Dasar-Dasar Ilmu Logam

Dasar-dasar Ilmu Logam

Korosi banyak terjadi pada bahan logam. Korosi merupakan reaksi oksidasi atau pelarutan, pembentukan ion dan pelepasan elektron pada permukaan logam. Mekanisme korosi yang terjadi pada pertemuan logam dengan lingkungannya berhubungan erat dengan jenis logam, kontak antara logam yang berbeda, keadaan struktur mikro dalam hal berbagai phasa yang dipunyai, orientasi dan batas butir kristal, intermetalik, inklusi, cacat, dsb. Keadaan struktur mikro bisa juga diakibatkan oleh adanya unsur paduan, perlakuan panas atau proses pembentukan.

Susunan Atom dan Struktur Kristal

Bahan logam terdiri dari atom-atom yang tersusun rapat dan padat. Kerapatan antara satu atom dengan atom lainnya disebabkan adanya ikatan (bonding). Ikatan antar atom dalam logam termasuk ikatan logam (metallic bonding). Kekuatan ikatan atom mempengaruhi sifat fisik dan mekaniknya. Dalam bahan padat, ikatan ion (ionic bonding) yang terjadi pada bahan keramik misalnya adalah ikatan yang terkuat sehingga sifatnya yang keras dan titik leburnya yang tinggi. Dalam ikatan logam elektron dari masing-masing atom lepas membentuk awan elektron antar atom dan selalu bergerak mengelilingi seluruh atom-atom yang ada. Ikatan ini terjadi karena adanya gaya yang mengikat atom-atom logam yang bermuatan positif (ion) oleh pergerakan elektron-elektron yang bermuatan negatif. Karena adanya awan elektron yang terdiri dari elektron-elektron yang bergerak inilah maka logam memiliki sifat daya hantar listrik yang besar.

Cacat Kristal

Cacat kristal atau cacat dalam keteraturan susunan atom dapat berupa titik, garis dan bidang atau permukaan. Cacat titik adalah bilamana dalam susunan atom ada satu atom kosong (vacancy) yang semestinya ditempati, atau satu atom jenis lain (atom asing) menempati ruang antara (interstisi).
Cacat garis yaitu beberapa atom yang berderet (kontinu) terletak dalam satu bidang tidak menempati kisi, sehingga timbul tegangan sepanjang garis pada sisi bidang cacat. Cacat garis ini disebut juga “dislokasi”. Cacat garis atau dislokasi ini sangat mempengaruhi sifat mekanik (kekuatan atau kekerasan) dari logam.
Struktur kristal, besar butir atau banyak batas butir akan menentukan sifat mekanik. Hal ini tergantung juga dari proses perlakuan panas, proses pembentukan, terpadu dengan unsur lain, dsb. Adanya phasa-phasa lain karena unsur paduan akan mempengaruhi proses terjadinya korosi.

Phasa

Istilah phasa digunakan untuk menyatakan hal-hal yang berkaitan dengan adanya perbedaan homogenitas dari suatu campuran (larutan), atau untuk keadaan fisik (padat, cair dan gas). Phasa adalah bagian tertentu yang homogen dari suatu bahan heterogen, atau bagian dari suatu sistem yang mempunyai sifat-sifat fisik dan kimia yang seragam (uniform).
Bilamana suatu unsur terpadu dengan satu unsur lain, secara sederhana ada kemungkinan terjadi sebagian unsur tersebut larut dan sebagian lagi tidak terlarut, atau sebagian kaya akan unsur pelarut, sebagian lagi kaya akan unsur terlarut. Keadaan ini akan membentuk menjadi dua phasa. Terjadinya dua phasa ini dengan lain perkataan disebabkan oleh kelarutan yang terbatas. Unsur yang melarut dengan jumlah melebihi dari jumlah maksimum yang dapat larut, sisanya akan membentuk phasa lain. Dalam sistem paduan padat dua unsur yang dapat melarut disebut larutan padat. Suatu sistem dikatakan membentuk larutan padat bilamana dua jenis unsur atau lebih, larut sempurna, yaitu atom-atom unsur terlarut menempati dan menggantikan tempat atom unsur pelarut dalam kisinya (subtitusi) atau menempati ruang antar atom-atom unsur pelarut (interstisi).

Diagram Phasa

Keterbatasan melarut dari suatu unsur dengan unsur lainnya akan menimbulkan phasa-phasa lain dari bagian sisanya yang tidak larut. Karena suhu mempengaruhi besarnya batas larut, maka suhu akan mempengaruhi pula jenis-jenis phasa yang terjadi. Dengan demikian pada umumnya jumlah jenis phasa pada suhu yang lebih tinggi berkurang dan secara ekstrim hanya terjadi satu phasa pada suhu pencairan yaitu phasa cair.

Referensi:
K, Wahyudin. 2000. Handout Teknik Korosi (jilid 1). Bandung: JPTM FPTK UPI.
vlack, van.1985. Ilmu dan Teknologi Bahan. Jakarta: Penerbit Eelangga.