SIFAT- SIFAT MEKANIK LOGAM

DisusunOleh

Kelompok 3 (Kelas A1)Mata kuliah: Bahan Teknik

RIZKI MAULIZAR (130120022)INTAN FAJRIANI (130120023)RIZA FAHMI (130120011 )ARI PRADANA PUTRA (130120020 )SUDOYO ANTAWI (130120007 )

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MALIKUSSALEH20141. PendahuluanPengetahuan tentangsifat-sifat logamsangat penting diketahui agar dapat diaplikasikan secara tepat dan benar sesuai dengan tujuannya.Kesalahandalam menghubungkan antara sifat-sifat logam dan penggunaannya pada sebuah konstruksi mesin maka dapat berakibat fatal baik pada konstruksinya maupun pada pengguna konstruksi tersebut. Sifat mekanik adalah semua sifat logam yanghanya bisa diketahui jikamelakukanpengujian. Sifat mekanik bahan adalah : hubungan antara respon atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. Contoh: kekuatan, kekerasan, keliatan dan sebagainya. Sifat mekanik adalah semua sifat yang terkandung didalam logam, Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktorterpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapatdiartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsiatau gabungan keduanya. Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material / komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan kerusakan pada material/komponen tersebut.2. Klasifikasi dan Aplikasi Sifat Mekanik LogamBeberapasifat mekanikyang penting antara lain:1. Kekuatan (strength)Merupakan kemampuan suatu material untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan material menjadi patah. Berdasarkan pada jenis beban yang bekerja, kekuatan dibagi dalam beberapa macam yaitu kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.

Gambar foto: Alat Penguji Kekuatan Tarik

Gambar foto: Mesin Uji Charpy digunakan untuk menguji kekuatan logam.

Gambar : kurva uji kekuatan tarik

2. Kekakuan (stiffness)Adalah kemampuan suatu material untuk menerima tegangan/ beban tanpa mengakibatkan terjadinya deformasi atau difleksi.3. Kekenyalan (elasticity)Didefinisikan sebagai kemampuan meterial untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan, atau dengan kata lain kemampuan material untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah mengalami deformasi (perubahan bentuk).4. Plastisitas (plasticity)Adalah kemampuan material untuk mengalami deformasi plastik (perubahan bentuk secara permanen) tanpa mengalami kerusakan. Material yang mempunyai plastisitas tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material yang getas (brittle).Elastisitas dan plastisitas dapat diuji dengan mesin uji Rockwell.

Gambar foto:Mesin Uji Rockwell

5. Keuletan (ductility)Adalah suatu sifat material yang digambarkan seperti kabel dengan aplikasi kekuatan tarik. Material ductile ini harus kuat dan lentur. Keuletan biasanya diukur dengan suatu periode tertentu, persentase keregangan. Sifat ini biasanya digunakan dalam bidang perteknikan, dan bahan yang memiliki sifat ini antara lain besi lunak, tembaga, aluminium, nikel, dll. Keuletan dinyatakan dengan Presentasi elongasi, %El. = (lf-lo)/lo x 100% Presentasi reduksi area, %AR = (Ao-Af)/Ao x 100%

6. Ketangguhan (toughness)Merupakan kemampuan material untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.

a. Perbedaan antara kurva tegangan dan regangan hasil uji tarik untuk material yang getas dan ulet. b. ABC : ketangguhan material getas.c. ABC : ketangguhan material ulet.7. Kegetasan (brittleness)Adalah suatu sifat bahan yang mempunyai sifat berlawanan dengan keuletan. Kerapuhan ini merupakan suatu sifat pecah dari suatu material dengan sedikit pergeseran permanent. Material yang rapuh ini juga menjadi sasaran pada beban regang, tanpa memberi keregangan yang terlalu besar. Contoh bahan yang memiliki sifat kerapuhan ini yaitu besi cor.

Gambar : patahan ( failure)8. Kelelahan (fatigue)Merupakan kecenderungan dari logam untuk menjadi patah bila menerima beban bolak-balik (dynamic load) yang besarnya masih jauh di bawah batas kekakuan elastiknya.

Gambar foto: Fatique Test

9. Mulur (creep)Merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik bila pembebanan yang besarnya relatif tetap dilakukan dalam waktu yang lama pada suhu yang tinggi.

Gambar foto: creep test10. Kekerasan (hardness)Merupakan ketahanan material terhadap penekanan atau indentasi / penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance) yaitu ketahanan material terhadap penggoresan atau pengikisan. Sifat kekerasan diuji menggunakan mesin penguji Brinnel, Rockwell atau Vikers.

Gambar foto: Mesin uji brinell

11. LoadDidefinisikan sebagai kekuatan eksternal yang mendukung bagian dari suatu mesin. Beban ini terdiri dari 3 tipe, yaitu:a. Beban tetap (steady load), dikatakan beban tetap apabila beban dalam keadaan diam dimana benda tersebut tidak dapat erubah arah.b. Beban gerak (variying load), apabila beban dapat dipindahkan secara kontinu.c. Beban kejut (shock load), apabila beban digunakan dan dipindahkan secara tiba-tiba.12. TeganganSaat gaya atau beban dari system eksternal terjadi pada benda kerja, gaya internal aka muncul dari dalam benda kerja baik searah ataupun berlawanan arah sebagai reaksi atas gaya eksternal tersebut. Stress adalah besarnya gaya internal yang timbul per satuan luas area pada benda kerja.= F AoF = beban yang diberikan ( lb atau N ) AO = luas penampang bahan sebelum dibebani ( in2 atau m2 ) = psi, MPa.

13. ReganganAdalah gaya yang diberikan pada suatu benda dengan memberikan tegangan tarik sehingga benda tersebut juga mengalami perubahan bentuk.= li lo = l lo lo

lo = panjang mula mula li = panjang akhir ( lb atau N )l = pertambahan panjang = %

Gambar : Kurva tegangan dan regangan

Gambar foto:Mesin Uji Tegangan

14. Tensile Stress / Tegangan TarikAdalah suatu sifat bahan hubungan tegangan-regangan pada tarikan memberikan nilai yang cukup berubah tergantung pada laju tegangan temperature dll. Umumnya kekuatan tarik lebih rendah. 15. Compressive Stress / Tegangan TekanCompressive ini terjadi bila suatu benda kerja yang menjadi sasaran aksial yang sama atau berlawanan, dimana tekanan ini disebabakan pada setiap sisi dari benda kerja dan inilah yang disebut dengan compressive stress. Pertimbangan lain akan menunjukkan bahwa dengan adanya tegangan beban, akan ada penurunan penjang benda kerja dimana perbandingan pengurangan panjang dengan panjang asli suatu benda kerja dikenal sebagai tegangan regangan.

16. Shear Stress / Tegangan GeserKetika benda kerja menjadi sasaran dua kekuatan yang sama atau berlawanan, bergerak secara tangensial dengan sisi yang berlawanan, dimana ini disebabkan pada setiap sisi dari benda kerja dan inilah yang disebut shear stress. Dan yang berhubungan dengan regangan dikenal shear strain, yang diukur dengan sudut deformasi yang berdekatan dengan shear stress. Hubungan tegangan geser dan regangan geser dinyatakan dengan: = G = tegangan geser = regangan geser G = modulus geser 17. Modulus YoungHukum Hooke menyatakan bahwa ketika benda kerja pada suatu bahan yang elastis maka tegangan akan seimbang dengan regangan. Dimana E adalah konstanta maka dapat dikatakan modulus young, dan satuan yang digunakan adalah kg/cm3atau N/mm2.18. Bearing Stress / Tegangan DukungPembatasan compressive stress pada area antara 2 bagian dikenal sebagai bearing stress. Bearing stress ini dapat digunakan dalam mendesign penyambungan paku. Distribusi dari bearing stress ini tidak selalu sama tetapi bergantung pada bentuk permukaan benda kerja dan sifat-sifat fisik dari dua material tersebur. Sedangkan distribusi tekanan akan sama. Bila pendistribusian stress sulit untuk ditentikan oleh karena itu bearing stress biasanya dikalkuasikan dengan membagi beban pada beberapa area.

19. Bending Stress / Tegangan TekukDalam kegiatan perteknikan, bagian-bagian atau anggota structural mungkin menjadi sasaran pada beban static atau dinamis yang disebut sebagai bending stress. Sedikit pertimbangan akan menujukkan karena adanya moment bending, kabel pada bagian atas benda kerja akan diperpendek karena akompresi tersebut.

3. Keuntungan dan kerugian dari pengujian sifat mekanik logamKerugian dari metoda Brinell :a. Tidak mungkin untuk mengukur bahan yang keras, hanya mampu mengukur efektif kekerasan bahan hingga 4300 HB.b. Tidak bisa digunakan untuk mengukur kekerasan bahan yang kecil.

Keuntungan metoda Brinell :a. Dengan bekas tekanan yang besar kekerasan rata-rata dari bahan yang tidak homogen dapat ditentukan, seperti besi tuang.

Keuntungan pengukuran kekerasan menurut Vickers :a. Dengan benda penekan yang sama kekerasan dapat dtentukan tidak saja untuk bahan lunak akan tetapi juga untuk bahan keras.b. Dengan bekas tekanan yang kecil bahan percobaan dirusak lebih sedikit.c. Hasil pengukuran kekerasan lebih teliti.d. Kekerasan benda kerja yang tipis dapat diukur dengan memilih gaya yang kecil

Kerugian pengukuran kekerasan menurut Vickers :a. Dengan bekas tekanan yang kecil kekerasan rata-rata bahan yang tidak homogen tidak dapat ditentukan, misalnya besi tuang.b. Penentuan kekerasan membutuhkan banyak waktu.

4. Contoh aplikasi logam