MATERIAL TEKNIK

Contoh proses pendinginan:1. Air memberikan pendinginan yang sangat cepat2. Minyak memberikan pendinginan yang ssangat cepat3. Udara memberikan pendinginan berlahan-lahan

Syarat-syarat heart treatment:Secara umum heart treatment dapat di klasifikasikan sebagai berikut:

Annealling Normalizing Hardening Tempering1) ANNEALLING

Annialling digunakan untuk: Mengurangi kekerasan Menghilangkan tegangan sisa Memperbaiki kekuatan Memperbaiki densty (kekenyalan) Menghaluskan ukuran butiran

Macam-macam proses annialling: Full annialling Recrystalisation annialling Stess rehief annialling Spheroidizationa. Full Annilling

Tujuan: untuk mengubah bentuk lapisan sementif didalam pealif dansementit pada batasan-batasan bentukspheroidical (bentuk bola)Proses : untuk baja hypoeutectoid (0,83% baja dipanaskan 30-600 CKemudian ditahan beberapa saat baru didinginkan di dalam dapur pada temperatur 10-300kemudian didinginkan di udara.

Untuk baja hyporeutoctoid (783% ) pada dasarnya sama denganhypoeutectoid. Hanya sajakecuali pada permulaan pemanasan hanya pada daerah autenit + sementrit yaitu pada daerahtemperatur 30-600 C

b. Recrytalisation AnneallingTujuan : melunakkan baja hasil pengerjaan karna adanya rekristalisasi dan pengembanganbentuk struktur.Penggunaan : untuk baja hasil pengerjaan dingin yang berat.Proses : baja dipnaskan pada suhu kira-kira700 C kemudia tahan pada temperatur tersebut untukmencapai pelunkan.Kemudian didinginkan pada kecepatan terhadap yang bias any diudara.

c. Stress relief annialling

Tujuan : untuk menghilangkan tegangan sisa (tegangan dalam) dalam baja tuang yang tebal jugapada logam yang mengalami pengelasan.Proses : benda kerja dipanaskan sampai suhu 550-650 C kemudian ditahan beberapa saat, dandidinginkan berlahan-lahan melalui udara.Hasil : memperbaiki sifat mampu dimesin.

d. SpheroidizationTujuan : membentuk/menghaluskan struktur simentif dengan menghancurkan bentuk spheroidi(bulatan kecil) dalam kandungan ferrit.Proses :

Memperpanjang waktu pemanasan pada suhu tepat diikuti dengan pendinginan yang lambat. Untuk tool steel dan high Alloy steed pemanasan antara 750-800 C atau lebih tinggi dan

dipertahankan pada suhu tersebut untuk beberapa jam oleh pendinginan yang berlahan-lahan.Hasil : Benda mudah dimesin.

2) NORMALIZINGTujuan : Untuk mendapatkan struktur butiran yang halus dan seragam juga untukmenghilangkan tenaga dalam.Penggunaan : untuk baja-baja kontruksi baja rol material yang mengalami penempaan tidakmempunyai struktur yang sama karena jumblah beban tidak sebanding dan karna perubahanbentuk pada tahap-tahap pendinginan yang tidak merata untuk benda yang ketebalannya tidaksama.Proses : Memanaskan sampai suhu kritis ( 600 C) kemudian setelah suhu merata didinginkandi udara.Hasil : Kekerasan tinggi, kekenyalan rendah.

3) HARDENINGTujuan : Untuk merobah struktur baja sedemikian rupa sehingga diperoleh struktur marterisityang keras.Proses : baja dipanaskan sampai suhu tertentu antara 700-830 C tergantung dari kadar karbonkemudian ditahan pada suhu tersebut, kemudian didinginkan secara mendadak denganmencelupkan kedalam air/oli atau media pendingin yang lain.Hasil : kekerasan tinggi, kekenyalan rendah.

METALURGI FISIK

Metalurgi adalah ilmu yang memmperoleh cara-cara untuk memperoleh logam (metal) melaluiproses fisika dan kimia serta memperbaiki sifat-sifat fisik dan kimia logam mulia dan paduannya.Metalurgi fisik adalah suatu cara / langkah-langkah yang dilakukan bertujuan meningkatkanpeforma material.Ada dua macam metalurgi yaitu:

1. Metalurgi Extraksi (EXTRATIVE METALURGI)Ilmu yang mempelajari cara-cara memperoleh logam dari biji dan proses pemurnian sehinggasesuai dengan siarat-siarat yang di minta.Metalurgi extrksi terdiri dari tiga macam:

Hidro metalurgi yaitu proses larutan kimia atau organic untuk menangkap logam. Pro metalurgi yaitu proses extraksinya menggunakan energy panas yaitu tinggi sampai suhu

2000 C. Elektro metalurgi yaitu proses memanfaatkan teknik elektro kimia (antara lain elektrolisis)

untuk mendapatkan logamnya.2. Proses Bahan Galian (PBG)

Bahan galian suatu proses pengolahan dengan memanfaatkan perbedaan sifat-sifat bahan galianuntuk memperoleh produk bahan galian. Pada proses ini endapan bahan galian yang ditemukandi alam sudah jarang yang mempunyai muu atau kadar mineral yang berharga tinggi dan siapuntuk di lebur atau di manfaatkan, oleh sebap itu bahan galian (PBG) agar mutu dan kadarnyadapat ditingkatkan sampai memenuhi criteria pemasaran.Keuntungan proses pengolahan bahan galian (PBG):

Mengurangi ongkos angkut Mengurangi kebilangan (losser) logam berharga pada saat peleburan Serta menguntungkan dan pada proses pemisahan secara kimia.

Perbedaan PBG dengan Extraksi metalurgi: Proses Bahan Galian (PBG)

Biji/mineral tetap mineral sifat fisik dan kimia tidak berubah Extraksi metalurgi

Biji/mineral jadi logam (metal) sifat fisik dan kimianya berubah.

LOGAM

Logam merupakan pali Kristal yang terdiri banyak Kristal yang tersusun dari banyak Kristalsecara teratur.Fungsi logam adalah digunakan untuk bahan-bahan teknik yang penting, dipakai untuk kontruksimesin, kendaraan jembatan,bangunan dan pesawat terbang.Sifat-sifat logam:

1. Tahan panas2. Mampu menghantar panas3. Mampu menghantar listrik

Proses pengolahan besi dari bahan galian sampai benda jadi: Proses pengancuran Proses penghalusan Proses pemisahan Proses pelanggangan Proses kalsinasi Proses pembuatan plat Proses reduksi

Logam terdiri dari dua macam:1. Logam ferro

Logam ferro yaitu logam yang mengandung unsure-unsur besi dan baja.Sifat-sifatnya:

Keras Kuat Tahan korosi Penghantar listrik dan panas Mampu memantulkan cahanya

Mempunya titik cair yang tinggiLogam ferro disebutjuga dengan iron atau disingkat Fe :

Berat jenisya 7,84 kg/ Titik didih/cair 1535 C Dalam keadaan murni 99,97% Besi murni hanya dapat dilabotorium Bahan yang sudah digunakan sehari-hari merupakan bahan yang dicampur diolah dengan unsus

lain seperti karbon (Cu), mangan (Mn), siusium. Besi campur dinamakan: besi tuang, besi kasar, baja sedang, dan baja karbon tinggi.

Besi kasar (Pik Iron) merupakan rangkaian proses pengolahan senyawa dengan biji-biji besi yangdiolah menjadi besi kasar:

Magnetig (Fe3 Ou) berwarna hitam yang dicampur dengan Fe 40-70% Hermatic (Fe2 O3) berwarna merah yang dicampur dengan Fe 45-65% Cumanitc (Fe2 O3 NH2O) berwana coklat dicampur dengan Fe 57% Sident-spaat (Fe2 O3 Co) berwarna hitam dicampur dengan Fe 48% Firit (Fe2 Co3) berwarna hitam dicampur dengan Fe 46%

Proses pengolahan besi kasar diolah didalam dapur tinggi, proses pengolahan dicampur denganbahan lain sehingga dinamakan besi kasar.

2. Logam Non FerroLogam non ferro yaitu logam yang tidak mengandung unsur besi dan baja.

Logam non ferro terdiri dari tiga macam: Logam berat

Contoh ; tenbaga (Cu), nikel (Ni), seng (Zn), Dll Logam ringan

Contoh ; allumanium (Al), timah (T) Logam mulia

Contoh ; emas (Au), mangan (Mn).

SIFAT FISIK LOGAMMempunyai sifat fisik yang menyatakan kemampuan suatu logam dalam menerima suatu bebanatau gaya tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut:

Kekuatan (strength)Yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa tegangan tanpa mengalamipatah. Ada beberapa jenis kekuatan tergantung jenis bahan yang dipakai diantaranya ; kekuatantekan, tarik, kerja ddan geser.

Kekerasan (hardness)Yaitu kemampuan material logam dalam menerima gaya berupa penetrasi pengikisan danpergeseran sifat ini berhubungan dengan sifat ketahanan aus.

Kekakuan (sstiffness)Kemampuan material dalam mempertahan kan bentuk setelah mendapat gaya dari arah tertentu.

Ketangguhan (toughtness)Merupakan sifat yang menyatakan kemampuan bahan dalam menyerap gaya yang diberikan.

Kelenturan (alasticity)Menyatakan kemampuan material kembali kebentuk asal setelah gaya dihilangkan. Hal ini terjadisebelum masuk wilayah plastis.

Plastisitas (plasticity)Kemampuan bahan dalam mengalami sejumblah deformasi permanen sebelum terjadi patah, halini setelh masuk wilayah plastis.

Mulur (creep)Menyatakan kecendrungan logam mengalami deformasi plastis apabila diberi gaya dalam jangkawaktu tertentu.

Kelelahan (fatigue)Merupakan kemampuan material dalam menahan beban secara terus menerus.

MEKANISME PENGUATAN LOGAMMerupakan kemampuan dari logam untuk mrngalami deformasi tergantung dari kemampuan pergerakan dislokasi yang akan

membatasi gerakan dislokasi akan membuat material akan menjadi lebih kuat.

Terdapat tiga metode mekanisme penguatan logam phasa tunggal yaitu:

Grain-size reduksion (penghalusan butir)

Solid-sotution alloying (paduan larutan padat)

Strain hardening (pengerasan tegangan)

1. GRAIN-SIZE EDUKSION

Merupakan pergerakan terhadap dislokasi yang mengakibatkan slip plane tidak berlanjut atau mengalami perubahan arah/sudut

yang kecil dari lapisan butir tidak efektif dalam menahan dislokasi.

2.SOLID-SOLUCION ALLOYING

Logam paduan yang lebih kuat dengan logam murni karna atom yang masuk kedalam larutan padat memaksakan tegangan kisi

disekeliling atom induknya

3. STRAIN HARDENING

Logam ulit akan lebih kuat ketika logam tersebut mengalami terdeformasi plastik pada temperatur dibawah titik leleh ( 723 )

alasan untuk pergeseran tegangan (stain hardening) adalah untuk meningkatkan kerapatan disklokasi dengan deformasi plastik.

Jarak rata-rata antara penurunan disklokasi dengan disklokasi yang lain dengan pemblokir gerakan satu sama lain.

METALURGI EXTRAKSI DAN PADUANNYATahap proses pada metalurgi extraksi;

Pemisahan (seperation) yaitu pembuangan unsur campuran atau material yang tidak diinginkan dari biji.

Pembentukan campuran (campound foramtion) yaitu cara memproduksi material yang secara struktur dari sifat-sifat kimianya

berbeda dari bijinya.

Pengambilan/produksi metal (metal produksion) yaitu cara-cara memproduksi metal yang belum murni.

Pemurnian metal (metal purikication) yaitu pembersihan metal yang blom murni (membuang unsur-unsur pengotor dari metal

yang blom murni) sehingga diperoleh metal murni.

Metalurgi Extraksi terdiri dari:

Piro metalurgi (pyro metalurgy) menggunakan energi panas sampai dengan 2000 .

Hidro metalurgi (hydro metalurgy) mengunakan larutan dan reagen organik.

Elektro metalurgi (elektro metalurgy) memanfaatkan teknik elektro kimia.

PENGUJIAN BAHAN DENGAN CARA MERUSAK

Merupakan langkah untuk mengetahui karakter suatu bahan serta metode apa yang akan dilakukan untuk memperlakukan bahan

tersebut agar dapat bahan yang diinginkan.

Langkah-langkah dalam pengujian bahan:

1. Pengujian Destruksi

Merupakan pengujian yang beyang diatasrsifat merusak bahan yang diuji akan rusak dan cacat pengujian.

Yaitu terdiri dari:

PENGUJIA KEKERASAN

Pengujian ini dilakukan dengan dua pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristi suatu material baru dan melihat mutu

untuk memastikan suatu material spesipikasi kualitas tertentu. Pengujian kekerasan terdiri dari atas tiga pemakaian yaitu:

Pengujian kekerasa dengan cara penekana pengujian ini dilakukan dengan pengujian kekerasan terhadap logam dimana

menentukan kekerasan dilakukan dengan cara mengalisis bekas penekanan pada benda uji sebagai reaksi dari pembebanan tekan.

Pengujian kekerasan dengan goresan merupakan pengujian kekerasan terhadap benda (logam) dimana untuk menentukan

kekerasan dilakukan dengan mencari perbandingan dari bahan yang diuji dengan bahan standard.

Pengujian bahan dengan cara dinamik merupakan pengujian kekerasan dengan mengukur tinggi pantulan dengan bola baja yang

dijatuhkan dari ketinggian tertentu.

PENGUJIAN TARIK

Merupakan proses pengujian yang biasa dilakukan karena pengujian tarik dapat meningkatkan perilaku bahan selama proses

pembebanan. Pada uji tarik benda uji di beri beban gaya tarik yang bertambah secara continyu kemudian di lakukan pengamatan

terhadap perpanjangan yang dialami benda uji.

PENGUJIAN LENGKUNG

Pengujian mekanik bahan yang dilakukan diatas specimen dan bahan menerima pembebanan terhada suatu bahan pada suatu titik

tengah dari bahan yang diatas dua tumpuan.

UJI IMPACT

Yaitu dengan menguji kekuatan material dengan cara menganyun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk material uji

sehingga terjadi deformasi.

Uji struktur yaitu dengan mempelajari struktur material logam denga cara memotong-motong material kemudian dikikis dengan

alat pengores yang sesua.

Uji dengan larutanm ETSA yaitu untuk memperjelas bekas butir yang ada pada suatu material karena larutan etsa memberi

warna tambahan pada poros butir.

2. PENGUJIAN BAHAN NON DESTRUKTIF

Merupakan pengujian yang tidak merusak, pengujian ini terdiri atas :

Penetrant testing

Yaitu pengujian yang dilakukan untuk melihat keretakan dari suatu bahan pembersihan penetrant dan pemberian develover.

Magnetik perticle testing

Menguji menggunakan pertikel magnetik digunakan untuk diskontiunitas yang ada di permukaan dan di dekat permukaan.

Pengujian ini dilakukan untuk melihat permukaan yang retak dimana pengujian ini dilakukan untuk diskontiniutas yang lebih

dalam.

Ultra sonic testing

Yaitu dengan melakukan pengujian gelombang suara dengan frekuensi tinggi pengujian ini dilakukan untuk semua bahan dan

lebih dalam di banding uji magnetik dan penetrant karna melakukan pantulan gelombang.