LOGAM-LOGAM PADUAN

LOGAM-LOGAM PADUAN

Setelah mahasiswa mempelajari bab ini, diharapkan dapat:

·        Menjelaskan defenisi paduan.

·        Membedakan klasifikasikan baja paduan berdasarkan prosentase paduannya, jumlah komponen (komposisi), struktur,dan penggunaan.

·        Menjelaskan pengaruh unsur paduan pada baja paduan.

·         Membedakan klasifikasikan logam paduan bukan besi.

6.1.   Pendahuluan

            Banyak jenis logam yang digunakan secara meluas hanya terdiri dari satu fasa. Termasuk logam murni komersial dengan satu komponen. Sebagai contoh dapat dilihat pada kawat listrik tembaga, seng untuk pelapis lembaran baja, dan aluminium untuk alat-alat rumah tangga. Meskipun demikian, seringkali ditambahkan komponen kedua secara sengaja, untuk memperbaiki sifat-sifatnya. Kombinasi semacam ini disebut paduan.

            Paduan adalah logam fasa tunggal bila batas solubilitas tidak dilampaui. Kuningan (paduan fasa tunggal dari tembaga dan seng), perunggu (paduan fasa tunggal dari tembaga dan timah putih), dan tembaga-nikel merupakan paduan fasa tunggal. Sifat paduan fasa tunggal berbeda dengan sifat logam murni. Peningkatan kekuatan dan kekerasan disebabkan oleh adanya atom-atom yang larut yang menghambat pergerakan dislokasi dalam kristal sewaktu deformasi plastik.

            Variabel-variabel struktur mikro fasa tunggal juga mempengaruhi sifat-sifat paduan seperti ; besar butir, bentuk butir, dan orientasi butir. Pertumbuhan butir terjadi pada semua suhu, namun sangat lambat. Pada suhu di atas setengah titik cair, pertumbuhan butir sangat cepat. Pada suhu rendah, batas butir menghalangi deformasi plastik; oleh karena itu baja berbutir halus lebih kuat dari pada baja berbutir kasar.

6.2.   Baja Paduan

Baja merupakan garapan yang paling mudah diubah wujudnya. Oleh karena itu baja paling banyak dari segi pemakaiannya. Pabrik baja mengirimkan baja yang mutunya terjamin, jenisnya banyak sehingga untuk semua tuntutan dan maksud penggunaan selalu tersedia jenis baja yang cocok.

Berbagai macam jenis baja berbeda menurut : kekuatan, kekerasan, keuletan, kekenyalan kesudian diperkeras, kesudian dilas, kesudian bentuk dingin dan panas, daya tahan panas, daya tahan karat, kemudian diserpih dll. Sifat-sifat yang sebagian saling bertentangan ini dapat dicapai melalui cara pembuatan dan tindakan tertentu pada penuangan.

Baja paduan dapat diklasifikasikan sesuai dengan: prosentase paduannya, jumlah komponen (komposisi), struktur,dan penggunaan.

1.      Berdasarkan persentase paduannya

a.       Baja paduan rendah, bila jumlah unsur tambahan selain karbon lebih kecil dari 8%, misalnya suatu baja terdiri atas 1,35%C, 0,35%Si, 0,5%Mn, 0,03%P, 0,03%S, 0,75%Cr, 4,5%W.

b.      Baja paduan tinggi, bila jumlah unsur tambahan selain karbon lebih dari atau sama dengan 8%, misalnya Baja HSS (High Speed Steel) atau SKH 53 (JIS) atau M3-1 (AISI) mempunyai kandungan unsur; 1,25%C, 4,5%Cr, 6,2%Mo, 6,7%W, 3,3%V.

2.      Berdasarkan persentase paduannya (Sumber lain)

a.       Low alloy steel (baja paduan rendah), jika elemen paduannya ≤ 2,5%.

b.      Mediaum alloy steel (baja paduan menengah), jika elemen paduannya 2,5 - 10%.

c.       High alloy steel (baja paduan rendah), jika elemen paduannya ≥ 10%.

3.      Berdasarkan jumlah komponennya;

a.       Baja tiga komponen : terdiri dari satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C.

b.      Baja empat komponen : terdiri dari dua unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C. sebagai contoh baja paduan yang terdiri; 0,35%C, 1%Cr, 3%Ni, dan 1%Mo

4.      Berdasarkan strukturnya

a.       Baja pearlit, didapat jika unsur-unsur paduan relatif kecil maksimum 5%. Baja ini mampu dimesin, sifat mekaniknya meningkat oleh heat heatment (hardening dan tempering)

b.      Baja martensit, unsur pemadunya lebih dari 5%, sangat keras dan sukar dimesin.

c.       Baja austenit, terdiri dari 10 – 30% unsur pemadu tertentu (Ni, Mn, dan Co) Misalnya : Baja tahan karat (stainless steel), non magnetic dan baja tahan panas (heat resistant steel).

d.      Baja ferrit, terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu (Cr, W, dan Si) tetapi karbonnya rendah dan tidak dapat dikeraskan.

e.       Baja Karbit (ledeburit), terdiri dari sejumlah karbon dan unsur-unsur pembentuk karbid. (Cr, W, Mn, Ti, dan Zr).

5.      Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifatnya

a.      Baja konstruksi (structural steel)

Dibedakan lagi menjadi tiga golongan tergantung struktur unsur pemadunya, yaitu baja paduan rendah (maksimum 2%), baja paduan menengah (2-5%), baja paduan tinggi (lebih dari 5%). Sesudah di heat treatment baja jenis ini sifat-sifat mekaniknya lebih baik daripada baja karbon biasa.

b.      Baja perkakas (tool steel)

Dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya tergantung bahan dan tebal benda yang dipotong/disayat, kecepatan potong, suhu kerja. Baa paduan jenis ini dibedakan lagi menjadi dua golongan, yaitu baja perkakas paduan rendah (kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250^OC) dan baja perkakas paduan tinggi (kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 600^OC). Biasanya terdiri dari 0,8%C, 18%W, 4%Cr, dan 1%V, atau  terdiri dari 0,9%C, 9%W, 4%Cr, dan 2-2,5%V.

c.       Baja dengan sifat fisik khusus

Dibedakan lagi menjadi tiga golongan, yaitu baa tahan karat (mengandung 0,1-0,45%C dan 12-14%Cr), baja tahan panas (yang mengandung 12-14%Cr tahan hingga suhu 750-800^OC, sementara  yang mengandung 15-17%Cr tahan hingga suhu 850-1000^OC) dan baja tahan pakai pada suhu tinggi (ada yang terdiri dari 23-27%Cr, 18-21%Ni, 2-3%Si, ada yang terdiri dari 13-15%Cr, 13-15%Ni, yang lainnya terdiri dari 2-2,7%W, 0,25-0,4%Mo, 0,4-0,5%C.

d.      Baja paduan istimewa

Baja paduan istimewa lainnya terdiri dari 35-44%Ni dan 0,35%C, memiliki koefisien muai yang rendah yaitu;

·         Invar; memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 – 100^OC, digunakan untuk alat ukur presisi.

·         Platinite; memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.

·         Elinvar; memiliki modulus elastisitas tak berubah pada suhu 50 – 100^OC. digunakan untuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika. 

e.       Baja paduan dengan sifat khusus

·         Baja tahan karat (Stainless Steel)

Sifatnya antara lain;

-        Memiliki daya tahan yang baik terhadap panas, karat dan goresan/gesekan

-        Tahan temperatur rendah maupun tinggi.

-        Memiliki kekuatan yang besar dengan massa yang kecil

-        Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan aus

-        Tahan terhadap oksidasi

-        Kuat dan dapat ditempa

-        Mudah dibersihkan

-        Mengkilat dan tampak menarik

·         High Strength Low Alloy Steel (HSLA)

Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti bocor, tahan terhadap abrasi, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet sifat mampu mesin yang baik dan sifat mampu las yang tinggi (weldability). Untuk mendapatkan sifat-sifat di atas maka baja ini diproses secara khusus dengan menambahkan unsur-unsur seperti; tembaga (Cu), nikel (Ni) Chromium (Cr), Molybdenun (Mo), Vanadium (Va), dan Columbian

·         Baja Perkakas (Tool Steel)

Sifat-sifat yang harus dimiliki oleh baja perkakas adalah tahan pakai, tajam atau mudah diasah, tahan panas, kuat dan ulet. Kelompok dari tool steel berdasarkan unsur paduan dan proses pengerjaan panas yang diberikan antara lain;

-        Later hardening atau carbon tool steel (ditandai dengan tipe W oleh AISI), Shoc resisting (Tipe S), memiliki sifat kuat dan ulet dan tahan terhadap bean kejut dan repeat loading . banyak dipakai untuk pahat, palu dan pisau.

-        Cool work Steel, diperoleh dengan proses hardening pada pendinginan yang berbeda-beda, Tipe O dijelaskan dengan mendinginkan pada minyak  sedangkan type A dan D didininginkan di udara.

-        Hot work steel (tipe H) mula-mula dipanaskan hingga 300-500^OC dan didinginkan perlahan-lahan, karena baja ini banyak mengandung tungsten dan molibdenun sehingga sitatnya keras.

-        High speed steel (tipe T dan M), merupakan hasil paduan baja dengan tungsten dan molibdenum tanpa dilunakkan. Dengan sifatnya yang tidak mudah tumpul dan tahan panas, tapi tidak tahan kejut.

-        Campuran carbon-tungsten (tipe F) sifatnya adalah keras tapi tidak tahahn aus dan tidak cocok untuk beban dinamis serta untuk pemakaian pada temperatur tinggi.

6.2.1.      Pengaruh unsur paduan dalam baja

Silisium (Si)	Terkandung dalam jumlah kecil di dalam semua bahan besi dan dibutuhkan dalam jumlah yang lebih besar pada jenis-jenis istimewa
Meningkatkan :	Kekuatan, kekerasan, kesudian diperkeras secara keseluruhan, kekenyalan, ketahanan aus, ketahanan terhadap panas dan karat, ketahanan terhadap keras.
Menurunkan :	regangan, kesudian tempa dan las.
Mangan (Mn)	Seperti Si terkandung di dalam semua bahan besi dan dibutuhkan dalam jumlah yang besar pada jenis-jenis istimewa (contohnya baja keras mangan dengan 13%Mn)
Meningkatkan :	Kekuatan, kekerasan, kesudian temper menyeluruh, ketahanan aus, penguatan dan pembentukan dingin.
Menurunkan :	kesudian serpih.
Krom (Cr)	Merupakan unsur terpenting untuk baja konstruksi dan perkakas, baja tahan karat dan asam.
Meningkatkan :	Kekuatan, kekerasan, batas rentang, ketahanan aus, kesudian diperkeras kesudian temper menyeluruh, ketahanan panas, kerak, karat dan asam, kemudahan pemolesan.
Menurunkan :	Regangan (dalam tingkat kecil)
Nikel (Ni)	Jika baja dan nikel dipadu, paduan ini dapat dilas, disolder, dan diberi penggarapan megelupas serpih dengan baik serta dapat dibentuk dalam keadaan dingin dan panas, dapat dipoles, dapat dimagnetisasikan.
Meningkatkan :	Keuletan, kekuatan, pengerasan menyeluruh, ketahanan karat, tahanan listrik (kawat pemanas).
Menurunkan :	Kecepatan pendinginan dan regangan panas.
Molibdenum (Mo)	Kebanyakan dipadu dengan baja dalam ikatan dengan Cr, Ni, V.
Meningkatkan :	Kekuatan tarik, batas rentang, kesudian temper secara menyeluruh, batas rentang panas, ketahanan panas dan batas kelelahan, suhu pijar pada perlakuan panas.
Menurunkan :	Regangan, kerapuhan pelunakan.
Vanadium (V)	Mempunyai dampak mirip dengan Mo dalam baja, namun tanpa mengurangi regangan.
Meningkatkan :	Kekuatan, batas rentang, keuletan, kekuatan panas dan ketahanan lelah, suhu pijar pada perluan panas.
Menurunkan :	Kepekaan terhadap sengatan panas yang melewati batas pada perlakuan panas.
Wolfram (Wo)	Merupakan unsur paduan terpenting bagi baja olah cepat dan logam keras, berkat titik leburnya yang tinggi maka digunakan untuk kawat pijar dan logam keras.
Meningkatkan :	Kekerasan, kekuatan, batas rentang, kekuatan panas, ketahanan terhadap normalisasi daya sayat.
Menurunkan :	Regangan (sedikit).
Kobalt (Co)	Digunakan sebagai bubuhan terhadap baja olah cepat dan baja terkeras, magnet permanen mengandung cobalt.
Meningkatkan :	Kekerasan, ketahanan aus, ketahanan karat dan panas, daya hantar listrik dan kejenuhan magnetis.
Titanium (Ti)	Memiliki kekuatan yang sama seperti baja, mempertahankan sifatnya hingga 400OC, oleh karena itu merupakan paduan kawat las. Karbid titanium memiliki kekerasan yang tinggi dan titik lebur yang tinggi; merupakan unsur logam keras.
Tintalum (Ta)	Sangat tahan karat (hanya diserang oleh asam flour zat cair). Baja krom anti karat menjadi dapat dilas baik dengan Ta. Titik lebur 3150OC. Unsur campuran dari logam keras.

6.3.   Paduan logam berat bukan besi

Logam-logam non ferro dan paduannya tidak diproduksi secara besar-besaran seperti logam besi, tetapi cukup vital untuk kebutuhan industri karena memiliki sifat-sifat yang tidak ditemukan pada logam besi dan baja.

Sifat-sifat paduan logam non ferro adalah :

Ø  Mampu dibentuk dengan baik.

Ø  Massa jenisnya rendah.

Ø  Penghantar panas dan listrik yang baik.

Ø  Mempunyai warna yang menarik.

Ø  Tahan karat.

Ø  Kekuatan dan kekakuannya umumnya lebih rendah daripada logam ferro.

Ø  Sukar dilas.

6.3.1.      Paduan Tembaga

Menurut cara pengolahan dibedakan antara :

Ø  Paduan remas tembaga Cu-Zn, Cu-Sn, Cu-Ni-Zn, Cu-Ni, Cu-Al dan

Ø  Paduan-paduan tuang tembaga.

a.1.  Paduan tembaga-seng (Kuningan)

Kuningan ialah adalah paduan tembaga-seng dengan lebih dari 50% tembaga dan seng sebagai logam pemadu utama. Seng mempertinggi kekuatan, memperendah titik lebur, dan mempertinggi kesudian tuang , seng menurunkan daya hantar untuk arus listrik dan panas. Kuningan mudah dituang, disolder, dan dilas, serta tahan terhadap karat (udara dan air)

Kuningan tuang memiliki kekuatan dan keuletan yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan tuangan kelabu biasa dan dapat digarap pada kecepatan sayat yang jauh lebih tinggi. Pada peleburan terjadi penyusutan bakar sekitar 5-10% akibat penguapan seng.

Kuningan remas. Lembaran, kuningan giling dalam keadaan panas atau dingin dari blok hasil penuangan. Kuningan bundar, pipa, kawat, bentuk pipih dan profil dihasilkan melalui pengempaan menjulur atau perentangan. Pada pemberian bentuk dalam keadan dingin, kekuatan dan kekerasan – pada jenis kuningan yang sama – dapat dipengaruhi sesuai dengan kebutuhan di dalam batas yang saling berjauhan (lunak, setengah keras, keras, sekeras pegas). Kuningan dapat terjadi sebagai paduan remas atau paduan tuang. Banyak diterapkan melalui proses ekstrusi kuningan dan kempaan panas kuningan. Kuningan tuang banyak diterapkan dalam pekerjaan tuangan hiasan. Kuningan sering dipadu lagi dengan timbel (mudah disayat) dan timah putih (lebih tahan terhadap korosi). 

Kuningan istimewa adalah kuningan yang merupakan hasil perbaikan melalui imbuhan logam-logm tertentu. Akibat imbuhan ini; aluminium(hingga 7%) meninggikan kesudian bentuk panas, kekuatan tarik, kekerasan, dan ketahanan karat. Timbel (hingga 1%) memperbaiki kesudian serpih. Besi (hingga 0,5%) mengakibatkan penghalusan butir. Nikel (hingga 4%) meningkatkan batas regang, kekuatan panas, keuletan dan ketahanan karat. Timah (hingga 1,3%) meningkatkan ketahanan karat.

a.2. Paduan tembaga-timah (Perunggu)

Pada dasarnya perunggu adalah tembaga dipadu dengan timah putih (maksimum 20%Sn) dimana kadar Sn sangat menentukan kekerasannya. Untuk memperbaiki kemungkinan dapat dikerjakan dan dapat dituang, ditambahkan seng (Zn) dan timbel (Pb), sehingga terjadi sejenis perunggu yang murah (Sn mahal, Zn & Pb lebih murah). Kecuali itu perunggu lebih mudah dituang seperti perunggu universal atau perunggu 5-5-5.

Perunggu banyak dipakai untuk bahan bantalan, pitting pipa, mur poros, dan roda gigi cacing. Juga baling-baling kapal biasanya dibuat dari perunggu khusus.

Kebalikan dari tembaga murni, biasanya perunggu mudah sekali disayat dan mudah sekali dituang. 

6.3.2.      Paduan Seng

Paduan remas seng dengan 4-12% aluminium dan sedikit kandungan tembaga serta kandungan magnesium seringkali merupakan pengganti yang murah untuk kuningan. Paduan tuangan tekan seng digunakan benda tuang ketepatan ukuran tinggi dan permukaan yang bersih. Paduan timah-seng untuk tuangan tekan memiliki kekuatan rendah tetapi memiliki ketepatan ukuran yang tinggi.  Paduan tuang tekan seng aluminium memiliki kekuatan tinggi dengan ketepatan ukuran rendah.

6.3.3.      Paduan Timah

Solder lunak mengandung 12 – 90% timah, sisanya berupa timbel, antimon, bismut, atau kadmium. Paduan tuangan tekan timah digunakan untuk benda tuang berdinding tipis. Logam dudukan timah (logam-putih) untuk tuntutan tinggi mengandung Sn hingga 90%.

6.3.4.      Paduan Timbel

Sedikit imbuhan antimony, timah, tembaga, nikel, menghasilkan paduan yang kekuatannya lebih besar dari pada timbel murni tanpa mengurangi daya tahan korosi. Timbel keras dan logam aksara mengandung 5 – 25%  antimon. Timah solder terdiri atas timbel dan timah. Timah solder LSn 30, vOR1Vl M 3461, mengandung 30% timah; timah solder LSn 98 mengan­ng 98% timah.

6.3.5.      Logam Bantalan.

Logam bantalan membentuk bidang luncur dudukan gelincir. Untuk ini dapat dipertimbangkan sejumlah besar paduan yang bergantung pada kondisis pengoperasian. Sifat-sifat yang harus dimiliki oleh logam bantalan adalah;

Ø  Batas beban tolok (beban spesifis, daN/cmz ) yang tinggi;

Ø  Sifat luncur darurat yang baik, artinya, daya tolak yang besar untuk melawan kemacetan dalam keadaan tiada pelumasan (peluncuran awal dan akhir peluncuran);

Ø  Ketangguhan dan daya hantar panas yang baik;

Ø  Daya tolak korosi yang tinggi;

Ø  Pelestarian poros pada logam dudukan yang tahan aus;

Ø  Keluwesan yang baik serta kemampuan yang tinggi untuk mendekatkan diri dengan bahan du­ikan yang lunak.

Ø  Tergolong ke dalam kelompok logam dudukan lunak.

6.3.6.      Logam-logam putih.

Logam putih ialah suatu paduan dari timbel, timah, tembaga, dan antimon. Strukturnya terdiri atas kristal keras pengokoh yang berada di dalam lingkungan masa dasar yang lunak. Massa dasar ini mula-mula cepat aus (penyusutan) dan meninggalkan permukaan berpori yang mudah dilengketi selaput lumas. Logam putih merupakan bahan dudukan terbaik untuk beban tinggi dan biasanya dituang (disolderkan)  dalam bentuk lapisan tipis ke dalam cangkang penopang yang terbuat dari baja atau perunggu dan digarap dengan hanya sedikit membuang serpih. Logam ini memiliki sifat luncur darurat yang baik, sedikit gesekan, keta­hanan korosi yang tinggi, mudah dilengketi bahan pelumas dan kurang peka terhadap tekanan pada pinggiran. Keburukannya ialah pemuaian panasnya yang lebih kuat bila dibandingkan dengan baja; jika berlangsung pemanasan lewat batas, maka logam putih dapat meleleh ke luar.

6.3.7.      Paduan Nikel

Paduan nikel-tembaga dengan sekitar 70% Ni dan 30% Cu sangat tahan karat (elektroda logam monel).

Paduan nikel-besi memiliki kekuatan tarik tinggi dan daya hantar panas yang rendah. Baja invar dengan kandungan Ni sebanyak 36% memilik tahanan listrik tinggi dan pemuaian panas yang sangat kecil. Paduan Fe dengan kandungan Ni sebanyak 25% bersifat tidak magnetis. Penggunaannya ialah untuk alat listrik, batang penera ukuran, timbangan, bandul.

Paduan krom-nikel, dengan atau tanpa kandungan besi, tahan panas asam, dan larutan alkali, bergantung pada susunan campuran. Dengan kar­dungan krom sampai 35%, maka bahan ini dibentuk dalam keadaan panas dan dingin. Baja krom-nikel memiliki kandungan besi yang lebih besa­Paduan Cr-Ni dan Cr-Ni-Fe digunakan untuk bagian konstruksi yang haru; tahan karat dan alat pemanas listrik.

6.4.   Paduan Logam Ringan Bukan Besi

Dengan paduan non-ferro yang ringan dimaksud paduan dari logam-logam non-ferro yang ringan. Yang terpenting di antaranya ialah paduan dari aluminium dan magnesium.

Dengan memadukan aluminium dan magnesium, massa jenis yang rendah dapat dipertahankan dan kekuatan tariknya dapat ditingkatkan. Akan te­tapi daya tahan korosi dan daya hantarnya menurun. Massa-jenis dari paduan aluminium ialah kira-kira 2,7.10³ kg/m³ dan massa-jenis dari paduan magnesium kira-kira 1,8-10³ kg/m³.

Berhubung dengan kedua alasan ini, bahan tersebut pada umumnya digu­nakan dalam industri kapal-terbang, industri perkapalan, dalam teknik mo­bil dan pembangunan karoseri.

6.4.1.      Paduan Aluminium

Paduan aluminium, ialah paduan dari aluminium dengan satu atau lebih unsur yang lain. Unsur paduan yang terpenting ialah silisium, magnesium dan tembaga. Silisium dengan aluminium membentuk campuran dari hablur-campuran. Suatu paduan dengan kira-kira 12% silisium mempunyai susunan eutektis. Dengan meningkatkan kadar silisium itu sampai 12%, trayek-pembekuan menjadi lebih kecil dan diperoleh lebih banyak campuran eutektis dengan hablur halus, sehingga sifat dapat dituangnya menjadi lebih sempurna dan kekuatan-tarik meningkat.

Magnesium dengan aluminium membentuk suatu persenyawaan kimia, se­hingga kekuatan-tariknya meningkat. Dari semua unsur-paduan, unsur magnesium yang paling sedikit mengurangi ketahanan korosi.

Tembaga dengan aluminium membentuk persenyawaan kimia, sehingga kekuatan tariknya meningkat. Dari semua unsur-paduan, tembaga yang paling banyak meningkatkan kekuatan-tarik, akan tetapi juga yang paling ba­nyak mengurangi ketahanan korosi daripada unsur-unsur yang lain. Berhubung dengan itu paduan aluminium-tembaga kadang-kadang diberi lapisan aluminium. Paduan yang diberi lapisan aluminium semacam itu di­namakan "alklad".

Kekuatan tarik aluminium kira-kira sama dengan 100 N/mm². Kekuatan ­tarik itu meningkat sampai kira-kira 150 N/mm² dengan jalan pemaduan; dengan pemaduan dan disertai perubahan bentuk dalam keadaan dingin kekuatan-tarik itu naik sampai kira-kira 200 N/mm^Z dan selanjutnya kare­na pemaduan dan sepuh-keras dispersi, kekuatan tarik meningkat sampai kira-kira 400 N/mm².

Dengan sepuh keras dispersi dimaksud pemanasan bahan sampai suhu ter­tentu, lalu didinginkan dengan cepat. Sesudah itu bahan dipanaskan untuk kedua kalinya sampai suhu yang sedikit lebih rendah, lalu bahan ditahan beberapa waktu pada suhu yang sama dan kemudian didinginkan dengan perlahan-lahan. Jikalau pada sepuh-keras dispersi itu bahan tidak dipanas­kan untuk kedua kalinya, paduan tersebut dikatakan telah dimurnikan (disepuh keras secara "wajar" pada suhu kamar) dan bila pada sepuh-keras dispersi bahan dipanaskan untuk kedua kalinya, maka paduan dikatakan telah dimurnikan sepenuhnya (disepuh keras secara tiruan).

Sepuh-keras dispersi tersebut pada umumnya dapat dilakukan terhadap pa­duan, jikalau unsur yang satu dalam keadaan padat dapat larut terbatas dalam unsur yang lain dan bila kedua unsur itu secara bersama dapat mem­bentuk suatu persenyawaan kimia.

Paduan aluminium dapat disepuh keras, jikalau ada terdapat magnesium dan silisium (Mg_zSi) atau aluminium dan tembaga (AI_ZCu).

Paduan aluminium itu dapat dianodisasikan 1). Paduan yang tidak mengan­dung tembaga dan hanya sedikit mengandung silisium dapat dianodisasi­kan dengan baik.

Dengan menggunakan perkakas khusus, paduan aluminium itu dapat di­kerjakan dengan sempurna; selain dari itu paduan aluminium dapat dilas menurut sistim argonark dan dapat juga dipateri dengan menggunakan je­nis pateri khusus.

Jenis, sifat dan penggunaan

Paduan aluminium terbagi atas paduan-tuangan aluminium dan paduan-ramas aluminium.

Paduan tuangan telah kita bagi dalam dua kelompok.

Kelompok pertama terdiri dari jenis GAlSi5Mg, GAlSi7Mg dan GAlSi 10Mg.

Kelompok kedua terdiri dari jenis GAlSi12.

Sifat dapat dituang dan kekuatan-tarik dari jenis ini akan meningkat, bila kadar silisium diperbesar. Jadi GAlSi12 dapat dituang paling sempurna dan memiliki kekuatan-tarik terbesar. Paduan ini mempunyai susunan eutektis. Jadi pembekuannya berlangsung pada suhu tetap dan dengan membentuk hanya campuran eutektis dari hablur halus; dengan demikian jelaslah mengapa jenis ini yang paling baik dapat dituang dan mempunyai kekuatan-tarik yang paling tinggi (lihat gambar 12.01).

Paduan dari kelompok pertama dapat disepuh keras, karena adanya magnesium dan silisium.

Oleh karena sifat dapat dituangnya baik, paduan dari kedua kelompok itu digunakan untuk benda-tuang yang rumit berdinding tipis dan yang tak dapat dilalui air; selain dari itu karena regangannya agak besar pada be­ban sentakan, digunakan umpamanya untuk karter motor. Paduan tuangan aluminium yang terkenal dan yang paling banyakdigunakan ialah GAISi12, yang dinamakan silumin.

Paduan-remas telah dibagi dalam dua kelompok.

Kelompok pertama terdiri dari jenis AlMg1, AlMg2, AlMg3, AlMg3,5, AlMg4,5 dan AlMg5.

Kekuatan-tarik dari jenis ini bertambah besar dengan meningkatnya kadar­magnesium. Jadi AlMg5 mempunyai kekuatan-tarik yang paling besar: Karena kadar magnesium, semua jenis menjadi tahan-korosi dan paduan ini dapat dianodisasikan karena tidak mengandung tembaga dan hanya ada sedikit silisium.

Paduan tersebut diperdagangkan terutama dalam bentuk pelat, pipa, profil, batang dan kawat dan sesuai dengan meningkatnya kadar magnesium, digu­nakan pada bagian mesin dengan beban menengah sampai beban tinggi.

Kelompok yang kedua terdiri dari jenis AlCu4Mg1.

Karena adanya aluminium dan tembaga, paduan ini mempunyai kekuatan-tarik yang besar dan dapat disepun keras. Diperdagangkan terutama dalam bentuk pelat, profil, batang dan kawat dan digunakan pada alat bagian mesin yang mendapat beban berat. Padu­an-remas aluminium yang terkenal dan yang banyak digunakan ialah AICu4Mg1, yang dinamakan duralumin.

6.4.2.      Paduan Magnesium

Paduan-magnesium adalah paduan dari magnesium dengan satu unsur lain atau lebih. Unsur-paduan yang terpenting ialah aluminium. Unsur-paduan yang penting dalam paduan-tuangan ialah silisium. Aluminium meningkatkan kekuatan-tarik. Silisium memperbaiki sifat dapat dituang. Kekuatan-tarik dari paduan-magnesium dapat ditingkatkan sampai kira­kira 350 N/mm² dengan jalan pembentukan dingin dan sepuh-keras dis­persi.

Paduan-magnesium dapat dikerjakan dengan baik dengan perkakas khusus dan bila mungkin juga pada mesin-perkakas yang khusus; selain dari itu hanya beberapa macam saja pang dapat dilas. Pematerian hampir tidak mungkin dilakukan.

Paduan magnesium belum dinormalisasikan oleh Lembaga Normalisasi di Negeri Belanda, maupun di Indonesia.

Jenis-jenis, sifat, dan penggunaan

Dari beberapa jenis paduan-magnesium, di sini disebutkan hanya tiga di antaranya. Paduan itu tersedia sebagai paduan-tuangan dan paduan-remas. Kadar unsur-paduan masing masing sebesar 3,6 dan 9% AI, selain dari itu paduan-tuangan masing-masing mengandung 1% Si. Kekuatan-tarik dari jenis paduan ini bertambah besar dengan ditingkatkan­nya kadar-aluminium. Jadi paduan dengan 9% AI mempunyai kekuatan­tarik yang paling besar.

Dengan meningkatnya kadar-aluminium, paduan ini digunakan untuk alat bagian mesin beban menengah sampai beban berat. Paduan tersebut dinamakan elektron dan termasuk paduan-magnesium yang paling terkenal dan yang paling banyak digunakan.

6.4.3.      Paduan Titan

Paduan titan menunjukkan kekuatan yang sangat tinggi (hingga 100 dah MM' ), berat jenis yang rendah (4,5 kg/dm' ); menunjukkan ketahanan karat ­tinggi dan hanya boleh digarap menyerpih dengan kecepatan sayat rendah ­disertai pendinginan yang sangat baik. Digunakan di dalam konstruks pesawat terbang dan industri kimia.