BAB I

TEORI DASAR

1.1 STRUKTUR MIKRO MATERIAL

Struktur mikro material terbagi atas :

1. Atom

Merupakan unsur terkecil dari material yang tidak dapat dibagi lagi

dengan menggunakan reaksi kima biasa.

2. Sel Satuan

Merupakan susunan dari beberapa atom yang yang teratur dan berpola

berulang. Sel satuan terdiri dari kubus (BCC dan FCC), hexagonal,

tetragonal, triklin, monoklin, dll.

BCC ( Body Centered Cube )

Adanya pemusatan satu atom di tengah-tengah kubus.

Sel Satuan BCC

Mencari APF ( Atomic Packing Factor )

APF =

1

=

=

FCC ( Face Centered Cube )

Adanya pemusatan satu atom di setiap sisi kubus.

Sel Satuan FCC

Mencari APF ( Atomic Packing Factor )

APF =

=

=

2

HCP (Hexagonal Closed Package)

Hexagonal Closed Package

Cara perhitungan APF dari HCP :

n atom =

volume sel satuan = luas alas x tinggi

tinggi = 1,633a

luas alas = 6 x luas segitiga

= 6 x (1/2 a x a sin 60)

= 6 x (1/2 a2 sin 60)

= 3a2 sin 60

Volume sel satuan = 3a2 sin 60 x 1,633a

= 4,899a3 sin 60

= 4,24a3

a = 2R, maka :

Volume sel satuan = 4,24(2R)3

= 4,24 x 8R3

= 33,94 R3

APF = =

= = = 74%

3. Butir

Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi

sama dalam 2 dimensi.

3

4. Kristal

Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi

sama serta dapat dilihat dalam bentuk 3 dimensi.

4

1.2 CACAT PADA MATERIAL

Cacat pada material yaitu ketidaksempurnaan pada material. Cacat pada

material terbagi atas :

1. Cacat Titik

Cacat titik adalah cacat berupa titik pada material. Cacat titik terbagi atas :

a. Vacancy (kekosongan), yaitu cacat yang terjadi akibat adanya

kekosongan atom dalam susunan atom.

b. Subtitusi/pergantian, yaitu cacat yang terjadi akibat adanya pergantian

atom pada susunan atom.

c. Intertisi adalah cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang

menyusup dalam susunan atom. Intertisi terbagi atas:

Self Intertisi, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip

pada susunan atom yang berasal dari atom itu sendiri.

Impurity, yaitu adanya atom asing yang menyusup pada susunan

atom yang bersifat mengganggu

Cacat Titik pada Material

5

2. Cacat Garis/Dislokasi

Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat kekosongan

pada sebaris atom. Dislokasi terbagi atas :

a. Dislokasi sisi, adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya tegak

lurus terhadap garis dislokasi. (Dislocation line).

Dislokasi Sisi

b. Dislokasi Ulir, yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya sejajar

terhadap arah garis dislokasi (Dislocation line).

Dislokasi Ulir

6

3. Cacat Bidang

Cacat bidang yaitu ketidak sempurnaan material pada sebidang struktur

atom. Contohnya, twinning dan batas butir.

Cacat Bidang

4. Cacat Ruang

Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom yaitu

timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat dilihat

secara langsung. Contohnya, porositas dan retak.

Cacat Ruang

7

1.3 Sifat mekanik

Sifat material yang ada akibat dari pembebanan.

Sifat mekanik ini terbagi atas :

1. Kekerasan

Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat

penetrasi di permukaan.

2. Kekuatan

Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh.

Kurva Kekuatan

3. Keuletan

Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis maksimum sampai

material itu patah.

Kurva Keuletan

4. Kelentingan

Besarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis

berlangsung.

8

Kurva Kelentingan

5. Ketangguhan

Besarnya energi yang diserap material sampai material tersebut patah.

Kurva Ketangguhan

6. Modulus Elastisitas

Merupakan ukuran kekakuan material.

E = σ/e

Kurva Modulus Elastisitas

9