Paduan adalah senyawa logam yang terbuat dari satu logam dan satu atau lebih unsur logam atau non-logam.
Contoh paduan umum:
- Baja: A kombinasi dari besi (logam) dan karbon (non-logam)
- Perunggu: Kombinasi dari tembaga (logam) dan timah (logam)
- Kuningan: Campuran tembaga (logam) dan seng (logam)
Properti
Logam murni individu dapat memiliki sifat-sifat yang berguna seperti baik konduktivitas listrik, kekuatan tinggi, dan kekerasan, atau panas dan korosi perlawanan. Paduan logam komersial berupaya menggabungkan sifat-sifat bermanfaat ini untuk membuat logam lebih bermanfaat untuk aplikasi tertentu daripada elemen komponennya.
Baja, misalnya, membutuhkan kombinasi karbon dan besi yang tepat (sekitar 99% besi dan 1% karbon) untuk menghasilkan logam yang lebih kuat, lebih ringan, dan lebih bisa digunakan daripada besi murni.
Sifat-sifat yang tepat dari paduan baru sulit untuk dihitung karena unsur-unsur tidak hanya bergabung menjadi jumlah bagian. Mereka terbentuk melalui interaksi kimia, yang bergantung pada bagian komponen dan metode produksi tertentu. Akibatnya, banyak pengujian diperlukan dalam pengembangan paduan logam baru.
Suhu leleh adalah faktor kunci dalam logam paduan. Galinstan, paduan leleh rendah galium, timah, dan indium, berbentuk cair pada suhu di atas 2,2 ° F (-19 ° C), yang berarti titik leburnya 122 ° F (50 ° C) lebih rendah dari gallium murni dan lebih dari 212 ° F (100 ° C) di bawah indium dan timah.
Galinstan® dan Wood's Metal adalah contoh dari paduan eutektik — paduan yang memiliki titik leleh terendah dari semua kombinasi paduan yang mengandung unsur yang sama.
Komposisi
Ribuan komposisi paduan dalam produksi reguler dengan komposisi baru sedang dikembangkan setiap tahun.
Komposisi standar yang dapat diterima meliputi tingkat kemurnian elemen penyusun (berdasarkan pada berat isi). Riasan, serta sifat-sifat mekanik dan fisik dari paduan umum, distandarisasi oleh internasional organisasi seperti Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO), SAE International, dan ASTM Internasional.
Produksi
Beberapa paduan logam muncul secara alami dan membutuhkan sedikit pemrosesan untuk dikonversi menjadi bahan kelas industri. Ferro-alloys seperti Ferro-chromium dan Ferro-silicon, misalnya, diproduksi oleh peleburan bijih campuran dan digunakan dalam produksi berbagai baja. Namun, orang akan salah untuk berpikir bahwa logam paduan adalah proses yang sederhana. Misalnya, jika seseorang hanya mencampur lelehan aluminium dengan cair memimpin, mereka akan menemukan bahwa keduanya akan terpisah menjadi beberapa lapisan, seperti minyak dan air.
Paduan komersial dan perdagangan umumnya membutuhkan pemrosesan yang lebih besar dan paling sering dibentuk dengan mencampur logam cair dalam lingkungan yang terkendali. Prosedur untuk menggabungkan logam cair atau logam campuran dengan non-logam sangat bervariasi tergantung pada sifat-sifat unsur yang digunakan.
Karena unsur logam memiliki variasi besar dalam toleransi panas dan gas, faktor-faktor seperti suhu leleh komponen logam, tingkat pengotor, lingkungan pencampuran, dan prosedur paduan merupakan pertimbangan utama untuk paduan yang sukses proses.
Sedangkan elemen menyukai logam tahan api stabil pada suhu tinggi, yang lain mulai berinteraksi dengan lingkungan mereka, yang dapat mempengaruhi tingkat kemurnian dan, pada akhirnya, kualitas paduan. Seringkali dalam kasus seperti itu, paduan antara harus disiapkan untuk membujuk elemen untuk bergabung.
Sebagai contoh, paduan aluminium 95,5% dan tembaga 4,5% dibuat dengan terlebih dahulu menyiapkan campuran 50% dari dua elemen. Campuran ini memiliki titik leleh yang lebih rendah daripada aluminium murni atau tembaga murni dan bertindak sebagai "paduan pengeras." Ini kemudian diperkenalkan ke aluminium cair pada tingkat yang menciptakan campuran paduan yang tepat.
Sumber: Street, Arthur. & Alexander, W. HAI. 1944. Logam dalam Layanan Manusia. Edisi ke-11 (1998).