Kamis, 26 Januari 2012

Logam

KLASIFIKASI LOGAM
I.            LOGAM
A.    Pengertian Logam
Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur. Bijih logam yang ditemukan dalam keadaan murni yaitu emas, perak, bismut, platina, dan ada yang bercampur dengan unsur-unsur seperti karbon, sulfur, fosfor, silikon, serta kotoran seperti tanah liat, pasir, dan tanah.

Bijih logam yang ditemukan dengan cara penambangan terlebih dahulu dilakukan proses pendahuluan sebelum diolah dalam dapur pengolahan logam dengan cara dipecah sebesar kepalan tangan, dipilih yang mengandung unsur logam, dicuci dengan air untuk mengeluarkan kotoran, dan terakhir dikeringkan dengan cara dipanggang untuk mengeluarkan uap yang mengandung air.

B.     Logam dibagi menjadi 2 macam:
Ø  Logam Fero
Ø  Non Logam Fero
II.            Logam Fero
A.    Pengertian Logam Ferro
Logam ferro adalah adalah logam besi(Fe). Besi merupakan logam yang penting dalam bidang teknik, tetapi besi murni terlalu lunak dan rapuh sebagai bahan kerja, bahan konstruksi dlln. Oleh karena itu besi selalu bercampur dengan unsur lain, terutama zat arang/karbon (C). Sebutan besi dapat berarti :
Ø  Besi murni dengan simbol kimia Fe yang hanya dapat diperoleh dengan jalan reaksi kimia.
Ø  Besi teknik adalah yang sudah atau selalu bercampur dengan unsur lain.

B.     Besi teknik terbagi atas tiga macam yaitu :
1.      Besi mentah atau besi kasar yang kadar karbonnya lebih besar dari 3,7%.
2.      Besi tuang yang kadar karbonnya antara 2,3 sampai 3,6 % dan tidak dapat   ditempa. Disebut besi tuang kelabu karena karbon tidak bersenyawa secara kimia dengan besi melainkan sebagai  karbon yang lepas yang memberikan warna abu-abu kehitaman, dan disebut besi tuang putih karena karbon mampu bersenyawa dengan besi.
3.      Baja atau besi tempa yaitu kadar karbonnya kurang dari 1,7 % dan dapat ditempa.
Logam ferro juga disebut besi karbon atau baja karbon. Bahan dasarnya adalah unsur besi (Fe) dan karbon ( C) , tetapi sebenarnya juga mengandung unsur lain seperti : silisium, mangan, fosfor, belerang dan sebagainya yang kadarnya relatif rendah. Unsur-unsur dalam campuran itulah yang mempengaruhi sifat-sifat besi atau baja pada umumnya, tetapi unsur zat arang (karbon) yang paling besar pengaruhnya terhadap besi atau baja terutama kekerasannya.
Pembuatan besi atau baja dilakukan dengan mengolah bijih besi di dalam dapur tinggi yang akan menghasilkan besi kasar atau besi mentah. Besi kasar belum dapat digunakan sebagai bahan untuk membuat benda jadi maupun setengah jadi, oleh karena itu, besi kasar itu masih harus diolah kembali di dalam dapur-dapur baja. Logam yang dihasilkan oleh dapur baja itulah yang dikatakan sebagai besi atau baja karbon, yaitu bahan untuk membuat benda jadi maupun setengah jadi.

C.    Contoh-contoh Logam Fero:
v  Baja carbon
v  Baja perkakas
v  Besi cor
v  Stasillnes steel
v  HSS

a)       Carbon Steel (Baja carbon)
·         Pengertian baja carbon

Baja adalah paduan logam yang tersusun dari besi sebagai unsur utama dan karbon sebagai unsur penguat. Unsur karbon inilah yang banyak berperan dalam peningkatan performan. Perlakuan panas dapat mengubah sifat baja dari lunak seperti kawat menjadi keras seperti pisau. Penyebabnya adalah perlakuan panas mengubah struktur mikro besi yang berubah-ubah dari susunan kristal berbentuk kubik berpusat ruang menjadi kubik berpusat sisi atau heksagonal.

Proses pembuatan baja diperkenalkan oleh Sir Henry Bessemer dari Inggris sekitar tahun 1800, sedang William Kelly dari Amerika pada waktu yang hampir bersamaan berhasil membuat besi malleable. hal ini menyebabkan timbulnay persengketaan mengenai masalah paten. Dalam sidang-sidang pengasilan terbukti bahwa WIlliam Key lebih dahulu mendapatkan hak paten.

·         Prosess pembuatan
Tanur tinggi
Proses pembakaran yang terjadi pada tanur tinggi ini disebabkan karena adanya perpaduan antara bahan bakar batubara dengan udara atau oksigen yang betekanan tinggi dimana batubara yang digunakan adalah batubara yang telah dihaluskan hingga berbentuk seperti tepung yang dapat menghasilkan semburan api hingga suhu C
° 1500 . Tanur memiliki dua lapisan yaitu lapisan luar dan lapisan dalam dimana pada lapisan luar dilapisi dengan baja st 400 sedangkan pada lapisan dalam menggunakan bata tahan api jenis CAST-15ES yang berfungsi sebagai isolasi untuk menahan panas yang terjadi pada saat proses pembakaran terjadi untuk menahan panas hingga suhu C ° 1500 dimana bata ini memiliki kemampuan tahan panas dan air yang baik. Dalam proses pembakaran di tanur terjadilah proses perpindahan panas secara alamiah baik secara konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam perpindahan panas ini mambahas perpindahan panas secara konduksi, dimana panas yang terjadi antara didalam dan diluar tanur itu berbeda. Dalam hal ini membahas perpindahan yang terjadi dari dalam hingga ke luar tanur dengan suhu bagian dalam C ° 1500 yang dalam prosesnya melewati beberapa hambatan baik dari material yang di panaskan hingga dinding isolasi bata tahan api dan baja ST 400 kemudian barulah kita bisa mengetahui panas akhir setelah melewati hambatan-hanbatan tadi menggunakan perhitungan perpindahan panas secara konduksi.

Tanur tinggi juga merupakan tungku besar yang bentuknya seperti terowongan. Bahan yang harus dipanaskan dimasukan pada bagian atas tungku. Dibagian bawah tungku ditiup udara yang sebelumnya telah dipanaskan terlebih dahulu. Suhunya naik sampai 20000C. Pada suhu yang setinggi itu bijih-bijih meleleh dan menetes pada dasar tungku. Berbagai batuan lain yang terikut didalam bijih-bijih tadi ikut meleleh juga. Bijih beserta bebatuan yang meleleh tadi membentuk terak tanur tinggi.
Bahan utama besi dan paduannya adalah besi kasar, yang dihasilkan dalam tanur tinggi. Bijih besi yang dicampur dengan kokas dan batu gamping (batu kapur) dilebur dalam tanur ini. Komposisi kimia besi yang dihasilkan bergantung pada jenis bijih yang digunakan. Jenis bijih besi yang lazim digunakan adalah hematit, magnetit, siderit dan himosit.
Hematit (Fe2O3) adalah bijih besi yang paling banyak dimanfaatkan karena kadar besinya tinggi, sedangkan kadar kotorannya relatif rendah. Meskipun pirit (FeS2) banyak ditemukan, jenis bijih ini tidak digunakan karena kadar sulfur yang tinggi sehingga diperlukan tahap pemurnian tambahan.
Karena di alam ini besi berbentuk oksida dan karbonat, atau sulfida sehingga hampir semua proses produksinya diawali dengan reduksi dengan gas reduktor H2 atau CO.proses reduksi ini di bedakan menjadi dua, yaitu reduksi langsung dan tidak langsung. Gambaran dari proses reduksitersebut di jelaskan di bawah ini:
1. Proses Reduksi Tidak Langsung (Indirect Reduction)
Pada proses ini menggunakan tungku tanur tinggi (blast furnace) dengan porsi 80% diproduksi dunia.
Besi kasar dihasilkan dalam tanur tinggi. Diameter tanur tinggi sekitar 8m dan tingginya mencapai 60 m. Kapasitas perhari dari tanur tinggi berkisar antara 700 – 1600 Megagram besi kasar. Bahan baku yang terdiri dari campuran bijih, kokas, dan batu kapur, dinaikkan ke puncak tanur dengan pemuat otomatis, kemudian dimasukkan ke dalam hopper. Untuk menghasilkan 100 Megagram besi kasar diperlukan sekitar 2000 Megagram bijih besi, 800 Megagram kokas, 500 Megagram batu kapur dan 4000 Megagram udara panas. Bahan baku tersebut disusun secara berlapis-lapis.Udara panas dihembuskan melalui tuyer sehingga memungkinkan kokas terbakar secara efektif dan untuk mendorong terbentuknya karbon monoksida (CO) yang bereaksi dengan bijih besi dan kemudian menghasilkan besi dan gas karbon dioksida (CO2). Dengan digunakannya udara panas, dapat dihemat penggunaan kokas sebesar 30% lebih. Udara dipanaskan dalam pemanas mula yang berbentuk menara silindris, sampai sekitar 500*C. Kalor yang diperlukan berasal dari reaksi pembakaran gas karbon monoksida yang keluar dari tanur. Udara panas tersebut memasuki tanur melalui tuyer yang terletak tepat di atas pusat pengumpulan besi cair.Batu kapur digunakan sebagai fluks yang mengikat kotoran-kotoran yang terdapat dalam bijih-bijih, dan membentuk terak cair. Terak cair ini lebih ringan dari besi cair dna terapung diatasnya dan secara berkala disadap. Besi cair yang telah bebas dari kotoran-kotoran dialirkan kedalam cetakan setiap 5 – 6 jam. Disamping setiap Megagram besi dihasilkan pula 0,5 Megagram terak dan 6 Megagram gas panas. Terak dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan (campuran beton) atau sebagai bahan isolasi panas. Gas panas dibersihkan dan digunakan untuk pemanas mula udara, untuk membangkitkan energi atau sebagai media pembakar dapur-dapur lainnya. Komposisi besi kasar dapat dikendalikan melalui pengaturan kondisi operasi dan pemilihan susunan campuran bahan baku.blast furnace
2. Proses Reduksi Langsung (Direct Reduction)
Pada proses reduksi langsung bijih besi bereaksi dengan gas atau bahan padat reduksi membentuk sponge iron. Proses ini diterapkan di PT Krakatau Steel, CIlegon. Disini bijih besi / pellet direaksikan dengan gas alam dalam dua unit pembuat sponge iron, yang masing-masing berkapasitas 1juta ton pertahun.
Sponge iron yang dihasilkan PT Krakatau Steel memiliki komposisi kimia :
Fe : 88 – 91 %; C : 1,5 – 2,5%; SiO2 : 1,25 – 3,43%; Al2O3 : 0,61 – 1,63%; CaO : 0,2 – 2,1%; MgO : 0,31 – 1,62%; P : 0,014 – 0,027%; Cu : 0,001 – 0,004 %; Kotoran (oksida lainnya) : 0,1 – 0,5 %
Tingkat metalisasi : 86 – 90 %
Sponge Iron yang berbentuk butiran kemudian diolah lebih lanjut dalam dapur listrik. Disini sponge iron bersama-sama besi tua (scrap), dan paduan ferro dilebur dan diolah menjadi billet baja.
Untuk menghasilkan 63 megagram sponge iron diperlukan sekitar 100 megagram besi pellet. Proses ini sangat efektif untuk mereduksi oksida-oksida dan belerang sehingga dapat dimanfaatkan bijih besi berkadar rendah.
Terak yang di hasilkan akan ditampung secara terpisah dan diolah menjadi berbagai bahan bangunan jalan. Dengan menambahkan kapur yang diberikan pada biji besi dan kokas maka terdapat terak yang bermutu baik.

Besi yang cair disebut besi yang kasar yang terkumpul pada bagian terbawah tanur tinggi tersebut dan ditampung pad waktu-waktu tertentu. Besi kasar itu mengandung cukup banyak karbon (± 4 %) dan pencemaran yang lain sesudah massa pendinginan menyebabkan besi kasar itu menjadi rapuh. Oleh karena itu, besi kasar itu belum dapat ditempa atau digiling.

Besi yang mengandung karbon ± 2%, dinamakan baja. Sebagian besar besi kasar yang dihasilkan dari tungku tanur tinggi diubah menjadi baja dipabrik baja dengan cara menurunkan kadar karbonnya. Perubahan ini, dimana kelebihan kadar karbon dibakar dan terlepas menjadi karbon monoksida, erjadi didalam sebuah tabung reaksi atau didalam tungku. Didalam tabung reaksi (converter) kadar dari karbon itu diturunkan tanpa diberikan pemanasan dari luar. Muatannya dibentuk dari cairan besi kasar. Kadang-kadang ditambahkan besi tua dan bijih besi supaya suhu dapat dikendalikan
Pada proses pengolahan yang kurang modern, seperti pada proses Bessemer dan proses Thomas, udara ditiupkan pada besi kasar tadi. Proses oxy baja yang modern hanya menggunakan oksigen murni, oleh sebab ini terdapatlah baja yang berkualitas lebih baik.
Untuk mengurangi kadar karbon, juga dipakai dengan metode meniupkan panas dari luar tungku. Dengan cara ini bias diolah lebih banyak lagi baja bekas (besi tua) dan besi mentah yang padat ; proses ini lebih mudah dikendalikan karena lebih lamban kerjanya. Pada proses Siemens-Martin digunakan minyak atau gas sebagai bahan bakar ; pada pemakaian tungku listrik, maka listriklah yang memanaskan. Dengan menggunakan tungku listrik, komposisi baja dapat diatur dengan teliti. Oleh sebab itu tungku ini biasa dipakai untuk pembuatan baja yang khusus.
·         Penggunaan
Berdasarkan penggunaan dan sifat-sifanya, baja paduan diklasifikasikan.Baja konstruksi (structural steel),Baja perkakas (tool steel),Baja dengan sifat fisik khusus.Baja Konstruksi, dibedakan lagi mejadi; tiga golongan tergantung persentase unsur pemadunya, yaitu : Baja paduan rendah (maximum 2 %),Baja paduan menengah (2- 5 %),Baja paduan tinggi (lebih dari 5 %)
Sesudah di heat treatment baja jenis ini sifat-sifat mekanikya lebih baik dari pada baja karbon biasa.Baja Perkakas, dipakai untuk alat-alat potong, komposisinya tergantung bahan dan tebal benda yang dipotong/disayat,kecepatan potong, suhu kerja.
-Baja perkakas paduan rendah, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 250 °C .
-Baja perkakas paduan tinggi, kekerasannya tak berubah hingga pada suhu 600°C.
Biasanya karposisinya terdiri dari 0,8% C, 18% W, 4% Cr, dan 1% V. Ada lagi terdiri 0,9% C, 9 W, 4% Cr dan 2-2,5% V.Baja dengan sifat fisik khusus, dapat dibedakan sebagai berikut : Description: gb7391



Baja paduan istimewa lainnya terdiri 35-                                             44% Ni dan 0,35% C,memiliki koefisien muai yang rendah yaitu :
-Invar : memiliki koefisien muai sama dengan nol pada suhu 0 – 100 °C. Digriakan untuk alat ukur presisi.
-Platinite : memiliki koefisien muai seperti glass, sebagai pengganti platina.
-Elinvar : memiliki modulus elastisitet tak barubah pada suhu 50°C sampai 100°C. Digunakan untuk pegas arloji dan berbagai alat ukur fisika.
·         Standarisasi
a) ASTM ( American Society for Testing Materials )
o Strogen Steel (H3 9M-94)
o High Strength Low alloy Structure Steel (H2 42M-93a)
o Low and Intermediate tensile Strength carbon silicon, steel plate for machine pane and general construction (A 284M-38)
o High Steel Strength. Quenhead and Temporal alloy steel plate euatable for andirum (A 514-94m)
o Structural Steel mide 290 MPa minimum Yield point (BMM) maximum
o High Strongth Low alloy alambium vanadium steel of structural quality (43,72m-94a)
o Structural carbon steel plate of improved longers (AS 37M-93a)
o High Strength Low alloy Structural Steel 345 MPa minimum yield point 100 mm thickness (AS 88M-94a)
o Normalized high Strength Low alloy Structural Steel (A633-94a)
o Low carbonate hardening, nikel copped evanium monodin, corombium and nikel copper columbion allow steel (A710M-94)
o Hot road stuktural steel high Strength Low alloy plate with improved in ability (A 610 M-93a)
o Quenhead and tempered carbon steel plates for structural aniration (A 678-94a)

b) AISI (Americal Iron and Steel Institute) and SAE (Society of Automotive Engineers)
Baja menurut standarisasi AISI dan SAE merupakan spesifikasi dengan loxx digunakan untuk paduan yang sangat minimal. Contoh baja AISI, SAE 1445, ini berarti kandungan karbonnya adalah 0,4% dengan paduan uranium (0,4%-1,4%)

c) Menurut UNS (United Numbering System)
Baja menurut standar UNS hampir sama dengan standar AISI dan SAE, hanya saja menggunakan huruf di depan ditambah lima digit untuk jenis tambahan lainnya misalnya baja AISI,SAE A 0,70% UNS menjadi G41070 di mana awalnya G untuk baja karbon paduan rendah.

b)     Cast Iron (Besi Cor)
·         Pengertian besi cor
Definisi besi cor (yang paling mudah dipahami) adalah paduan antara besi (Fe) dengan karbon (C), tapi kandungan C-nya harus lebih besar dari 2%. Material ini selalu mengandung unsur silikon (Si) yang berfungsi sebagai "Penggalak penggrafitan" , makudnya mendorong terjadinya grafit di dalam besi cor.
Grafit itu sebenarnya karbon bebas yang terdapat dalam suatu material, dia ngak berikatan dengan unsur lain untuk membentuk suatu senyawa, jadi sifatnya relatif lunak. Tapi jangan salah, grafit ini memegang peranan penting juga lho..dalam menentukan sifat mekanik besi cor.
BAHAN
Bahan Baku Utama
Bahan baku utama untuk pembuatan besi cor nodular adalah pig iron, scrap baja, dan scrap balik (return scrap).
Bahan Penolong
Selain bahan baku utama, diperlukan juga beberapa bahan penolong yaitu Nodulariser, inokulan, dan carburizer. Ada beberapa jenis Nodulariser yang dapat dipakai untuk pembuatan besi cor nodular.

Proses Pembuatan
A. Persiapan
- Pemilihan produk yang akan dibuat
- Rancangan dan Spesifikasi Teknis
- Penentuan Teknik Pengecoran
B. Pencampuran Pasir
Pasir yang umumnya digunakan sebagai pasir cetak adalah jenis pasir silika, dimana kandungan clay-nya harus kurang dari 2%. Menurut ketentuan standar JIS G5901 ada 6 grade pasir cetak silika
C. Pembuatan Cetakan Pasir dan Inti
D. Pembuatan Model/Pattern
Dalam pembuatan model/pattern harus diperhitungkan penyusutan volume benda tuang pada saat membeku. Penyusutan ini besarnya antara 0,4 % sampai 0,8 %.
E. Peleburan
Peleburan umumnya dilakukan dalam dapur induksi listrik atau bisa juga menggunakan kupola. Peleburan dengan kupola mempunyai kendala dalam pengendalian kadar sulfur didalam besi cair. Sulfur ini diperoleh dari kokas yang dipakai sebagai sumber energi peleburan. Peleburan dengan memakai dapur induksi listrik lebih memudahkan pengendalian komposisi kimia cairan besi.
F. Pembuatan cetakan dan Inti
Pasir cetak , air , bentonit dan gula tetes yang sudah dicampur di mesin mixer dimasukkan kedalam rangka cetak, yang terdiri dari rangka atas (cup) dan rangka bawah (drag), dimana pola/pattern yang terbuat dari kayu sudah di-set terlebih dahulu. Cetakan pasir ini kemudian dipadatkan dengan memakai meja getar (jolt and squeeze machine).
G. Nodularisasi
H. Inokulasi
I. Penuangan dan Sistem Saluran Tuang
J. Pembersihan Tuangan
K. Perlakuan Panas dan Pengerjaan Akhir
L. Pemeriksaan dan Pengujian Kualitas
M. Pengecatan Dasar


Kegunaan
·         Alasan digunakannya besi cor nodular sebagai pengganti bahan baja untuk komponen otomotive adalah karena biaya produksi besi cor nodular lebih rendah, waktu produksi lebih singkat . Selain itu untuk ukuran dan bentuk yang sama, besi cor nodular bobotnya lebih ringan dan yang lebih penting lagi adalah karena besi cor nodular dapat di-heat treatment sehingga produk yang dihasilkan mempunyai sifat-sifat unggul seperti baja.

Standarisasi
Standar Nasional lndonesia
SNl 07 - 0819 – 1989

c)      Tool stell (Baja perkakas)
Pengertian Tool stell
Tool Steel adalah baja dengan kandungan Carbon antara 0.3 – 1.6% dan mengandung unsur-unsur paduan lainnya (Cr, V, W, Mo, dll). Unsur-unsur paduan tersebut membuat baja tersebut mempunyai sifat mekanik (kekerasan, ketahanan abrasi, kemampuan potong, kekerasan pada temperatur tinggi) yang sangat baik sehingga baja tersebut dapat digunakan sebagai tool (perkakas), misalkan sebagai mould, dies atau pisau. Umumnya tool Steel digunakan setelah di “heat treatment” (perlakuan panas), hal ini untuk mendapatkan sifat mekanik yang benar-benar sesuai dengan kebutuhan.

Proses pembuatan
Secara umum cetakan (dies) dan  proses pembuatan dari bahan baku baja perkakas H-13 dengansistem cor kemudian dilanjutkandengan proses perlakuanpanas, setelah dibandingkandengan produk impor, temyatamemenuhi kriteria dalam standarJIS, sehingga hasil ini layakuntuk dipakai dan digunakan.Apabila cetakan (dies) diperlukankekerasannya, maka dipilihbaja H-13 dengan perlakuantemper. pada suhu 630 oC denganhasil44,08 HRC (standar 38HRC hingga 53 HRC).Apabila cetakan (dies) diperlukanketangguhannya, maka dip ilihbaja H-13 dengan perlakuantemper 3 pada suhu 600 oC, denganharga ketangguhan 310,9 Nmm/mm.Apabila cetakan (dies) dibutuhkankekuatan tarik yang maksimum,maka dipilih baja H-13dengan perlakuantemper 2 padasuhu 610 oC, didapat harga tegangan tarik 1364,4 N / mm.

Standarisasi
a) AISI (Americal Iron and Steel Institute) and SAE (Society of Automotive Engineers)
Baja menurut standarisasi AISI dan SAE merupakan spesifikasi dengan loxx digunakan untuk paduan yang sangat minimal. Contoh baja AISI, SAE 1445, ini berarti kandungan karbonnya adalah 0,4% dengan paduan uranium (0,4%-1,4%)
b) Menurut UNS (United Numbering System)
Baja menurut standar UNS hampir sama dengan standar AISI dan SAE, hanya saja menggunakan huruf di depan ditambah lima digit untuk jenis tambahan lainnya misalnya baja AISI,SAE A 0,70% UNS menjadi G41070 di mana awalnya G untuk baja karbon paduan rendah.
c) Jepang (JIS = Japan Industrial Standar)
o Rolled Steel for general structural (G 3101-87)
o Rolled Steel for walled structural (G 3106-92)
o Hot Rolled Atmosphetle corrosion resisting steel (G 3128-87)
o Hot Yield Strength Steel plate for walled structural (G 3128-87)
o Superior atmosphere corrosion resistant steel (G 3215-87)
d) Standarisasi Jerman (DIN = Deutsche Industrie Norm.)
o Steel for general structural purposes (17100-80)
o Waldable tine astin steel (17102-83)

d)     Stainless stell
Pengertian Stainless stell
Baja tahan karat ataustainless steel sendiri adalah paduan besi dengan minimal12% kromium. Komposisi ini membentuk protective layer (lapisan pelindung anti korosi)yang merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan.Tentunya harus dibedakan mekanisme protective layer ini dibandingkan baja yangdilindungi dengan coating (misal seng dan cadmium) ataupun ca

Prosess pembuatan
Kegiatan pemaduan FeNi dan FeCr dalam skala laboratorium telah berhasil dilakukan menggunakan dapur induksi menghasilkan paduan SS 304 dan SS 316. Hasil kegiatan tersebut telah diterbitkan (1), dan perbandingan komposisinya dijadikan dasar untuk perencanaan kegiatan riset skala lapangan menggunakan peralatan pemurnian yang ada di pabrik feronikel Pomalaa.
SS 304 dan SS 316 dipilih karena merupakan austenitik Stainless Steel banyak digunakan pada industri minyak dan gas seperti untuk pipa, benjana tekan, tangki untuk makanan, industri kimia dan obat-obatan. Stainless Steel ini mempunyai ketahanan kreep dan oksidasi pada temperatur tinggi baik, ketangguhan pada temperatur kriogenik baik dan bersifat non-magnetik (2).
Pada proses pembuatan stainless steel untuk mencegah terbentuknya karbida yang tidak boleh ada pada struktur mikro stainless steel maka kandungan C pada logam cair harus ditekan serendah mungkin. Peralatan shaking converter (S.C) yang ada di pabrik Feronikel Pomalaa mampu menekan kandungan C dalam FeNi cair menjadi lebih kecil dari 0,1%, tetapi untuk mencapai hal ini diperlukan tiupan oksigen dalam waktu panjang sehingga mengakibatkan terbentuknya FeO semakin banyak sehingga mengakibatkan pengrusakan lining semakin cepat, hal ini dari segi biaya kurang menguntungkan. Untuk itu diperlukan optimalisasi proses tiupan oksigen pada proses di S.C.

Standarisasi
ITALY (UNI )                                    : X 12 CrNi 1707 
GERMANY(DIN 17006)      : X 12 CrNi 17 7
FRANCE(AFNOR)               : Z 12 CN 17-01
JAPAN(JIS)                            : SUS 301

e)      HSS
Pengertian
Kandungan karbon : 0,70 % – 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel/

Prosess pembuatan
Dapur listrik(menggunakan Tanur Busur Api (Arc Furnace))
Saat proses pemuatan penutup tanur dibuka, dan setelah material dimuatkan kedalam tanur, kemudian penutup ditutup kembali, elektroda diturunkan , dan aliran listrik diberikan. Elektroda diturunkan sampai dasar sampai cairan logam mulai terkumpul dan mulai naik. Elektroda kemudian dinaikan secara bertahap seiring dengan kenaikan permukaan cairan logam.

Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari proses peleburan dengan menggunakan tanur busur api dapat dicapai dengan melakukan proses perencanaan dan pengendalian pemuatan yang baik. Secara umum komposisi pemuatan adalah sebagai berikut :
• bahan baku dengan ukuran besar/tebal sebanyak 40%
• bahan baku dengan ukuran medium sebanyak 40%
• bahan baku dengan ukuran kecil sebanyak 20%

Penggunaan sistem saluran dengan ukuran yang besar ( tebal ) akan mengakibatkan proses peleburan menjadi semakin lama. Pemuatan bahan baku dilakukan dengan cara sebagai berikut :
• distribusikan bahan baku pada seluruh permukaan tanur
• hindari bahan baku yang terkumpul dibawah elektroda
• akan lebih mudah apabila bahan baku dengan ukuran kecil diletakan diatas bahan baku yang besar/tebal.

Kegunaan
 Sbg perkakas potong dikenal dg inisial HSS. Memiliki red hardness sitimewa dg wear resisten dan ketanguhan yang hampir sama.

Standarisasi
Jepang (JIS = Japan Industrial Standar)
o Rolled Steel for general structural (G 3101-87)
o Rolled Steel for walled structural (G 3106-92)
o Hot Rolled Atmosphetle corrosion resisting steel (G 3128-87)
o Hot Yield Strength Steel plate for walled structural (G 3128-87)
o Superior atmosphere corrosion resistant steel (G 3215-87)

Standarisasi Jerman (DIN = Deutsche Industrie Norm.)
o Steel for general structural purposes (17100-80)
o Waldable tine astin steel (17102-83)
HSlS. Quenhead and Temporal alloy steel plate euatable for andirum (A 514-94m)
o) Structural Steel mide 290 MPa minimum Yield point (BMM) maximumASTM ( American Society for Testing Materials )
HSlS. Quenhead and Temporal alloy steel plate euatable for andirum (A 514-94m)
tructural Steel mide 290 MPa minimum Yield point (BMM) maximum

III.            Logam Non Ferro
A.    Pengertian Logam Non Ferro
Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Logam non ferro murni kebanyakan tidak digunakan begitu saja tanpa dipadukan dengan logam lain, karena biasanya sifat-sifatnya belum memenuhi syarat yang diinginkan. Kecuali logam non ferro murni, platina, emas dan perak tidak dipadukan karena sudah memiliki sifat yang baik, misalnya ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik serta cukup kuat, sehingga dapat digunakan dalam keadaan murni. Tetapi karena harganya mahal, ketiga jenis logam ini hanya digunakan untuk keperluan khusus. Misalnya dalam teknik proses dan laboratorium di samping keperluan tertentu seperti perhiasan dan sejenisnya.
Logam non fero juga digunakan untuk campuran besi atau baja dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat bajja. Dari jenis logam non ferro berat yang sering digunakan uintuk paduan baja antara lain, nekel, kromium, molebdenum, wllfram dan sebagainya. Sedangkan dari logam non ferro ringan antara lain: magnesium, titanium, kalsium dan sebagainya.

B.     Contoh-contoh Non Logam Fero:
v  Duralluminium
v  Kuningan
v  Perak
v  Timaah
v  Emas
A. Duralluminium
Pengertian Duralluminium
Aluminium (atau aluminum,alumunium,almunium,alminium) ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium ialah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil,peralatan masak, kaleng, keramik , dan kembang api. Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi. Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu dsb. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.
Proses pembuatan
Aluminium adalah logam yang sangat reaktif yang membentuk ikatan kimia berenergi tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstraksi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk mereduksi Al2O3. Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon. Proses produksi aluminium dimulai dari pengambilan bahan tambang yang mengandung aluminium (bauksit, corrundum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan sebagainya). Selanjutnya, bahan tambang dibawa menuju proses Bayer.
Gambar 9: Proses Bayer

Proses Bayer menghasilkan alumina (Al2O3) dengan membasuh bahan tambang yang mengandung aluminium dengan larutan natrium hidroksida pada temperatur 175 oC sehingga menghasilkan aluminium hidroksida, Al(OH)3. Aluminium hidroksida lalu dipanaskan pada suhu sedikit di atas 1000 oC sehingga terbentuk alumina dan H2O yang menjadi uap air. Setelah Alumina dihasilkan, alumina dibawa ke proses Hall-Heroult. Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan leelehan Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite. Larutan lalu dielektrolisis dan akan mengakibatkan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari alumina akan teroksidasi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis yang lebih ringan dari pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah. Elektrolisis aluminium dalam proses Hall-Heroult menghabiskan energi yang cukup banyak. Rata-rata konsumsi energi listrik dunia dalam mengelektrolisis alumina adalah 15 kWh per kilogram aluminium yang dihasilkan. Energi listrik menghabiskan sekitar 20-40% biaya produksi aluminium di seluruh dunia.
Kegunaan   
Sebahagian daripada kegunaan-kegunaan aluminium dalam:
  • Pengangkutan (kenderaan, kapal terbang, jentera, kenderaan landasan, kapal laut, dsb.)
  • Pembungkusan (tin aluminum, kerajang aluminium, dsb.)
  • Rawatan air
  • Pembinaan (tingkap, pintu, sisian, dawai binaan, dsb.
  • Barangan pengguna tahan lama (perkakas, peralatan dapur, dsb.)
  • Talian penghantaran elektrik (berat pengalir aluminium adalah setengah daripada berat tembaga dengan kekonduksian yang sama dan lebih murah [1])
  • Jentera
  • besi waja MKM dan magnet Alnico, sungguhpun aluminium secara sendirinya adalah tidak bermagnet
  • Aluminium ketulenan unggul (SPA, 99.980% to 99.999% Al), digunakan dalam elektronik dan cakera padat.
  • Serbuk aluminium, agen pemperakan yang biasa digunakan dalam cat. Serpihan aluminium juga dimasukkan dalam cat alas, terutamanya kayu cat penyebu — semasa pengeringan, serpihan akan bertindan lalu membentuk lapisan kalis air.
  • Aluminium beranod adalah lebih stabil kepada pengoksidaan lanjut, dan digunakan dalam pelbagai bidang pembinaan.
  • Kebanyakan penenggelam haba komputer moden dalam unit pemprosesan pusat adalah diperbuat daripada aluminium kerana ia mudah diperbuat dan mempunyai kekonduksian haba yang baik. Penenggelam haba tembaga adalah lebih kecil tetapi adalah lebih mahal dan sukar untuk dikilangkan.
Standarisasi 
Pengkodean aluminium tempa berdasarkan International Alloy Designation System adalah sebagai berikut:
·       Seri 1xxx merupakan aluminium murni dengan kandungan minimun 99,00% aluminium berdasarkan beratnya.
·       Seri 2xxx adalah paduan dengan tembaga. Terdiri dari paduan bernomor 2010 hingga 2029.
·       Seri 3xxx adalah paduan dengan mangan. Terdiri dari paduan bernomor 3003 hingga 3009.
·       Seri 4xxx adalah paduan dengan silikon. Terdiri dari paduan bernomor 4030 hingga 4039
·       Seri 5xxx adalah paduan dengan magnesium. Terdiri dari paduan dengan nomor 5050 hingga 5086.
·       Seri 6xxx adalah paduan dengan silikon dan magnesium. Terdiri dari paduan dengan nomor 6061 hingga 6069
·       Seri 7xxx adalah paduan dengan seng. Terdiri dari paduan dengan nomor 7070 hingga 7079.
·       Seri 8xxx adalah paduan dengan lithium.


B. Kuningan
Pengertian kuningan
Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan kadar tembaga antara 60-96% massa. Dalam perdagangan dikenal 2 jenis kuningan, yaitu:
  • Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95%
  • Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90% (Sumber: Dep.PU, 1985)
  • Plat kuningan (brass sheet) kadar tembaga antara 60-90%
Tembaga dalam kuningan membuat kuningan bersifat antiseptik, melewati efek oligodinamis. Contohnya, gagang pintu yang terbuat dari kuningan dapat mendisinfeksi diri dari banyak bakteri dalam waktu 8 jam.[1] Efek ini penting dalam rumah sakit, dan berguna dalam banyak konteks.
Proses pembuatan
Kegunaan
Logam ini digunakan untuk membentuk berbagai campuran logam dengan metal lain. Kuningan, perak nikel, perunggu, perak Jerman, solder lunak dan solder aluminium adalah beberapa contoh campuran logam tersebut. Seng dalam jumlah besar digunakan untuk membuat cetakan dalam industri otomotif, listrik, dan peralatan lain semacamnya. Campuran logam Prestal, yang mengandung 78% seng dan 22% aluminium dilaporkan sekuat baja tapi sangat mudah dibentuk seperti plastik. Prestal sangat mudah dibentuk dengan cetakan murah dari keramik atau semen. Seng juga digunakan secara luas untuk menyepuh logam-logam lain dengan listrik seperti besi untuk menghindari karatan. Seng oksida banyak digunakan dalam pabrik cat, karet, kosmetik, farmasi, alas lantai, plastik, tinta, sabun, baterai, tekstil, alat-alat listrik dan produk-produk lainnya. Lithopone, campuran seng sulfida dan barium sulfat merupakan pigmen yang penting. Seng sulfida digunakan dalam membuat tombol bercahaya, sinar X, kaca-kaca TV, dan bola-bola lampu fluorescent. Klorida dan kromat unsur ini juga merupakan senyawa yang banyak gunanya. Seng juga merupakan unsur penting dalam pertumbuhan manusia dan binatang. Banyak tes menunjukkan bahwa binatang memerlukan 50% makanan tambahan untuk mencapai berat yang sama dibanding binatang yang disuplemen dengan zat seng yang cukup.
Standarisasi
C. TIMAH
Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom 50. Unsur ini merupakan logam miskin keperakan, dapat ditempa ("malleable"), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, ditemukan dalam banyak
 aloy, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat. Timah diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang terbentuk sebagai oksida.
Proses pembuatan
Standarisasi

D. Perak
Pengertian perak
Perak adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Ag dan nomor atom 47. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Argentum. Sebuah logam transisi lunak, putih, mengkilap, perak memiliki konduktivitas listrik dan panas tertinggi di seluruh logam dan terdapat di mineral dan dalam bentuk bebas. Logam ini digunakan dalam koin, perhiasan, peralatan meja, dan fotografi. Perak termasuk logam mulia seperti emas.
Proses pembuatan
Perak Dalam keadaan murni berwarna putih, tidak teroksidasi oleh udara artinya perak tidak berkarat sebagaimana besi.

Pengujian perak dengan menggunakan cairan HNO3 (Asam Nitrat) dan HCL :
1. Ujilah perhiasan yang diduga terbuat dari perak dengan menggosokan ke batu Uji, (eperti dalam menguji emas) tetesilah dengan Asam Nitrat, setelah itu tetesi pada tempat yang sama dengan HCL.

2. Lihat Reaksinya, bila muncul endapan warna putih maka logam tersebut adalah perak.
Semakin kental atau banyaknya endapan tersebut maka kadar perkanya makin besar, semakin sedikit endapannya maka kadar perak tersebut makin sedikit.

Kegunaan Perak
Kegunaannya adalah untuk perhiasan, cindera mata, logam campuran, dll.
Potensinya selalu berasosiasi dengan logam lainnya seperti emas dan tembaga
Standarisasi
Nomor SNI : Description: [berlaku]SNI 12-0319-1999 Judul : Barang-barang perakLogam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, mengkilap dan umumnya mempunyal titik cair tinggi. Contoh dari logam antara lain, besi, timah putih, tembaga, emas, nikel.



E. Emas
Pengertian  Emas

Emas adalah  unsur  kimia  dalam  tabel perio dik  yang  memiliki simbol Au (bahasa Latin:  'aurum') dan  nomor atom 79. Sebuah  loga m transisi (trivalen dan univalen) yang lunak, mengkilap, kuning, berat, "malleable", dan "ductile". Emas tidak  bereaksi  dengan  zat  kimia  lainnya  kecuali  oleh   klorin  dan   fluo rin.  Emas melebur dalam bentuk cair pada suhu sekitar 1000 derajat celcius.4,5,6.. Emas murni atau pure gold adalah suatu logam yang mengandung 99.5 % atau lebih  Au  (Aurum)  di dalamnya.  Logam campur  emas  adalah  logam  mulia  yang dicampur dengan logam yang kurang mulia. Logam yang dipakai disini adalah emas (Au) 24 karat  dan logam lainnya seperti perak  (Ag), tembaga (Cu), platina (Pt), palladium (Pd) dan seng (Zn).2,3,4.
Logam campur  emas  (gold  alloy)  yang  digunakan  dalam kedokteran  gigi paling sedikit mengandung 2 macam logam maksimum 7-8 logam yang dicampur. Banyak sedikitnya logam emas yang dipergunakan akan menunjukkan tinggi rendahnya karat logam campur mulia tersebut. Misalnya makin banyak tembaga (Cu) yang dicampur makin rendah nilai karat logam campur emas tersebut dan logam campur emas 14 karat dapat menjadi lebih tinggi nilai karatnya dengan menambah sejumlah logam campur emas 22 karat.6,7.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar