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.



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.



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.



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.



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



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



1-7

tetapi sukar larut dalam air. Bahan anorganik umumnya lebih tahan terhadap panas

dibandingkan dengan bahan organik.



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



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.

1. bahan bahan teknik d4

Documents