Pengaruh Unsur dalam Paduan terhadap Sifat Mekanik 

Penambahan elemen logam yang berbeda dalam suatu paduan dapat mempengaruhi sifat mekaniknya secara signifikan (seperti kekuatan, kekerasan, keuletan, ketangguhan, ketahanan terhadap korosi, dll.).

Berikut ini adalah peran unsur logam umum dalam paduan dan pengaruhnya terhadap sifat mekanik:

1.Karbon (C)

(1) Gunakan: Terutama ditemukan pada baja dan besi tuang, membentuk karbida dengan besi (seperti Fe3C).

(2). Pengaruh:

①.Kekuatan/Kekerasan: Peningkatan kandungan karbon secara signifikan meningkatkan kekerasan dan kekuatan (seperti baja karbon tinggi), namun jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan kerapuhan.

②.Daktilitas: Semakin tinggi kandungan karbon, semakin rendah keuletan dan ketangguhannya.

③.Kemampuan las: Baja karbon tinggi memiliki sifat pengelasan yang buruk.

2.Kromium (Cr)

(1) Gunakan: Elemen kunci untuk baja tahan karat (seperti 304, 316) dan baja perkakas.

(2). Pengaruh:

①. Ketahanan korosi: Membentuk film oksida pasif (Cr2O3) untuk meningkatkan ketahanan oksidasi dan ketahanan korosi.

②.Kekerasan/Kekuatan: Membentuk karbida dengan karbon (seperti Cr23C6) untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus.

③.Kinerja suhu tinggi: Meningkatkan kekuatan suhu tinggi (seperti baja tahan panas).

3.Nikel (Ni)

(1). Aplikasi: baja tahan karat (seperti 304), paduan suhu tinggi (seperti Inconel) dan paduan tahan korosi.

(2). Pengaruh:

①.Ketangguhan: Meningkatkan ketangguhan dan keuletan suhu rendah (seperti baja nikel untuk lingkungan suhu rendah).

②. Ketahanan korosi: Meningkatkan ketahanan terhadap asam dan basa.

③.Stabilisasi austenit: Dalam baja tahan karat, ia bekerja sama dengan kromium untuk membentuk struktur austenitik (seperti baja 304).

4.Molibdenum (Mo)

(1). Aplikasi: baja berkekuatan tinggi (seperti 4140), baja tahan karat (seperti 316) dan paduan suhu tinggi.

(2). Pengaruh:

①.Kekuatan/tahan panas: Meningkatkan kekuatan suhu tinggi dan ketahanan mulur.

②. Ketahanan korosi: Meningkatkan ketahanan terhadap korosi tegangan klorida (seperti baja tahan karat 316).

③.Penghalusan biji-bijian: Meningkatkan pengerasan.

5.Mangan (Mn)

(1). Aplikasi: baja karbon (seperti A36), baja paduan rendah kekuatan tinggi (HSLA) dan baja mangan austenitik (seperti baja Hadfield).

(2). Pengaruh:

①.Deoksidasi/desulfurisasi: Mengurangi efek berbahaya dari sulfur (membentuk MnS, bukan FeS).

②.Kemampuan pengerasan: Meningkatkan kemampuan pengerasan dan ketahanan aus (misalnya baja mangan tinggi untuk bucket ekskavator).

③.Stabilisasi austenit: Penggantian nikel sebagian pada baja tahan karat.

6.Silikon (Si)

(1). Kegunaan: Baja pegas (misalnya 65Mn), baja listrik, dan paduan aluminium (misalnya seri 4xxx).

(2). Pengaruh:

①.Kekuatan/elastisitas: Meningkatkan kekuatan dan batas elastis baja (misalnya baja pegas silikon-mangan).

②.Deoksidator: Menghilangkan oksigen selama pembuatan baja.

③.Sifat magnetik: Meningkatkan permeabilitas magnetik baja listrik.

7.Aluminium (Al)

(1). Kegunaan: Paduan aluminium (misalnya 6061), paduan suhu tinggi (misalnya Fe-Cr-Al), dan deoxidizer.

(2). Pengaruh:

①.Ringan: Mengurangi kepadatan (paduan aluminium sekitar 2/3 lebih ringan dari baja).

②. Ketahanan korosi: Membentuk film pelindung Al2O3.

③.Penghalusan biji-bijian: Menghambat pertumbuhan butir pada baja.

8.Titanium (Ti)

(1). Aplikasi: Paduan titanium (misalnya Ti-6Al-4V), baja tahan karat (misalnya 321), dan paduan suhu tinggi.

(2). Pengaruh:

①.Rasio kekuatan/berat: Paduan titanium memiliki kekuatan spesifik yang sangat tinggi.

②. Ketahanan korosi: Tahan terhadap korosi air laut dan klorida.

③.Pembentukan karbida: Memperbaiki karbon dalam baja untuk mencegah korosi antar butir (misalnya baja tahan karat 321).

9.Tembaga (Cu)

(1). Aplikasi: Kuningan (Cu-Zn), perunggu (Cu-Sn), dan baja pengerasan presipitasi (misalnya 17-4PH).

(2). Pengaruh:

①. Ketahanan korosi: Meningkatkan ketahanan terhadap korosi di atmosfer (misalnya baja terhadap pelapukan).

②.Konduktivitas listrik/termal: Paduan tembaga memiliki konduktivitas listrik yang sangat baik.

③.Penguatan curah hujan: Membentuk fase ε-Cu dalam baja (misalnya baja tahan karat 17-4PH).

10.Vanadium (V)

(1). Aplikasi: Baja perkakas (misalnya D2), baja paduan rendah kekuatan tinggi (HSLA).

(2). Pengaruh:

①.Penghalusan biji-bijian: Pembentukan karbonitrida (seperti VC) untuk menghambat pertumbuhan butir.

②.Kekuatan/ketangguhan: Meningkatkan kekuatan sambil mempertahankan ketangguhan (seperti baja HSLA).

11.Tungsten (W)

(1). Aplikasi: Baja kecepatan tinggi (seperti M2), karbida semen (WC-Co) dan paduan suhu tinggi.

(2). Pengaruh:

①.Kekerasan suhu tinggi: Pembentukan karbida tahan aus (seperti W2C).

②.Kekerasan merah: Baja berkecepatan tinggi mempertahankan kekerasan pada suhu tinggi.

12.Seng (Zn)

(1). Aplikasi: Baja galvanis (pencegah karat), kuningan (Cu-Zn) dan paduan aluminium (seperti seri 7xxx).

(2). Pengaruh:

①.Perlindungan anoda korban: Lapisan seng melindungi matriks baja.

②.Kekuatan: Membentuk fase penguatan pada paduan aluminium (seperti paduan aluminium Zn-Mg-Cu, 7075).

Ringkasan: Pengaruh inti unsur terhadap sifat mekanik

Dengan menyesuaikan kandungan dan kombinasi elemen-elemen ini, paduan dapat dirancang untuk memenuhi kebutuhan spesifik (seperti baja berkekuatan tinggi, paduan tahan korosi, atau paduan suhu tinggi).