Logam Ferrous vs. Non-Ferrous:Definisi, Contoh, Sifat &Kegunaan

Salah satu metode klasifikasi logam yang paling dasar adalah dengan mengkategorikannya menjadi besi atau nonbesi. Pada artikel kali ini, mari kita pahami apa itu material logam besi dan nonbesi, serta sifat, contoh, kegunaan, dan perbedaannya.

Apakah Logam Besi itu?

Logam besi didefinisikan sebagai logam dengan proporsi besi yang tinggi dalam komposisinya. Istilah “ferrous” berasal dari kata Latin ferrum, yang berarti besi. Karena besi bersifat magnetis, logam besi juga dapat tertarik oleh magnet. Material jenis ini juga terkenal dengan kekuatan, kekerasan, daya tahan, serta kemampuannya menahan beban berat dan kondisi keras. Namun, kelemahan utama dari paduan besi adalah kerentanannya terhadap karat dan korosi saat terkena kelembapan dan oksigen, yang seringkali memerlukan lapisan pelindung atau paduan untuk meningkatkan ketahanannya. Logam besi banyak digunakan dalam industri seperti konstruksi, otomotif, dan manufaktur mesin.

Apakah Emas Ferrous atau Non-Ferrous?

Emas (Au) termasuk logam non-ferrous karena tidak mengandung besi. Logam mulia lainnya termasuk perak dan platinum; logam langka seperti merkuri dan tungsten juga bersifat nonferrous.

Apakah Semua Logam Mulia Non-Ferrous?

Ya. Menurut Da Cihai, logam non-besi diartikan sebagai semua unsur logam kecuali besi, kromium, dan mangan. Logam-logam tersebut dapat dikelompokkan menjadi empat kategori:logam berat seperti tembaga, timbal, seng, dan nikel; logam ringan seperti aluminium, magnesium, dan titanium; logam mulia termasuk emas, perak, dan platinum; dan logam langka seperti tungsten, molibdenum, tantalum, niobium, dan unsur tanah jarang. Karena logam langka sangat penting dalam industri modern, logam langka sering kali diperlakukan sebagai kategori terpisah selain logam non-besi lainnya.

Contoh Logam Besi dan Kegunaannya

Ada beberapa subtipe logam berbahan dasar besi. Cari tahu kegunaan logam besi yang umum ini di berbagai industri.

Baja Karbon
Salah satu jenis logam besi yang paling umum dan umum digunakan adalah baja karbon (baja non-paduan), termasuk baja karbon rendah, sedang, dan tinggi. Baja karbon terutama terbuat dari besi dan karbon dengan kandungan sekitar 0,05% hingga 1% (hingga 2,1%); unsur lain juga ada tetapi kandungannya sangat rendah. Anda akan menemukan baja karbon dalam konstruksi gedung pencakar langit, jembatan, dan mesin. Bahan ini juga digunakan untuk perkakas, suku cadang otomotif, dan komponen struktural karena daya tahan dan efektivitas biayanya.

Baja Paduan
Kelompok lainnya adalah baja paduan, yang terdiri dari berbagai elemen seperti kromium, nikel, molibdenum, atau vanadium, yang beratnya berkisar antara 1% dan 50%. Elemen tambahan ini meningkatkan sifat spesifik seperti kekuatan, ketahanan terhadap korosi, atau ketangguhan, sehingga logam dapat disesuaikan untuk penggunaan khusus. Baja paduan banyak digunakan dalam konstruksi, peralatan mesin, suku cadang otomotif, dan komponen listrik.

Besi Cor
Besi tuang merupakan paduan besi dengan kandungan karbon tinggi (1,5-4%) sehingga sangat keras namun rapuh. Penambahan silikon memberikan kemampuan pengecoran yang besar. Besi cor juga memiliki ketahanan aus yang baik dan titik leleh yang rendah, ideal untuk peralatan masak, suku cadang rem otomotif, pipa, dan komponen mesin berat. Namun, besi tuang dapat retak akibat tekanan dan kurang fleksibel, sehingga penggunaannya terbatas pada aplikasi yang tidak terlalu mempermasalahkan kerapuhan.

Baja Tahan Karat
Baja tahan karat mengandung setidaknya 10,5% kromium, sering dikombinasikan dengan nikel; propertinya yang paling menonjol adalah ketahanan terhadap korosi. Kromium membentuk lapisan oksida kromium pasif untuk mencegah difusi oksigen ke logam dasar. Sehingga stainless steel dapat tetap berkilau dan bersih. Komponen baja tahan karat digunakan secara luas di dapur, rumah sakit, peralatan pengolahan makanan, dan peralatan rumah tangga. Ini juga disukai untuk peralatan makan, instrumen bedah, dan fitur arsitektur.

Besi Tempa
Besi tempa hampir merupakan besi murni dengan kandungan karbon sangat rendah (kurang dari 0,08%) dan sedikit pengotor. Ini lembut, mudah dibentuk, ulet, dan mudah dibentuk dengan pemanasan dan palu. Ketahanannya terhadap karat dan korosi membuatnya populer secara historis untuk pagar dekoratif, gerbang, pagar, paku, dan peralatan pertanian. Meskipun saat ini sebagian besar digantikan oleh baja, besi tempa tetap bernilai untuk pekerjaan ornamen dan restorasi.

Sifat Logam Besi

• Kekuatan dan daya tahan:Logam besi umumnya memiliki kekuatan tarik, daya tahan, dan ketahanan yang tinggi untuk memastikan kinerja tahan lama dalam aplikasi struktural dan permesinan.
• Sifat magnetik:Banyak logam besi menunjukkan karakteristik magnetik karena komposisi besinya. Magnetisme penting dalam perangkat listrik.
• Kerentanan terhadap korosi:Logam besi cenderung berkarat dan terkorosi jika terkena kelembapan dan oksigen, namun baja tahan karat merupakan pengecualian.
• Efektivitas biaya:Keterjangkauan merupakan ciri dari banyak logam besi, terutama besi tuang. Hal ini menjadikannya pilihan yang lebih ekonomis untuk proyek berskala besar.
• Kemampuan daur ulang:Logam besi dapat didaur ulang dan mempertahankan kualitasnya. Jadi hal ini menurunkan permintaan material baru dan menghemat sumber daya alam.
• Penampilan:Sebagian besar logam besi berwarna perak atau keabu-abuan; tampilan akhir akan bervariasi tergantung pada paduan spesifik dan proses perawatannya.
• Konduktivitas listrik:Logam besi merupakan konduktor listrik yang baik, yang bermanfaat dalam aplikasi listrik tertentu, meskipun konduktivitasnya tidak sebaik tembaga.

Apakah Logam Non-Ferrous Itu?

Berbeda dengan logam besi, logam non-besi mempunyai ciri tidak mengandung besi dalam jumlah besar, biasanya kurang dari 1%. Tidak adanya besi berarti logam tersebut tidak berkarat dan tidak tertarik pada magnet. Logam non-ferrous sering kali dihargai karena sifat-sifatnya seperti ringan, konduktivitas listrik yang sangat baik, dan ketahanan terhadap korosi. Ketahanan korosi alaminya berasal dari lapisan oksida yang melindungi logam di bawahnya dari kerusakan lebih lanjut, sehingga memperpanjang umur paduan. Logam non-besi ideal untuk aplikasi pada kabel listrik, pipa ledeng, ruang angkasa, dan barang-barang dekoratif.

Sifat Logam Non-Ferrous

• Ringan:Bahan non-besi umumnya berbobot lebih ringan dibandingkan bahan besi karena kepadatannya lebih rendah, sehingga lebih cocok untuk aplikasi yang mengutamakan pengurangan berat.
• Konduktivitas listrik:Banyak logam non-besi seperti tembaga dan aluminium dapat menghantarkan listrik dengan baik, dan arus listrik dapat mengalir melaluinya dengan mudah dengan sedikit kehilangan energi.
• Biokompatibilitas:Contoh tertentu, seperti titanium dan emas, aman digunakan di dalam tubuh manusia karena tidak menimbulkan reaksi berbahaya.
• Ketahanan korosi:Logam non-besi umumnya lebih tahan terhadap karat dan korosi dibandingkan bahan besi; ini adalah salah satu perbedaan terbesar.
• Kemampuan daur ulang:Sebagian besar logam non-besi dapat didaur ulang berkali-kali, sehingga menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan memproduksinya dari bijih.
• Konduktivitas termal:Logam non-besi seperti tembaga dan aluminium mentransfer panas secara efisien. Hal ini membuatnya cocok untuk digunakan pada penukar panas, peralatan memasak, dan sistem pendingin.
• Kelenturan dan keuletan:Banyak logam non-besi yang dapat dengan mudah dibentuk, dibengkokkan, atau diregangkan tanpa patah. Emas dan perak sangat lembut dan fleksibel.
• Non-magnetik:Tidak seperti logam besi, sebagian besar logam non-besi tidak menarik magnet dan tidak memiliki sifat magnetis, sehingga digunakan ketika interferensi magnetis harus dihindari
• Daya tarik estetika:Logam non-besi sering kali memiliki penampilan yang menarik karena kilau alaminya dan proses oksidasi yang lambat, sehingga dipilih untuk perhiasan dan penggunaan dekoratif.

Contoh Logam Non-Ferrous dan Kegunaannya

Dari tembaga hingga aluminium, berikut adalah daftar bahan non-besi umum yang dapat diproduksi dengan pemesinan CNC dan teknik lainnya.

Tembaga
Tembaga telah digunakan selama ribuan tahun dan masih populer hingga saat ini karena konduktivitas listrik dan termalnya yang sangat baik. Ini tahan terhadap korosi dengan baik dan sangat ulet, yang berarti mudah dibentuk. Dibandingkan baja karbon, tembaga memiliki kekuatan yang lebih rendah. Tembaga dan paduannya, seperti kuningan (tembaga dan seng) dan perunggu (tembaga dan timah), digunakan dalam konektor, kabel listrik, pipa ledeng, atap, peralatan masak, dan barang-barang dekoratif. Tembaga juga teroksidasi seiring waktu, menghasilkan permukaan kehijauan.

Kuningan
Kuningan adalah paduan kuning-emas yang terbuat dari tembaga dan seng. Ini lebih berat daripada banyak logam dan menawarkan ketahanan korosi dan kemampuan mesin yang baik. Kuningan digunakan dalam pipa ledeng, alat musik, barang dekoratif, dan berbagai bagian industri. Tersedia dalam jenis seperti kuningan merah, yang mengandung lebih banyak tembaga dan berguna untuk aplikasi seperti katup dan pompa.

Perunggu
Perunggu, paduan yang sebagian besar terbuat dari tembaga dan timah, dikenal karena daya tahan dan ketahanannya terhadap korosi. Warnanya hangat, kecoklatan dan digunakan dalam patung, peralatan kelautan, alat musik, dan dekorasi arsitektur. Perunggu secara historis penting dalam perkakas dan senjata dan masih dihargai karena kegunaan artistik dan praktisnya.

Aluminium
Aluminium adalah logam ringan berwarna putih keperakan yang mudah dikerjakan dan tahan terhadap korosi. Aluminium murni sangat ulet. Ia menghantarkan panas dan listrik dengan cukup baik, meski tidak sebanyak tembaga. Logam ini banyak digunakan pada pesawat terbang, mobil, perahu, rangka sepeda, barang-barang rumah tangga, dan bahan konstruksi. Layanan pemesinan aluminium di CNCLATHING menyediakan berbagai geometri, penyelesaian permukaan, dan toleransi yang ketat.

Pemimpin
Timbal adalah logam non-besi yang sangat berat yang dikenal karena kelembutan dan ketahanannya terhadap korosi. Ia tidak mudah bereaksi dengan banyak bahan kimia dan telah digunakan secara historis dalam peluru, pipa, dan cat. Saat ini, timbal banyak digunakan dalam baterai, kabel listrik, dan tangki asam. Karena toksisitasnya, penanganan timbal memerlukan kehati-hatian dan proses daur ulang khusus.

Nikel
Nikel menambah ketangguhan dan ketahanan terhadap korosi ketika dicampur dengan logam lain, dan bekerja dengan baik pada suhu tinggi dan rendah. Ini juga digunakan dalam pelapisan listrik untuk melindungi permukaan dan memberikan hasil akhir yang mengkilap. Paduan nikel muncul di banyak industri, termasuk dirgantara, elektronik, dan manufaktur.

Timah
Timah bersifat lunak, mudah dibentuk, dan memiliki titik leleh yang rendah. Hal ini terutama digunakan sebagai lapisan pelindung pada baja untuk mencegah karat, seperti pada kaleng makanan. Timah juga merupakan komponen penting dalam solder, yang menyatukan bagian logam pada elektronik dan pipa ledeng.

Titanium
Titanium adalah logam kuat namun ringan yang tahan terhadap korosi dan suhu tinggi. Rasio kekuatan terhadap beratnya melampaui banyak baja, sehingga ideal untuk pesawat terbang, mobil, implan medis, dan peralatan olahraga. Paduan titanium memadukannya dengan elemen lain seperti aluminium dan vanadium untuk menghasilkan material yang cocok untuk lingkungan berat.

Seng
Seng melindungi logam lain dari karat dengan membentuk lapisan pelindung pada permukaannya. Biasanya digunakan untuk melapisi baja dalam proses yang disebut galvanisasi. Seng muncul pada produk-produk seperti pagar pembatas, pagar, suku cadang mobil, dan baterai. Ia juga digunakan dalam cat, manufaktur karet, dan sebagai anoda korban untuk mencegah korosi pada aplikasi kelautan.

Magnesium
Logam non-besi populer lainnya, magnesium, sangat ringan dengan rasio kekuatan terhadap berat yang kuat. Mudah dikerjakan dan tahan korosi dengan baik. Logam ini umum ditemukan di ruang angkasa, suku cadang otomotif, elektronik, peralatan olahraga, dan peralatan medis.

Bagaimana Mengidentifikasi Logam Besi dan Non-Besi?

Untuk mengidentifikasi logam besi dari logam non-besi, Anda dapat menggunakan uji magnet sederhana. Logam besi mengandung besi sehingga bersifat magnetis dan magnet akan menempel padanya, sedangkan logam bukan besi tidak akan menarik magnet. Logam besi biasanya lebih berat, kurang fleksibel, dan rentan terhadap karat, dan sering kali mengandung unsur paduan untuk meningkatkan kekuatan dan daya tahan. Logam ini umumnya ditemukan pada barang-barang seperti perkakas, suku cadang otomotif, dan bahan konstruksi. Sebaliknya, logam non-ferrous umumnya lebih ringan.

Logam Ferrous vs Non-Ferrous – Perbedaan Logam Ferrous dan Non-Ferrous

1. Kandungan Besi
Logam besi mengandung sejumlah besar besi, seringkali lebih dari setengah komposisinya. Kehadiran besi ini menentukan karakteristik inti mereka. Sebaliknya, logam non-besi memiliki sedikit atau tidak ada zat besi sama sekali, sehingga memberikan sifat fisik dan kimia yang sangat berbeda.

2. Sifat Magnetik
Karena kandungan besinya, sebagian besar logam besi bersifat magnetis, artinya logam tersebut dapat tertarik pada magnet dan menunjukkan perilaku magnetis. Logam non-besi biasanya tidak menunjukkan sifat magnetis, sehingga berguna pada perangkat elektronik yang harus menghindari interferensi magnetis.

3. Ketahanan Korosi
Logam besi cenderung berkarat dan terkorosi seiring waktu jika terkena uap air dan oksigen. Kerentanan ini berasal dari besi yang bereaksi dengan lingkungan. Sebaliknya, logam non-besi jauh lebih tahan terhadap korosi, sehingga sering kali dipilih untuk lingkungan luar ruangan atau basah seperti atap dan pipa ledeng.

4. Kepadatan dan Berat
Logam besi umumnya lebih padat dan berat, sehingga berkontribusi terhadap kekuatan dan daya tahannya dalam aplikasi tugas berat. Logam non-ferrous biasanya memiliki bobot lebih ringan dan kepadatan lebih rendah, sehingga lebih disukai ketika bobotnya sangat penting, seperti pada komponen dirgantara atau otomotif.

5. Kekuatan dan Daya Tahan
Logam besi dikenal karena kekuatan dan ketangguhannya yang mengesankan. Mereka dapat menahan beban berat dan kondisi yang keras, itulah sebabnya mereka digunakan dalam konstruksi, permesinan, dan kendaraan. Kekuatan logam non-ferrous sangat bervariasi; beberapa, seperti titanium, sangat kuat, sementara yang lain, seperti aluminium, menawarkan kekuatan sedang yang dipadukan dengan ringan.

6. Konduktivitas Listrik dan Termal
Logam besi biasanya tidak menghantarkan listrik atau panas seperti halnya logam nonbesi. Tembaga dan aluminium, dua logam non-besi yang umum, merupakan konduktor yang sangat baik, sehingga ideal untuk kabel listrik, elektronik, dan sistem pertukaran panas.

7. Kelenturan dan Daktilitas
Logam non-besi seringkali lebih mudah dibentuk dan ulet, sehingga dapat dibentuk dan diregangkan dengan lebih mudah tanpa patah. Logam besi cenderung kurang fleksibel namun dapat dicampur atau diolah untuk meningkatkan sifat ini untuk penggunaan tertentu.

8. Biaya
Logam besi biasanya lebih murah karena besi melimpah dan mudah didapat. Logam non-besi cenderung lebih mahal karena kelangkaannya dan rumitnya ekstraksi dan pengolahannya. Logam mulia seperti emas dan perak termasuk dalam kategori ini dan sangat berharga.

9. Daur ulang
Baik logam besi maupun non-besi dapat didaur ulang, namun logam besi memerlukan penyortiran dan pemrosesan yang lebih rinci karena sifat magnetiknya dan potensi kontaminan. Logam non-ferrous lebih mudah diidentifikasi dan didaur ulang berulang kali tanpa kehilangan kualitas.

10. Aplikasi Berdasarkan Properti
Logam besi banyak digunakan di mana kekuatan, daya tahan, dan sifat magnetis sangat penting, seperti pada mobil, gedung, dan mesin berat. Logam non-besi lebih disukai dalam situasi yang menuntut ketahanan terhadap korosi, ringan, atau konduktivitas listrik, termasuk perkabelan, atap, elektronik, dan barang-barang dekoratif.

11. Penggunaan Historis
Logam non-besi seperti tembaga, emas, dan perak termasuk logam pertama yang digunakan manusia. Bukti arkeologi menunjukkan bahwa manusia mulai menggunakan tembaga alami untuk membuat hiasan manik-manik dan peralatan kecil sekitar 9000-8000 SM. Logam besi kemudian tersebar luas, ketika perkakas dan senjata besi mulai menggantikan yang terbuat dari perunggu, sehingga menyebabkan kemajuan teknologi yang signifikan.