Tembaga, Paduannya.pptx

Tembaga, Paduannyadan Material-material Lain pada Asam Sulfat

Penamaan Tembaga dan Paduannya

• Standar ASTM : lima digit angka yang diawali dengan huruf “C”.• C-100000 hingga C-79999 digunakan untuk tembaga tempa dan

paduannya.• C-80000 hingga C-99999 digunakan untuk penamaan tembaca cor dan

paduannya.

Klasifikasi Tembaga

• Tembaga murni : Kandungan tembaga minimal 99,3%• Paduan dengan kandungan tembaga tinggi : Paduan tembaga dengan

kadungan tembaga 96% hingga 99,3%• Kuningan : Paduan tembaga dengan unsur paduan utama berupa seng

(Zn). Dibagi menjadi : 1. Paduan tembaga-seng 2. Paduan tembaga-seng-timbal (kuningan dengan timbal) 3. Paduan tembaga-seng-timah (kuningan dengan timah)

• Perunggu : Paduan tembaga dengan unsur paduan utama selain seng (Zn) dan nikel (Ni). Dibagi menjadi :

1. Paduan tembaga-timah-fosfor (perunggu dengan fosfor) 2. Paduan tembaga-timah-timbal-fosfor (perunggu dengan fosfor dan timbal) 3. Paduan tembaga-timah-nikel (perunggu dengan nikel dan timah) 4. Paduan tembaga-aluminium (perunggu dengan aluminium)• Paduan tembaga-seng lainnya : Terbagi menjadi dua sub-grup yang

berupa paduan tembaga-nikel (cupronikel) dan paduan tembaga-seng-nikel (nikel-silver)

Tembaga Murni dan Kandungan Tembaga Tinggi• Pada lingkungan air dan asam yang tidak mengoksidasi dan tanpa

oksigen terlarut, tembaga tidak mudah terkorosi.• Pada asam sulfat, tembaga lebih rentan terkorosi terutama dengan

adanya oksigen terlarut dan zat-zat pengoksidasi lainnya, contoh: CN dan MHA.

Secara umum tembaga tahan korosi pada kondisi :• Air laut• Air panas maupun dingin• Asam sulfat, asam fosfat, asam sitrat dan asam-asam lain yang tidak

mengoksidasi, yang tidak mengandung oksigen terlarut• Kondisi atmosfer

Tembaga akan sangat rentan terhadap korosi pada kondisi :• Asam pengoksidasi, contoh : asam nitrat, dan asam sulfat konsentrasi

tinggi pada temperatur tinggi• Amonium hidroksida dengan oksigen terlarut• Aliran yang cepat dengan oksigen terlarut, larutan aqueus• Garam pengoksidasi, contoh : ferric klorida, ferric sulfat, dst.• Hidrogen sulfat dan bentuk sulfur lainnya

Paduan Kuningan

• Mengalami dezincification • Kandungan Zn lebih dari 15% lebih rentan mengalami dezincification• Ketahanan kuningan pada asam sulfat umumnya sama dengan

ketahanan tembaga• Sangat rentan terhadap korosi pada asam sulfat temperatur tinggi.

Gambar 1. Kuningan yang mengalami dezincification

• Admiralty dan naval brasses mengandung tambahan timah -> sedikit lebih tahan• Penambahan unsur-unsur paduan lain seperti arsenik, antimony, dan

fosfor kurang dari 0,1% juga dapat meningkatkan ketahanan terhadap dealloying.

Gambar 2. Kecenderungan kuningan mengalami dezincification, SCC dan impingement

attack akibat unsur paduan Zn

Paduan Perunggu

• Perunggu merupakan paduan antara tembaga dengan timah sebagai unsur tambahan utama dan fosfor (kurang dari 0,5%) sebagai pengoksidasinya.• Pada lingkungan asam sulfat, perunggu tahan terhadap korosi hingga

konsentrasi asam sulfat sebesar 60% dan temperatur 175oF.• Paduan dengan timah lebih dari 5% membuat perunggu tahan

terhadap impingement attack.

Gambar 2. Perunggu yang terkorosi

Paduan Tembaga Aluminium

• Disebut juga sebagai aluminium bronze• Membentuk oksida aluminium dan oksida tembaga yang membuat paduan

aluminium-tembaga tahan korosi• Sering disebut super alloy• Tahan korosi terhadap mineral-mineral yang tidak mengoksidasi, dan asam-

asam organik dan alkali• Tahan terhadap korosi pada asam sulfat • Contoh : penyulingan minyak di mana terdapat asam sulfat yang mengandung

endapan karbon• Merupakan satu-satunya paduan tembaga yang aman terhadap korosi pada

lingkungan asam sulfat

Gambar 3. Aluminium bronze

Gambar 4. Grafik korosi pada aluminium bronze (90-10) pada asam sulfat yang tidak

mengandung oksigen berdasarkan fungsi temperatur dan konsentrasi

Ketahanan korosi tembaga, kuningan, dan aluminium bronze

Paduan Tembaga Nikel

• Biasanya mengandung 10% dan 30% persen nikel untuk ketahanan terhadap korosi.• Biasa ditambahkan paduan besi, mangan, silicon dan niobium dalam

jumlah kecil untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi• Tahan korosi pada lingkungan alkali, garam netral, organic, dan asam

yang tidak mengoksidasi• Pada asam sulfat dengan temperatur tinggi, atau mengandung

oksigen terlarut, paduan ini rentan terhadap korosi.

Material Lain

• Logam mulia seperti emas dan platina yang memiliki ketahanan korosi sempurna pada lingkungan asam sulfat.• Digunakan pada bagian-bagian yang tidak boleh terjadi korosi atau

tidak boleh terjadi kontaminasi contohnya spinneret pada pembuatan rayon yang selalu terendam dalam asam sulfat.

Gambar 5. Spinneret pada pembuatan rayon

• Tantalum memiliki ketahanan korosi yang baik pada asam sulfat dengan konsentrasi tinggi (maksimal 98%)dan pada suhu dibawah 150oC dengan konsentrasi maksimal 99% asam sulfat• Banyak digunakan sebagai bahan lapisan untuk perlindungan

terhadap korosi• Pada suhu diatas 150oC, laju korosinya lebih lambat dibanding

hastelloy, zirconium, molybdenum, dan titanium.

• Zirkonium rentan terhadap korosi pada asam sulfat dengan konsentrasi lebih dari 60% pada titik didihnya dan hingga 200oF pada asam yang lebih kuat• Titanium sangat rentan terhadap korosi pada asam sulfat kecuali pada

konsentrasi dan temperatur yang rendah• Ketahanan korosi pada titanium dapat ditingkatkan dengan

penambahan unsur paduan yang berfungsi sebagai inhibitor• Penggunaan paling umum pada titanium adalah pada pemurnian bijih

nikel menggunakan asam sulfat dengan temperatur tinggi

• Molybdenum memiliki ketahanan yang sempurna terhadap asam sulfat. Kandungan oksigen pada asam sulfat tidak berpengaruh pada laju korosinya.• Pada 160oF dengan konsentrasi 10-95% laju korosinya di bawah 1 mpy

dan dibawah 5 mpy untuk temperatur didih asam hingga konsentrasi 50%.• Pada temperatur 400oF, laju korosi molybdenum kurang dari 1 mpy

pada konsentrasi 10% dan kurang dari 4 mpy pada 20% asam sulfat.

Gambar 6. Grafik iso-corrosion beberapa material pada asam sulfat

Pembandingan beberapa material pada asam sulfat

Daftar Pustaka

• Davis, J. R. 2000. Corrosion Understanding the Basic. Ohio : ASM International• http://www.tantaline.com/Sulfuric-Acid-Corrosion-57.aspx• http://corrosion-doctors.org/MatSelect/corrbrass.htm• http://corrosion-doctors.org/Forms-selective/dezinc.htm• Schweitzer, Phillip A. 2006. Fundamental of Metallic Corrosion. Boca

Raton : CRC Press