Material Teknik 00.ppt

Pertemuan 2 “Sifat – Sifat Bahan Material”

Material Teknik (Engineering Materials) 1IC01 - 1IC04 Teknik Mesin ( 14 Maret 2019 ) 1

Sifat – Sifat Bahan Material 1. 2. 3. 4.

Sifat Mekanik Bahan Sifat Teknologi Bahan Sifat Kimia Sifat Fisik

2

Sifat Mekanik Bahan Sifat mekanik bahan adalah : hubungan antara respons atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. Sifat mekanik : berkaitan dengan uji tarik, uji tekan, kekuatan, kekerasan, keuletan, dan kekakuan.

3

Sifat Mekanik • Material dalam pengunaanya dikenakan gaya atau beban. • Karena itu perlu diketahui kharater material agar deformasi yg terjadi tidak berlebihan dan tidak terjadi kerusakan atau patah • Karakter material tergantung pada: – Komposisi kimia – Struktur mikro – Sifat material: sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia

Gaya/beban

Material

4

Sifat mekanik • Kekuatan (strength): ukuran besar gaya yang diperlukan utk mematahkan atau merusak suatu bahan • Kekuatan luluh (yield strength): kekuatan bahan terhadap deformasi awal • Kekuatan tarik (Tensile strength): kekuatan maksimun yang dapat menerima beban. • Keuletan (ductility): berhubungan dengan besar regangan sebelum perpatahan 5

Sifat Mekanik • Kekerasan (hardness): ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya • Ketangguhan (toughness): jumlah energi yang mampu diserap bahan sampai terjadi perpatahan • Mulur (creep) • Kelelahan (fatique): ketahanan bahan terhadap pembebanan dinamik • Patahan (failure) 6

7

• Uji Tarik Adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus.

8

9

• Uji tekan Bahan uji diberikan gaya tekan. Rumus tegangan dan regangan sama dengan yang dipakai pada uji tarik, hanya tanda beban negative (tekan). Hasil uji akan memberikan harga negative.

10

• Deformasi elastis Deformasi yang mempunyai hubungan tegangan dan regangan linier (proporsional) disebut sebagai deformasi elastis

Rumus Deformasi elastis

11

Deformasi elastis • Pada pembebanan rendah dalam uji tarik, hubungan antara tegangan dan regangan linier

Beban dihilangkan Teg.

Modulus elastis Pembebanan Reg.

12

Contoh Soal :

13

Deformasi plastis • Utk material logam, umumnya deformasi elastis terjadi < 0,005 regangan • Regangan > 0,005 terjadi deformasi plastis (deformasi permanen)

ys

Teg.

0,002

Reg.

Titik luluh atas

ys Teg.

Titik Luluh bawah

Reg.

14

Keuletan (ductility) • Keuletan: Hubungan antara tegangan dan regangan ketika diberi beban tetapi tidak sampai titik perputusan atau kegagalan pada material.

15

Contoh Soal Keuletan

16

b.

17

Uji Kekerasan (Hardness Test)

18

Uji Kelelahan (Fatique Test)

19

Patahan (Failure)

20

Sifat Teknologi Bahan Sifat bahan / logam berkaitan dengan teknologi proses produksi (pengecoran, permesinan, pengelasan, pembentukan, dll). 1. Pengecoran Logam merupakan proses pembentukan benda kerja dengan cara mencairkan logam, kemudian menuangkan logam cair kedalam cetakan sesuai dengan bentuk yg diinginkan. Contoh nya : Invesment casting, lost foam cating, sand casting, die casting dll .

2. Sifat Permesinan adalah sifat bahan yang dikaitkan dengan kemampuan dibentuk melalui proses pemesinan (pembubutan, skrap, frais atau milling, bor, penggerindaan dan lain-lain). 21

3. Pembentukan adalah Proses pembentukan logam ini (metal forming) bertujuan merubah bentuk benda kerja dengan cara memberikan gaya luar. Contoh nya : Rolling ( Pengerolan ) : Flat rolling, Ring Rolling Shape H Rolling, Forging ( Mampu Tekan ) : Open die forging, close die forging. 4. Joining ( Proses penyambungan ) : kemampuan logam atau baja untuk dapat dilakukan proses penyambungan tanpa terjadi perubahan sifat yang berlebihan, Contoh nya : Pengelasan, Brazing, Soldering, Mechanical fastening, dll.

22

SIFAT KIMIA ( Sifat Tahan Korosi ) • Sifat kimia umumnya merujuk pada kondisi ambien atau sekitar, yaitu pada suhu kamar, tekanan atmosfer, dan atmofer beroksigen tidak terjadi korosi. • Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu bahan. 23

Sifat Fisik Material Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu bahan yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya. Beberapa sifat fisik bahan : warna, titik didih, viskositas, titik leleh, berat jenis, dll.

24

Latihan Soal :

25

4. Sebuah spesimen silinder dari paduan nikel mempunyai modulus elastisitas 207 GPa dan panjang awal 250 mm, jika deformasi elastis, dengan diameter awal 10 mm berapakah pertambahan panjang ketika dibebani dengan tarikan sebesar 8900 N: 5. Sebuah batang alumunium yang mempunyai

diameter 50 mm dengan panjang 300 mm di bebani gaya tarik sebesar : 100 Kilonewton. Berdasarkan dari hasil pengujian batang tersebut memuai sepanjang 0,219 mm dan diameternya menyusut sebesar 0,001215 mm, Berapakah besar regangan dan nilai modulus elastisitas bahan tersebut : 26

Buku Pustaka • William D. Callister Jr, Wiley. (2004). “Materials Science and Engineering, An introduction” • Lawrence H, Van Vlack. (1995). Ilmu dan Teknologi Bahan. (terjemahan) : Erlangga. • Tata Surdia dan Shinroku Saito, Pradnya Paramita, (1995). Pengetahuan Bahan. • William F. Smith, Mc Graw Hill.(1996).” Principle of Materials Science and Engineering” • Asyari Daryus - Material Teknik. Teknik Mesin, : Universitas Darma Persada - Jakarta 27