Paduan Alumunium – Lithium

Aplikasi Paduan Alumunium – Lithium Pada Pesawat Terbang

Salah satu isu penting dari Industri Penerbangan saat ini adalah tuntutan peningkatan efisiensi. Seiring dengan peningkatan harga bahan bakar, setiap industri penerbangan diharapkan dapat meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar pesawat terbang. Salah satu cara meningkatkan efisiensi adalah dengan mengurangi berat kosong pesawat, hal ini dilakukan dengan mengganti material dengan yang lebih ringan. Material yang saat ini sedang banyak diaplikasikan adalah penggunan Generasi baru material berberat jenis rendah, Paduan Alumunium-Lithium (Al-Li). Paduan Al-Li terlihat sangat atraktif bagi industri penerbangan karena dapat mengurangi berat pesawat. Pemaduan Lithium pada Alumunium telah terbukti mengurangi berat Pesawat secara signifikan. Setiap peningkatan kadar Litiumsebanyak 1% akan mengurangi densitas sebanyak 3%, selain itu juga penambahan paduan Litium juga akan meningkatkan Modulus Elastisitas dari material sebanyak 6%.

Karena terbukti mampu meningkatkan efisiensi bahan bakar dan performa pesawat, maka penggunaan material Al-Li lebih disukai dibanding dengan penggunaan Fiber Reinfoced. Karena untuk jika harus menggantinya dengan komposit, biaya yang dibutuhkan akan semakin besar. Karena untuk membuat material komposit dibutuhkan investasi yang lebih besar dalam penambahan fasilitas produksi. Selain karena faktor biaya yang lebih murah, penggunaan paduan Al-Li juga disukai karena Paduan Alumunium – Lithium menghasilkan peningkatan kekuatan yang lebih baik dibanding penggunaan komposit. Paduan Alumunium memiliki ketahanan terhadap pertumbuhan fatik yang jauh lebih baik dibandingkan dengan komposit, misalkan pada bagian permukaan sayap pesawat.

 Sifat – sifat Mekanis Paduan Al-Li

  • Litihium merupakan logam yang paling ringan. Setiap penambahan 1% Li, akan mengurangi berat jenis paduan sekitar 3% serta meningkatkan modulus elastis sekitar 6%
  • Memiliki “Fatigue dan Cryogenic Toughness” yang sangat baik
  • Peningkatan nilai E (lebih kaku)
  • Tahan terhadap pertumbuhan Retak Fatik
  • Mengurangi “Ductiliy”
  • Fracture Toughness yang rendah

Proses manufaktur

Paduan Alumunium – Lithium dapat diperoleh melalui proses Pengecoran atau pun dengan menggunakan proses Rapid Solidification untuk menghasilkan paduan yang lebih baik. Klaus Kleinfeld, CEO Alcoa mengatakan bahwa di masa depan material pesawat akan dibangun dengan paduan Al-Li. Hal ini ditandai dengan pembangunan afslitas produksi Al-Li. Beberapa produsen utama Paduan Al-Li antara lain Alcoa (Amerika serikat) yang memiliki Fasilitas produksi Al-Li terbesar di dunia di Lafayette, Indiana dengan kapasitas produksi 20.000 ton per tahun. Pada lokasi ini juga terdapat fasilitas yang mampu untuk membuat ingot  ukuran besar, cukup besar sehingga mampu untuk membuat satu komponen pesawat saat ini. Dengan proses satu komponen satu material, maka akan dihasilkan komponen yang lebih murah, lebih kuat dan lebih ringan karena mengurangi jumlah sambungan antar komponen yang biasanya sangat kompleks. Selain Alcoa, Constellium juga baru saja membuka fasilitas foundry Al-Li di Issoire, Perancis dengan kapasitas 14.000 ton per tahun.

Sifat  Fisik dari Paduan Alumunium – Lithium

Secara umum ada beberapa Paduan Al-Li yang banyak digunakan pada industri pesawat terbang, yaitu:

Berikut ini sifat-sifat fisik dari Paduan Aluminium – Lithium :

Sifat Fisik 2090 2091 8090
Berat jenis (g/cm3) 2.59 2.58 2.55
Range Titik Lebur (oC) 560 – 650 560-670 600-655
Modulus Elasatis (GPa) 76 75 77
Poisson Ratio 0.34 0.34 0.34
Konduktifitas Thermal pada 250 oC (W/m-k) 84-92.3 84 93.5
Spesifik Heat pada 1000C (J/kg k) 1203 860 930

 

Metalurgi Fisik Paduan Alumunium – Lithium

Lithium pada jumlah yang sedikit dapat menciptakan precipitation hardening pada Alumunium, saat terdistribusi homogen akan terbentuk precipitate Al3Li saat proses heat treatment. Sama halnya dengan paduan alumunium lain, Preciitation paduan Al-Li akan mengalami penguatan dengan proses theral aging setelah proses solution treatment. Struktur precipate ini dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : kecepatan quenching setelah solution treatment, temperatur dan waktu proses aging.

Proses Age Hardening paduan Al-Li melibatkan proses pengendapan Al3Li dari Super Saturated Solution. Alumunium dan Lithium pada struktur Al3Li memiliki posisi yang spesifik. Posisi delapan sudut diisi oleh Li sementara enam sisi depan diisi oleh Alumunium. Secara mikrostruktur Paduan Al-Li sangat unik. Karena endapan penguat utama (δ’) saat mengendap secara homogen, akan tetap koheren walupun sudah melalui proses aging.

 

Referensi

1) Metals handbook, 10th edition, Vol. 2, ASM.

2) W.R.D Jones, P P Das, The mechanical properties of Al-Li alloys, The Journal of Institute of metals, Vol.88, 1959-60.

3) https://aluminiuminsider.com/aluminium-lithium-alloys-fight-back/

Tentang Arif

just me.. :)
Pos ini dipublikasikan di Berbagi, Catatan Kuliah dan tag , , , , , , , , , . Tandai permalink.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s