Memiliki warna yang menyenangkan.
Tembaga murni digunakan dalam pembuatan kabel listrik, bus bar, kabel transmisi, pipa pendingin dan pipa.
Sifat mekanik tembaga dalam keadaan paling murni tidak terlalu baik. Itu lembut dan relatif lemah. Itu dapat dipadukan secara menguntungkan untuk meningkatkan sifat mekanik. Unsur paduan utama yang digunakan adalah seng, timah, timbal dan fosfor.
Paduan tembaga dan seng disebut kuningan. Dengan kandungan seng hingga 39%, tembaga membentuk struktur fase tunggal (fase α). Paduan semacam itu memiliki keuletan tinggi. Warna paduan tetap merah hingga kandungan seng 20%, tetapi di luar itu menjadi kuning. Komponen struktural kedua yang disebut fase β muncul antara 39 hingga 46% seng. Ini sebenarnya adalah senyawa antar-logam CuZn yang bertanggung jawab atas peningkatan kekerasan. Kekuatan kuningan semakin meningkat ketika sejumlah kecil mangan dan nikel ditambahkan.
Paduan tembaga dengan timah disebut perunggu. Kekerasan dan kekuatan perunggu meningkat dengan adanya lipatan pada kandungan timah. Daktilitas juga berkurang dengan peningkatan persentase timah di atas 5. Ketika aluminium juga ditambahkan (4 sampai 11%), paduan yang dihasilkan disebut aluminium perunggu, yang memiliki ketahanan korosi yang jauh lebih tinggi. Harga perunggu relatif mahal dibandingkan kuningan karena keberadaan timah yang merupakan logam mahal.
3. Logam Non-Ferrous Lainnya
Seng
Seng pada prinsipnya digunakan dalam bidang teknik karena suhu lelehnya yang rendah (419,4 C) dan ketahanan korosi yang lebih tinggi, yang meningkat dengan kemurnian seng. Ketahanan korosi disebabkan oleh pembentukan lapisan oksida pelindung di permukaan. Aplikasi utama seng adalah dalam proses galvanisasi untuk melindungi baja dari korosi, dalam industri percetakan dan untuk die casting.
Kerugian seng adalah anisotropi yang kuat yang ditunjukkan dalam kondisi cacat, kurangnya stabilitas dimensi dalam kondisi penuaan, penurunan kekuatan benturan pada suhu yang lebih rendah dan kerentanan terhadap korosi antar granular. Ini tidak dapat digunakan untuk servis di atas suhu 95 ° C karena akan menyebabkan penurunan substansial pada kekuatan tarik dan kekerasan.
Penggunaannya secara luas dalam pengecoran cetakan adalah karena membutuhkan tekanan yang lebih rendah, yang menghasilkan umur cetakan yang lebih tinggi dibandingkan dengan paduan die casting lainnya. Lebih lanjut, mesin ini memiliki kemampuan mesin yang sangat baik. Hasil akhir yang diperoleh dengan diecasting seng seringkali cukup untuk menjamin pemrosesan lebih lanjut, kecuali untuk menghilangkan flash yang ada di bidang perpisahan.
Magnesium
Karena bobotnya yang ringan dan kekuatan mekanik yang baik, paduan magnesium digunakan dalam kecepatan yang sangat tinggi. Untuk kekakuan yang sama, paduan magnesium hanya membutuhkan 37,2% dari berat baja C25 sehingga menghemat berat. Dua elemen paduan utama yang digunakan adalah aluminium dan seng. Paduan magnesium dapat berupa cetakan pasir, cetakan cetakan permanen atau cetakan cetakan. Sifat-sifat komponen paduan magnesium cor pasir sebanding dengan yang ada pada komponen cetakan cetakan permanen atau komponen cetakan. Paduan die-casting umumnya sekutu memiliki kandungan tembaga yang tinggi sehingga memungkinkannya dibuat dari logam sekunder untuk mengurangi biaya. Mereka digunakan untuk membuat roda mobil, kotak engkol, dll. Semakin tinggi kandungannya, semakin tinggi kekuatan mekanik dari paduan tempa magnesium seperti komponen yang digulung dan tempa. Paduan magnesium dapat dengan mudah dilas oleh sebagian besar proses pengelasan tradisional. Properti paduan magnesium yang sangat berguna adalah kemampuan mesinnya yang tinggi. Mereka hanya membutuhkan sekitar 15% tenaga untuk pengerjaan mesin dibandingkan dengan baja karbon rendah.
Waktu posting: Des-18-2020