STRUKTUR LOGAM Kristal Logam Kristal Kristal logam logam ialah ialah kumpul kumpulan an dari dari atom-ato atom-atom m logam logam yang yang memben membentuk tuk suatu suatu susunan yang teratur. Struktur logam Susunan atom-atom Logam merupakan struktur raksasa dari atom-atom yang berikatan satu sama lain melalui ikatan logam. “Raksasa” menunjukkan jumlah yang sangat banyak tetapi jumlah atom yang terlibat sangat bervariasi – tergantung pada ukuran potongan logam. Koordinasi 12 terjejal (close (close packed) packed) – yakni, Keba Kebany nyak akan an loga logan n adal adalah ah terjejal yakni, struktur struktur tersebu tersebutt memuat atom sebanyak mungkin pada volum yang tersedia. Setiap atom pada struktur mengalami ! sentuhan dari atom tetangganya. Keadaan logam yang seperti ini digambarkan sebagai terkoordinasi !. "iap atom memiliki # sentuhan dari atom yang lain pada tiap lapisan.
$an juga tiga atom yang menyentuhnya pada lapisan diatasnya dan tiga atom yang lain pada lapisan diba%ahnya.
$iagram yang kedua tersebut menunjukkan lapisan yang terletak di atas lapisan yang pertama. Lapisan tersebut akan saling berhubungan dengan lapisan dibagian ba%ahnya. &Keduanya tersusun dengan 'ara penempatan yang berbeda dengan lapi lapisa san n yang yang keti ketiga ga pada pada stru strukt ktur ur terj terjej ejal al,, teta tetapi pi hal hal ini ini dipe dipela laja jari ri pada pada pembahasan tingkat dasar( Koordinasi 8 )eberapa logam &khususnya yang terletak pada golongan pada tabel periodik( terjejal kurang e*ekti*, atom-atom logam tersebut hanya memiliki + sentuhan atom tetangganya. nilah yang disebut dengan terkoordinasi +.
$iagram sebelah kiri menunjukkan bah%a tidak ada atom yang saling bersentuhan satu sama lain pada satu lapisan yang sama. tom-atom tersebut hanya tersentuh oleh atom pada lapisan di atas dan diba%ahnya. $iagram sebelah kanan menunjukkan + atom & di atas dan di ba%ah( yang menyentuh atom yang ber%arna gelap(. Butiran kristal dalah sesuatu hal yang dapat menyesatkan jika mengira bah%a semua atom pada sepotong logam tersusun pada 'ara yang teratur. "iap potong logam terdiri dari jumlah “butiran kristal”, yang sangat banyak, yang mana tiap butiran memiliki daerah yang seragam. /ada atom yang terletak pada batas butiran dapat memiliki struktur yang tidak lurus.
Sifat fisik logam Titik leleh dan titik didih Logam-logam 'enderung memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena kekuatan ikatan logam. Kekuatan ikatan berbeda antara logam yang satu dengan logam yang lain tergantung pada jumlah elektron yang terdelokalisasi pada lautan elektron, dan pada susunan atom-atomnya. Logam-logam golongan seperti natrium dan kalium memiliki titik leleh dan titik didih yang relati* rendah karena tiap atomnya hanya memiliki satu elektron untuk dikontribusikan pada ikatan – tetapi ada hal lain yang menyababkan hal ini terjadi0 •
1nsur-unsur golongan juga tersusun dengan tidak e*ekti* &terkoordinasi +(, karena itu tidak terbentuk ikatan yang banyak seperti kebanyakan logam.
•
1nsur-unsur golongan memiliki ukuran atom yang rekati* besar &berarti
bah%a inti jauh dari elektron yang terdelokalisasi( yang juga menyebabkan lemahnya ikatan. Daya hantar listrik Logam menghantarkan listrik. 2lektron yang terdelokalisasi bebas bergerak di seluruh bagian struktur tiga dimensi. 2lektron-elektron tersebut dapat melintasi batas butiran kristal. 3eskipun susunan logam dapat terganggu pada batas butiran
kristal, selama atom saling bersentuhan satu sama lain, ikatan logam masih tetap ada. 4airan logam juga menghantarkan arus listrik, hal ini menunjukkan bah%a meskipun atom logam bebas bergerak, elektron yang terdelokalisasi masih memiliki daya yang tersisa sampai logam mendidih. Daya hantar panas Logam adalah konduktor panas yang baik. 2nergi panas diteruskan oleh elektron sebagai akibat dari penambahan energi kinetik &hal ini memnyebabkan elektron bergerak lebih 'epat(. 2nergi panas ditrans*erkan melintasi logam yang diam melalui elektron yang bergerak. Kekuatan dan kemampuan kera Sifat dapat ditempa dan sifat dapat diregang Logam digambarkan sebagai sesuatu yang dapat ditempa &dapat dipipihkan menjadi bentuk lembaran( dan dapat diregang &dapat ditarik menjadi ka%at(. 5al ini karena kemampuan atom-atom logam untuk menggelimpang antara atom yang satu dengan atom yang lain menjadi posisi yang baru tanpa memutuskan ikatan logam. 6ika tekanan yang ke'il dikenakan pada logam, lapisan atom akan mulai menggelimpang satu sama lain. 6ika tekanan tersebut dilepaskan lagi, atom-atom tersebut akan kembali pada posisi asalnya. /ada kondisi seperti itu, logam dikatakan menjadi elastis.
6ika tekanan yang lebih besar dikenakan pada logam, atom-atom akan menggelimpang satu sama lain sampai pada posisi yang baru, dan logam berubah se'ara permanen.
Kekerasan logam /enggelimpangan lapisan atom antara yang satu dengan yang lain ini dihalangi oleh batas butiran karena baris atom tidak tersusun sebagai mana mestinya. 5al ini mengakibatkan semakin banyak batas butiran &butiran-butiran kristal lebih ke'il(, menyebabkan logam lebih keras.
1ntuk mengimbangi hal ini, karena batas butiran merupakan suatu daerah dimana atom-atom tidak berkaitan dengan baik satu sama lain, logam 'enderung retak pada batas butiran. Kenaikan jumlah batas butiran tidak hanya membuat logam menjadi semakin kuat, tetapi juga membuat logam menjadi rapuh. Pengontrolan ukuran butiran kristal 6ika kamu memiliki bagian logam yang murni, kamu dapat mengontrol ukuran butiran kristal melalui perlakuan panas atau melalui pengerjaan logam. /emanasan logam 'enderung untuk mengo'ok atom-atom logam menjadi susunan yang lebih rapi – penurunan jumlah batas butiran, dan juga membuat logam lebih lunak. /embantingan logam ketika logam tersebut mendingin 'enderung untuk memhasilkan butirn yang ke'il. /endinginan membuat logam menjadi keras. 1ntuk memperbaiki kinerja ini, kamu dapat memanaskannya lagi. Kamu juga dapat memutuskan susunan yang atom teratur melalui penyisipan atom yang memiliki ukuran sedikit berbeda pada struktur logam. Allo seperti kuningan &'ampuran tembaga dan seng( lebih keras dibandingkan logam asalnya karena ketidakteraturan struktur membantu pen'egahan barisan atom tergelin'ir satu sama lain. Kristal logam terdiri dari 0 . Kubus pusat ruang & )ody 4entered 4ubi'( 7 )44 7 dalam !. Kubus pusat bidang & 8a'e 4entered 4ubi'( 7 844 7 muka 9. Kubus pusat tetragonal & )ody 4entered "etragonal( 7 )4" 7 he:agonal
. K1)1S /1S" R1;< &$L3( Kristal logam atau *erro kubus pusat ruang adalah susunan atom-atom besi pada suhu diba%ah =!9 o4, rusuk-rusuknya sama panjang a7b7' atom-atom berada pada setiap sudut kubus serta satu atom berada pada ruang sudut, jumlah atomnya >.
). K1)1S /1S" R1;< &31K(
Kubus pusat bidang adalah kubus pusat ruang yang berubah pada suhu =!9o4 dimana atom-atomnya bergerak akibat pemanasan yang membentuk kristal baru, dimana atom-atom berada pada setiap sudut kubus dan juga setiap pusat bidang, jumlah atomnya .
4 K1)1S /1S" "2"R
Kristal logam terdiri dari beberapa ma'am bentuk tetapi dalam hal ini akan dibahas khusus kristal logam *erro. tom besi tersusun di dalam sebuah kristal yang berbentuk kubus ruang, yang artinya sebuah bentuk garis ruang yang titik potongnya diduduki atom-atom besi Struktur ferro Struktur logam *erro ialah susunan-susunan yang terdapat di dalam logam tersebut &bagun dalam dari suatu ma'am Bat(.
Struktur-struktur logam *erro adalah 0 . S"R1K"1R 82RR"
8errit berasal dari bahasa latin yang artinya besi&8e(. Struktur ini disebut besi murni. Struktur ini dapat berubah si*at apabila dipanaskan. /erubahan terrsebut adalah 0 a.)esi murni C besi alpha &D( Struktur besi murni diba%ah suhu =!9 o4, si*atnya magnetis dan lunak. Susunan kristalnya berbentuk kubus pusat ruang. b. )esi beta &E( Struktur *errit pada suhu =#+ o->Fo4 mulai berubah si*at dari magnetis mennjadi non magnetis yang disebut besi beta, susunan kristalnya mulai berubah dari kubus pusat ruang menjadi kubus pusat bidang. '. )esi gamma &G( Struktur *errit pada suhu >F o4-9>o4 berubah menjadi struktur besi gamma yang mempunyai si*at tidak magnetis, susunan kristalnya berbentuk kubus pusat bidang. d. )esi delta &H( Struktur *errit yang sudah menjadi ustenit pada suhu 9>! o4 sampai men'air suhu I9>o4 berubah menjadi besi delta, susunan kristalnya sama dengan besi dalam bentuk kubus pusat ruan tetapi jarak atomnya lebih besar ). S"R1K"1R /2RL" Struktur ini adalah struktur yang terbentuk dari persenya%aan antara 82RR" dan struktur S232;""" yang seimbang. Semua struktur *errit saling mengikat dengan struktur sementitt dalam lapisan tipis yang menunjukkan jalur hitam &8e94( dan terang &8e( dengan %arna yang mengkilap se perti induk mutiara. 6ika suatu logam *erro mengandung kadar Karbon F,+J maka struktur logam tersebut terdiri dari FFJ perlit. Struktur ini jika dianaskan sampai suhu =!9 o4 akan berubah struktur austenit. 4. S"R1K"1R S232;"" Struktur ini adalah suatu senya%a kimia antara besi &8e( dengan Bat arang &4(. Struktur ini degan rumus kkimia 8e 94 artinya 9 atom besi mengikat sebuah atom karbon menjadi sebuah molekul. Struktur ini sangat kersas, bila Bat arang pada suatu logam tidak bersenya%a dengan besi disebut Bat bebas&gra*it( #,#=J4. $. S"R1K"1R 1S"2;" Struktur ustenit berasal dari strutur *errit yang dipanaskan pada suhu >Fo-9>o4 atau struktur perlit yang dipanaskan pada suhu =!9o4 -9>o4.
Struktur ini disebut besi gamma, si*atnya tidak magnetis, kristalnya berbentuk kubus pusat bidang, lunak dan dapat ditempa. 2. S"R1K"1R 3R"2;S" Struktur ini berasal dari struktur austenit yang didinginkan se'ara 'epat. 6ika struktur austenit didinginkan lambat 'enderung akan kembali ke struktur *errit, perlit, sementit. Struktur ini si*atnya sangat keras, kristalnya berbentuk kubus pusat tetragonal tetapii rusuknya panjang. 8. S"R1K"1R );" &/2RL" 5L1S( Struktur bainit adalah perubahan dari struktur austenit yang pendinginannya lambat, tetapi si*atnya lebih keras dari perlit dan lebih lunak dari martensit.
Tugas Pengetahuan Bahan Konstruksi
STRUKTUR LOGAM Oeh !amiatul Rahmah "##$"#%#"##%&
Dosen 'em(im(ing Sofyana) S*T* M*T
61R1S; "2K;K K3 8K1L"S "2K;K, 1;2RS"S S5 K1L );$ 425
