Apa itu Alloy Material? Bagian 1: Karakteristik Alloy (Bahan Paduan)

Seringkali kita mendengar suatu bahan dari komponen mesin atau otomotif itu disebut dengan alloy tanpa kita memahami dengan jelas apa itu sebenarnya maksud dari kata aloy. Namun kita mudah memahami dari bahan utama dari aloy itu dengan melihat fisiknya atau sifatnya,baik kekerasan dan lainnya. 

Maka sahabat BMB,kali ini saya ingin menulis kembali sebagai pengingat diri sendiri ,syukur syukur juga kalo dari kalian juga mencari pengertian yang jelas tentang bahan aloy tersebut.

dari kiri ke kanan : tiga bahan paduan/alloy  (beryllium copper, Inconel, steel) dan tiga bahan logam murni  (titanium, aluminum, magnesium)

Alloy atau material alloy adalah campuran unsur-unsur kimia yang setidaknya satu adalah logam. Tidak seperti senyawa kimia dengan basa logam, alloy akan mempertahankan semua sifat logam dalam bahan yang dihasilkan, seperti konduktivitas listrik, keuletan, opasitas, dan kilau, tetapi mungkin memiliki sifat yang berbeda dari logam murni, seperti peningkatan kekuatan atau kekerasan. Dalam beberapa kasus, alloy dapat mengurangi biaya keseluruhan material sambil mempertahankan sifat-sifat penting. Dalam kasus lain, campuran memberikan sifat sinergis pada elemen logam penyusunnya seperti ketahanan korosi atau kekuatan mekanik.

Alloy didefinisikan oleh karakter ikatan logam. Konstituen alloy biasanya diukur dengan persentase massa untuk aplikasi praktis, dan dalam fraksi atom untuk studi ilmu dasar. alloy biasanya diklasifikasikan sebagai alloy substitusi atau interstitial, tergantung pada susunan atom yang membentuk alloy. Mereka dapat diklasifikasikan lebih lanjut sebagai homogen (terdiri dari satu fase), atau heterogen (terdiri dari dua atau lebih fase) atau intermetalik. alloy dapat berupa larutan padat elemen logam (fase tunggal, di mana semua butiran logam (kristal) memiliki komposisi yang sama) atau campuran fase logam (dua atau lebih larutan, membentuk struktur mikro dari kristal yang berbeda di dalam logam)

.

Contoh alloy termasuk emas merah (emas dan tembaga) emas putih (emas dan perak), perak murni (perak dan tembaga), baja atau baja silikon (besi dengan karbon non-logam atau silikon masing-masing), solder, kuningan, timah, duralumin , perunggu, dan amalgam.

Alloy digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari alloy baja, yang digunakan dalam segala hal mulai dari bangunan hingga mobil hingga peralatan bedah, hingga alloy titanium eksotis yang digunakan dalam industri dirgantara, hingga alloy berilium-tembaga untuk peralatan non-percikan.

Karakteristik Bahan Paduan (Alloy)

Alloy adalah campuran unsur-unsur kimia, yang membentuk zat tidak murni (campuran) yang mempertahankan karakteristik logam. alloy berbeda dari logam tidak murni dalam hal, dengan alloy, elemen yang ditambahkan dikontrol dengan baik untuk menghasilkan sifat yang diinginkan, sementara logam tidak murni seperti besi tempa kurang terkontrol, tetapi sering dianggap berguna. alloy dibuat dengan mencampur dua atau lebih elemen, setidaknya salah satunya adalah logam. Ini biasanya disebut logam primer atau logam dasar, dan nama logam ini bisa juga nama alloynya. Konstituen lain mungkin atau mungkin bukan logam tetapi, ketika dicampur dengan basis cair, mereka akan larut dan larut ke dalam campuran. 

Sifat mekanik alloy seringkali akan sangat berbeda dari masing-masing konstituennya. Sebuah logam yang biasanya sangat lunak (meleleh), seperti aluminium, dapat diubah dengan alloy dengan logam lunak lain, seperti tembaga. Meskipun kedua logam tersebut sangat lunak dan ulet, alloy aluminium yang dihasilkan akan memiliki kekuatan yang jauh lebih besar. 

Menambahkan sejumlah kecil karbon non-logam ke besi menukar keuletannya yang besar dengan kekuatan yang lebih besar dari alloy yang disebut baja. Karena kekuatannya yang sangat tinggi, tetapi ketangguhannya masih cukup besar, dan kemampuannya untuk sangat diubah oleh perlakuan panas, baja adalah salah satu alloy yang paling berguna dan umum dalam penggunaan modern. 

Dengan menambahkan kromium ke baja, ketahanannya terhadap korosi dapat ditingkatkan, menciptakan baja tahan karat, sementara menambahkan silikon akan mengubah karakteristik listriknya, menghasilkan baja silikon.

logam cair yang dituang ke dalam cetakan

Seperti minyak dan air, logam cair mungkin tidak selalu bercampur dengan unsur lain. Misalnya, besi murni hampir sepenuhnya tidak larut dengan tembaga. Bahkan ketika konstituen larut, masing-masing biasanya akan memiliki titik jenuh, di mana tidak ada lagi konstituen yang dapat ditambahkan. Besi, misalnya, dapat menahan karbon maksimal 6,67%. 

Meskipun unsur-unsur alloy biasanya harus larut dalam keadaan cair, mereka mungkin tidak selalu larut dalam keadaan padat. Jika logam tetap larut ketika padat, alloy membentuk larutan padat, menjadi struktur homogen yang terdiri dari kristal identik, yang disebut fase. Jika campuran mendingin, konstituen menjadi tidak larut, mereka dapat terpisah untuk membentuk dua atau lebih jenis kristal yang berbeda, menciptakan struktur mikro heterogen dari fase yang berbeda, beberapa dengan lebih dari satu konstituen daripada yang lain. 

Namun, dalam alloy lain, unsur-unsur yang tidak larut mungkin tidak terpisah sampai setelah kristalisasi terjadi. Jika didinginkan dengan sangat cepat, mereka pertama mengkristal sebagai fase homogen, tetapi mereka jenuh dengan konstituen sekunder. Seiring berjalannya waktu, atom-atom dari alloy lewat jenuh ini dapat terpisah dari kisi kristal, menjadi lebih stabil, dan membentuk fase kedua yang berfungsi untuk memperkuat kristal secara internal.

Beberapa alloy, seperti elektrum—alloy perak dan emas—terjadi secara alami. Meteorit kadang-kadang terbuat dari alloy besi alami dan bukan asli Bumi. 

nekara perunggu berusia 2500 tahun (tribunnews)

Salah satu alloy pertama yang dibuat oleh manusia adalah perunggu, yang merupakan campuran dari logam timah dan tembaga. Perunggu adalah alloy yang sangat berguna bagi orang dahulu, karena jauh lebih kuat dan lebih keras daripada salah satu komponennya. Baja adalah alloy umum lainnya. Namun, di zaman kuno, itu hanya dapat dibuat sebagai produk sampingan yang tidak disengaja dari pemanasan bijih besi dalam api (peleburan) selama pembuatan besi. alloy kuno lainnya termasuk timah, kuningan dan besi kasar. 

Di zaman modern, baja dapat dibuat dalam berbagai bentuk. Baja karbon dapat dibuat dengan memvariasikan hanya kandungan karbon, menghasilkan alloy lunak seperti baja ringan atau alloy keras seperti baja pegas. Baja alloy dapat dibuat dengan menambahkan elemen lain, seperti kromium, molibdenum, vanadium atau nikel, yang menghasilkan alloy seperti baja kecepatan tinggi atau baja perkakas. 

Sejumlah kecil mangan biasanya dicampur dengan baja paling modern karena kemampuannya untuk menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan, seperti fosfor, belerang dan oksigen, yang dapat memiliki efek merugikan pada alloy. Namun, sebagian besar alloy tidak dibuat sampai tahun 1900-an, seperti berbagai alloy aluminium, titanium, nikel, dan magnesium. 

Beberapa superalloy modern, seperti incoloy, inconel, dan hastelloy, dapat terdiri dari banyak elemen yang berbeda.

Alloy secara teknis adalah logam yang tidak murni, tetapi ketika mengacu pada alloy, istilah pengotor biasanya menunjukkan elemen yang tidak diinginkan. Kotoran tersebut dimasukkan dari logam dasar dan elemen alloy, tetapi dihilangkan selama pemrosesan. Misalnya, belerang adalah pengotor umum dalam baja. Sulfur mudah bergabung dengan besi untuk membentuk besi sulfida, yang sangat rapuh, menciptakan titik lemah pada baja. 

Litium, natrium dan kalsium adalah pengotor umum dalam alloy aluminium, yang dapat memiliki efek buruk pada integritas struktural coran. Sebaliknya, logam murni yang hanya mengandung pengotor yang tidak diinginkan sering disebut "logam tidak murni" dan biasanya tidak disebut sebagai alloy. Oksigen, yang ada di udara, mudah bergabung dengan sebagian besar logam untuk membentuk oksida logam; terutama pada suhu yang lebih tinggi ditemui selama alloy. 

Perhatian besar sering diambil selama proses alloy untuk menghilangkan kotoran berlebih, menggunakan fluks, bahan tambahan kimia, atau metode metalurgi ekstraktif lainnya. tetapi bukan asli Bumi. Salah satu 

Alloy pertama yang dibuat oleh manusia adalah perunggu, yang merupakan campuran dari logam timah dan tembaga. 

Perunggu adalah Alloy yang sangat berguna bagi orang dahulu, karena jauh lebih kuat dan lebih keras daripada salah satu komponennya. Baja adalah Alloy umum lainnya. Namun, di zaman kuno, itu hanya dapat dibuat sebagai produk sampingan yang tidak disengaja dari pemanasan bijih besi dalam api (peleburan) selama pembuatan besi. Paduan kuno lainnya termasuk timah, kuningan dan besi kasar. Di zaman modern, baja dapat dibuat dalam berbagai bentuk. Baja karbon dapat dibuat dengan memvariasikan hanya kandungan karbon, menghasilkan Alloy lunak seperti baja ringan atau Allloy keras seperti baja pegas. Baja Paduan dapat dibuat dengan menambahkan elemen lain, seperti kromium, molibdenum, vanadium atau nikel, yang menghasilkan Alloy seperti baja kecepatan tinggi yang biasa dipakai pahat bubut atau baja perkakas. 

HSS,salah satu baja alloy

Sejumlah kecil mangan biasanya dicampur dengan baja paling modern karena kemampuannya untuk menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan, seperti fosfor, belerang dan oksigen, yang dapat memiliki efek merugikan pada Alloy. Namun, sebagian besar Alloy tidak dibuat sampai tahun 1900-an, seperti berbagai Alloy aluminium, titanium, nikel, dan magnesium. Beberapa superalloy modern, seperti incoloy, inconel, dan hastelloy, dapat terdiri dari banyak elemen yang berbeda.

Di bagian kedua ,kita akan mempelajari lebih lanjut tentang struktur struktur atom logam paduan dan perubahan strukturnya jika mendapat perlakuan panas.