1. Bahan Bahan Teknik D4
-
Upload
okecanakota -
Category
Documents
-
view
150 -
download
1
description
Transcript of 1. Bahan Bahan Teknik D4
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-1
I. BAHAN-BAHAN TEKNIK
Setelah mempelajari Bab I diharapkan mahasiswa dapat:
Mengenal asal bahan yang digunakan dalam dunia teknik.
Menjelaskan pertimbangan-pertimbangan di dalam memilih bahan teknik.
Menjelaskan sifat-sifat yang dimiliki oleh bahan teknik.
Menjelaskan perbedaan bahan-bahan teknik yang satu dengan yang lainnya.
1.1. Pendahuluan
Bahan/material merupakan kebutuhan bagi manusia mulai zaman dahulu
sampai sekarang. Kehidupan manusia selalu berhubungan dengan kebutuhan bahan
seperti pada transportasi, rumah, pakaian, komunikasi, rekreasi, produk makanan dll.
Perkembangan peradaban manusia juga bisa diukur dari kemampuannya
memproduksi dan mengolah bahan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya (jaman
batu, perunggu dsb). Pada tahap awal manusia hanya mampu mengolah bahan apa
adanya seperti yang tersedia dialam misalnya : batu, kayu, kulit, tanah dsb.
Dengan perkembangan peradaban manusia bahan–bahan alam tsb bisa diolah
sehingga bisa menghasilkan kualitas bahan yang lebih tinggi. Pada 50 tahun terakhir
para saintis menemukan hubungan sifat–sifat bahan dengan elemen struktur bahan.
Sehingga bisa diciptakan puluhan ribu jenis bahan yang mempunyai sifat–sifat yang
berbeda.
Bahan adalah wujud asal benda kerja. Menurut asalnya bahan terdiri dari:
Bahan alami yang langsung dipakai kayu, batu
Bahan alami yang diproses fisika dan kimia bijih-bijih logam menjadi
logam.
Bahan buatan yang tidak didapat secara alami tetapi dari bahan mentah
melalui proses kimia yang rumit gelas, seluloid, dll.
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-2
1.2. Pemilihan Bahan
Dewasa ini terdapat berbagai jenis bahan yang dapat digunakan sebagai
bahan baku industri. Jenis-jenis yang beragam kadang-kadang menyulitkan
pemilihan yang tepat. Bahan yang satu mempunyai keunggulan ditinjau dari segi
keuletan, lainnya terhadap korosi, mulur atau suhu kerja yang tinggi namun cukup
mahal. Oleh karena itu pemilihan sering tidak semata-mata berdasarkan
pertimbangan teknis tetapi pertimbangan ekonomis juga memegang peranan yang
sangat penting pula.
Pemilihan bahan yang tepat pada dasarnya merupakan kompromi antara
beragai sifat, lingkungan dan cara penggunaan dan sampai dimana sifat bahan dapat
memenuhi persyaratan yang telah ditentukan.
Beberapa sifat teknis yang harus diperhatikan sewaktu memilih bahan adalah:
a) Sifat fisik,
Kekuatan adalah tahanan suatu bahan terhadap perubahan bentuk (tarik,
tekan, geser, bengkok, torsi, dan tekuk).
Sifat mulur adalah kemampuan bahan berubah bentuk sebagai akibat
pembebanan.
Sifat getas adalah dimiliki oleh bahan yang pada pembebanan sampai pecah,
tidak menunjukkan perubahan bentuk tetap.
Sifat liat adalah kemampuan suatu bahan untuk berubah bentuk dalam skala
yang cukup besar sebelum pecah akibat pembebanan.
Sifat elastisitas adalah sifat bahan yang setelah pembebanan kembali
kebentuk semula.
Sifat plastisitas (ductilitas) adalah sifat bahan untuk bertahan pada bentuk
yang diberikan melalui pembebanan dari luar.
Kekerasan adalah tahanan bahan terhadap desakan benda lain. Dalam
penggunaan teknis, intan digolongkan sebagai bahan paling keras, sebalinya
natrium dan kalium adalah sangat lunak.
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-3
Daya hantar panas adalah kemampuan bahan untuk memindahkan panas di
dalam strukturnya. Sifat ini sangat baik pada bahan perak, sebaliknya kurang
baik pada baja.
Sifat muai panas pada berbagai bahan sangat berbeda-beda. Misalnya
aluminium pemuaiannya lebih besar dari pada baja.
Daya hantar listrik adalah kemampuan bahan untuk menghantarkan arus
listrik. Sifat tersebut dipengaruhi antara lain parameter kisi, garis tengah
badan atom, dan jumlah elektron yang tersedia. Perak dan tembaga termasuk
penghantar listrik yang baik, sedangkan paduan konstantan dan air raksa
adalah pengahantar listrik yang tidak baik.
Massa jenis bahan adalah massanya dalam 1 cm'. Perbedaan antara logam
ringan dan berat didasarkan atas massa jenis. Logam ringan < 5 gr/cm3 dan
logam berat >5 gr/cm3.
Titik cair/lebur suhu tertentu di mana keadaan agregasi bahan berubah dari
padat menjadi cair. Titik cair logam mempunyai arti penting pada
pembentukan paduan.
b) Sifat teknis,
Sifat mampu cor adalah sifat dapat dicairkan dan selanjutnya dituang
sedemikian rupa sehingga benda kerja bebas pori-pori dan gelembung. Besi
tuang termasuk mudah dituang, sebalinya baja sulit dituang.
Sifat mampu bentuk panas (sifat mampu tempa dan mampu roll) adalah
kemampuan bahan untuk berubah bentuk secara tetap oleh pengaruh beban
dari luar yang bekerja di atas batas suhu tertentu.
Sifat mampu bentuk dingin (membengkok, cetak dalam) adalah
kemampuan bahan untuk diubah kedalam bentuk yang telah ditentukan, tanpa
pemberian panas.
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-4
Sifat mampu las adalah sifat bahan yang dapat disambung dengan cara
mencairkan sebagian bahan itu. Baja dapat dilas dengan baik, sebaliknya besi
tuang sulit dilas.
Sifat mampu mesin adalah kemampuan bahan untuk diubah kedalam bentuk
yang telah ditentukan dengan cara penyayatan. Bahan keras sulit dikerjakan
dengan penyayatan tatal sebab tahanan potongnya terlalu besar, sedangkan
bahan lunak juga sulit dikerjakan dengan penyayatan tatal karena cenderung
melumuri alat potong.
Sifat mampu keras adalah kemampuan bahan (khusus logam besi) untuk
dinaikkan kekerasan alaminya melalui perubahan structure.
c) Sifat kimiawi.
Sifat tahan korosi; tahanan bahan terhadap serangan air, gas, asam, larutan
garam atau bahan kimia lain.
Sifat tahan panas; sifat bahan yang tetap tahan pada suhu tinggi dan tidak
membentuk lapisan oksida.
1.3. Pengelompokan Bahan
Bahan adalah merupakan asal dari benda jadi. Banyak jenis bahan yang
digunakan dalam kehidupan sehari-hari, baik itu bersifat teknik maupun untuk
keperluan yang lain.
Secara garis besar, bahan-bahan yang digunakan dalam teknik dapat
dikelompokkan dalam dua kelompok besar yaitu:
A. Bahan logam, adalah semua jenis bahan yang mengandung unsur logam, atau
hanya sedikit mengandung unsur non logam. Bahan logam dibedakan menjadi :
1. Logam Besi (Ferro), yaitu semua jenis logam yang mengandung unsur besi
hingga 100%. Logam besi sendiri dikelompokkan menjadi baja dan besi
tuang.
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-5
2. Logam Bukan Besi (Non Ferro), semua logam yang tidak mengandung
unsur besi atau hanya sedikit mengandung unsur besi. Logam bukan besi
dikelompokkan lagi menjadi logam berat dan logam ringan.
B. Bahan bukan logam, adalah semua jenis bahan yang tidak mengandung unsur
logam atau hanya sedikit mengandung unsur logam. Bahan Non logam
dibedakan menjadi :
1. Bahan alami, yaitu bahan yang langsung diperoleh dari alam, contohnya
kayu, batu, pasir dan lain-lain.
2. Bahan sintetis, yaitu bahan yang diolah secara sintetis dengan cara merubah
komposisi kimianya, contoh : plastik, karet sintetis, damar sintetis dan lain-
lain.
1.3.1. Bahan Logam
A. Logam Besi
Dari segi proses pembuatan logam besi atau logam ferro juga dapat dibagi
menjadi dua kelompok yaitu:
Baja,
Adalah sebuah paduan dari besi karbon dan unsur-unsur lain, dimana kadar
karbonnya jarang melebihi 2%. Jenis-jenis baja seperti baja bukan paduan
(baja konstruksi), baja paduan (baja perkakas dan baja khusus), dan lain-lain.
Besi tuang,
Adalah paduan dari besi, karbon dan hampir selalu silicium serta unsur-unsur
lain. Kadar karbonnya biasanya terletak antara 2,5 dan 4%, tetapi dalam hal-
hal khusus dapat lebih rendah atau lebih tinggi. Jenis-jenis besi tuang seperti
besi tuang putih, besi tuang kelabu, besi tuang noduler, dan lain-lain.
B. Logam Bukan Besi
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-6
Logam-logam ini dibagi dalam dua kelompok, yaitu logam berat dan
logam ringan.
Logam berat
Adalah logam-logam bukan besi yang mempunyai berat jenis tinggi
(m.j>5000 kg/m3). Logam yang paling penting adalah tembaga (Cu) karena
logam ini banyak juga digunakan dalam bentuk murni, tetapi kebanyakan
sebagai paduan tembaga seperti kuningan dan perunggu. Jenis logam berat
yang lain seperti timbel (timah hitam), timah putih, nikel, dan chrom.
Logam ringan
Adalah logam-logam bukan besi yang mempunyai berat jenis rendah
(m.j<5000 kg/m3), terutama Aluminium dan Magnesium.
Aluminium banyak dipakai dalam bentuk murni, tetapi lebih sering sebagai
aluminium paduan. Aluminium banyak juga dipadu dengan silicium
(silumin), tembaga (duralium), dan magnesium.
Magnesium boleh dikata tidak digunakan dalam dunia teknik dalam keadaan
tidak terpadu. Paduan-paduan magnesium dinyatakan juga dengan nama
kumpulan elektron.
Titanium jarang sekali dipakai dalam dunia teknik, oleh karena sangat mahal
harganya. Ia merupakan bahan yang sangat ringan dengan kekuatan yang
tinggi karena itu dipakai dalam penjelajahan ruang angkasa.
1.3.2. Bahan Bukan Logam
Bahan bukan logam adalah mencakup bahan organik yang berasal dari alam
(tumbuh-tumbuhan atau hewan atau bahan yang mengandung karbon). Karet alam,
kertas, minyak, gas alam, kulit, kayu, dan plastik (termo setting dan termoplastik).
Mineral-mineral, batu-batuan, semen beton, keramik, gelas dan grafit (terdiri dari
karbon juga, namun memiliki struktur tersendiri) masuk ke dalam kelompok bahan
anorganik. Antara bahan organik dengan bahan anorganik terdapat perbedaan
mendasar. Bahan organik umumnya larut dalam cairan organik seperti alkohol, akan
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-7
tetapi sukar larut dalam air. Bahan anorganik umumnya lebih tahan terhadap panas
dibandingkan dengan bahan organik.
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-7
Bahan Teknik
Bukan BesiLogam Besi
Bahan Bukan LogamBahan Logam
BahanBuatanBahan alami
Baja Besi Tuang
Logam Ringan
Logam Murni
Al, Mg, Ti
Logam Paduan
- Anticorodal- Aluman- Avional
Logam Berat
Logam Murni
Cu, Cr, Pb,Zn, Si, Sn
Logam Paduan
- Kuningan- Perunggu
Baja Konstruksi Baja Perkakas
Baja Khusus
Mineral, GelasSemen, GrafitKeramik, dsb.
B.T. Kelabu B.T. Putih
Karet, kulit, Minyak, gas Alam, Kertas, Kulit, Kayu, dsb.
1.4. Diagram Material
Bahan Ajar “Teknologi Bahan I oleh MSR
Jurusan Teknik Mesin-PNUP
1-8
1.5. Tugas
1. Jelaskan apa itu bahan teknik?.
2. Sebutkan pembagian bahan teknik menurut asalnya
3. Jelaskan pertimbangan apa saja yang diambil dalam memilih bahan-bahan
teknik?.
4. Sebutkan macam-macam sifat fisik dari bahan?.
5. Jelaskan perbedaan
6. teknis yang harus diperhatikan di dalam pemilihan bahan?
7. Dalam kelompok-kelompok utama apa saja terbaginya bahan-bahan teknik?
Berilah beberapa contoh dari tiap kelompok.
8. Apa yang dimaksuud dengan logam besi dan bukan besi itu? Berilah
beberapa contoh dari tiap kelompo.
9. Apa perbedaan antara baja dan besi tuang?
10. Kedalam kelompok apa, terbaginya logam-logam bukan besi? Berilah
beberapa contoh dari tiap kelompok.
11. Sebutkan pengelompokan dari bahan bukan logam? Berilah beberapa
contoh dari tiap kelompok.