Besi cor kekuatan tinggi (Ductile iron), juga dikenal sebagai besi cor nodular, besi cor nodular, besi cor spheroidal dan besi cor SG, adalah besi cor yang mengandung grafit yang ditemukan oleh Keith Mills pada tahun 1943. Meskipun sebagian besar jenis besi cor lemah dalam ketegangan dan rapuh , besi ulet memiliki dampak dan ketahanan lelah yang jauh lebih baik karena grafit nodular.

25 Oktober 1949 Keith Dwight Millis, Albert Paul Gagnebin, dan Norman Boden Pilling menerima paten AS 2.485.760 untuk paduan besi tuang untuk produksi besi ulet dengan perlakuan magnesium. Augustus F. Meehan menerima paten pada bulan Januari 1931 untuk menghamili besi dengan kalsium silisida untuk menghasilkan gumpalan berkekuatan tinggi yang disetujui, yang kemudian dilisensikan sebagai Meehanite dan masih diproduksi pada tahun 2017.

Metalurgi Besi ulet (Ductile iron)

Besi ulet bukanlah suatu material tunggal, melainkan bagian dari sekelompok material yang struktur mikronya dapat diatur sehingga menghasilkan berbagai sifat. Ciri umum kelompok bahan ini adalah bentuk grafit. Grafit pada besi ulet berbentuk bintil-bintil, bukan serpihan, seperti pada besi cor kelabu. Serpihan grafit yang tajam menciptakan titik konsentrasi tegangan dalam matriks logam, sedangkan bintil bulat mencegah retak dan meningkatkan kekuatan yang menjadi asal muasal nama paduan tersebut.

Nodulasi disebabkan oleh penambahan elemen nodulasi, yang paling umum adalah magnesium (magnesium mendidih pada suhu 2012F dan besi meleleh pada suhu 2732F, dan lebih jarang lagi saat ini cerium (biasanya dalam bentuk logam campuran). Telurium juga digunakan. Yttrium, sering kali merupakan komponen logam campuran. , juga telah diselidiki sebagai kemungkinan simpul.

Besi grafit nodular austemper (ADI) ditemukan pada tahun 1950-an, namun baru beberapa tahun kemudian diperkenalkan ke pasar dan meraih kesuksesan. Dalam ADI, struktur metalurgi dimanipulasi melalui proses perlakuan panas yang kompleks.

Mengaplikasikan

Besi ulet banyak digunakan di berbagai industri, terutama dalam produksi pipa besi ulet untuk saluran air dan saluran pembuangan. Ini bersaing dengan bahan polimer yang lebih ringan seperti PVC dan HDPE namun menawarkan kekuatan dan daya tahan yang unggul. Selain pipa, ia juga dapat diterapkan pada komponen otomotif, truk off-highway, mesin pertanian, pompa sumur minyak, dan pusat tenaga angin. Selain itu, bahan ini disukai untuk harpa dan vise grand piano karena kekuatan dan daya tahannya yang ditingkatkan dibandingkan dengan besi cor atau baja biasa, sehingga menawarkan alternatif yang hemat biaya.
 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Korosi adalah proses alami yang mengubah logam halus menjadi oksida yang lebih stabil secara kimiawi. Korosi adalah kerusakan material (biasanya logam) secara bertahap akibat reaksi kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Rekayasa korosi adalah bidang yang didedikasikan untuk pengendalian dan pencegahan korosi.

Dalam penggunaan kata yang paling umum, kata ini mengacu pada oksidasi elektrokimia logam melalui reaksi dengan zat pengoksidasi seperti oksigen, hidrogen, atau hidroksida. Karat, pembentukan oksida besi, adalah contoh korosi elektrokimia yang terkenal. Jenis kerusakan ini biasanya menghasilkan oksida atau garam dari logam induk dan menghasilkan warna oranye yang khas. Korosi juga dapat terjadi pada bahan selain logam, seperti keramik atau polimer, meskipun istilah "degradasi" lebih umum digunakan dalam konteks ini. Korosi melemahkan sifat-sifat material dan struktur, seperti kekuatan mekanik, penampilan, dan permeabilitas terhadap cairan dan gas.

Banyak paduan struktural yang mudah terkorosi saat terkena uap air, tetapi paparan zat tertentu dapat berdampak serius pada prosesnya. Korosi dapat terkonsentrasi secara lokal, membentuk lubang atau retakan, atau menyebar ke area yang luas, merusak permukaan secara merata. Karena korosi adalah proses yang dikendalikan oleh difusi, maka korosi terjadi pada permukaan yang terbuka. Akibatnya, metode yang mengurangi aktivitas permukaan yang terbuka, seperti pasivasi dan konversi kromat, dapat meningkatkan ketahanan material dan korosi. Namun, beberapa mekanisme korosi kurang terlihat dan kurang dapat diprediksi.

Kimiawi korosi sangat kompleks; korosi dapat dianggap sebagai fenomena elektrokimia. Dalam proses korosi, oksidasi terjadi pada titik tertentu di permukaan benda besi, dan titik tersebut bertindak sebagai anoda. Elektron yang dilepaskan dari titik anodik tersebut bergerak melalui logam ke titik lain pada objek dan mengurangi oksigen di titik tersebut dengan adanya H+ (yang dapat diperoleh dari asam karbonat (H2CO3) yang dihasilkan oleh pembubaran karbon dioksida dari udara; ion hidrogen juga dapat tersedia di air ketika oksida asam lainnya larut dari atmosfer). Titik ini berfungsi sebagai katoda.

Penghapusan korosi

Seringkali produk korosi dapat dihilangkan secara kimia. Misalnya, asam fosfat dalam bentuk navy jelly sering diaplikasikan pada peralatan atau permukaan logam besi untuk menghilangkan karat. Penghapusan korosi tidak sama dengan pemolesan listrik, yang menghilangkan beberapa lapisan logam dasar ke permukaan yang halus. Misalnya, asam fosfat juga dapat digunakan untuk pemolesan tembaga secara elektro, tetapi asam fosfat menghilangkan tembaga, bukan produk korosi tembaga.

Logam yang tahan terhadap korosi

Beberapa logam secara alami lebih tahan terhadap korosi dibandingkan yang lain, dengan emas dan platinum menjadi contoh terbaik karena kemampuannya secara spontan memecah produk korosi menjadi logam murni. Logam lain seperti seng, magnesium, dan kadmium terkorosi secara perlahan karena kinetika reaksi yang lambat. Meskipun grafit melepaskan energi ketika teroksidasi, sebagian besar grafit kebal terhadap korosi elektrokimia dalam kondisi normal.

Pasifasi menciptakan logam dan #039; lapisan tipis produk korosi yang dikenal sebagai film pasif pada permukaan yang bertindak sebagai penghalang oksidasi. Film ini secara kimia dan struktural berbeda dari logam di bawahnya dan dapat pulih kembali jika rusak. Pasifasi terjadi pada material seperti aluminium, baja tahan karat, titanium, dan silikon dan dipengaruhi oleh faktor metalurgi dan lingkungan seperti pH, ion klorida, suhu, dan kontak dengan logam cair.
 

Disadur dari: en.wikipedia.org

Dalam mekanika, kuat tekan (atau kuat tekan) adalah kemampuan suatu material atau struktur untuk menahan beban yang ukurannya cenderung mengecil (berlawanan dengan kuat tarik, yang menahan beban yang cenderung meregang). Dengan kata lain, kuat tekan menahan kompresi (compressing), sedangkan kuat tarik menahan regangan (tertarik). Kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan geser dapat dianalisis secara independen dalam studi kekuatan material.

Beberapa bahan pecah pada batas kuat tekannya; yang lainnya berubah bentuk secara permanen, sehingga sejumlah deformasi tertentu dapat dianggap sebagai batas beban tekan. Kekuatan tekan merupakan nilai kunci dalam desain struktur. Kekuatan tekan sering diukur dengan mesin uji umum. Pengukuran kompresi dipengaruhi oleh metode pengujian tertentu dan kondisi pengukuran. Kekuatan tekan biasanya diberikan dalam kaitannya dengan standar teknis tertentu.

Jika suatu benda diberi gaya yang menyebabkan benda tersebut memanjang, maka benda tersebut disebut dalam keadaan tarik. Sebaliknya jika suatu bahan dikompresi dan mengalami pengurangan panjang, maka dianggap dalam keadaan tekan.

Pada tingkat atom, ketika berada di bawah tekanan, molekul-molekul atau atom-atom mengalami pemisahan, sedangkan ketika berada di bawah tekanan, molekul-molekul atau atom-atom tersebut terdorong mendekat. Ketika atom-atom dalam zat padat secara alami mencari posisi dan jarak keseimbangan dari atom-atom tetangganya, gaya-gaya internal berkembang di seluruh material, menahan tegangan dan kompresi. Oleh karena itu, fenomena tingkat atom yang mendasarinya serupa.

Regangan mengacu pada perubahan relatif panjang yang diakibatkan oleh tegangan yang diterapkan: regangan positif terjadi ketika suatu benda berada di bawah tekanan, yang menyebabkan pemanjangan, sedangkan regangan negatif terjadi dengan tegangan tekan, yang menyebabkan kontraksi. Ketegangan cenderung mengoreksi penyimpangan kecil ke samping, sedangkan kompresi cenderung memperburuk penyimpangan tersebut, yang berpotensi menyebabkan tekuk.

Menurut definisi, kuat tekan ultimit suatu material adalah nilai tegangan tekan uniaksial yang dicapai pada saat material mengalami kegagalan total. Kuat tekan biasanya diperoleh secara eksperimental dengan menggunakan uji tekan. Peralatan yang digunakan pada pengujian ini sama dengan peralatan yang digunakan pada pengujian tarik. Pembebanan tekan uniaksial digunakan sebagai pengganti pembebanan tarik uniaksial. Seperti yang dapat dibayangkan, sampel (biasanya berbentuk silinder) diperpendek dan dipisahkan secara lateral. Perangkat memplot kurva tegangan-regangan yang terlihat berikut ini:

Kekuatan tekan material berhubungan dengan tegangan pada titik merah pada kurva. Dalam pengujian kompresi, terdapat daerah linier dimana material mematuhi hukum Hooke. Oleh karena itu, mengenai wilayah ini,   dalam hal ini, E mengacu pada modulus kompresi Young. Di wilayah ini, material mengalami deformasi elastis dan kembali ke panjang aslinya ketika tegangan dilepaskan.

Wilayah linier ini berakhir pada titik leleh yang disebut. Mulai saat ini, material berperilaku plastis dan tidak kembali ke panjang aslinya setelah beban dihilangkan.

_{Kurva tegangan-regangan sebenarnya untuk spesimen tipikal}
 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Baja karbon (Carbon steel) adalah baja dengan kandungan karbon sekitar 0,05 hingga 2,1 persen beratnya. Definisi baja karbon menurut American Iron and Steel Institute (AISI) menyatakan:

• Tidak ada kandungan minimum yang ditetapkan atau diwajibkan untuk kromium, kobalt, molibdenum, nikel, niobium, titanium, tungsten, vanadium, zirkonium, atau elemen lainnya. Diinginkan untuk mencapai efek paduan.
• Kandungan tembaga minimum yang ditentukan tidak melebihi 0,40%.
• Atau nilai maksimum yang ditentukan dari salah satu unsur berikut tidak melebihi persentase yang ditentukan: Mangan 1,65%. Silikon 0,60%; Tembaga 0,60%.

Istilah baja karbon juga dapat digunakan untuk baja selain baja tahan karat; dalam aplikasi ini baja karbon mungkin mengandung baja paduan. Baja karbon tinggi memiliki banyak kegunaan berbeda, seperti mesin penggilingan, pisau (seperti pahat) dan kawat yang kuat. Aplikasi ini memerlukan struktur mikro yang jauh lebih baik sehingga meningkatkan ketangguhan.

Ketika kandungan karbon meningkat, baja menjadi lebih keras dan kuat melalui perlakuan panas. Namun, ini kurang ulet. Terlepas dari perlakuan panas, kandungan karbon yang lebih tinggi mengurangi kemampuan las. Pada baja karbon, peningkatan kandungan karbon menurunkan titik leleh.

Sifat, karakteristik dan dampak lingkungan

• Baja karbon sering dibagi menjadi dua kategori utama: baja karbon rendah dan baja karbon tinggi.
• Baja karbon mungkin juga mengandung unsur lain seperti mangan, fosfor, belerang, dan silikon, yang dapat mempengaruhi sifat-sifatnya.
• Baja karbon mudah dikerjakan dan dilas, membuatnya serbaguna untuk berbagai aplikasi. Itu juga dapat diberi perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan dan daya tahan.
• Baja karbon rentan terhadap karat dan korosi, terutama di lingkungan dengan kelembaban tinggi dan garam.
• Baja karbon dapat dilindungi dari korosi dengan melapisinya dengan cat, pernis, atau bahan pelindung lainnya.
• Sebagai alternatif, dapat dibuat dari paduan baja tahan karat yang mengandung kromium, yang memberikan ketahanan korosi yang sangat baik.
• Baja karbon dapat dicampur dengan unsur lain untuk meningkatkan sifat-sifatnya, seperti: B. Tambahkan kromium dan/atau nikel untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan oksidasi, atau menambahkan molibdenum untuk meningkatkan kekuatan dan ketangguhan pada suhu tinggi.
• Baja karbon merupakan material yang ramah lingkungan karena mudah didaur ulang dan dapat digunakan kembali dalam berbagai aplikasi. Logam ini juga hemat energi dalam produksinya, membutuhkan lebih sedikit energi dibandingkan logam lain seperti aluminium dan tembaga.

Tipe baja karbon

1. Baja ringan, juga dikenal sebagai baja karbon rendah, mengandung sedikit karbon, sehingga kuat dan tangguh namun tidak mudah marah. Ini banyak digunakan karena keterjangkauannya dan sifat materialnya yang dapat diterima untuk berbagai aplikasi. Dengan kandungan karbon sekitar 0,05-0,30%, baja ringan bersifat lunak dan ulet, meskipun kekuatan tariknya relatif rendah. Kepadatannya sekitar 7,85 g/cm3, dan memiliki modulus Young sebesar 200 GPa.
2. Baja karbon rendah menunjukkan titik leleh yang habis, ditandai dengan dua titik leleh dimana hasil material turun secara signifikan setelah titik leleh atas. Mereka lebih mudah dibentuk dingin dan biasa digunakan dalam aplikasi seperti suku cadang mobil, pipa, konstruksi, dan kaleng makanan.
3. Baja dengan tegangan tarik tinggi, yang ditemukan pada kisaran karbon menengah paling bawah, mengandung unsur paduan tambahan untuk meningkatkan kekuatan, sifat aus, atau kekuatan tarik. Paduan ini termasuk kromium, molibdenum, silikon, mangan, nikel, dan vanadium, dengan pengotor terbatas seperti fosfor dan belerang.
4. Baja karbon tinggi, dengan kandungan karbon berkisar antara 0,30% hingga 1,70%, dapat menjalani perlakuan panas dan seringkali memiliki sedikit pengotor yang mempengaruhi kualitasnya. Mangan ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan pengerasan, dan meskipun baja karbon tinggi memiliki keuletan dan kemampuan las yang terbatas, baja ini digunakan dalam aplikasi khusus seperti pegas dan kabel berkekuatan tinggi.
    

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Kuningan adalah kombinasi tembaga (Cu) dan seng (Zn), yang kadarnya dapat diubah untuk mendapatkan warna dan sifat mekanik, listrik, akustik, dan kimia yang berbeda, tetapi tembaga biasanya memiliki kadar yang lebih besar. Digunakan sejak zaman prasejarah, ini bisa menjadi campuran substitusi: sedikit pun dari dua unsur dapat saling menggantikan di dalam struktur permata yang sama.

Kuningan sebanding dengan perunggu, amalgam tembaga yang mengandung timah, bukan seng. Baik perunggu maupun kuningan mungkin mengandung sedikit komponen lain seperti arsenik (As), timbal (Pb), fosfor (P), aluminium (Al), mangan (Mn), dan silikon (Si). Memang benar, kualifikasi antara kedua kombinasi tersebut kurang dapat diandalkan dan jelas, dan semakin banyak ruang pameran yang menggunakan istilah yang lebih umum "campuran tembaga".

Kuningan telah lama menjadi kain yang populer karena tampilannya yang berkilau seperti emas dan masih digunakan untuk penarik laci dan gagang pintu. Ini juga telah banyak digunakan untuk membuat cetakan dan peralatan karena titik lembeknya, kemampuan kerja yang tinggi (baik dengan instrumen tangan dan dengan mesin pembubut dan pengolah canggih), ketangguhan, dan konduktivitas listrik dan panas. Kuningan dengan kandungan tembaga yang lebih tinggi memiliki warna yang lebih lembut dan cemerlang; namun yang mengandung lebih sedikit tembaga dan lebih banyak seng akan lebih keras dan warnanya lebih cemerlang.

Kuningan masih umum digunakan dalam aplikasi yang memerlukan ketahanan erosi dan kontak moo, seperti kunci, poros, roda gigi, orientasi, selubung amunisi, ritsleting, pipa ledeng, sambungan selang, katup, serta colokan dan perlengkapan listrik. Ini digunakan secara luas untuk pembangkangan melodi seperti terompet dan lonceng. Komposisi kuningan, pada umumnya 66% tembaga dan 34% seng, menjadikannya pengganti tembaga yang baik dalam perhiasan ansambel dan cetakan, karena menunjukkan ketahanan yang lebih besar terhadap erosi. Kuningan tidak sesulit perunggu, sehingga tidak cocok untuk sebagian besar senjata dan perangkat. Juga tidak masuk akal untuk pekerjaan di bidang kelautan, karena seng bereaksi dengan mineral dalam air asin, menghilangkan tembaga yang dapat ditembus; kuningan laut, termasuk timah, menjaga jarak strategis dari hal ini, seperti halnya perunggu.

Kuningan sering digunakan dalam situasi di mana kilauan tidak boleh terjadi, seperti pada perlengkapan dan perangkat yang menggunakan bahan yang mudah terbakar atau berbahaya.

Sifat - sifat materi:

Kuningan, karena lebih mudah dibentuk dibandingkan perunggu atau seng, memiliki titik leleh yang relatif rendah, berkisar antara 900 hingga 940 °C (1.650 hingga 1.720 °F), bergantung pada komposisinya. Karakteristik ini, beserta sifat alirannya, menjadikan kuningan sebagai bahan favorit untuk pengecoran. Mengubah proporsi tembaga dan seng memungkinkan penyesuaian sifat kuningan, menghasilkan varietas keras dan lunak. Kuningan memiliki massa jenis berkisar antara 8,4 hingga 8,73 g/cm3.

Saat ini, sekitar 90% paduan kuningan didaur ulang, karena sifatnya yang non-feromagnetik, sehingga memudahkan pemisahan dari potongan besi menggunakan magnet. Potongan kuningan mengalami peleburan dan pembentukan kembali menjadi billet, yang kemudian diekstrusi menjadi bentuk dan ukuran yang diinginkan. Karena kelembutan umumnya, kuningan sering kali dapat dikerjakan tanpa cairan pemotongan, meskipun ada pengecualian.

Penambahan aluminium meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi kuningan, membentuk lapisan pelindung aluminium oksida di permukaan. Timah menawarkan manfaat serupa, terutama dalam aplikasi kelautan (kuningan angkatan laut), sementara kombinasi besi, aluminium, silikon, dan mangan berkontribusi terhadap ketahanan terhadap keausan. Kandungan besi hanya 1% dalam kuningan memberikan sifat magnetis yang nyata.

Kuningan rentan terhadap korosi jika terdapat uap air, klorida, asetat, amonia, dan asam tertentu. Korosi ini terjadi ketika tembaga bereaksi dengan belerang, membentuk lapisan tembaga sulfida berwarna coklat, yang selanjutnya dapat teroksidasi di udara menghasilkan patina karbonat tembaga berwarna hijau-biru. Tergantung pada pembentukannya, lapisan patina ini dapat melindungi kuningan di bawahnya dari kerusakan lebih lanjut.

Meskipun terdapat perbedaan potensial listrik yang signifikan antara tembaga dan seng, paduan kuningan tidak mengalami korosi galvanik internal karena tidak adanya lingkungan korosif di dalam campuran. Namun, kontak dengan logam yang lebih mulia seperti perak atau emas dalam lingkungan seperti itu dapat menyebabkan korosi galvanik pada kuningan, sedangkan kontak dengan logam yang kurang mulia seperti seng atau besi dapat melindungi kuningan dari korosi.
 

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Baja tahan karat austenitik adalah salah satu dari lima kelas baja tahan karat berdasarkan struktur kristal (selain baja yang diperkeras feritik, martensit, dupleks, dan presipitasi). Struktur kristal utamanya adalah austenit (kubus berpusat pada permukaan) dan ini mencegah pembentukan baja selama perlakuan panas dan menjadikannya pada dasarnya non-magnetik. Struktur ini dicapai dengan menambahkan unsur penstabil austenit seperti nikel, mangan, dan nitrogen dalam jumlah yang cukup. Keluarga paduan Incoloy termasuk dalam kelas baja tahan karat superaustenitik.

Sifat baja tahan karat austenitik

Keluarga baja tahan karat austenitik terdiri dari dua subkelompok: seri AISI 300 dan seri AISI 200. Meskipun seri 300 mengandalkan penambahan nikel untuk struktur austenitiknya, seri 200 menggantikan nikel dengan mangan dan nitrogen, meskipun kandungan nikelnya masih sedikit, menjadikannya pilihan yang hemat biaya.

Dalam kelompok baja tahan karat austenitik, seri 300 lebih banyak digunakan. Tipe 304, juga dikenal sebagai baja 18/8 atau A2, adalah baja yang paling umum dan banyak digunakan untuk barang-barang seperti peralatan masak dan peralatan dapur. Tipe 316, yang paling umum berikutnya, mengandung molibdenum untuk meningkatkan ketahanan terhadap asam dan korosi lokal.

Kandungan nitrogen yang lebih tinggi pada seri 200 memberikan kekuatan mekanik yang lebih tinggi dibandingkan seri 300. Paduan 20 (Carpenter 20) adalah baja tahan karat austenitik yang dikenal karena ketahanannya yang sangat baik terhadap lingkungan agresif seperti asam sulfat panas dan retak korosi akibat asam sulfat.

Baja tahan karat austenitik tahan panas dapat menahan suhu tinggi di atas 600 °C dan harus mempertahankan sifat mekanik dan tahan korosi, biasanya melalui penambahan kromium, silikon, dan aluminium. Metode pengujian tak rusak seperti inspeksi penetran pewarna dan pengujian arus eddy dapat digunakan untuk menilai baja tahan karat austenitik, sedangkan inspeksi partikel magnetik tidak sesuai.

Disadur dari: en.wikipedia.org