SUSUNAN DALAM LOGAM

Print
Category: Tek.Peng.Logam
Last Updated on Tuesday, 29 April 2014 Published Date Written by Suwardi

SUSUNAN DALAM DARI LOGAM

Drs. Suwardi, M.Pd. (Widyaiswara Departemen Teknologi Pengerjaan Logam PPPPTK BOE Malang)

Banyak sifat dari bahan logam disebabkan oleh susunan dalam dari logam. Sebagai contoh kekuatan dari baja meningkat oleh ukuran butir yang menjadi lebih kecil; atau kemampuan dikeraskan dari baja tergantung pada kandungan karbonnya dan pada ekskresi pada kisi Kristal. Juga pengerjaan dari bahan tergantung dari susunan mikrostrukturnya; mampu las, mampu tempa, dan juga mampu potongnya.


Struktur Kristal

Tanpa pembesaran logam nanpak sebagai bahan yang seragam dan tak terbagi-bagi lagi. Hanya terlihat permukaan logam yang mengkilat. Penampakannya disebabkan oleh proses pengerjaannya dan susunan dalam dari bahan tak nampak.

Susunan dalam yang rumit dari logam baru dikenali melalui pembesaran secara berturut-turut; sebagai contohdengan mikroskop electron. Dengan pembesaran seribu kali tampak logam tersusun dari butiran-butiran Kristal. Bidang batas dari butiran disebut batas butir. Gambar yang ditawarkan pembesaran 1000 kali disebut  struktur bahan.

Bila suatu butiran logam diamati dengan pembesaran yang lebih kuat, misalnya 100 000 kali sehingga tampak tahapan susunan dari logam yang terdiri dari banyak kubus yang disebut Kristal logam.

            Bila sudut dari kubus diperbesar dengan lebih kuat, missal perbesaran 10 000 000 kali sehingga tampak struktur  embut dari atom-atomnya yaitu batu pembangun logam yang paling kecil, ion logam yang dikelilingi oleh awan electron. Ion-ion logam tersusun dengan jarak dan sudut yang teratur pada mana terbentuk susunan logam berbentuk kubus. Susunan yang sedemikian yang terdiri dari bagian-bagian yang tersusun secara teratur disebut struktur Kristal.

 

 

                                 Gb.1 Struktur dalam logam

Sebaliknya susunan yang tidak teratur seperti yang terdapat pada gelas disebut struktur amorf. 

Bila titik tengah dari ion-ion metal dihubungkan dengan garis-garis, terjadilah bentuk kisi ruangan yang biasa disebut kisi ruang atau kisi kristal. Kisi kristal dikenali dengan jarak kisi dan sudut kisi yang selalu sama.

Satuan terkecil dari kisi Kristal disebut sel elementar. Sel elementar membentuk susunan khusus dari ion-ion suatu jenis logam dan digunakan sebagai pengenal berbagai jenis kisi kristal.

Jenis-jenis kisi Kristal logam.

Ion-ion  dari bergagai jenis logam dapat digabung-gabungkan menjadi berbagai susunan geometris. Ini tergantung dari jenis ogam dan temperaturnya. Yang paling sering adalah susunan kubus pusat ruang, kubus berpusat permukaan dan heksagonal.Gambaran grafis dari susunan ion logam didasarkan sel elementar dari Kristal. Sel elementar dilukiskan dengan ion sebagai bola atau dengan model bergaris  secara skematis(Gb.2).

Pada kisi Kristal kubik berpusat ruang ion-ion logam tersusun sedemikian sehingga garis-garis penghubung titik tengah ion ke titik tengah ion yang lain membentuk suatu kubus(Gb 55/1).Dan lagi terdapat satu ion di titik tengah kubus.Contoh-contoh logam yang berkisi Kristal kubus berpusat ruang adalah besi pada temperature dibawah 911°C demikian juga Chrom, Wolfram, dan Vanadium.

                            Gb.2 Ragam kisi kristal

Kisi Kristal kubus berpusat permukaan  memiliki kubus sebagai bangun dasarnya  dan setiap ion terletak pada permukaan sisikubus. Bentuk Kristal ini dimiliki oleh Aluminium, Tembaga, Nikel, juga besi pada suhu diatas 911°C.

Kisi Kristal heksagonal dengan kemasan padat dimiliki logam Magnesium, Zink,dan Titan. Pada kisi jenis ini ion-ion membentuk prisma persegi enam dengan satu ion pada masing-masing permukaan dasar, juga tiga ion terdapat didalam prisma.

 Bangun Kristal sesungguhnya

Kisi ruang Kristal di  dalam bahan menunjukkan berbagai penyimpanganterhadap bangun teratur yang ideal. Pada gambar 3 ditunjukkan kesalahan susunan kisi yang sering muncul dalam kisi ruang kubus. Tempat kosong adalah adalah tempat kisi yang tidak ditempati. Atom yang terletak diantara tempat kisi  disebut atom antar kisi. Atom asing adalah atom elemen lain, yang masuk kedalam logam dasar. Cacat garis adalah adalah cacat susunan yang berbentuk garis, pada mana semua posisi dari ion metal dari kisi tidak ada. Kesalahan susunan kisi menyebabkan distorsi pada kisi Kristal yang enimbulkan gaya tambahan diantara ion-ion metal. Akibatnya adalah peningkatan kekuatan pada bahan.

 

                          Gb.3 Kekeliruan bangunan kisi dalam kisi kristal

 Pengaruh ini dikenal  sebagai contoh pada pembuatan paduan yang menunjukkan penyusupan terencana dari suatu atom asing kedalam kisi Kristal bahan dasar. Juga penguatan dingin, sebagai contoh penggilingan dingin berkenaan memperbanyak cacat susunan atom. Perubahan bentuk mengakibatkan perpanjangan terbatas penumpukan Kristal secara setempat dan oleh karena itu terbentuk titik kosong dan distorsi.  

 

Sumber:

 

Beumer.2005.ILMU BAHAN LOGAM. Jakarta. Bhatara Karya Aksara

 

Ignatowitz Eckhard. 2001. Werkstofftechnik fuer Metallbauberufe.Haan-Gruiten. VERLAG EUROPA LEHRMITTEL

 

Diehl, Rickmann. 2003 . Vorberaitung Auf den Beruf. Hamburg. HANWERK UND TECHNIK

 

William H. Crouse. 2001. Small Engine Mechanics.New York. Mc Graw-Hill

 

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG