Macam-Macam Titanium dan Sifat Karakteristik-Properties

Titanium (Ti) adalah logam berwarna putih keabu-abuan yang banyak digunakan di dunia industri. Sifat yang dimiliki seperti high strength, low weight dan high corrosion resistance. Titanium tahan korosi karena adanya lapisan Titanium Oksida (TiO₂) pada permukaan material. Sifat modulus elastisitas rendah membuat Titanium sangat lentur, mudah dibentuk dan mudah kembali ke bentuk semula ketika di-bending. Titanium juga non-metallic & non-toxic sehingga banyak digunakan di peralatan medis.

Titanium (Ti) adalah termasuk unsur terbanyak di bumi disamping Fe, Al dan Mg. Bijih Ti dibuat dari Ilmenite (FeTiO₃) dan Rutile (TiO₂).

Terdapat 2 pembagian utama yaitu (i) Pure Titanium (Gr 1, Gr2, Gr3, Gr4, Gr7, dan Gr11), (ii) Titanium Alloy (Ti6Al-4V:Gr5; Ti6Al-4V ELI:Gr23; Ti3Al2.5:Gr12; Ti5Al2.5Sn: Gr6)

Macam-Macam Grade Titanium - Pure Titanium:

Grade 1 (Gr1)

Ini adalah tipe Ti paling lunak sehingga mudah dibentuk (formability) memiliki sifat high ductility dan high weldability. Banyak digunakan di piping, tubing dan plate industri. Banyak digunakan di manufacturing dan pesawat terbang.

Grade 2 (Gr2)

Karakteristik sedikit keras (slightly stronger), high tensile strength, mudah dicetak (very moldable). Banyak digunakan di dunia industri sama dengan Gr1.

Grade 3 (Gr3)

Karakteristik lebih keras daripada Gr1 dan Gr2, good weldability dan extremely high corrosion resistance. Penggunaan kurang di dunia industri dibandingkan Gr1 dan Gr2, namun untuk kebutuhan khusus menjadi pilihan karena sifat-sifatnya yang dominan. Banyak digunakan di industri kimia, pesawat terbang dan kapal laut.

Grade 4 (Gr4)

Ini adalah tipe Ti yang paling keras sehingga kurang moldable,namun masih bisa dicetak dengan kondisi dingin (good cold form ability), great strength, durability dan weldability. Banyak digunakan di peralatan bedah medis dan heat-exchanger (condenser).

Macam-Macam Grade Titanium - Alloy Titanium:

Grade 5-Ti6Al-4V (Gr5)

Ini adalah tipe Ti yang paling banyak digunakan karena ada kombinasi dengan unsur lain sehingga mendapatkan karakteristik yang diinginkan. Sifat tahan terhadap temperatur 540-800 degC (Leyens et al, 2003) membuat grade ini banyak dipakai di industri pesawat terbang (gas turbine) dan juga banyak dipakai untuk komponen mesin sehingga dijuluki "workhorse". Sifatnya yang kuat, ringan, sangat mudah dibentuk dan extremely high corrosion resistance.

Grade 7 (Gr7)

Tipe ini sama dengan Gr2 namun dengan ada tambahan unsur Palladium membantu meningkatkan sifat weldability dan formability. Grade ini adalah yang paling tahan korosi dibandingkan grade lain dari Ti. Banyak diaplikasikan di produksi kimia.

Grade 23-Ti6Al-4V ELI (Gr23)

Dibuat dari campuran Ti, Vanadium, dan Alumunium yang memberikan very high tensile dan yield strength sehingga mengurangi ductility dan weldability. Banyak digunakan untuk coil, wire, paralatan dokter gigi dan medis.

BACA JUGA: Macam-Macam Stainless Steel (SS)

Titanium banyak dipakai karena 3 hal: (Leyens et al, 2003)

High specific strength (kuat)
Excellent corrosion resistance, terutama good oxidation resistance T < 600 degC
Low density (ringan)

Sifat high corrosion resistance adalah karena adanya lapisan pasif oksida, dimana bisa terbentu dengan 4 tahapan yaitu: oksigen ter-adsorp ke permukaan Ti, pembentukan inti, pemerataan inti pada seluruh permukaan dan penebalan/perapatan oxide layer.

Terdapat tingkatan oxida layer pada Ti dengan urutan dari low ke high oxidation adalah: Ti - Ti₃Al - Ti₃Al+TiAl – TiAl - TiAl₃

Berdasarkan gambar diatas semakin kekanan maka terdapat peningkatan oxida layer sehingga semakin oxidation resistance. TiAl₃ (titanium aluminides) inilah yang banyak digunakan pada komponen permesinan dan turbine pesawat terbang.

Ketahanan temperatur operasi juga menjadi alasan dipilihnya Ti terutama yang ditambah alumunium alloy, berikut datanya:

Disamping memiliki banyak kelebihan, Ti ternyata juga memiliki kekurangan, berikut kajian analisa yang sudah pernah dilakukan untuk "Kerusakan Ti di Tube Condenser".

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2020). Macam-Macam Titanium dan Sifat Karakteristik-Properties, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Leyens. C., Peters, M. (2003). Titanium and Titanium Alloys, Fundamental and Application. Wiley-VCH GMbH & Co. KGaA

[2] https://titaniumprocessingcenter.com/tips-choose-right-titanium-grade/