PENGETAHUAN BAHAN I · 2020. 10. 10. · - Rockwell digunakan penekan yang kecil kekerasan ⋍...
Transcript of PENGETAHUAN BAHAN I · 2020. 10. 10. · - Rockwell digunakan penekan yang kecil kekerasan ⋍...
-
PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
besi
baja
I. Besi baja campur
besi tuang
A. Logam
II. Non besi
Bahan Teknik
B. Non Logam
-
A. Logam
I. Besi dari dalam tanah (tambang) :
ad. a : Besi
~ besi murni kadar C : 0 – 0,3 %
~ sifat : (1) lunak
(2) liat
(3) tidak dapat dikeraskan
ad. b : Baja
~ kadarC : 0,3 – 1,7 %
~ sifat : (1) lebih keras dari pada besi dan lebih rapuh
(2) dapat dikeraskan
Cara pengerasan baja : dengan ‘quench’ (disepuh)
baja dipanaskan s/d diatas suhu rekristalisasi (+ > 700oC)
mendadak didinginkan di dalam air/minyak
Hasil : baja keras, tapi rapuh
(semakin tinggi kadar C semakin keras dan rapuh)
-
Cara melunakkan baja dengan ‘normalizing’Cara : sama dengan pengerasan tetapi dalam proses pendinginannya
dilakukuan perlahan-lahan
ad. c : Baja campur
Tujuan : untuk menaikkan sifat fisis dan kimiawi dengan pencampuran baja cmpur
(alloy steel)
SIFAT-SIFAT BAHAN :
Sifat Mekanik bahan
- Regangan (strain)
- Tegangan (stress)
- Kekuatan (strength)
- Keuletan (ductility)
- Ketangguhan (toughness)
Penjelasan :
Bahan + energi ∴ produk berguna
(dipilih dengan sifat optimum)
-
Keterangan :
Regangan (strain) : besarnya ‘deformasi’ per satuan panjang
Tegangan (stress) : gaya per satuan luas
Kekuatan (strength) : ukuran besar gaya yang diperlukan untuk mematahkan
atau merusak suatu bahan
> Keuletan (ductility) ⋍ besar regangan ‘permanen’ yang terjadi sebelum patah
> Ketangguhan (toughness) ⋍ jumlah energi yang diserap bahan hingga patah
‘Deformasi’ : regangan awal berbanding lurus dengan besarnya tegangan.
bersifat : reversible (mampu balik)
Regangan leleh yang mampu balik “Regangan elastis”
Modulus Elastis (Modulus Young) perbandingan antara tegangan (s) dan regangan
mampu balik (e)
Atau : E = s/e E = Modulus Young, MPa (Mega Pascal)
1 Pascal = 1 N/m^2
= 0,145 x 10^-3 psi
1000 psi = 6,894 MPa
-
S S S S aktual
St
St Yp Sb Sb normal
e e e e
(a) (b) (c) (d)
Keterangan :
(a) : Bahan tidak ulet, tidak ada deformasi plastis ‘besi cor’
(b) : Bahan ulet dengan titik luluh ‘baja karbon rendah’
(c) : Bahan ulet tanpa titik luluh yang jelas ‘aluminium’
(d) : Kurva tegangan sesungguhnya tegangan dan tegangan nominal – regangan
Sb : Kekuatan patah
St : Kekuatan tarik
Sy : Kekuatan luluh
Yp : Titik luluh (Yield point)
X : Titik patah
ef : Perpanjangan elongation (regangan sebelum patah)
Gambar : Diagram tegangan – regangan
-
Sifat Mekanik Bahan
Sifat atau Karakteristik Lambang Definisi SatuanSI
SatuanBritania
Tegangan
Regangan
Modulus Elastisitas
Kekuatan: luluh
: tarik
Keuletan
- Perpanjangan- Susut penampang
Ketangguhan
Kekarasan
s
e
E
Sy
St
ef
Gaya/satuan luas - (F/A)
Fraksi deformasi (𝚫L/L)Tegangan/regangan elastisTeg. Pada waktu gagal, patah, putusKetahanan terhadap deformasiplastik mulaKekuatan maks. (berdasar ukuranmula)Besar deformasi plastis sampaipatah(Lf – Lo)/Lo(Ao – Af)/Ao
Energi yang diperlukan patah
Ketahanan terhadap deformasiplastis
Pascal (N/m^2)
-
Pascal
Pascal
Pascal
(%)(%)
Joule
psi (lbf/in^2)
-
psi
psi
psi
(%)(%)
lbf.ft
-
Penjelasan :
Tiga cara menentukan kekerasan :
- Brinell digunakan penekan yang besar
kekerasan ⋍ diameter penekan (1 – 4 mm)
- Rockwell digunakan penekan yang kecil
kekerasan ⋍ kedalaman identasi
- Vickers digunakan penekan intan bebentuk piramida.
MPa
2000 baja
1000
kuningan
500 besi cor
Bilangan Kekerasan Brinell
0 200 400 600Gambar 1.2. Grafik Hubungan antara Kekuatan Tarik dan Bilangan Kekerasan Brinell –
untuk Baja, Kuningan dan Besi cor.
-
> KARAKTERISTIK TERMAL
Kapasitas panas (heat capacity) ⋍ perubahan kandungan kalor per °C.
Panas jenis (specific heat) ⋍ perbandingan antara kapasitas kalor bahan dengan kapasitas kalor air.
Kapasitas panas air = 1 kal/g °C = 4,184 Joule/g °C = 1 BTU/lb °F.
Muai panas (thermal expansion)
> ; = koefisien muai linier (suhu berubah berubah)
Daya hantar panas (thermal conductivity), k
-
ad. d : besi tuang
Kadar C : 2,3 – 4,5 %
cast iron : sifat - sangat keras dan sangat rapuh
- tak dapat dilunakkan
putih disebabkan karena :
Besi tuang - kecepatan pendinginannya
kelabu - unsur silikon
Besi tuang tak dapat dibentuk atau diubah-ubah
pembuatan bentuk dengan ‘mengecor’
fisis
> Sifat :
mekanis
Sifat fisis : ketahanan terhadap : - suhu tinggi
- daya hantar panas
- daya hantar listrik
- dll
-
Sifat mekanis : - kekuatan- kekerasan- dll
Penjelasan :
> Sifat Fisis
Beberapa bahan yang digunakan untuk meningkatkan sifat fisis dari baja campuran :
- Chrom - Nikel
- Wolfram - Canadium
- Titanium - dll
Salah satu baja campur (Alloy steel) adalah “stainless steel” (baja tahan karat)
Stainless steel dibedakan menjadi : 1. tipe Austenit
2. tipe Ferritic
3. tipe Martensit
ad 1. ST. tipe Austenit
Paling tahan terhadap sifat asam
sifat lunak
campuran Cr = 10 – 27 %; Ni = 6 – 22 %; C < 0,15 %, juga mengandung titanium.
sifat lain : dapat di-‘las’ dengan baik.
-
ad 2. ST. tipe Ferritic
Sifat : diantara sifat Austenit dan Martensit
Kadar : Cr = 10 – 17 %; Ni = - ; C < 0,2 %
ad 2. ST. tipe Martensit
Kadar : Cr = 10 – 16 %; C < 0,2 – 1,2 %
Sifat : - keras dan rapuh sebagai : alat potong
- tidak memiliki sifat lunak tak dapat di-las (retak-retak)
Ditinjau dari segi harga : Austenit > Ferritic > Martensit
mahal murah
di pasaran dijual dengan kode-kode : S 316; 324; 516
secara keseluruhan cukup mudah diperoleh di pasaran dengan harga terjangkau.
dengan asam yang kuat stainless steel dapat hancur.
> Sifat Mekanis
yang banyak dijumpai : HSS (Hight Speed Steel) lebih keras dan kuat
HSS + titanium lebih ringan dan keras sekali (kuat)
baik dan sangat mahal dapat ditingkatkan sifatnya dengan + kadar wolfram murah