LOGAM FERRO DAN NON FERRO

Deskripsi

Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. Selain dua kelompok tersebut ada kelompok lain yang dikenal dengan nama metaloid (menyerupai logam) yang sebenarnya termasuk bahan bukan logam. Logam dapat digolongkan pula dalam kelompok logam ferro yaitu logam

yang mengandung besi, dan logam non ferro atau logam bukan besi. Dari semua jenis logam dapat digolongkan menjadi logam murni dan lofgam paduan. Logam paduan artinya logam yang dicampur dengan logam lain atau bahkan dicampur dengan bukan logam. Ilmu logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan dan penggunaan dari logam dan paduannya. Pengetahuan bahan logam dan bukan logam mutlak harus dimiliki oleh awak kapal dalam bekerja di atas kapal. disamping itu awak kapal juga diharuskan mengetahui dan memahami tentang bahan teknik yang sering digunakan dalam bidang permesinan di kapal untuk menghindari kesalahan dalam pemilihan bahan teknik yang digunakan di kapal. Modul kompetensi bahan logam dan bukan logam ini pada dasarnya merupakan materi kurikulum yang berfungsi untuk mengembangkan kemampuan siswa SMK Bidang Keahlian Teknika Perikanan Laut untuk dapat mengidentifikasi dan memilih bahan teknik yang sesuai untuk

digunakan di kapal. Modul ini di dalamnya berisi materi yang disajikan dalam beberapa kegiatan belajar antara lain yaitu :

Kegiatan Belajar 1 : Bahan Logam

Kegiatan Belajar 2 : Bahan Bukan Logam

Kedua modul itu di sajikan dalam buku Materi Pokok Bahan Logam dan Bukan Logam.

Uraian Materi

(1). Pengelompokan Bahan Logam

Ilmu logam adalah suatu pengetahuan tentang logam-logam yang menjelaskan tentang sifat-sifat, struktur, pembuatan, pengerjaan dan penggunaan dari logam dan paduannya. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam. Selain dua kelompok tersebut ada kelompok lain yang dikenal dengan nama metaloid (menyerupai logam) yang sebenarnya termasuk bahan bukan logam. Logam dapat digolongkan pula dalam kelompok logam ferro yaitu logam yang mengandung besi, dan logam non ferro atau logam bukan besi. Dari semua jenis logam dapat digolongkan menjadi logam murni dan logam paduan. Logam paduan artinya logam yang dicampur dengan logam lain atau bahkan dicampur dengan bukan logam.

Dari semua golongan logam dapat dibedakan menjadi lima bagian yaitu :

(a). Logam berat adalah apabila berat jenisnya lebih besar dari 5 kg/dm3. Misalnya : nikel, kromium, tembaga, timah, seng, dan besi.

(b). Logam ringan adalah apabila berat jenisnya lebih besar dari 5 kg/dm3. Misalnya : aluminium, magnesium, natrium, titanium, dan lain-lain.

(c). Logam mulia adalah logam yang tidak dicampur dengan logam lain atau unsur lain sudah dapat digunakan sebagai bahan teknik. mIsalnya: emas, perak dan platina.

(d). Logam refraktori yaitu logam tahan api. Misalnya : wolfram, molebdenum, dan titanium.

(e). Logam radioaktif . misalnya : uranium dan radium. Dalam penggunaan dan pemakaian pada umumnya, logam tidak merupakan logam murni melainkan logam paduan. Logam murni dalam pengertian ini adalah logam yang tidak dicampur dengan unsur lainnya atau pengertian lain yaitu yang diperoleh dari alam (hasil tambang) dalam keadaan murni dengan kadar kemurnian 99,99 %. Dengan memadukan dua logam atau lebih dapat diperoleh sifat-sifat yang lebih baik dari pada logam aslinya. Memadukan dua logam yang lemah dapat diperoleh logam paduan yang kuat dan keras. Misalnya tembaga dan timah, keduanya adalah logam yang lunak, bila dipadukan menjadi logam yang keras dan kuat dengan nama perunggu. Besi murni adalah bahan yang lunak sedangkan zat arang (bukan logam) adalah bahan yang rapuh, paduan besi dengan zat arang menjadi baja yang keras dan liat.

Logam pada umumnya terdapat di alam (tambang) dalam bentuk bijih-bijih berupa batuan atau mineral. Bijih logam tersebut masih terikat dengan unsur-unsur lain sebagai oksida, sulfida atau karbonat.

(a). Logam Ferro

Logam ferro adalah adalah logam besi. Besi merupakan logam yang penting dalam bidang teknik, tetapi besi murni terlalu lunak dan rapuh sebagai bahan kerja, konstruksi atau pesawat. Oleh karena itu besi selalu bercampur dengan unsur lain, terutama zat arang/karbon. Sebutan besi dapat berarti :

1. Besi murni dengan simbol kimia Fe yang hanya dapat diperoleh dengan jalan reaksi kimia.

2. Besi teknik adalah yang sudah atau selalu bercampur dengan unsur lain. Besi teknik terbagi atas tiga macam yaitu :

1. Besi mentah atau besi kasar yang kadar karbonya lebih besar dari 3,7%.

2. Besi tuang yang kadar karbonya 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 karbonya 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.

(b). Logam Non Ferro dan Paduannya

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.

(2). Bukan Logam

Bahan bukan logam ternyata selalu dibutuhkan, baik dalam teknik bangunan dan mesin, bangunan umum, teknik proses, maupun keperluan lainya. Bukan logam selain digunakan sebagai bahan pengganti logam untuk beberapa keperluan juga sangat dibutuhkan sebagai bahan utama sesuai dengan kemampuan yang dimiliki dan sifat-sifatnya yang khas untuk berbagai keperluan. Bahan bukan logam yang penting untuk bahan teknik antara lain dapat digolongkan sebagai berikut.

(a). Bahan pelumas : minyak dan gemuk.

(b). Bahan bakar : padat, cair, dan gas.

(c). Bahan paking : perapat cairan dan perapat gas.

(d). Bahan isolasi : isolasi panas, isolasi listrik, dan isolasi getar.

(e). Bahan asah.

(f). Bahan las.

(g). Karet.

(h). Plastik.

(3). Macam-Macam Sifat Logam

Dalam pemakaianya semua partikel dan struktur logam akan terkena pengaruh gaya luar yang dapat menimbulkan tegangan-tegangan sehingga menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk. Untuk menjaga terhadap akibat yang timbul dari adanya tegangan-tegangan tersebut serta mempertahankannya pada batas-batas yang diperbolehkan bagi suatu pembebanan, maka diperlukan pemahaman tentang bahan-bahan yang cocok untuk suatu keperluan dari berbagai perencanaan. Pembuatan barang jadi atau setengah jadi, mestinya sudah didasarkan atas sifat-sifat dari bahan, baik kekerasan, keuletan, kekuatan dan sebagainya. Pengetahuan yang mendalam dari sifat-sifat bahan tersebut didasarkan pada hasil percobaan yang dilakukan dalam berbagai keadaan beban, arah beban, besarnya beban, serta waktu pembebanan. Percobaan bahan untuk mengetahui sifat-sifat yang dimiliki itu dapat dilakukan dengan beban statis, dinamis atau kedua-duanya. Percobaan dengan beban statis ialah apabila beban ditingkatkan secara teratur sedikit demi sedikit. Misalnya pada percobaan tarik, puntir, bengkok, dan percobaan tekan. Percobaan dengan beban dinamis ialah apabila beban ditingkatkan secara cepat dan mendadak. Percobaan berulang-ulang atau fatique (gabungan antara beban statis dan dinamis), apabila bebanya diberikan secara berulang-ulang dan berubah-ubah arahnya maupun besarnya beban.

Dalam pembahasan ini kita akan membicarakan tentang beberapa sifat logam yang erat kaitanya dengan pemakaiannya, tanpa menjelaskan percobaan yang dilakukan. Beberapa sifat logam yaitu :

? Sifat Mekanis

Sifat mekanis suatu logam adalah kemampuan bahan untuk menahan beban, baik beban statis, dinamis, atau berubah-ubah pada berbagai keadaan, dengan suhu tinggi maupun dibawah nol derajat. Sifat mekanis dari logam tersebut berupa kekenyalan, kekuatan, keuletan, kekerasan, kegetasan, ketahanan ausnya, batas penjalaran, dan kekuatan tekan. Ketentuan mengenai sifat mekanis itu menyangkut lamanya menerima beban, keadaan lingkungan, frekuensi pembebanan dan kecepatannya, keadaan suhu pada waktu pembebanan, besarnya beban dan kekuatan menekan bahan percobaan.

? Sifat Fisis

Sifat fisis suatu logam adalah bagaimana keadaan logam itu apabila mengalami peristiwa fisika, misalnya keadaan pada waktu terkena pengaruh panas dan pengaruh listrik. Karena pengaruh panas yang diterimanya pada suhu tertentu, bahan akan mencair atau hanya mengalami perubahan bentuk dan ukuranya. Dari sifat fisis ini dapat ditentukan titik cair suatu bahan dan titik didihnya, sifat menghantarkan panas, keadaan pemuaian pada waktu menerima panas, perubahan bentuknya karena panas, dan sebagainya. Pengaruh panas yang diterima oleh suatu bahan dengan sendirinya dapat berhubungan dengan sifat mekanis.

Misalnya dalam proses penyepuhan, bahan yang dipanaskan pada suhu tertentu dan kemudian didinginkan dengan cepat, bahan tersebut akan menjadi keras atau apabila bahan yang dipanaskan kemudian didinginkan dengan perlahan-lahan akan menjadi lebih lunak.

? Sifat Kemis

Sifat kemis atau sifat kimia adalah dimana bahan tersebut mampu menahan adanya zat kimia yang dikenakan pada bahan tersebut. Misalnya apakah bahan itu larut atau terjadi reaksi apabila terkena larutan asam, basa, dan garam. Apakah terjadi oksidasi bila terkena larutan atau bahan lain. Kelarutan bahan tersebut terhadap zat kimia berhubungan erat dengan ketahanan bahan terhadap lingkungannya. Misalnya korosi pada logam, peristiwa ini disebabkan oleh reaksi kimia langsung dan elektro kimia, maka sifat kimia dari suatu logam sangat perlu diketahui dalam hal pemilihan bahan untuk suatu konstruksi.

? Sifat teknologis

Sifat teknologis merupakan kemampuan suatu bahan dalam proses pengerjaannya secara teknis. Sifat-sifat itu meliputi ; kemampuan bahan untuk dilas, kemampuan untuk dikerjakan dengan mesin, kemampuan untuk bahan tuangan dan kemampuan untuk penempaan. Sifat-sifat teknologis dari suatu bahan itu perlu diketahui sebelum pengolahan bahan dilakukan, misalnya mampukah bahan itu dikerjakan dengan mesin bubut dengan hasil yang baik, dapatkah bahan itu dituang atau di cor tanpa penyusutan ukuran dan sebagainya. Dalam hubungannya dengan sifat mekanis suatu logam, dapat dibedakan dalam berbagai keadaan beban sebagai berikut :

? Sifat Mekanis dalam Pembebanan Tarik

Bila suatu logam menerima beban tarik, maka logam tersebut akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran akibat beban yang diterima, jika perubahan bentuk dan ukuran tersebut menjadi hilang kembali setelah beban dilepaskan, bahan tersebut dikatakan memiliki sifat elastis dan perubahan bentuknya disebut deformasi elastis. Jika perubahan bentuk dan ukuran tersebut tetap ada meskipun beban telah dilepaskan dan mengalami pertambahan panjang atau pengecilan penampang, bahan tersebut bersifat plastis dan perubahan bentuknya disebut deformasi palstis.

? Sifat Mekanis dalam Pembebanan Dinamis

Kekuatan suatu logam dalam menerima beban bolak-balik, serta kemampuan untuk menahannya dalam beberapa kali, bahan tersebut dikatakan tahan patah (ulet). Beban yang diterima disebut beban dinamis, sedangkan tegangan bolak-balik tertinggi yang mampu ditahan oleh bahan itu disebut batas kelelahan atau tegangan patah. Pada beban tarik dan beban dinamis, apabila patahanya berserat halus, berbentuk lancip dan adakalanya berbentuk mangkuk dinamakan patahan liat. Apabila patahanya hampir rata berkristal kasar dikatakan patahan getas.

? Sifat Mekanis pada Beban kejut

Beban kejut umumnya diterima oleh bahan pada saat ada gaya pukul atau beban yang diterima secara tiba-tiba. Suatu bahan yang memiliki ketahanan patahan pada beban kejut dan pada suhu yang tinggi, disebut bahan itu liat atau ulet. Dalam suatu pembebanan sampai patah apabilah berlangsung pada suhu yang lebih tinggi dan besarnya gaya yang diterima lebih besar, bahan itu dikatakan lebih liat. Apabila gaya yang diterima lebih kecil dan dengan suhu yang lebih rendah dikatakan bahan itu lebih getas.

? Sifat Mekanis untuk Kekerasan Bahan

Kekerasan adalah sifat mekanis dari suatu bahan terhadap perubahan bentuk karena suatu goresan atau penekanan. Suatu bahan yang mampu menahan goresan dari bahan lain dan tidak tergores, berarti bahan itu lebih keras. Jika bahan tersebut mampu menahan goresan, berarti akan mampu digunakan untuk menahan beban gesek yang berarti tahan terhadap keausan dan dapat dikerjakan dengan mesin.

? Sifat Mekanis terhadap Beban Geser dan Puntiran

Beban geser adalah pembebanan yang terjadi pada tempat yang berlainan pada arah yang berbeda atau pada arah berlawanan. Pada pembebanan yang demikian ini bahan akanmendapat kemungkinan pembengkokan dan memuntir. Suatu bahan dikatakan memiliki kekuatan bengkok yang besar atau memiliki kekuatan puntir yang besar, apabila bahan tersebut mampu menahan gaya puntiran yang besar serta memiliki struktur kristal yang homogen (rapat), bengkokan dan puntiran ini berhubungan erat dengan sifat ketahanan tarik dan kekerasan bahan.

? Sifat Mekanis dalam Peredaman

Sifat redam suatu bahan adalah sifat bahan dalam menerima beban kejut atau getaran. Bahan memiliki sifat redam yang baik apabila tahanan redamnya besar. Tahanan redam adalah kemampuan bahan untuk meredam getaran dan beban yang tiba-tiba, sedangkan tahanan redam suatu bahan dikatakan tinggi apabila bahan tersebut dapat lebih berhenti sampai batas putusnya. Sifat penjalaran ini juga berhubungan dengan keuletan dan kekerasannya.

? Sifat Penekanan

Bahan dikatakan getas apabila sifat tekanannya lebih tinggi dari pada sifat tariknya, bahan yang keras lebih kuat menahan beban tekan dari pada menahan beban tarik, sebaliknya beban yang lunak tetapi ulet akan lebih mampu beban tarik dari pada menahan beban tekan.

(4). Jenis, Sifat dan Kegunaan Logam Non Ferro

logam non ferro dapat digolongkan ke dalam logam non ferro berat dan logam non ferro ringan. Sifat mekanik logam non ferro pada umumnya kurang baik, akan tetapi dapat diperbaiki dengan memadukannya. Kebanyakan dari logam non ferro adalah tahan korosi karena adanya lapisan oksida yang kuat. Sedangkan beberapa logam non ferro mempunyai daya penghantar listrik dan daya penghantar panas yang baik.

(a). Logam berat dan logam ringan

Logam dapat diklasifikasikan sebagai logam berat dan logam ringan. Logam berat dengan berat jenis lebih dari 5 kg/dm3. sedangkan logam ringan dengan berat jenis kurang dari 5 kg/dm3. logam berat dan logam ringan menurut keberadaannya terdapat dalam dua bentuk yaitu logam murni dan logam paduan.

Logam murni yaitu logam dengan sifat-sifat :

1). Kadar kemurnian 99,9 %.

2). Kekuatan tarik rendah

3). Titik lebur tinggi

4). Daya hantar listrik baik

5). Daya tahan terhadap karat baik

Logam paduan yaitu logam campuran dari dua macam logam atau lebih yang dicampur satu sama lain dalam keadaan cair, sehingga mempunyai sifat-sifat :

1). Kekerasan dapat ditingkatkan dari kekerasan logam asalnya.

2). Kekuatan tarik dapat diperbesar

3). Daya pemuaian dapat dikurangkan

4). Titik lebur dapat diturunkan atau dinaikkan disbanding

logam-logam asalnya.

Macam-macam logam paduan yaitu;

1). Paduan tuang

2). Paduan tempa

Dalam logam paduan dikenal perbedaan antara paduan logam berat dan paduan logam ringan. Diantara paduan logam berat yang kita kenal antara lain sebagai berikut.

a). Kuningan atau loyang yaitu paduan antara tembaga dengan seng dan sedikit tambahan timbal.

b). Perunggu yaitu campuran antara tembaga, timah, sedikit seng dan timbal.

c). Paduan nikel untuk logam-logam tahan karat, misalnya monel, metal dan sebagainya.

d). Paduan seng untuk alat-alat ukur dan bagian-bagian mesin.

Logam-logam untuk paduan berat lainnya dan kegunaan dapat dilihat dalam tabel berikut.

Sedangkan untuk paduan logam ringan kita kenal antara lain sebagai berikut.

1). Aluminium dan paduannya yang banyak digunakan untuk paduan logam ringan, misalnya duralumin yang biasa digunakan untuk badan pesawat terbang, kendaraan bermotor, kapal pesiar, alat-alat rumah tangga dan sebagainya.

2). Paduan magnesium digunakan hanya bila dalam konstruksi mesin yang factor berat menjadi pertimbangan utama. Sebab magnesium mempunyai daya gabung yang tinggi terhadap oksigen dan mudah terbakar.

3). Paduan titanium banyak digunakan untuk paduan aluminium sebagai logam ringan yang banyak dipakai pada konstruksi pesawat terbang.

(b). Logam mulia

Logam mulia adalah logam yang dalam keadaan tunggal sudah dapat dipakai sebagai bahan teknik, artinya dalam keadaan murni tanpa dicampur dengan bahan logam lain sudah dapat diproses menjadi barang jadi atau setengah jadi, dengan sifat-sifat yang baik sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya bahan logam belum memiliki sifat-sifat yang baik apabila tidak dicampur dengan bahan lain nya dan tidak memenuhi syarat sebagai bahan teknik, kecuali logam mulia tersebut. Diantara logam mulia yang kita kenal adalah emas, perak dan platina.

(c). Logam radioaktif

Logam radioaktif adalah bahan yang menunjukkan gejala radioaktif karena radionuklida. Radioaktif adalah radiasi elektromagnetik dan penyebaran partikel pada saat terjadi perubahan spontan suatu inti atom atau disebabkan pembelahan inti secara spontan. Diantara logam radioaktif yang kita kenal adalah uranium, radium dan plutonium.

c. Rangkuman

1. Bahan teknik dapat digolongkan dalam kelompok logam dan bukan logam.

2. Dari semua golongan logam dapat dibedakan menjadi lima bagian yaitu, logam berat, logam ringan, logam mulia, logam refraktori, dan logam radioaktif.

3. Besi murni adalah bahan yang lunak sedangkan zat arang (bukan logam) adalah bahan yang rapuh, paduan besi dengan zat arang menjadi baja yang keras dan liat.

4. Logam ferro juga disebut besi karbon atau baja karbon. Bahan dasarnya adalah unsur besi (Fe) dan karbon ( C).

5. Pembuatan besi atau baja dilakukan dengan mengolah bijih besi di dalam dapur tinggi yang akan menghasilkan besi kasar atau besi mentah.

6. Logam non ferro atau logam bukan besi adalah logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe).

7. Bahan bukan logam sangat dibutuhkan, baik dalam teknik bangunan dan mesin, bangunan umum, teknik proses, maupun keperluan lainya.

8. Beberapa sifat logam yang penting adalah : Sifat mekanis, sifat fisis, sifat kemis, dan sifat teknologis.

9. Kebanyakan dari logam non ferro adalah tahan terhadap korosi.

10. Logam dapat diklasifikasikan sebagai logam berat dan logam ringan.

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s