Logam tahan api banyak digunakan karena sifat dan perilakunya yang unik dan diinginkan, terutama ketahanannya terhadap korosi dan ketahanannya yang luar biasa terhadap keausan dan panas.
Logam ini banyak digunakan di bidang teknik, sains, dan metalurgi. Lima elemen utama yang termasuk dalam kelas logam ini adalah sebagai berikut:
Kelima elemen ini memiliki beberapa sifat kunci, seperti tingkat kekerasan yang tinggi pada suhu kamar dan titik leleh yang tinggi, terutama bila mengalami suhu yang lebih tinggi dari 3.600 derajat Fahrenheit (2.000 derajat Celcius). (Untuk informasi lebih lanjut tentang peningkatan kekerasan, lihat:Nitriding untuk Ketahanan Korosi dan Kelelahan.)
Logam tahan api juga memiliki densitas tinggi dan secara kimiawi inert. Titik lelehnya yang tinggi memberi jalan kepada metalurgi serbuk sebagai pilihan untuk pembuatan berbagai komponen.
Beberapa aplikasi yang paling umum untuk logam tahan api termasuk filamen kawat, alat, bejana kimia dalam atmosfer korosif dan cetakan pengecoran. Dengan titik leleh yang sangat tinggi, logam tahan api sangat stabil.
Sekarang, mari kita lihat lebih dalam tentang logam tahan api—termasuk fitur, sifat, manfaat, dan aplikasinya:
Salah satu faktor pengidentifikasi utama logam tahan api adalah ketahanan panas. Kelima logam di bawah kelas ini dicirikan dengan titik leleh lebih tinggi dari 3.632 derajat Fahrenheit (2.000 derajat Celcius).
Logam tahan api juga tetap kuat di bawah suhu yang sangat tinggi dan sangat keras, menjadikannya sempurna untuk alat pengeboran dan pemotong. Logam tahan api sangat tahan terhadap faktor-faktor seperti kejutan termal. Ini berarti mereka tidak akan mengalami keretakan, ekspansi, atau tekanan saat didinginkan dan dipanaskan berulang kali. (Untuk informasi lebih lanjut tentang logam di bawah panas, lihat: 5 Pertimbangan Teratas saat Melapisi Permukaan dengan Panas Tinggi .)
Selain itu, kelima logam di bawah kelompok ini memiliki tingkat kepadatan tinggi dan sifat panas dan listrik yang baik. Mereka juga tahan terhadap creep, sehingga mengalami deformasi lambat saat terkena lingkungan atau kondisi yang sangat menegangkan. Ini karena logam tahan api dapat membentuk lapisan pelindung, membuatnya tahan korosi—meskipun faktanya logam tahan api dapat mengalami oksidasi di bawah suhu tinggi.
Logam tahan api dapat diklasifikasikan berdasarkan sifat fisik dan kimianya yang unik. Dan, untuk mendapatkan hasil maksimal dari elemen-elemen ini, sangat penting untuk memahaminya secara menyeluruh.
Logam tahan api ditandai dengan fitur fisik utama berikut:
Meskipun demikian, karakteristik spesifik logam tahan api sangat bervariasi karena berasal dari golongan yang berbeda dalam tabel periodik.
Misalnya, dari kelima logam tahan api, renium memiliki titik leleh tertinggi—pada 5.757 derajat Fahrenheit (3.186 derajat Celsius)—sementara niobium memiliki titik leleh terendah—pada 4.491 deF (2.477°C). Dalam hal titik didih, niobium berada pada 8.572 derajat Fahrenheit (4.744 derajat Celcius) sedangkan renium berada pada 10.105 derajat Fahrenheit (5.596 derajat Celcius). (Untuk informasi lebih lanjut tentang aplikasi yang menggunakan bahan panas tinggi, lihat: Semua Steamed Up:Banyaknya Jenis dan Kegunaan Steam .)
Hal yang sama berlaku untuk ketahanan mulur; ada logam yang mulai merayap pada suhu 1.832 derajat Fahrenheit (1.000 derajat Celcius), sedangkan ada logam yang suhunya mulai kurang dari 932 derajat Fahrenheit (500 derajat Celcius).
Logam tahan api memiliki beragam sifat kimia karena masing-masing termasuk dalam klasifikasi yang berbeda dalam tabel periodik.
Umumnya, logam ini mudah teroksidasi; tetapi reaksi dapat dikontrol dengan menciptakan lapisan oksida yang stabil di atas logam. Hal ini terutama berlaku dengan renium karena sangat mudah menguap. Dengan demikian, ia dapat kehilangan stabilitasnya terhadap serangan oksigen di bawah suhu tinggi karena lapisan oksida mengalami penguapan.
Namun, semua logam tahan api relatif stabil terhadap zat seperti asam.
Berkat kualitasnya yang unik, logam tahan api sangat bermanfaat untuk berbagai aplikasi dan industri. Manfaat utama mereka meliputi:
Logam tahan api seperti tungsten, molibdenum, dan tantalum memiliki titik leleh yang sangat tinggi, sehingga bermanfaat dalam pembuatan kaca.
Logam tahan api sangat kuat, bahkan pada suhu yang sangat tinggi.
Misalnya, kerucut roket yang terbuat dari tungsten memiliki kekuatan tarik dua kali lipat dari besi di bawah suhu normal. (Untuk lebih lanjut tentang topik ini, lihat:Apa Perbedaan Antara Kekuatan dan Ketangguhan? )
Logam tahan api, terutama paduannya, dapat memperpanjang masa pakai dudukan katup, seal, nozel, dan area lain yang rentan terhadap keausan tinggi.
Pemipaan di pabrik kimia biasanya terbuat dari logam tahan api, memungkinkan tingkat ketahanan korosi yang tinggi dibandingkan dengan baja tahan karat.
Logam seperti tungsten dapat menahan tekanan yang disebabkan oleh pemuaian cepat karena panas.
Tungsten memiliki titik leleh yang sangat tinggi dan dapat menahan serangkaian siklus hidup-mati tanpa mempengaruhi keutuhannya.
Selain banyak aplikasi elektronik atau listriknya, logam tahan api seperti tungsten dan molibdenum merupakan penyerap panas yang baik.
Saat ini, alat pemotong yang paling banyak digunakan terbuat dari bahan seperti tungsten carbide.
Logam tahan api juga bagus untuk membentuk logam dan baja serta di pertambangan dan pengeboran gas atau sumur minyak. (Untuk informasi lebih lanjut tentang industri minyak dan gas, lihat: Sistem Pemantauan Korosi Jarak Jauh di Industri Minyak dan Gas .)
Sebagian besar logam tahan api memiliki densitas tinggi sehingga sangat berguna untuk membuat kepala tongkat golf dan giroskop pesawat.
Beberapa logam tahan api yang memiliki kemampuan yang sangat berguna—seperti bertindak sebagai pelindung radiasi dan katalis kimia yang luar biasa.
Ada lima logam tahan api; dan masing-masing dilengkapi dengan properti dan aplikasi yang berbeda.
Secara umum, aplikasi umum untuk logam tahan api meliputi filamen kawat, perkakas, wadah kimia dalam atmosfer korosif, dan cetakan pengecoran Dengan titik leleh yang sangat tinggi, logam tahan api sangat stabil.
Berikut adalah aplikasi yang lebih spesifik untuk masing-masing dari lima logam tahan api:
Tungsten adalah yang paling melimpah di antara logam tahan api. Ini memiliki titik leleh tertinggi dan salah satu kepadatan logam tertinggi di antara logam tahan api. Ini bisa sangat sulit bila dikombinasikan dengan elemen lain seperti karbon. Ini juga sangat tahan terhadap korosi.
Tungsten banyak digunakan dalam filamen kawat, seperti yang ada di sebagian besar lampu pijar yang digunakan di rumah-rumah. Tapi itu juga umum di lampu busur industri dan penerangan. (Untuk lebih lanjut tentang aplikasi industri, lihat: 8 Hal yang Perlu Diketahui Tentang Pelapis Polyurea .)
Pencahayaan panggung digunakan di studio televisi dan di panggung suara serta di tempat-tempat di mana produksi teater, konser, dan acara langsung lainnya berlangsung. Dan, meskipun pencahayaan panggung masih menggunakan teknologi pijar, biasanya dalam bentuk lampu tungsten-halogen (atau kuarsa-halogen) performa tinggi dengan nilai suhu warna yang dikalibrasi dengan cermat untuk mengontrol penampilan pemandangan secara keseluruhan.
Pelepasan korona adalah tirai plasma yang dibuat ketika udara di sekitar konduktor terionisasi.
Pelepasan korona sering dilakukan, dan paling baik dilakukan, dengan kawat tungsten. Untuk penyaringan udara, printer, mesin fotokopi, dan aplikasi lainnya, hanya kawat tungsten yang menghasilkan ionisasi dan modifikasi permukaan yang cukup.
Kawat tungsten banyak digunakan untuk memberikan dukungan atau tindakan menarik di oven industri.
Ini karena sifat non-sag kawat tungsten dan ketahanan panasnya. Misalnya, kawat tungsten sering ditenun menjadi tikar yang digunakan untuk menempatkan dan menahan benda pada tempatnya di zona panas yang direkayasa dari oven, tungku, dan kiln industri.
Kekakuan kawat tungsten, bahkan pada diameter yang sangat kecil, merupakan faktor penting yang mendasarinya untuk digunakan dalam berbagai jenis probe, termasuk probe uji semikonduktor kantilever yang digunakan untuk pengujian wafer silikon dalam manufaktur semikonduktor.
Kekakuan juga merupakan keuntungan dalam kawat tungsten untuk probe saraf yang digunakan dalam diagnosa dan pengobatan medis. (Untuk informasi lebih lanjut tentang ilmu material dalam perawatan kesehatan, lihat: Cara Memulai Karir sebagai Ilmuwan Material .)
Alat pemotong dan suku cadang memerlukan ketahanan abrasi yang tinggi dan oleh karena itu terbuat dari tungsten karbida.
Sisipan tungsten-karbida, dengan tepi tajam, dipasang ke badan perkakas baja dengan mematri atau mengencangkan secara mekanis. Penggunaan pahat tungsten karbida memastikan kecepatan potong yang lebih tinggi dan masa pakai pahat yang lebih lama. Pewarna tungsten-karbida biasanya digunakan untuk menggambar kawat.
Molibdenum adalah logam tahan api yang paling banyak digunakan karena lebih murah daripada kebanyakan logam lainnya dan, ketika dibuat menjadi paduan, bisa sangat tahan terhadap creep dan suhu tinggi.
Logam ini juga tidak membuat amalgam, sehingga tahan korosi. Ini sebagian besar digunakan untuk memperkuat paduan baja, terutama dalam perpipaan dan tubing struktural. Molibdenum juga memiliki kualitas anti-gesekan yang sangat baik, menjadikannya komponen yang ideal untuk oli dan gemuk yang digunakan dalam mobil. (Untuk informasi lebih lanjut tentang korosi di industri otomotif, lihat: Korosi Bahan Ringan yang Digunakan pada Aplikasi Otomotif .)
Baja tahan karat tahan korosi karena kandungan kromiumnya secara spontan membentuk lapisan tipis, pelindung, pasif pada permukaan baja.
Molibdenum meningkatkan film pasif ini dengan membuatnya lebih kuat dan membantunya terbentuk kembali dengan cepat jika terganggu oleh klorida. Meningkatkan kandungan molibdenum dalam baja tahan karat meningkatkan ketahanan korosi lubang dan celahnya.
Molibdenum dalam baja perkakas meningkatkan kekerasan dan ketahanan ausnya. Dengan mengurangi laju pendinginan kritis, molibdenum mendorong pembentukan matriks martensit yang optimal, bahkan dalam cetakan besar dan rumit yang tidak dapat didinginkan dengan cepat tanpa distorsi atau retak.
Menambahkan lima hingga 10% molibdenum dapat secara efektif memaksimalkan kekerasan dan ketangguhan baja berkecepatan tinggi dan mempertahankan sifat ini pada suhu tinggi yang dihasilkan saat memotong logam. (Untuk informasi lebih lanjut tentang memotong logam, lihat: Bagaimana Hot Shortness dan Welding Mempengaruhi Korosi pada Logam .)
Dalam teknologi elektronik, isolasi kawat dan kabel mewakili bahaya kebakaran dan asap bagi petugas pemadam kebakaran dan mereka yang berada di dalam pesawat terbang dan rumah sakit. Ammonium octamolybdate telah digunakan dengan PVC untuk menekan pembentukan asap.
Karena molibdenum memiliki modulus elastisitas 47*10^6 pon per inci persegi pada suhu kamar, molibdenum digunakan untuk batang bor dan duri untuk penggiling internal berkecepatan tinggi. Ini memastikan kebebasan dari getaran dan obrolan.
Tantalum adalah logam tahan api yang paling tahan korosi.
Ini sering diterapkan dalam pengaturan medis dan bedah dan di lingkungan yang sangat asam. Tantalum juga merupakan komponen utama sirkuit atau kapasitor komputer dan telepon.
Meskipun jauh lebih mahal daripada aluminium, tantalum memiliki dua keunggulan utama:
Tantalum juga digunakan dalam industri elektronik sebagai penghalang untuk mencegah tembaga mencemari silikon dalam produk seperti chip komputer dan perangkat penyimpanan. Pemisahan ini diperlukan karena kehadiran tembaga dalam silikon menyebabkan degradasi dan kegagalan perangkat. (Untuk informasi lebih lanjut tentang korosi tembaga, lihat: Peningkatan Laju Korosi Tembaga di Zona Aerasi Dijelaskan .)
Tantalum digunakan dalam aplikasi bedah dan biomedis karena bio-kelembamannya—yang, pada gilirannya, disebabkan oleh lapisan oksida yang melekat yang terbentuk secara spontan pada permukaan logam tantalum saat terkena udara.
Selain itu, tantalum lembam dalam cairan tubuh dan memiliki sifat mekanik yang baik. Contoh penerapannya dalam pengobatan meliputi:
Daktilitas Tantalum dan ketahanan korosi yang sangat baik membuatnya cocok untuk digunakan dalam peralatan proses kimia yang beroperasi di bawah kondisi korosif pada suhu tinggi.
Ketahanan korosi logam berfungsi untuk melindungi peralatan dan menjaga kemurnian bahan kimia yang ditangani. Tantalum dan paduannya dapat digunakan untuk menangani asam klorida, hidrobromik, nitrat dan sulfat. Contoh peralatan pabrik kimia di qhich Tantalum yang dapat digunakan adalah:
Niobium selalu digunakan bersama tantalum. Ini sangat unik dan dapat dikerjakan dengan mudah untuk mendapatkan elastisitas dan kekuatan yang tinggi.
Penggunaan utama niobium adalah dalam metalurgi besi.
Sekitar 75% dari produksi niobium dunia digunakan oleh industri baja untuk memproduksi berbagai paduan baja yang mengandung sejumlah kecil logam lain (mikroalloy dan baja paduan rendah) untuk meningkatkan—antara lain sifat—ketahanan korosi, kekuatan dan ketangguhan.
Niobium bertindak sebagai penghalus butir dan pengeras presipitasi pada baja paduan rendah dan baja paduan mikro berkekuatan tinggi, sekaligus meningkatkan kekuatan mekanik, kekuatan suhu tinggi, ketangguhan, dan ketahanan terhadap korosi.
Baja ini digunakan dalam jaringan pipa, transportasi, dan aplikasi struktural. (Untuk informasi lebih lanjut tentang transportasi, lihat: Perlindungan Korosi Sementara Selama Penyimpanan, Transportasi, dan Penanganan .)
Paduan niobium juga digunakan untuk memproduksi magnet superkonduktor. Magnet konduktor super ini digunakan dalam:
Paduan niobium lebih disukai daripada logam tahan api lainnya hingga 3.300 derajat Fahrenheit. Karena ketahanan oksidasinya yang rendah, paduan niobium terbatas untuk digunakan dalam aplikasi struktural pada suhu tinggi.
Renium adalah logam tahan api yang paling baru ditemukan.
Ini dapat ditemukan dengan logam lain dalam konsentrasi sangat rendah. Hal ini juga hadir dalam bijih logam tahan api lainnya. Renium dikenal karena kekuatan dan keuletannya yang tinggi.
Renium juga sangat langka dan karenanya bisa sangat mahal.
Renium digunakan sebagai aditif untuk membuat superalloy, sering bersama dengan besi, kobalt, nikel, tungsten dan molibdenum. Menambahkan renium meningkatkan kekuatan mulur keseluruhan superalloy, menjadikannya bahan yang sangat baik untuk suku cadang mesin jet dan mesin turbin gas. (Untuk informasi lebih lanjut tentang mesin jet dan turbin, lihat: Korosi Panas pada Komponen Turbin Gas .)
Senyawa renium digunakan sebagai katalis untuk katalisis homogen dan heterogen di banyak industri. Ini termasuk:
Katalis platinum-renium sangat penting dalam proses kimia yang disebut catalytic reforming di kilang minyak bumi. (Untuk lebih lanjut tentang minyak bumi, lihat: 6 Komponen Korosif Yang Dapat Ditemukan Dalam Minyak Mentah .)
Paduan tungsten-renium dan molibdenum-renium digunakan terutama untuk membuat elemen termo.
Penggunaannya meliputi semikonduktor, elemen pemanas, pelapis logam, dan batang las.
Paduan tungsten-renium, khususnya, digunakan untuk membuat anoda sinar-X yang berputar.
Pada suhu tinggi, renium menolak serangan di atmosfer hidrogen dan inert. Ini tahan terhadap asam klorida dan korosi air laut dan juga tahan terhadap efek mekanis dari erosi listrik.
Logam tahan api memiliki banyak aplikasi dan manfaat. Namun, masih banyak yang belum sepenuhnya kita pahami.
Diperlukan banyak penelitian di bidang metalurgi untuk meningkatkan berbagai proses.
Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan
Bagaimana memilih jenis aluminium yang tepat untuk aplikasi pengecoran yang berbeda? Di sini kami menentukan klasifikasi aluminium, propertinya, dan panduan untuk memilih aluminium untuk berbagai penggunaan pengecoran. Aluminium adalah salah satu elemen yang paling melimpah di Bumi dan banyak di
Sebagian besar produsen memproduksi papan sirkuit tercetak mereka dengan bahan FR4. Lagi pula, papan ini murah dan berguna untuk berbagai aplikasi. Namun, selain FR4, bahan papan sirkuit cetak lainnya mungkin ideal untuk aplikasi tertentu. Oleh karena itu, contoh yang sangat baik dari bahan papan la
Apa itu Pasir Cetakan? Pasir cetakan, juga dikenal sebagai pasir pengecoran, adalah pasir yang ketika dibasahi dan dikompresi atau diminyaki atau dipanaskan cenderung untuk berkemas dengan baik dan mempertahankan bentuknya. Ini digunakan dalam proses pengecoran pasir untuk menyiapkan rongga cetaka
Platform akses memberi pekerja cara sementara atau permanen untuk bekerja di berbagai ketinggian. Mereka datang dalam berbagai konfigurasi dan ditampilkan dalam pekerjaan mulai dari pemeliharaan utilitas hingga pemrosesan biji-bijian. Platform akses yang stabil dan dibuat dengan baik dapat memberika
