Wednesday, September 13, 2017

DCC 1023 Non Steel Metal



LOGAM BUKAN FERUS
PENGENALAN
 Dalan unit 4 dan 5 kita telah membincangkan berkenaan logam ferus. Kali ini mari kita melihat pula berkenaan Logam Bukan Ferus. Logam  bukan ferus merupakan logam yang lain daripada logam  besi dan  keluli.  Terdapat 38 jenis logam yang  lain  yang  diketahui manusia dan dicatitkan di dalam Jadual Perkalaan Unsur. Di antara logam-logam lain yang sering digunakan di dalam  bidang kejuruteraan adalah seperti berikut :-



   a)  Aluminium             b)   Kuprum
                    
  c)  Zink                         d) Bronse



Aluminium

            Aluminium  merupakan  logam yang banyak sekali di  mukabumi  ini, iaitu  di dalam bentuk bijih aluminium jenis  Bauksit.  Aluminium adalah  sejenis  logam  yang ringan, berwarna  putih  kelabu  dan mempunyai  permukaan yang berkilat apabila digilap ataupun  dimesin. Aluminium di dalam bentuk tulinnya jarang digunakan di dalam bidang  kejuruteraan  kerana  kekuatan  dan  kekerasannya  adalah rendah. Kebanyakan  aluminium  tulin digunakan  untuk  membuat  pembalut, pembalik  cahaya, barangan perhiasan serta salutan untuk  menahan kakisan.

11.1.1  Sifat-sifat utama Aluminium tulin.

a) Kekuatan  tegangan                100 N/mm2
b) Kekuatan  mampatan             100 N/mm2
c) Kekerasan                             40 (NKB) Nombor Kekerasan Brinell
d) Kemuluran                            30% pemanjangan
e) Suhu lebur                            660o C
f) Ketumpatan                          2.6 g/cm3
g) Lapisan  Aluminium Oksida yang terbentuk  di  atas  Aluminium   memberikannya satu  daya ketahanan terhadap kakisan atmosfera  dan air.
h) Pengalir haba dan elektrik yang baik.
i)  Pembalik haba dan cahaya yang baik. 



11.1.2  Aloi Aluminium

                        Kebanyakan  aluminium yang digunakan adalah didalam bentuk  aloinya. Aloi aluminium 
                        adalah keras dan kuat semacam keluli,  tetapi dengan  satu kelebihan iaitu ianya 3 kali lebih   
                        ringan  daripada keluli.  Di antara  aloi  aluminium yang ada  ialah  seperti  yang berikut :-

11.1.2.1  Aloi  Aluminium-Magnesium

Ia mengandungi campuran  logam-logam  yang   berikut  iaitu Cu-0.14%, Si-0.5%, Fe-0.7%, Cr-0.5%  dan  Mg-5.0%. Kekuatan aloi ini adalah 3 kali ganda lebih kuat daripada Aluminium  tulin dan mempunyai kekerasan 80 NKB. Aloi jenis ini  selalu digunakan untuk membuat badan kapal dan ianya disambung menggunakan rivet ataupun kimpalan TIG.

11.1.2.2  Aloi  Aluminium-Manganese

             Ia mengandungi 1.5% manganese yang  menambahkan kekuatan  tegangan 200 N/mm2 tanpa kehilangan sifat  kemulurannya.  Aloi ini senang dikerja sejuk serta dikerja panas  dan dengan ini ianya mudah digunakan untuk membuat membuat  berbagai-bagai  jenis  bentuk barangan. Aloi jenis  ini  banyak  digunakan untuk membuat bumbung rumah, berbagai-bagai jenis bekas  takungan dan juga untuk membuat badan bas dan lori.

11.1.2.3  Duralmin

Ia adalah aloi aluminium yang mengandungi 4% Kuprum.  Aloi ini  adalah  kuat dan mempunyai kekuatan  tegangan  sebanyak  400 N/mm2 selepas ianya melalui proses rawatan haba. Duralmin mempunyai kekuatan seperti keluli tetapi ianya lebih ringan.  Kegunaannya  ialah di dalam pembuatan badan kapalterbang,  dawai,  rivet, kepingan logam dan juga bekas acuanan.

11.1.2.4  Aloi Aluminium-Silikon

Ia mengandungi 10% hingga 13% silikon. Kekuatan   tegangannya ialah 230 N/mm2. Aloi jenis ini mempunyai  daya ketahanan  kakisan  terhadap air garam dan  atmosfera.  Aloi  ini selalu digunakan didalam proses tuangan untuk membuat blok  injin kapal dan injin kereta, kotak giar, aci dan kotak engkol.

11.2.1.5  Aloi  Aluminium-Kuprum Jenis Tuangan

Ia mempunyai  kandungan  kuprum diantara  1.5% - 4.0%. Aloi ini apabila diberi rawatan haba  akan mempunyai  kekuatan   tegangan sebanyak 650  N/mm2.  Oleh  kerana kekuatan  aloi  ini tinggi ianya banyak digunakan  untuk  membuat blok injin kelajuan tinggi untuk kereta dan kapalterbang.


Kuprum
            Kuprum  merupakan  logam yang banyak digunakan  di  dalam  bidang kejuruteraan   
           terutamanya  dibidang  industri  elektrik.   Kuprum mempunyai  warna merah- coklat apabila 
           terdapat lapisan oksid  di permukaannya  tetapi apabila digilap warnanya ialah  merah-
            keemasan.

11.2.1  Sifat-sifat utama kuprum.

a) Kekuatan  tegangan                        215 N/mm2
b) Kekuatan  mampatan                      300 N/mm2
c) Kekerasan                                      80 NKB ( jenis tuangan )
                                                           90 NKB ( kerja sejuk   )
                                                           66 NKB (kerja sejuk dan disepuh lindap )
d) Kemuluran dari segi pemanjangan  25% (jenis tuangan )
                                                                                    55% ( sepuh-lindap )
                                                                                    3% (kerja sejuk   )
e) Suhu lebur                                        1083 oC
f) Ketumpatan                                      8.9 g/cm3
g) Ketahanan daripada kakisan atmosfera dan air.
h) Pengalir elektrik yang amat baik.

            Kegunaan utama kuprum ialah untuk membuat kabel, peralatan  untuk televesyen  dan radio, suis, paip air, bahan pateri, bekas  memasak,  bahagian-bahagian kapal dan lain-lain lagi.

11.2.2  Aloi Kuprum

            Kuprum  jarang  sekali digunakan di dalam bentuk  aloi.  Diantara aloi  kuprum yang boleh didapati ialah gangsa dan  loyang  tetapi kuprum  merupakan  bahan aloi yang utama untuk  logam-logam  yang lain. 



11.2.2.1 Gangsa

Ia merupakan aloi antara kuprum dan timah tetapi bahan  yang utamanya ialah kuprum. Gangsa adalah kuat, keras mempunyai  ketahanan  kakisan  yang  tinggi dan mempunyai  pekali  geseran  yang rendah. Terdapat berbagai jenis gangsa seperti yang berikut :-

11.2.2.1.1  Gangsa Phosphor Tempaan

Ia mempunyai kandungan 3.0%-8.5% Tin,  0.1%- 0.3%  Phosphor, dan selebihnya ialah kuprum.  Mempunyai  kekuatan  tegangan  sebanyak 350 N/mm2 dan boleh ditingkatkan lagi  melalui sepuh-lindap  ke  700 N/mm2. Gangsa ini digunakan  untuk  sebagai bahan galas, kipas-turbin, bahagian-bahagian alatan elektrik  dan giar.              



11.2.2.1.2  Gangsa  Phosphor  Tuangan

             Ia mengandungi 9% -13%  Sn,  0.3%-1.0%  P. Gangsa ini mudah mengalir semasa dileburkan dan dengan ini  ianya sesuai  untuk  proses  tuangan. Kekuatannya  ialah  sehingga  300 N/mm2.  Aloi ini selalu digunakan untuk bearing, skru, acuan  pam dan injap.

11.2.2.1.3  Gangsa  Aluminium

Ia   mengandungi diantara  5%-11%  aluminium  serta sedikit  besi dan nikal. Aloi jenis ini   mempunyai   kemuluran  yang   tinggi   serta   kekuatan   tegangan       sebanyak 650 N/mm2. Ianya  juga mempunyai sifat kalis kakisan kimia dan air garam.  Aloi jenis ini dapat  beroperasi  pada suhu yang tinggi  serta  mempunyai  sifat ketahanan kakisan yang tinggi.

11.2.2.2  Loyang

Ia adalah  campuran kuprum dangan zink  dalam  nisbah-nisbah yang tertentu. Contohnya ialah loyang 65/35 menunjukkan kandungan kuprumnya  ialah 63% dan zink 35% dan dikelaskan  sebagai  loyang biasa. Aloi jenis ini selalu digunakan di dalam proses penarikan, proses  penekanan  dan untuk kerja sejuk. Lain-lain  loyang  yang didapati adalah seperti yang berikut :-

11.2.2.3  Loyang 62/37

Ia  adalah sesuai untuk proses tuangan dan kerja  panas. Aloi  ini adalah rapuh apabila dikerja sejuk tetapi iannya  boleh dibentuk  secara  tuangan acuan, tempaan, penggelekan  panas  dan proses ekstrusi.

11.2.2.4  Loyang  70/30

Jenis ini sangat mulur dan boleh  ditarik  sehingga 70%  pemanjangan. Kekuatan  tegangannya ialah 600 N/mm2 di  dalam keadaan  keras  dan 320 N/mm2 setelah dikerja sejuk  dan  disepuh lindapkan.  Kekerasannya  ialah  60 NKB di  dalam  keadaan sepuh lindap dan 130 NKB apabila ianya telah melalui proses penarikan. Loyang  jenis ini banyak digunakan untuk membuat dawai, paip dan rod. Ianya juga banyak di gunakan di dalam proses penarikan untuk membuat kelongsong peluru dan dengan itu ianya dinamakan  loyang kelongsong.

11.2.2.5  Loyang  60/40

Mengandungi 60% kuprum dan 40% zink  dan  dikenali sebagai logam Muntz. Loyang ini sesuai untuk kerja panas  seperti hentakan dan tempaan panas. Kekuatan  tegangannya ialah 450 N/mm2 dan  mempunyai  nilai kemuluran yang rendah serta  susah  sedikit untuk  dimesin. 1% timah ditambah ke dalam loyang ini untuk  membuatnya lebih kalis kakisan. 



Zink

Zink  merupakan  satu logam yang banyak digunakan  sebagai  bahan penyadur  untuk  keluli supaya ianya kalis  kakisan.  Warna  zink ialah putih-keperakan apabila digilap.
Kegunaan zink kebanyakannya ialah untuk penyaduran lapisan  kalis kakisan untuk barangan keluli seperti rantai besi, bumbung rumah, alatan dapur dan tangki air. Zink juga digunakan di dalam  bateri kereta,  bahan penampal gigi bahan asas untuk membuat  cat.  Aloi utama yang dihasilkan dengan zink ialah loyang.


11.4.1  Sifat-sifat utama Zink.

a) Kekuatan  tegangan                   60 N/mm2
b) Kekerasan                                 80 NKB ( aloi zink )
c) Suhu lebur                                420 C
d) Ketumpatan                              7.1 g/cm3