SIFAT MATERIAL

Dipl. Ing. Soedihono, ST, MT

1

1. Definisi Material:

Material adalah bahan yg dibutuhkan untuk pembuatbarang seperti mesin, suku cadang, rumah, kendaraan,dll.

1. Bahan tambang: biji besi, biji mangan, bauxit, dll

2. Bahan mentah : kayu, kapur, besi, baja, aluminium,tembaga, dll),

3. Bahan setengah jadi: Semen, tinta, karburiser, dll.

Referensi:http://kamusbahasaindonesia.org/material

2

Bahan / Material dalam Kehidupan Masyarakat

3

DITENTUKAN

KETERSEDIAAN:•BAHAN

JASA

PRODUK MANUFAKTUR

UNTUKEFISIENSI

STANDAR KEHIDUPAN

MASYARAKAT

Ditentukan

Ketersediaan:1. Barang, dan2. Jasa

Barang adalah hasil sitem produksi /

manufaktur dari bahan

BARANG KONSUMEN

BARANG PENGHASIL

PRODUK

Alur Proses Pengolahan Bahan4

COSTUMER

REQUIREMENT

DEVELOPMENT ENGINEERING & DESIGN

PART & PRODUC DEFINITION DATA

MANUFACTURING PLANNING

PROCESS DEFINITION DATA(WHAT, WHEN. HOW MANY, TIME, HOW LONG)

MANUFACTURING SYSTEMPRODUCT DEMAND

DATA

MARKETING & SALES

HU

MA

N

CA

PIT

AL

ENER

GY

MA

TER

IAL

MANUFAKTURING SYSTEM

Contoh Penggunaan Bahan6

Ilmu dan Teknologi Bahan7

Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan danpenerapan pengetahuan mengenai hubungan antarakomposisi, struktur dan proses pengeolahannya. Hasilnyamenentukan sifat dan penggunaannya.

ManfaatPengetahuan

Bahan

Perancangan, pembuatan, perawatan Mesin dan Alat

Analisa Kegagalan dan AssesmentSisa Umur Mesin dan Alat

Pengembangan bahan Baru

2. SIFAT BAHAN / MATERIAL8

Proses manufaktur membutuhkan bahan / material yang sifatsesuainya sesuai dengan tuntutan pemakaiannya dengan biayamurah, cara / proses mudah, maka

Pemilihan yang tepatpada:

Sifat Bahan / material:

Strength, Formability, Weldability, Anti Corrosion, Wear Resistence, Thermal Stability, Cost of

Process.

1. Komposisi,2. Struktur

mikro, dan3. Proses yg

tepat

9

Pemilihan Bahan:

Sifat Bahan:

¨ Sifat Teknologi: sifat bahan / logam berkaitan dengan teknologiproses produksi (pengecoran, permesinan, pengelasan, pembentukan,dll)

¨ Sifat Mekanik: sifat bahan / logam berkaitan dengan kemampuannyamenerima beban mekanis (tarik, luluh, bengkok dan penetrasi).

¨ Sifat Fisik: sifat bahan / logam berkaitan dengan kondisi fisik (titikcair atau titik leleh dari bahan, berat jenis, konduktivitas panas,konduktivitas listrik),

¨ Sifat Kimia: adalah sifat logam yang berkaitan dengan tingkatreaktivitas dari bahan tersebut terhadap zat lain.

Material dipilih berdasarkan sifat, harga, kesiapan di pasar, bentuk dll:

1. Sifat Teknologi10

¨ Sifat Teknologi: sifat bahan / logamberkaitan dengan teknologi prosesproduksi (pengecoran, permesinan, pengelasan, pembentukan, dll)

11

1.1. SIFAT MAMPU COR

Sifat mampu cor dipengaruhi oleh:

¨ proses pembekuan,

¨ aliran logam cair ke dalam ceta-kan,

¨ proses perpindahan panas padawaktu terjadi pembekuan dan

¨ proses pendinginan dan jenismaterial cetakan yang digunakan.

Sifat mampu cor adalah suatu sifat yang berhubungandengan kesempurnaan logam yang diolah melalui prosespengecoran.

12

1.2. SIFAT MAMPU MESIN

Sifat mampu mesin adalah sifatbahan yang dikaitkan dengankemampuan dibentuk melaluiproses pemesinan (pembubutan,skrap, frais atau milling, bor,penggerindaan dan lain-lain).

Mampu mesin dipengaruhi oleh:Komposisi,Sifat mekanis,Proses perlakuan panas,Proses pengerjaan,

1.3 MAMPU PEMBENTUKAN(Formability)

13

Formability adalah kemampuan bahanmenerima deformasi plastik tanparusak.

Kapasitas deformasi plastik daribahan logam dibatasi sampai batasmengalami robek atau fraktur(patah).

1.4 SIFAT MAMPU LAS (Weldability)14

Sifat mampu las atau weldability dapatdidefinisikan kemampuan logam ataubaja untuk dapat dilas tanpa terjadiperubahan sifat yang berlebihan.

Sifat mampu las lebih ditekankan padasifat yang dihasilkan akibat pengelasan.Sepeti: homogenitas antara daerahlasan dengan daerah fusi, maupun logaminduknya.

Dalam hal ini, diinginkan sifat yang baikpada daerah sekitar lasan, struktursesuai dengan yang diharapkan dankeseragaman distribusi unsur pemadumaupun unsur pengotor

Contoh: Sifat Mampu Las Logam15

No Bahan Sifat Mampu Las

a Baja Karbon Excellent untuk baja karbon rendah, baikuntuk baja karbon menengah dan kurang baikuntuk baja karbon tinggi.

b. Baja Paduanrendah

Sifat mampu las seperti baja karbonmenengah.

c Baja Paduan Tinggi

Pada umumnya sifat mampu las baik tetapi berdasarkan control dan metoda yang baik.

d Stainless steel

Pengelasan dilakukan cara khusus dan beberapa fariasi pengelasan

e Aluminium Paduan

Aluminium mampu dilas dengan baik, tapikonduktifitas panasnya tinggi, spt: tembagapaduan.

2. SIFAT MEKANIK16

Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakankemampuan suatu material / komponen untukmenerima beban, gaya dan energi tanpamenimbulkan kerusakan pada material /komponen tersebut. Berkaitan dengankekerasan, keuletan, dll.

2.1 Kekuatan (Strength)17

¨ Kekuatan (Strenght) adalah kemampuanbahan untuk menahan tegangan tanpakerusakan. Beberapa bahan seperti bajastruktur, besi tempa, alluminium, dantembaga, mempunyai kekuatan tarik dantekan yang hampir sama, sementarakekuatan gesernya adalah kira-kira dua-pertiga kekuatan tariknya.

¨ Bahan lain seperti besi kelabu, bata, danbeton, kekuatan tarik dan geser hanyamerupakan sebagian dari kekuatan dalamarah tekan. Ukuran kekuatan bahanadalah tegangan maksimumnya, atau gayayang terbesar persatuan luas yang dapatditahan bahan tanpa patah.

2.2. KELIATAN (Ductility).

Figure 3.5 Stress-strain diagram for a ductile material.

Keliatan ialah salah satu sifat logam yangmenunjukkan mudah tidaknya logam tersebutberdeformasi tanpa patah atau menunjukkankemampuan logam untuk mengalir secara plastistanpa patah ketika dilakukan proses pengubahanbentuk.

eb = (Lb - Lo)/Lo q = (Ao - Ab)/Ao

18

2.3. Ulet (Meleable)19

¨ Ulet:

Logam ulet adalah mampu dibengkokan

2.4. KERAPUHAN (Britelity)

Figure 3.6 Typical stress-strainbehavior for ductile metal showingelastic and plastic deformations andyield strength Sy.

20

2.5. KETANGGUHAN (toughness).21

Cara untuk mengukur besarnyaketangguhan ini Cara untuk mengukurbesarnya ketangguhan ini ialah denganmenghitung luas daerah dibawah kurvategangan regangan. Suatu pendekatanmatematis dapat dibuat untukmenghitung besarnya ketangguhan(UT) tersebut, seperti :UT ~ {(σy + σu)/2}εb

Ketangguhan adalah kemampuan material untuk menyerap energididaerah plastis, atau kemampuan memikul tegangan diatas teganganyield tanpa patah. Sifat mekanis ini diperlukan untuk logam yangdigunakan pada komponen otomotif seperti bagian dari coupling, gear,rantai.

2.6. KEKERASAN22

Kekerasan sebenarnya adalah ketahanan suatu logamterhadap deformasi plastis, artinya kemampuan dariatom atom di daerah pengujian mempertahankankedudukannya.

Empat macam metode pengujian kekerasan,yakniL: Brinell, Rockwell, Vickres, Mikro-hardness test.

2.4. TAHAN KOROSI23

¨ 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.

2.9. SIFAT FISIK 24

¨ Sifat fisik adalah segala aspek dari suatubahan yang dapat diukur atau dipersepsikantanpa mengubah identitasnya. Beberapasifat fisik bahan : warna, titik didih,viskositas, titik leleh, berat jenis, dll.