Dokumen tersebut membahas tentang aluminium murni dan paduannya, meliputi pengertian, kandungan atom, struktur mikro, proses pembuatan, klasifikasi, sifat-sifat, contoh aplikasi, standarisasi, dan bentuk serta harga aluminium.

1. ALUMINIUM MURNI DAN PADUANNYA
DISUSUN OLEH:
Abdul Hafizh F14080034
Sapto Andriyono F14080040
Yudhi Sudiyanto F14080045
Aulia Rizqi Nur Abidi F14080048
Yuliana F14080075
Reny Irmayanti F14080078
Rhamdani Mardiansyah F14080080
Ahmad Eriska F14080122
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2009
1

2. Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah Yang Maha Esa karena atas
petunjuk dan perlindungannya, makalah yang berjudul Aluminium Murni dan
Paduannya dapat terselesaikan dengan baik.
Sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian, pengetahuan terhadap
bahan-bahan keteknikan sangatlah penting dalam perancangan dan pembuatan alat
dan mesin pertanian serta fasilitas penunjang pertanian seperti sarana
penyimpanan hasil pertanian. Pengetahuan yang dibutuhkan antara lain sifat dan
struktur hingga aplikasi dan ketersediannya di pasar. Dengan disertai pengetahuan
tersebut, diharapkan lulusan Departemen Teknik Pertanian dapat melakukan
setiap pekerjaan sesuai dengan tuntutan profesinya.
Segenap anggota kelompok 11 mengucapkan terima kasih yang sebesar-
besarnya atas bantuan yang diberikan Pak Desrial dan pihak lain yang telah
memperlancara penyusunan makalah kami demi kelancaran studi kami. Semoga
makalah ini dapat memberikan manfaat bagi mahasiswa Departemen Teknik
Pertanian pada khususnya dan masyarakat luas pada umumnya.
2

3. Daftar Isi
Kata pengantar 2
Daftar isi 3
A. Pengertian
4
B. Kandungan Atom/Unsur dan Ikatan 5
C. Bentuk Struktur Mikro
6
D. Proses Pembuatan
8
E. Klasifikasi dan Penggolongan 10
F. Sifat-Sifat Teknis Bahan
17
G. Contoh Aplikasi
19
H. Standarisasi dan Kodifikasi 20
I. Bentuk, Ukuran, dan Harga 22
Glosarium 23
Daftar Pustaka 25
Daftar distribusi anggota kelompok 26
Lampiran 27
3

4. A. Pengertian
Aluminium adalah logam berwarna putih keperakan yang lunak.
Gambar 1: Aluminium, dipotong setelah dicetak dari tanur tanpa perlakuan fisik maupun
termal.
Aluminium adalah logam yang paling banyak terdapat di kerak bumi,
dan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon. Aluminium terdapat di
kerak bumi sebanyak kira-kira 8,07% hingga 8,23% dari seluruh massa padat
dari kerak bumi, dengan produksi tahunan dunia sekitar 30 juta ton pertahun
dalam bentuk bauksit dan bebatuan lain (corrundum, gibbsite, boehmite,
diaspore, dan lain-lain) (USGS). Sulit menemukan aluminium murni di alam
karena aluminium merupakan logam yang cukup reaktif.
Aluminium tahan terhadap korosi karena fenomena pasivasi. Pasivasi
adalah pembentukan lapisan pelindung akibat reaksi logam terhadap
komponen udara sehingga lapisan tersebut melindungi lapisan dalam logam
dari korosi.
Selama 50 tahun terakhir, aluminium telah menjadi logam yang luas
penggunaannya setelah baja. Perkembangan ini didasarkan pada sifat-sifatnya
yang ringan, tahan korosi, kekuatan dan ductility yang cukup baik (aluminium
paduan), mudah diproduksi dan cukup ekonomis (aluminium daur ulang).
Yang paling terkenal adalah penggunaan aluminium sebagai bahan pembuat
pesawat terbang, yang memanfaatkan sifat ringan dan kuatnya.
Aluminium murni adalah logam yang lunak, tahan lama, ringan, dan
dapat ditempa dengan penampilan luar bervariasi antara keperakan hingga
abu-abu, tergantung kekasaran permukaannya. Kekuatan tensil aluminium
murni adalah 90 MPa, sedangkan aluminium paduan memiliki kekuatan tensil
berkisar 200-600 MPa. Aluminium memiliki berat sekitar satu pertiga baja,
mudah ditekuk, diperlakukan dengan mesin, dicor, ditarik (drawing), dan
diekstrusi.
Resistansi terhadap korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, yaitu
terbentuknya lapisan aluminium oksida ketika aluminium terpapar dengan
udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih
jauh. Aluminium paduan dengan tembaga kurang tahan terhadap korosi akibat
reaksi galvanik dengan paduan tembaga.
Aluminium juga merupakan konduktor panas dan elektrik yang baik.
Jika dibandingkan dengan massanya, aluminium memiliki keunggulan
dibandingkan dengan tembaga, yang saat ini merupakan logam konduktor
panas dan listrik yang cukup baik, namun cukup berat.
4

5. Aluminium murni 100% tidak memiliki kandungan unsur apapun selain
aluminium itu sendiri, namun aluminium murni yang dijual di pasaran tidak
pernah mengandung 100% aluminium, melainkan selalu ada pengotor yang
terkandung di dalamnya. Pengotor yang mungkin berada di dalam aluminium
murni biasanya adalah gelembung gas di dalam yang masuk akibat proses
peleburan dan pendinginan/pengecoran yang tidak sempurna, material cetakan
akibat kualitas cetakan yang tidak baik, atau pengotor lainnya akibat kualitas
bahan baku yang tidak baik (misalnya pada proses daur ulang aluminium).
Umumnya, aluminium murni yang dijual di pasaran adalah aluminium murni
99%, misalnya aluminium foil.
Pada aluminium paduan, kandungan unsur yang berada di dalamnya
dapat bervariasi tergantung jenis paduannya. Pada paduan 7075, yang
merupakan bahan baku pembuatan pesawat terbang, memiliki kandungan
sebesar 5,5% Zn, 2,5% Mg, 1,5% Cu, dan 0,3% Cr. Aluminium 2014, yang
umum digunakan dalam penempaan, memiliki kandungan 4,5% Cu, 0,8% Si,
0,8% Mn, dan 1,5% Mg. Aluminium 5086 yang umum digunakan sebagai
bahan pembuat badan kapal pesiar, memiliki kandungan 4,5% Mg, 0,7% Mn,
0,4% Si, 0,25% Cr, 0,25% Zn, dan 0,1% Cu.
B. Kandungan Atom/Unsur dan Ikatan
Aluminium disimbolkan dengan Al, dengan nomor atom 13 dalam tabel
periodik unsur. Bauksit, bahan baku aluminium memiliki kandungan
aluminium dalam julah yang bervariasi, namun pada umumnya di atas 40%
dalam berat. Senyawa aluminium yang terdapat di bauksit diantaranya Al2O3,
Al(OH)3, γ-AlO(OH), dan α-AlO(OH).
Gambar 2: Bauksit, sepanjang 4 cm dan ditambang di Little Rock, Arkansas, Amerika
Serikat.
Isotop aluminium yang terdapat di alam adalah isotop 27Al, dengan
persentase sebesar 99,9%. Isotop 26Al juga terdapat di alam meski dalam
jumlah yang sangat kecil. Isotop 26Al merupakan radioaktif dengan waktu
paruh sebesar 720000 tahun. Isotop aluminium yang sudah ditemui saat ini
adalah aluminium dengan berat atom relatif antara 23 hingga 30, dengan
isotop 27Al merupakan isotop yang paling stabil.
5

6. Difusi atom di tentukan oleh macam atom, tetapi pada umumnya sangat
lambat pada temperature biasa dengan pencelupan dingin kekosongan atom
tetap ada, jadi dengan berjalannya waktu struktur atom bisa berubah, yang
menghasilkan perubahan sifat-sifatnya. Perubahan sifat-sifat dengan
berjalannya waktu pada umumnya di namakan penuaan. Apabila proses itu
berjalan pada temperature kamar di namakan penuaan ilmiah, sedangkan
apabila proses itu terjadi pada temperatur lebih tinggi dinamakn penuaan
buatan.
C. Bentuk Struktur Mikro
Gambar 3. Struktur mikro alumina, bahan baku aluminium.
Gambar 4. Struktur mikro dari aluminium murni
6

7. Gambar 5. Struktur mikro dari paduan aluminium-silikon. Gambar (a) merupakan paduan
Al-Si tanpa perlakuan khusus. Gambar (b) merupakan paduan Al-Si dengan perlakuan
termal. Gambar (c) adalah paduan Al-Si dengan perlakuan termal dan penempaan.
Perhatikan bahwa semakin ke kanan, struktur mikro semakin baik.
Gambar 6.Struktur mikro Al-Si-Mg tanpa perlakuan termal
Gambar 7. Struktur mikro dari paduan Al-Si-Mg setelah perlakuan termal
7

8. Gambar 8. Struktur mikro dari Al-Cu
D. 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,
8

9. 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.
Gambar 10: Diagram Proses Hall-Heroult yang disederhanakan. Perhatikan letak katoda
yang berada di dasar wadah, untuk mengantisipasi massa jenis aluminium cair yang lebih
tinggi dibandingkan larutan cryolite-alumina
Aluminium daur ulang
Salah satu keuntungan aluminium lainnya adalah, mampu didaur ulang
tanpa mengalami sedikitpun kehilangan kualitas. Proses daur ulang tidak
mengubah struktur aluminium, daur ulang terhadap aluminium dapat
dilakukan berkali-kali (wasteonline.org).
9

10. Mendaur ulang aluminium hanya mengkonsumsi energi sebesar 5% dari
yang digunakan dalam memproduksi aluminium dari bahan tambang
(economist.com). Di Eropa, terutama negara Skandinavia, 95% aluminium
yang beredar merupakan bahan hasil daur ulang.
Proses daur ulang aluminium berawal dari kegiatan meleburkan sampah
aluminium. Hal ini akan menghasilkan endapan. Endapan ini dapat diekstraksi
ulang untuk mendapatkan aluminium, dan limbah yang dihasilkan dapat
digunakan sebagai bahan campuran aspal dan beton karena merupakan limbah
yang berbahaya bagi alam.
E. Klasifikasi dan Penggolongan
Aluminium Murni
Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak
dalam keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu
lunak untuk penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan
dengan logam lain.
Aluminium Paduan
Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon,
magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970.
Secara umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu
akan meningkatkan kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik
lebur. Jika melebihi konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik
disertai meningkatnya kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau
granula dalam logam.
Namun, kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada
konsentrasi logam paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya
hingga aluminium siap digunakan, apakah dengan penempaan, perlakuan
panas, penyimpanan, dan sebagainya.
Paduan Aluminium-Silikon
Paduan aluminium dengan silikon hingga 15% akan memberikan
kekerasan dan kekuatan tensil yang cukup besar, hingga mencapai 525 MPa
pada aluminium paduan yang dihasilkan pada perlakuan panas. Jika
konsentrasi silikon lebih tinggi dari 15%, tingkat kerapuhan logam akan
meningkat secara drastis akibat terbentuknya kristal granula silika.
Gambar 11. Fase paduan Al-Si, temperatur vs persentase paduan
10

11. Paduan Aluminium-Magnesium
Keberadaan magnesium hingga 15,35% dapat menurunkan titik lebur
logam paduan yang cukup drastis, dari 660 oC hingga 450 oC. Namun, hal ini
tidak menjadikan aluminium paduan dapat ditempa menggunakan panas
dengan mudah karena korosi akan terjadi pada suhu di atas 60 oC. Keberadaan
magnesium juga menjadikan logam paduan dapat bekerja dengan baik pada
temperatur yang sangat rendah, di mana kebanyakan logam akan mengalami
failure pada temperatur tersebut.
Gambar 12. Diagram fase Paduan Al-Mg, temperatur vs persentase Mg
Paduan Aluminium-Tembaga
Paduan aluminium-tembaga juga menghasilkan sifat yang keras dan
kuat, namun rapuh. Umumnya, untuk kepentingan penempaan, paduan tidak
boleh memiliki konsentrasi tembaga di atas 5,6% karena akan membentuk
senyawa CuAl2 dalam logam yang menjadikan logam rapuh.
Gambar 13. Diagram Fase Al-Cu, temperatur vs persentase paduan
11

12. Paduan Aluminium-Mangan
Penambahan mangan memiliki akan berefek pada sifat dapat dilakukan
pengerasan tegangan dengan mudah (work-hardening) sehingga didapatkan
logam paduan dengan kekuatan tensil yang tinggi namun tidak terlalu rapuh.
Selain itu, penambahan mangan akan meningkatkan titik lebur paduan
aluminium.
Gambar 14. Diagram fase Al-Mn, temperatur vs konsentrasi Mn
Paduan Aluminium-Seng
Paduan aluminium dengan seng merupakan paduan yang paling terkenal
karena merupakan bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang. Paduan
ini memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium
dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan
elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan. Bandingkan dengan
aluminium dengan 1% magnesium yang memiliki kekuatan tensil sebesar 410
MPa namun memiliki elongasi sebesar 6% setiap 50 mm bahan.
12

13. Gamba15. Diagram fase Al-Zn, temperatur vs persentase Zn
Paduan Aluminium-Lithium
Lithium menjadikan paduan aluminium mengalami pengurangan massa
jenis dan peningkatan modulus elastisitas; hingga konsentrasi sebesar 4%
lithium, setiap penambahan 1% lithium akan mengurangi massa jenis paduan
sebanyak 3% dan peningkatan modulus elastisitas sebesar 5%. Namun
aluminium-lithium tidak lagi diproduksi akibat tingkat reaktivitas lithium
yang tinggi yang dapat meningkatkan biaya keselamatan kerja.
Paduan Aluminium-Skandium
Penambahan skandium ke aluminium membatasi pemuaian yang terjadi
pada paduan, baik ketika pengelasan maupun ketika paduan berada di
lingkungan yang panas. Paduan ini semakin jarang diproduksi, karena terdapat
paduan lain yang lebih murah dan lebih mudah diproduksi dengan
karakteristik yang sama, yaitu paduan titanium. Paduan Al-Sc pernah
digunakan sebagai bahan pembuat pesawat tempur Rusia, MIG, dengan
konsentrasi Sc antara 0,1-0,5% (Zaki, 2003, dan Schwarz, 2004).
Paduan Aluminium-Besi
Besi (Fe) juga kerap kali muncul dalam aluminium paduan sebagai suatu
"kecelakaan". Kehadiran besi umumnya terjadi ketika pengecoran dengan
menggunakan cetakan besi yang tidak dilapisi batuan kapur atau keramik.
Efek kehadiran Fe dalam paduan adalah berkurangnya kekuatan tensil secara
signifikan, namun diikuti dengan penambahan kekerasan dalam jumlah yang
sangat kecil. Dalam paduan 10% silikon, keberadaan Fe sebesar 2,08%
mengurangi kekuatan tensil dari 217 hingga 78 MPa, dan menambah skala
Brinnel dari 62 hingga 70. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal Fe-Al-X,
dengan X adalah paduan utama aluminium selain Fe.
13

14. Tabel 1. Pengaruh Fe terhadap paduan aluminium. Perhatikan bahwa elongasi berbanding
lurus dengan kekuatan tensil pada tabel di bawah ini, berbeda dengan kondisi pada
umumnya yang berbanding terbalik, menunjukkan efek merusak Fe terhadap paduan
aluminium
% Fe Kekuatan tensil Elongasi (%) pada Skala kekerasan
(MPa) 50 mm bahan Brinnel
0,29 217 14 62
0,79 216 9,8 65
0,90 210 6,0 65
1,13 171 2,5 66
1,60 126 1,5 68
2,08 78 1,0 70
Kelemahan aluminium paduan adalah pada ketahanannya terhadap lelah
(fatigue). Aluminium paduan tidak memiliki batas lelah yang dapat
diperkirakan seperti baja, yang berarti failure akibat fatigue dapat muncul
dengan tiba-tiba bahkan pada beban siklik yang kecil.
Satu kelemahan yang dimiliki aluminium murni dan paduan adalah sulit
memperkirakan secara visual kapan aluminium akan mulai melebur, karena
aluminium tidak menunjukkan tanda visual seperti baja yang bercahaya
kemerahan sebelum melebur.
Gambar 16: Aluminium cair. Warna kemerahan adalah cetakan yang memanas, sedangkan
aluminium cair tidak menunjukkan perubahan warna walau dalam keadaan cair
14

15. Aluminium paduan untuk keperluan penempaan
Tabel 2. Sifat aluminium tempa pada tiga jenis paduan dengan komposisi yang berbeda-
beda. Perlu diperhatikan bahwa elongasi berbanding terbalik dengan kekuatan tensil.
Paduan Komposisi (%) Kekuatan tensil Elongasi (%) pada
(MPa) 50 mm bahan
1100 99,00 Al 90-170 5-35
3003 1,2 Mn 110-200 4-30
3004 1,2 Mn, 1,0 Mg 180-290 5-20
5052 2,5 Mg, 0,2 Cr 195-295 8-30
5056 5,2 Mg, 0,1 Mn, 295-440 10-35
0,1 Cr
Dengan persentase campuran tertentu, akan didapatkan aluminium
paduan dengan kekuatan tensil hingga 400 MPa dengan ductility yang cukup.
Aluminium paduan jenis ini lebih murah biaya produksinya karena tidak
memerlukan perlakuan termal.
Aluminium paduan dengan perlakuan termal
Tabel 3. Sifat aluminium paduan dengan perlakuan panas pada beberapa jenis paduan
dengan komposisi yang berbeda-beda. Perlu diperhatikan bahwa elongasi berbanding
terbalik dengan kekuatan tensil.
Paduan Komposisi (%) Kekuatan tensil Elongasi (%) pada
(MPa) 50 mm bahan
2014 4,4 Cu, 0,8 Si, 0,8 190-490 10-22
Mn, 0,4 Mg
2024 4,5 Cu, 0,6 Mn, 190-525 6-20
1,5 Mg
6061 1,0 Mg, 0,6 Si, 0,2 125-410 6-25
Cr
7075 5,5 Zn, 2,5 Mg, 230-580 11-17
1,5 Cu, 0,3 Cr
Aluminium paduan jenis memiliki biaya produksi yang lebih tinggi karena
memerlukan teknik khusus dalam pembentukannya hingga aluminium siap
untuk dipakai. Teknik ini akan menghasilkan paduan dengan kekuatan tensil
yang cukup tinggi, yaitu di atas 400 MPa, sehingga pengurangan massa dapat
dilakukan untuk mengurangi biaya dan mendapatkan kekuatan yang sesuai
untuk aplikasi tertentu.
Perlakuan termal yang umum dilakukan adalah:
• Pengerjaan logam dengan menggunakan panas (misal: hot
extrusion)
• Memanaskan logam hingga mendekati titik leburnya, lalu
didinginkan secara perlahan. Proses ini disebut annealing, dan
menghasilkan logam yang lunak.
15

16. • Pendinginan dengan cepat, baik dengan menggunakan es, air
dingin, ataupun air mendidih sesuai kebutuhan. Proses ini
dinamakan quenching.
• Disimpan pada temperatur tertentu (umumnya mendekati titik
leburnya) selama beberapa lama (antara 1 jam hingga 40 hari).
Proses ini disebut artificial age hardening.
Perlakuan termal dapat berupa kombinasi nomor dua, tiga, dan empat,
namun ada juga yang melakukan penyimpanan selama beberapa lama pada
suhu kamar setelah quenching sebelum siap digunakan. Ada juga yang
ditempa pada suhu kamar sebelum disimpan pada suhu tinggi.
Penyimpanan pada suhu tinggi bermanfaat untuk meningkatkan kekerasan
dan kekuatan tensil. Nilai peningkatan kekuatan tensil dapat mencapai tiga
kalinya jika dibandingkan dengan aluminium paduan tanpa perlakuan termal.
Tabel 4. Perlakuan panas yang berbeda-beda terhadap paduan 2014 (4,4 Cu, 0,8 Si, 0,8 Mn,
0,4 Mg) dan pengaruhnya terhadap sifat mekanik bahan
Perlakuan Kekuatan Elongasi (%) Skala
Tensil pada 50 mm Kekerasan
bahan Brinnel
Annealing 190 18 45
Quenching, lalu disimpan pada 435 20 105
suhu kamar
Quenching, lalu disimpan 490 13 135
dengan temperatur tertentu
Paduan 7075 merupakan paduan Al-Zn yang paling terkenal. Jika diberi
perlakuan quenching, lalu disimpan dengan temperatur tinggi selama beberapa
waktu, logam paduan akan memiliki kekuatan tensil 580 MPa. Jika tidak
diberikan perlakuan termal, paduan hanya memiliki kekuatan tensil 230 MPa.
Pada penggunaan di lingkungan yang bersifat korosif, permukaan paduan
Al-Cu yang merupakan paduan yang mudah korosi, harus dilapisi dengan
aluminium murni dengan teknik "hot rolling". Hal ini akan mencegah oksidasi
Al-Cu lebih jauh, bahkan ketika logam terpotong karena aluminium bersifat
anodik. Meski pelapisan dengan aluminium dapat mengurangi kekuatan, hal
ini umum dilakukan.
Aluminium paduan cor
Aluminium dapat dicor di cetakan pasir/tanah liat, cetakan besi, atau
cetakan baja dengan diberi tekanan. Logam cor dapat lebih cepat mengeras
jika dicor dengan cetakan logam, sehingga akan menghasilkan efek yang sama
seperti efek quenching, yaitu memperkeras logam.
Pengecoran dengan besi harus dilakukan dengan hati-hati karena dapat
menyebabkan intrusi besi ke dalam paduan, menyebabkan paduan memiliki
komposisi yang tidak diinginkan. Proses pengecoran, selain harus terbebas
dari pengotor pencetaknya, juga harus terbebas dari uap air. Aluminium,
dalam temperatur tinggi, dapat bereaksi dengan uap air membentuk aluminium
hidroksida dan gas hidrogen. Aluminium cair, sepeti logam cair pada
umumnya, dapat melarutkan gas tersebut, dan ketika logam mulai mendingin
16

17. dan menjadi padat, gelembung-gelembung hidrogen akan terbentuk di dalam
logam, menyebabkan logam menjadi berpori-pori dan menyebabkan logam
semakin rapuh.
Untuk mencegah keberadaan gas hidrogen dalam logam, pengecoran
sebaiknya dilakukan dalam keadaan kering dan tidak lembab serta logam tidak
dilelehkan pada temperatur jauh di atas titik lelehnya. Hal ini dapat dilakukan
dengan menggunakan tanur listrik, namun hal ini akan meningkatkan biaya
produksi.
Komposisi utama aluminium paduan cor pada umumnya adalah
tembaga, silikon, dan magnesium. Al-Cu memberikan keuntungan yaitu
kemudahan dalam pengecoran dan memudahkan pengerjaan permesinan. Al-
Si memmberikan kemudahan dalam pengecoran, kekuatan, ketahanan pada
temperatur tinggi, dan pemuaian yang rendah. Sifat pemuaian merupakan sifat
yang penting dalam logam cor dan ekstrusi, yang pada umumnya merupakan
bagian dari mesin. Al-Mg juga memberikan kekuatan, dan lebih baik
dibandingkan Al-Si karena memiliki ketahanan yang lebih tinggi hingga
logam mengalami deformasi plastis (elongasi). Namun konsentrasi lebih dari
10% dapat mengurangi kemudahan dalam pengecoran.
F. Sifat-Sifat Teknis Bahan
Sifat Fisik Aluminium
Table 5, menunjukan sifat fisik aluminium
Nama, Simbol, dan Nomor Aluminium, Al, 13
Sifat Fisik
Wujud Padat
Massa jenis 2,70 gram/cm3
Massa jenis pada wujud cair 2,375 gram/cm3
Titik lebur 933,47 K, 660,32 oC, 1220,58 oF
Titik didih 2792 K, 2519 oC, 4566 oF
o
Kalor jenis (25 C) 24,2 J/mol K
Resistansi listrik (20 oC) 28.2 nΩ m
Konduktivitas termal (300 K) 237 W/m K
Pemuaian termal (25 oC) 23.1 µm/m K
Modulus Young 70 Gpa
Modulus geser 26 Gpa
Poisson ratio 0,35
Kekerasan skala Mohs 2,75
Kekerasan skala Vickers 167 Mpa
Kekerasan skala Brinnel 245 Mpa
Sifat Mekanik Aluminium
Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi
oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut.
Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini
disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan
aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam
terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya
oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan
17

18. dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi
aluminium.
Kekuatan tensil
Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan
pengujian tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan
pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika
terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan yang
sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu
acuan terhadap kekuatan bahan.
Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan
umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan
yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan.
Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan
termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa
(paduan 7075).
Kekerasan
Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan
yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika
diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas,
plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya.
Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum
adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.
Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala
Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam.
Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu
dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik.
Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan quenching, lalu disimpan pada
temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135.
Ductility
Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk
menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa
terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan
bentuk neckingnya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami
necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductility rendah,
hampir tidak mengalami necking. Sedangkan dalam hasil pengujian tensil,
ductility diukur dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah seberapa
besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tensil.
Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal
bahan yang diujikan.
Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan
memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun
pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium
murni, karena ductility berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta
hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi
dari pada aluminium murni.
18

19. G. Contoh Aplikasi
Aluminium adalah logam non-besi yang paling banyak digunakan di
seluruh dunia. Produksi global dunia pada tahun 2005 mencapai 31,9 juta ton,
melebihi produksi semua logam non-besi lainnya (Hetherington et al, 2007).
Aluminium memiliki rasio kekuatan terhadap massa yang paling tinggi,
sehingga banyak digunakan sebagai bahan pembuat pesawat dan roket.
Aluminium juga dapat menjadi reflektor yang baik; lapisan aluminium murni
dapat memantulkan 92% cahaya .
Aluminium murni, saat ini jarang digunakan karena terlalu lunak.
Penggunaan aluminium murni yang paling luas adalah aluminium foil (92-
99% aluminium).
Paduan aluminium-magnesium umumnya digunakan sebagai bahan
pembuat badan kapal. Paduan lainnya akan mudah mengalami korosi ketika
berhadapan dengan larutan alkali seperti air laut.
Paduan aluminium-tembaga-lithium digunakan sebagai bahan pembuat
tangki bahan bakar pada pesawat ulang-alik milik NASA.
Uang logam juga terbuat dari aluminium yang diperkeras. Hingga saat
ini, sulit dicari apa bahan paduan uang pembuat uang logam berwarna putih
keperakan ini, kemungkinan dirahasiakan untuk mencegah pemalsuan uang
logam.
Velg mobil juga menggunakan bahan aluminium yang dipadu dengan
magnesium, silicon, atau keduanya, dan dibuat dengan cara ekstrusi atau
dicor.
Beberapa jenis roda gigi menggunakan paduan Al-Cu. Penggunaan
paduan Cu untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang cukup dan
memperpanjang usia benda akibat fatigue.
Gambar 17. Uang logam, juga terbuat dari aluminium
Gambar 18. Aluminium foil
19

20. Gambar 19. Aluminium foam
Gambar 20. Velg mobil, mengunakan paduan Al-Si, Al-Mg, atau Al-Si-Mg
Gambar 21. Roda gigi menggunakan paduan Al-Cu
Gambar 22. Pesawat terbang, dibuat dengan menggunakan paduan 7075, Al-Zn.
H. Standarisasi dan Kodifikasi
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.
20

21. • 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.
Perlu diperhatikan bahwa pengkodean aluminium untuk keperluan
penempaan seperti di ats tidak berdasarkan pada komposisi paduannya, tetapi
berdasarkan pada sistem pengkodean terdahulu, yaitu sistem Alcoa yang
menggunakan urutan 1 sampai 79 dengan akhiran S, sehingga dua digit di
belakang setiap kode pada pengkodean di atas diberi angka sesuai urutan
Alcoa terdahulu. Pengecualian ada pada paduan magnesium dan lithium.
Pengkodean untuk aluminium cor berdasarkan Aluminium Association
adalah sebagai berikut:
• Seri 1xx.x adalah aluminium dengan kandungan minimal
99% aluminium
• Seri 2xx.x adalah paduan dengan tembaga
• Seri 3xx.x adalah paduan dengan silikon, tembaga, dan/atau
magnesium
• Seri 4xx.x adalah paduan dengan silikon
• Seri 5xx.x adalah paduan dengan magnesium
• Seri 7xx.x adalah paduan dengan seng
• Seri 8xx.x adalah paduan dengan lithium
Perlu diperhatikan bahwa pada digit kedua dan ketiga menunjukkan
persentase aluminiumnya, sedangkan digit terakhir setelah titik adalah
keterangan apakah aluminium dicor setelah dilakukan pelelehan pada produk
aslinya, atau dicor segera setelah aluminium cair dengan paduan tertentu.
Ditulis hanya dengan dua angka, yaitu 1 atau 0.
Klasifikasi aluminium pada Standar Nasional Indonesia tidak
berdasarkan pada konsentrasi paduan maupun perlakuannya. Klasifikasi
aluminium paduan pada Standar Nasional Indonesia didasarkan pada aplikasi
aluminium tersebut. Berikut ini adalah contoh penomoran aluminium pada
Standar Nasional Indonesia:
• 03-2583-1989 aluminium lembaran bergelombang untuk atap dan
dinding
• 07-0417-1989 ekstrusi aluminium paduan
• 03-0573-1989 jendela aluminium paduan
• 07-0603-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur
• 07-0733-1989 ingot aluminium primer
• 07-0734-1989 aluminium ekstrusi untuk arsitektur, terlapis bahan
anodisasi
• 07-0828-1989 ingot aluminium sekunder
21

22. • 07-0829-1989 ingot aluminium paduan untuk cor
• 07-0851-1989 plat dan lembaran aluminium
• 07-0957-1989 aluminium foil dan paduannya
• 04-1061-1989 kawat aluminium untuk penghantar listrik
Terdapat 84 produk aluminium yang terdaftar dalam Sistem Informasi
Standar Nasional Indonesia, berupa aluminium murni dan paduannya,
senyawa aluminium, bahkan petunjuk teknis pembuatan aluminium dan
aplikasinya juga merupakan produk terdaftar di SNI.
I. Bentuk, Ukuran, dan Harga
TOKO MEGA ALUMUNIUM
Jl. KH Soleh Iskandar (JL. Baru) no. 9 Bogor
• Ukuran 3” x 1,5” x 1,0mm
Bentuk Harga
M Rp. 208.500
Holo (persegi panjang) Rp. 172.100
Spanrel Rp. 180.400
Plat Siku Rp. 27.500
L Rp. 80.700
Plat strip Rp. 65.600
• Ukuran 1,20 m x 2,40 m x 0,3 mm
Bentuk Harga
Plat Lembaran Rp. 800.000
• Ukuran 4” x 1,5” x 1,0 mm
Bentuk Harga
M Rp. 256.000
Spanrel Rp. 255.300
Holo (persegi panjang) Rp. 218.900
Plat Strip Rp. 86.800
22

23. • Alumunium Batang
Bentuk Panjang Tebal Harga
Batang siku 6m 0.8 mm Rp. 38.000,00
Batang H 6m 1 mm Rp. 225.000,00
Glosarium
Age-hardening Adalah teknik perlakuan termal untuk meningkatkan
kekuatan tensil dari material yang dapat ditempa yang
mengandalkan prinsip perubahan fase dalam respon suatu
material terhadap temperatur.
Annealing Adalah perlakuan termal yang mengubah struktur mikro
dari suatu material yang menyebabkan perubahan sifat
seperti kekuatan, kekerasan, dan ductility. Dalam logam,
perlakuan ini dilakukan dengan memanaskan material
hingga bercahaya.
Cryolite Bahan yang digunakan sebagai pelarut alumina untuk
proses elektrolisis. Susunan senyawanya adalah Na3AlF6.
Die casting Proses membentuk logam cair di bawah tekanan
menggunakan cetakan.
Ductility Sifat mekanik yang digunakan untuk menjelaskan seberapa
jauh benda dapat dilakukan deformasi plastis hingga
mengalami keretakkan.
Ekstrusi Proses membuat benda dalam bentuk yang telah ditetapkan
dengan mendorong material melalui “die” hingga terbentuk
bentuk yang diinginkan.
Elektrolisis Metode menggunakan arus listrik untuk memicu reaksi
kimia non-spontan.
Elongasi Seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika
dilakukan uji kekuatan tensil. Elongasi ditulis dalam
persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan
yang diujikan.
Failure Hilangnya kemampuan suatu bahan dalam menahan beban atau bahkan
beban dirinya sendiri.
Fatigue Kerusakan material dan progresif yang terjadi akibat beban
siklik yang diaplikasikanke suatubahan.
Ingot Suatu material, umumnya logam, yang dicetak dalam bentuk yang siap
dipakai untuk pemrosesan berikutnya.
Kekerasan Berbagai sifat dari suatu material dalam wujud padat yang
memberikannya resistansi terhadap berbagai perubahan
bentuk ketika gaya diaplikasikan.
23

24. Kekuatan tensil Adalah seberapa besar gaya per satuan luas yang
diaplikasikan dalam uji tensil hingga benda uji mengalami
necking.
Modulus geser Rasio dari tegangan geser dan regangan geser ketika suatu
bahan mengalami gaya paralel pada permukaan yang
berlawanan dengan arah yang berlawanan.
Modulus young Rasio dari tegangan dan regangan ketika suatu benda
mengalami tekanan atau tarikan dalam satu arah.
Necking Adalah bentuk dari deformasi tensil ketika tegangan yang
relatif besar memindahkan secara disproporsional sebagian
dari suatu bahan.
Pasivation Proses yang menjadikan suatu material bersifat pasif
terhadap zat lainnya.
Perlakuan termal Perlakuan yang menggunakan temperatur, dalam bentuk
pendinginan atau pemanasan, umumnya hingga mendekati
temperatur ekstrim, untuk mendapatkan hasil yang
diinginkan, berupa meningkatnya kekuatan bahan atau
melunakkan suatu bahan.
Poisson Ratio Rasio kontraksi benda secara horisontal terhadap
meregangnya benda seara vertikal ketika benda
diregangkan
Quenching Proses termal, yaitu mendinginkan dalam waktu cepat suatu
material yang sedang berada dalam kondisi temperatur
yang mendekati ekstrim.
Work-hardening Penambahan kekuatan suatu logam dengan deformasi
plastis
24

25. Daftar Pustaka
Ahmad, Zaki.2003. "The properties and application of scandium-reinforced
aluminum". JOM
Anonim. Aluminium, dari [[http://webmineral.com/data/Aluminum.shtml]]
diunduh pada tanggal 15 Desember 2009
Christoph Schmitz, Josef Domagala, Petra Haag.2006. Handbook of aluminium
recycling: fundamentals, mechanical preparation, metallurgical
processing, plant design. Vulkan-Verlag GmbH.
Dieter G. E.1988. Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill.
Emsley, John.2001. Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements.
Oxford, UK: Oxford University Press
Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A.1997. Chemistry of the Elements (2nd ed.),
Oxford: Butterworth-Heinemann.
Guilbert, John M. and Carles F. Park.1986. The Geology of Ore Deposits.
Freeman
Polmear, I. J. 1995. Light Alloys: Metallurgy of the Light Metals. Arnold.
__________. 2006. Light alloys from traditional alloys to nanocrystals. Oxford:
Elsevier/Butterworth-Heinemann
Schwarz James A. Contescu Cristian I., Putyera Karol. 2004. Dekker
encyclopédia of nanoscience and nanotechnology, Volume 3. CRC Press
Surdia Tata, dan Saito Shinroku.1985. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta:
PT Dainippon Gitakarya Printing
Venetski S. 1969. ""Silver" from clay".
25

26. Daftar kontribusi anggota kelompok :
1. Abdul Hafizh
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
standarisasi dan pengkodean, membuat slide mengenai standarisasi dan
pengkodean
2. Sapto Andriyono
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, membuat makalah,sebagai
narasumber mengenai proses pembuatan, membuat slide mengenai proses
pembuatan.
3. Yudhi Sudiyanto
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai moderator dan
operator.
4. Aulia Rizqi Nur Abidi
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
klasifikasi dan penggolongan, membuat slide mengenai klasifikasi dan
penggolongan, membuat dan merapikan bahan aluminium,mengedit
makalah.
5. Yuliana
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
pengertian dan kandungan unsur, membuat slide mengenai pengertian dan
kandungan unsur, membuat dan merapikan bahan aluminium, survey
bahan aluminium
6. Reny Irmayanti
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
harga dan aplikasi, membuat slide mengenai harga dan aplikasi, membuat
dan merapikan bahan aluminium, survey bahan aluminium
7. Rhamdani Mardiansyah
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
struktur mikro, membuat slide mengenai struktur mikro, survey bahan
aluminium, membuat layout+mengedit slide
26

27. 8. Ahmad Eriska
Mencari bahan untuk pembuatan makalah, sebagai narasumber mengenai
sifat-sifat, membuat slide mengenai sifat-sifat, membuat layout+mengedit
slide
LAMPIRAN
27