material, standarisasi, dan spesifikasi (1

MATERIAL, STANDARISASI, DAN

SPESIFIKASI

Disusun kembali oleh :Mhd. Tetuko munansyah

KONTRAK KULIAH

Kehadiran : 10 %Tugas : 15 %Quiz : 10 %MID Test/UTS : 25 %UAS : 40 %

• Mahasiswa diwajibkan hadir tepat pada waktunya.

•Tidak dibenarkan memakai kaos oblong (kaos tanpa kerah) dan memakai sandal.

BUKU REFERENSI

• S. Kalpakjian, Manufacturing Processes for Engineering Materials, Prentice Hall, 2003

• E.P. DeGarmo, Materials and Processes in Manufacturing, Prentice Hall Inc., 2004

• P.L. Mangonon, The Principles of Materials Selection for Engineering Design, Prentice Hall Inc., 1995

• B.H. Anstead, Proses Mekanik (terjemahan), Erlangga, 1979

Apakah Material Itu ?

Material dipakai sejak manusia dilahirkan di bumi, sebagai salah satu sarana untuk bisa survive dalam kehidupannya. Dan dalam konteks alat produksi, material lahir secara bertahap seiring dengan perkembangan iptek yang dipahami oleh manusia, dimulai dengan jaman batu (stone age), perunggu(bronze age) dan besi (iron age)

Di era kehidupan modern, material tidak cukup untuk sandang dan perumahan, tetapi sudah menjadi bahan baku utama segala macam industri. (sebagai contoh kecil, pesawat Boeing 747, “Jumbo Jet”, terdiri dari 82% aluminium, 13% baja, 4% titanium, dan 1% fiberglass).

Beberapa dekade sebelumnya beberapa logam dan paduan (besi, tembaga, kuningan, timah putih, dan seng) dan keramik (bahan kerajinan, lantai, bangunan,dll), serta polimer alami (wool, katun, asbes, selulose) sudah cukup memenuhi kebutuhan manusia.

Di akhir abad 19 awal abad 20, lahir kemampuan manusia sebagai “man made a new material or man-made age”, meskipun baja masih menjadi material utama dalam rekayasa teknik, aluminium dan polimer semakin komersial menggantikan fungsi sebagian komponen baja.

Evolusi Material TeknikPeriode Logam (metal) Keramik Polimer

> 10,000 B.C Batu, gelas/kaca, bata, semen

Kayu

5000

4000

3000

2000

0

1000 A.D

1500

1600

1700

1800

1850

s/d

1900

Emas, Perak

Tembaga

Perunggu (bronze)

Besi (iron)

Besi ccor (cast iron)

Baja (steel)

Baja paduan (alloy steel)

Beton bertulang (reinforced concrete)

Katun (cotton)

Selulosa

1910 – 1930

1940 – 1960

1970 -1980

1980 - 2000

Al-alloy, Mg-alloy, Ni-alloy

Ti, V, Cr-alloy, Hf, Nb, Mo-alloys, Zr, Ta, W-alloys.

Glassy metal, shape memory metal.

Pengembangan berikutnya relatif lambat

Fused silica

Mullite, Titania, Pyroceramic, Spinels, Alumina, Silicoon carbide

New ceramic, Cermet, Urania, Berylia, etc.

Nylon, Acrylic, Polystyrene.

Polyethylene

Epoxies

Polysulphones

Urethanes

New polymer (strong, heat resistance, etc.)

Klasifikasi Material(1) Material logam, merupakan elemen kimia yang tersusun dalam bentuk

kristal, secara visual opaque, lustrous, penghantar listrik dan panas yang baik, apabila di poles menjadi reflektor sinar. Umumnya logam bersifat kuat, ulet, bisa ditempa, relatif lebih berat daripada material lain, seperti baja (Fe), aluminium (Al), tembaga (Cu), seng (Zn), nikel (Ni), titanium (Ti), dll.

(2) Keramik, termasuk material an-organik, non metallic solid, yang dimanfaatkan setelah melalui proses pemanasan, bahkan dikombinasikan dengan tekanan tinggi. Sehingga bersifat stabil pada temperatur tinggi, isolator, tahan korosi, dll. Seperti Urania (UO2), beryllia (BeO), alumina (Al203) bahan keramik yang dipakai di lingkungan industri reaktor nuklir.

(3) Polimer (dikenal sebagai plastik atau resin), material yang terdiri dari kumpulan rantai unit molekular (monomer atau mers) menjadi ikatan berulang membentuk molekul lebih besar (makromolekul). Perkembangan iptek 50 tahun terakhir memicu penemuan sintentik organik dan polimer an-organik meningkat dengan pesat (fiber, plastik, rubber, paint, coating material, dll.)

(4) Komposit material, merupakan campuran dari ketiga material tersebut diatas. Seperti fiberglass, merupakan campuran antara polimer sebagai matrik dan serat kaca (fiber) sebagai penguatnya.

Two-phase alloysTwo-phase alloys

EutectictsEutecticts

METALSMETALS

Cermets

Dispersion-strengthened alloys

Reinforced concrete

CERAMICSCERAMICS

Pyroceramic

Glass-filled cements

GLASSESGLASSES

Two

phase

ceramics

Laminates

POLYMERSPOLYMERSCarbon-fiber polymers

Boron-fiber polymers

Ceramics-filled polymers

Fibre glass

Glass-filled polymers

Wood

Rubber-filled

Polymers

Phase-separated glasses

The classes of engineering materials and the composites which can be formed within a class and between classes

Tahapan Pemilihan Material

Pemilihan material bisa dikategorikan sebagai proses problem solving, melalui tahapan umum :

(1) Analisa problem(2) Formulasi solusi alternatif(3) Evaluasi alternatif(4) Pengambilan keputusan

Tahapan proses seperti tersebut diatas dapat dikembangkan :

1. Disainer menyusun daftar kondisi operasional dan lingkungan, dimana produk akan berfungsi;

2. Berdasarkan daftar, diperlukan jawaban yang diperlukan agar produk tahan dan mampu menghadapi kondisi tersebut, termasuk perubahannya,

3. Disainer menyusun beberapa material, membandingkan sifat-sifatnya satu sama lain, dikaitkan dengan kondisi operasional dan lingkungan.

4. Disainer menentukan / memilih material dengan pertimbangan menyeluruh.

Rancang Bangun & Rekayasa Teknik

Merupakan tugas yang kompleks memerlukan pertimbangan banyak faktor yang saling berkaitan, tetapi tidak semua compatible; melalui 3 kategori pendekatan :

(1)Persyaratan fungsional;

(2)Analisa total life cycle;

(3)Faktor utama lain.

•Ketiga kategori diatas ada yang overlapping, tetapi saling melengkapi, maka disainer idealnya harus mengetahui faktor mana yang relatif paling penting dan sangat berdampak pada disain


Lingkup Persyaratan Fungsional :1. Spesifikasi performance a. Difinisi / menetapkan kebutuhan b. Risiko dan konsekuensi under-specification c. Konsekuensi over-specification2. Konfigurasi disain a. Pertimbangan beban dan tegangan b. Batasan ukuran, berat atau volume c. Lingkungan agresif, atau berpotensi mempercepat kerusakan d. Antisipasi kerusakan e. Keandalan, pemeliharaan, ketersediaan, dan kemampuan repair f. Jumlah yang akan di produksi dan kandidat material3. Re-disain a. design review, b. simplifikasi /standarisasi, c. substitusi fungsi

Persyaratan Fungsional Dalam Disain

Disain harus memenuhi spesifikasi performance yang merefleksikan hasil analisa menyeluruh tentang persyaratan fungsi produk. Ada perbedaan antara spesifikasi performance (dasar persyaratan fungsional suatu produk) dan spesifikasi produk (daftar persyaratan konfigurasi, toleransi, material, cara manufaktur, dll).

Contoh menentukan spesifikasi performance, yang dikaitkan dengan ketahanan korosi, dapat melalui tiga tahapan yang berbeda :

(1)Mencegah kontaminasi karena produk terkorosi, misalnya pada peralatan industri makanan,

(2)Mencegah kebocoran (keluar atau masuk) suatu tangki tertutup, misalnya tangki bahan bakar otomotif,

(3)Mencegah integritas struktur konstruksi, misalnya jembatan harus mempunyai umur pakai puluhan tahun.


Ilustrasi :

Spesifikasi performance sistem knalpot mobil (automotive exhaust system),

harus memenuhi persyaratan fungsional sebagai berikut :

1. Menghantarkan gas buang mesin menjauhi dari unit mesin,

2. Mencegah gas beracun masuk kedalam mobil,

3. Mendinginkan gas buang,

4. Mengurangi kebisingan mesin (engine noise),

5. Mengurang bagian body mobil terekspos dengan gas buang,

6. Pengaruh terhadap performance mesin sekecil mungkin,

7. Membantu mengontrol emisi gas buang yang tidak diinginkan,

8. Mempunyai umur-pakai dalam rentang waktu yang dapat diterima,

9. Mempunyai nilai biaya yang logis, baik sebagai komponen orisinil dan sebagai komponen yang diganti.


Untuk mendukung spesifikasi performance sistem knalpot mobil (automotive exhaust system),maka bentuknya :

1.Terdiri dari satu rangkaian tubes, atau tabung / pipa yang mengumpulkan gas dari engine, dan mengalirkan kearah belakang mobil,

2.Ukuran tabung / pipa ditentukan berdasarkan volume gas buang yang akan dialirkan,

3.Ada komponen tambahan dalam sistem knalpot, yaitu muffler, berfungsi untuk meredam / mengurangi suara,

4.Bahkan, ada yang di isi dengan katalis, untuk mengubah gas beracun menjadi turun kadarnya dan emisinya tidak berbahaya,

5.Umur-pakai sistem knalpot harus diperhitungkan dikaitkan dengan materialnya tahan terhadap panas, kelembaban gas buang, perubahan cuaca, kondensasi air, lumpur, dll.

6.Penempatan sistim knalpot, relatif komplek tetapi tidak mengganggu konstruksi mobil ketika melaju / bergerak, maupun tempat penumpang.

Rancang Bangun & Rekayasa TeknikLingkup total life cycle dalam disain :

1. Pemilihan material2. Mampu atau kemudahan dalam produksi3. Mempunyai ketahanan4. Mempunyai nilai ekonomis dan secara teknis mudah untuk di re-cycling

5. Persyaratan atau pertimbangan energi (produksi, operasional, reklamasi)

6. Ramah terhadap lingkungan (dampak produk terhadap lingkungan, pengaruh lingkungan terhadap produk,

7. Inspeksi dan pengujian untuk jaminan kualitas

8. Handling

9. Packaging

10.Pengiriman dan penyimpanan

11.Nilai barang bekas (scrap value).

Completing the Materials Cycle

Sumber : Fakultas Metallurgi UI


Lingkup Faktor Utama Dalam Disain :

1. Perkembangan terakhir (pengetahuan, patent, kompetitor,dll)2. Kesesuaian dengan standard

3. Persyaratan keamanan (registrasi dari otoritas yang mewakili konsumen,warning, label, dll).

4. Keamanan dan kesehatan kerja dalam proses manufaktur,

5. Persyaratan lingkungan,

6. Standard industri (SNI, ASTM, ANSI, SII, JIS, dll),

7. Faktor manusia (kemudahan dalam operasional, pemeliharaan),

8. Estetika

9. Biaya


Lingkup Faktor Utama Dalam Disain :

Ada dua alasan mengapa material tertentu untuk aplikasi tertentu pula selalu dipilih, karena : (1) material tersebut sudah umum (alasan teknis

dan ekonomis saat itu) seperti pelat baja karbon bodi mobil, besi cor untuk rumah mesin, dll; (2) material tersebut mempunyai sifat yang

cocok dan unik sesuai fungsinya.

Tetapi dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (meningkatnya hak patent suatu penemuan maupun inovasi),

kebutuhan yang semakin meningkat dari aspek keamanan, khususnya dampaknya bagi manusia, perlindungan lingkungan, aspek produksi dan manufaktur (evaporative casting, CNC maching, otomatisasi, dll), penghematan biaya, khususnya biaya energi, serta berkembangnya

standard, maka material-material konvensional, banyak yang di substitusi, sebagian komponen dari baja digantikan aluminium, plastik,

dll.

Faktor Umum Dalam Pemilihan Material

(1)Persyaratan fungsional dan batasan (constraint)

(2)Sifat mekanis (mechanical properties)

(3)Konfigurasi disain

(4)Ketersediaan dan alternatif material

(5)Kemampuan dan kemudahan di fabrikasi (casting, rolling, forming, forging, welding, dll).

(6)Ketahanan terhadap serangan korosi dan degradasi sifat mekanis karena lingkungan,

(7)Stabilitas, terhadap lingkungan khususnya temperatur, radiasi

(8)Sifat yang unik dan dominan

(9)Biaya material (cost of raw material).

Sifat Mekanis (Statik) Dan Disain

Dalam konfigurasi disain maupun pemilihan material tidak lepas dari sifat mekanisnya, khususnya sifat statiknya, mencakup :

(1)Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength), merupakan kekuatan maksimum yang mampu ditahan material sebelum patah,

(2)Kekuatan mulur (yield strength), tegangan terendah dimana dimulainya deformasi plastis.

(3) Kekerasan (hardness), ketahahan material terhadap beban indentasi (beban di satu titik).

(4)Keuletan (ductility), diukur berdasarkan prosentase pengecilan penampang atau pertambahan panjang saat uji tarik spesimen.

(5)Ketangguhan (toughness), diukur berdasarkan besarnya energi yang mampu diserap dalam uji impak.

Sifat-sifat tersebut diatas dikaitkan dengan sifat mekanis –dinamik, serta agresifitas lingkungan berdampak pada bentuk kerusakan (failure mode)

Faktor-faktor yang mempengaruhi service life peralatan (contoh heat exchanger atau tangki di Pabrik Kimia, pompa, jembatan, otomotive, dll)(1) Disain (Design)

(2) Material untuk konstruksi (Material of construction)

(3) Spesifikasi (Specification)

(4) Fabrikasi dan kontrol kualitas (Fabrication & quality control).

(5) Pengoperasian (Operation)

(6) Pemeliharaan (Maintenance)

(7) Kondisi lingkungan (Environmental conditions)

Dari berbagai faktor tersebut tadi, yang relatif bobotnya penting adalah :(1) Disain dan (2) Material.Keduanya sama pentingnya untuk mencapai kinerja (performance) dan umur-pakai (life time) seperti yang diinginkan.

CorrosioCorrosion n ResistanceResistance

Optimum material of constructionOptimum material of construction

Fabricability:Fabricability:Ease of formingEase of formingEase of weldingEase of welding

Ease of heat treatmentEase of heat treatmentEase of machiningEase of machining

CostCostAvailabilityAvailability

in form requiredin form required

Mechanical strength:Mechanical strength:Low temperatureLow temperatureIntermediate temperatureIntermediate temperatureElevated temperatureElevated temperature

Cost and easeCost and easeofof

maintenancemaintenance

PEMILIHAN MATERIAL YANG SESUAI UNTUK REKAYASA KONSTRUKSI TERGANTUNG BEBERAPA FAKTOR.

APAKAH STANDARD ???APAKAH STANDARD ???

• Standard ditulis oleh Institusi Standard seperti BSI ( Inggris ), AFNOR (Perancis), DIN (Jerman), ANSI, ASTM, AISI, API, SAE (Amerika ), JIS (Jepang) dan SNI (Indonesia)

• Institusi Standard mempunyai kebijakan redaksional yang tegas dan lugas dan biasanya rancangan standard dikaji ulang oleh berbagai pihak yang terkait.

•Standard dirancang seputar “Persyaratan”, dimana harus cocok atau sesuai dengan apa yang harus dicapai.

•Persyaratan tersebut harus mampu di uji (verifiable) dan berbagai variasinya harus dapat di kontrol.

•Apabila didalam standard masih ada kalimat atau ketentuan yang mengijinkan adanya perubahan, misalnya dengan kata-kata “ by agreement”, maka akan mengurangi tingkat keandalan standarisasi.

HIRARKI BADAN STANDARISASIHIRARKI BADAN STANDARISASIINTERNASIONALINTERNASIONAL : :

INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION ( ISO )

UNIFIED NUMBERING SYSTEM (UNS)

REGIONALREGIONAL :

??????

NASIONALNASIONAL : :ANSI, JIS, SNI, BS, DLL.

INDUSTRIINDUSTRI :

API, ASME, SAE, TEMA, SII, ETC.

PERUSAHAAN (COMPANY)PERUSAHAAN (COMPANY) :

Operator, Contractor, Supplier

APAKAH UNIFIED NUMBERING SYSTEM APAKAH UNIFIED NUMBERING SYSTEM ( UNS ) ?( UNS ) ?

((1) 1) Tahun 1967 :Tahun 1967 :

SAESAE dan dan ASTMASTM menyusun standard sebagai menyusun standard sebagai supplementsupplement yang sudah ada. yang sudah ada.

(2) Tahun 1974:(2) Tahun 1974:

SAESAE dan dan ASTMASTM mengeluarkan dokumen panduan ( sekitar 1000 spesifikasi baja, mengeluarkan dokumen panduan ( sekitar 1000 spesifikasi baja, stainless steel dan super alloy, aluminium, dll. )stainless steel dan super alloy, aluminium, dll. )

(3) Tahun 1986 :(3) Tahun 1986 :

UNS-HandbookUNS-Handbook ( Edisi ke-4 ) di cetak dan dipakai sebagai ( Edisi ke-4 ) di cetak dan dipakai sebagai Worldwide GuideWorldwide Guide; dan sudah ; dan sudah memuat sekitar 3000 informasi tentang material.memuat sekitar 3000 informasi tentang material.

Diskripsi UNSDiskripsi UNS :

• Dikategorikan ke dalam 18 group material dan paduan.Dikategorikan ke dalam 18 group material dan paduan.

• Cara penomoran menggunakan awalan huruf tunggal di ikuti angka 5 digit.Cara penomoran menggunakan awalan huruf tunggal di ikuti angka 5 digit.

( Contoh: AISI 1020 ---> UNS G10200; AISI SS 316 ---> S 31600;( Contoh: AISI 1020 ---> UNS G10200; AISI SS 316 ---> S 31600;

AA AI 2024 ---> UNS A92024 )AA AI 2024 ---> UNS A92024 )

UNIFIED NUMBERING SYSTEM - UNSUNIFIED NUMBERING SYSTEM - UNS

UNS number consists of a single letter prefix followed by five UNS number consists of a single letter prefix followed by five digitsdigits

in most cases, the letter is suggestive of the family of metals in most cases, the letter is suggestive of the family of metals identified, for example ;identified, for example ;

A : for aluminium, A : for aluminium,

P : for precious metals,P : for precious metals,

N : for nickelN : for nickel

C : for copperC : for copper

UNS - FOR METAL AND ALLOYUNS - FOR METAL AND ALLOY

FERROUS METALS : D00001 – D99999 F00001 – F99999 G00001 – G99999 H00001 – H99999 K00001 – K99999 S00001 – S99999 T00001 – T99999

Specified mechanical properties steels. Cast Irons; Gray, malleable, pearlitic malleable, ductile ( Nodular ). AISI – SAE carbon and alloy steel. AISI – “H” steels. Miscellaneous steels and ferrous alloys. Stainless steels. Tool steels

Nonferrous Metals : A00001 – A99999 C00001 – C99999 E00001 – E99999 L00001 – L99999 M00001 – M99999 N00001 – N99999 P00001 – P99999 R00001 – R99999

Aluminium and aluminium alloys. Copper and copper alloys. Rare earth and rare earthlike metals. Low melting metals. Miscellaneous metals. Nickel and nickel alloys. Precious metals. Reactive and refactory metals.

For example, (a) carbon steel, presently indentified by AISI 1020, is covered by UNS G11020; (b) free cutting brass, now indentified by CDA 360, is

covered by UNS C36000.

APAKAH SPESIFIKASI ???APAKAH SPESIFIKASI ???

Spesifikasi biasanya ditulis oleh suatu perusahaan, asosiasi perdagangan atau suatu departemen pemerintahan. Spesifikasi ditulis oleh seseorang atau team tanpa dikonsultasikan dengan pihak lain yang terkait, dan dirancang untuk memenuhi atau cocok dengan aplikasi tertentu Kedua terminologi, yaitu standard dan spesifikasi dimanfaatkan secara terbatas di lingkup permasalahan teknis. Sedangkan istilah kontrak dan keuangan dicakup di dalam dokumen yang lain.

Tabel 1. Standard produk baja (USA)Tabel 1. Standard produk baja (USA)

AKRONIM STANDARD AAR ABS API

AREA ASME ASTM

MIL/JAN FED SAE AMS AISI UNS

American Ass’n of Railroads American Bureau of Shipping American Petroleum Institute American Railway Engineering Ass’n American Society of Mechanical Engineers American Society for Testing & Materials Departement of Defense General Services Administration Society of Automotive Engineers Aerospace Materials Specification American Iron & Steel Institute ASTM/SAE-United Numbering System

KRITERIA DALAM MENYUSUN SPESIFIKASIKRITERIA DALAM MENYUSUN SPESIFIKASI

Spesifikasi yang baik terdiri dari elemen utama / kunci yang mudah dipahami secara jelas oleh pemilik, perancang, kontraktor dan subkontraktor, antara lain mencakup : (1) Judul yang jelas ( a clear title ) (2) Ruang lingkup ( scope ) (3) Pengecualian ( Exceptions ) (4) Terminologi (5) Dokumen referensi (6) Deskripsi persyaratan ( apa, kapan dan bagaimana, dll. ) (7) Standard untuk mengukur kualitas (8) Dokumentasi

KLASIFIKASI BAHAN / MATERIALKLASIFIKASI BAHAN / MATERIAL

FUNGSI :

(1) Standard atau spesifikasi bahan/material logam

(2) Pedoman untuk pemilihan material ( material selection )

(3) Dokumentasi bagi konsumen dan produsen

TUJUAN :

(1) Mengetahui produk / material logam yang tersedia di pasaran.

(2) Karakterisasi produk / material logam untuk keperluan rekayasa teknik, antara lain;

(a) Technical drawing,

(b) Purchasing specification

KLASIFIKASI SPESIFIKASIKLASIFIKASI SPESIFIKASI

Spesifikasi teknis dapat diklasifikasikan menjadi empat kategori, sebagai berikut ;

(1) Spesifikasi disain (rancangan) - design specification - adalah kriteria disain untuk suatu produk atau sistem

peralatan / fasilitas tertentu, dll.

(2) Spesifikasi material - menyajikan komposisi material dan sifat fisik maupun sifat mekanis, termasuk sifat korosi, dll.

(3) Spesifikasi konstruksi - cara-cara konstruksi yang memanfaatkan material tertentu atau spesifikasi, dll.

(4) Spesifikasi kinerja/unjuk kerja ( Performance ) - persyaratan unjuk kerja / kinerja suatu produk, peralatan, sistem

rekayasa teknis atau produk, atau suatu fasilitas untuk periode waktu tertentu ( umur disain).

CAKUPAN INFORMASI SPESIFIKASI CAKUPAN INFORMASI SPESIFIKASI MATERIALMATERIAL

(1) Diskripsi; menerangkan jenis produk / proses ( misal hot rolled, cold rolled, forged, sheet, strip,

bar, shape, dll.).

(2) Komposisi kimia; termasuk cara mengukurnya.

(3) Sifat mekanis; termasuk cara / metoda pengujian.

(4) Toleransi dimensi ( ketebalan, panjang, lebar, kerataan, diameter, dll.)

(5) Kondisi permukaan ( surface finishing )• Kekasaran ( roughness )

• Goresan ( scratches )

CAKUPAN INFORMASI SPESIFIKASI CAKUPAN INFORMASI SPESIFIKASI MATERIAL ( Lanjutan )MATERIAL ( Lanjutan )

(6) Persyaratan khusus, mencakup:• Coating

• Packaging• Corrosion test• Forming test

• Allowable defects (metallurgical defects, casting defects, forging defects, etc. )

Catatan :

Butir (6) biasanya menyebabkan adanya extra cost yang dibebankan kepada cost of raw material.

TERMINOLOGI DI DALAM KLASIFIKASI LOGAM BAJA TERMINOLOGI DI DALAM KLASIFIKASI LOGAM BAJA DAN PANDUANNYADAN PANDUANNYA

GRADE :GRADE :

Digunakan untuk membedakan material baja dan panduannya atas dasar komposisi kimia atau kadang-kadang menunjukkan kekuatan bahan.

TYPE :TYPE :

Digunakan untuk membedakan material baja dan panduannya berdasarkan proses de-oksidasi yang dilakukan: atau kadang-kadang komposisi

kimianya.

CLASS :CLASS :

Digunakan untuk membedakan material baja dan panduannya atas dasar strata kekuatannya atau surface smothnesssurface smothness.

DI DALAM STANDARD ASTM TERMINOLOGI DI ATAS SERING DI DALAM STANDARD ASTM TERMINOLOGI DI ATAS SERING DIPERTUKARKANDIPERTUKARKAN

TERMINOLOGI DI DALAM KLASIFIKASI TERMINOLOGI DI DALAM KLASIFIKASI LOGAM BAJA DAN PANDUANNYA ( lanjutan )LOGAM BAJA DAN PANDUANNYA ( lanjutan )

CONTOH CONTOH ::

ASTM A 533ASTM A 533 ( Alloy steel for pressure vessel plate )( Alloy steel for pressure vessel plate ); “type” digunakan untuk menunjukkan komposisi kimia; dan “class” menunjukkan

strata kekuatannya.

ASTM A 515ASTM A 515 ( Carbon steel pressure vessel plate )( Carbon steel pressure vessel plate ); grade menunjukkan strata kekuatan.

ASTM A 302ASTM A 302 ( alloy steel for pressure vessel plate )( alloy steel for pressure vessel plate ); grade ( A s/d D ) menunjukkan persyaratan komposisi kimia dan sifat mekanis.

DESKRIPSI KUALITAS ( QUALITY DESKRIPSI KUALITAS ( QUALITY DESCRIPTOR )DESCRIPTOR )

Istilah kualitas ( quality ) di dalam industri baja untuk mendiskripsikan produk yang dihasilkan mencakup :

• Karakteristik khusus

• Aplikasi tertentu

• Proses fabrikasi lanjut, atau manufacturing khusus, dan lain-lain.

TUJUAN :TUJUAN :

(1) Agar terjadi komunikasi yang baik antara para produsen, atau antara produsen dan konsumen.

(2) Mendiskripsikan kualitas produk logam baja dan panduan sesuai dengan yang diinginkan atau penggunaannya maupun fungsinya.

DESKRIPTOR KUALITAS BAJA KARBON DAN DESKRIPTOR KUALITAS BAJA KARBON DAN PANDUANPANDUAN

Quality DescriptorsQuality Descriptors mendeskripsikan kualitas produk logam baja dan panduannya sesuai dengan

penggunaannya.

A. Baja Karbon1. Semi finished for forging 1. Semi finished for forging

1.1 Forging Quality• Special Hardenability

• Special Internal Soundness• Nonmetallic Inclusion Requirement

• Special Surface

DESKRIPTOR KUALITAS BAJA KARBON DAN DESKRIPTOR KUALITAS BAJA KARBON DAN PANDUAN ( lanjutan )PANDUAN ( lanjutan )

2. Carbon Steel Structural Section2. Carbon Steel Structural Section

2.1. Structural Quality

3. Carbon Steel Plate3. Carbon Steel Plate• Regular Quality

• Structural Quality• Cold Drawing Quality

• Etc.

DESIGNATIONDESIGNATION

Adalah specific indentificationspecific indentification setiap grade, typegrade, type atau classclass material baja dan paduannya dengan memberikan kode

angka, huruf atau symbol symbol sedemikian; sehingga identitas material tersebut bersifat unik dan memberikan makna atau

arti nilai atau sifat tertentu material logam.

Biasanya berdasarkan sifat atau nilai komposisi kimianya, atau sifat mekanisnya.

Standard atau spesifikasi material logam yang unik dan mempunyai nama, banyak dipakai oleh :

((1) American Iron and Steel Institute( AISI )1) American Iron and Steel Institute( AISI )

(2) Society of Automotive Engineering (SAE)(2) Society of Automotive Engineering (SAE)(3) Deutsche Industrial Norm ( DIN )(3) Deutsche Industrial Norm ( DIN )

CLASSIFICATION OF IRON AND CLASSIFICATION OF IRON AND STEEL ACCORDING SAE AND AISISTEEL ACCORDING SAE AND AISI

The first number indicates the type of steel. Carbon, for instance, is denoted by the number 1, 2 is a nickel steel, 3 is a nickel-chromium steel and so on.

The second digit indicates the approximate percentage of the predominant alloying element.

The AISI prefixes are as follows:

B - Acid Bessemer, carbon steel

C - Basic open heart carbon steel

CB - Either acid Bessemer or basic open hearth carbon steel at the option of the manufacturer

D - Acid open hearth carbon steel

E - Electric furnace alloy steel

The AISI suffix H is used where hardenability is a major requirement

AISI - SAE system of designationsAISI - SAE system of designations

Numerals Type of steel and Numerals Type of steel and Numerals Type of steel and and digits nominal alloy content and digits nominal alloy content and digits nominal alloy content

Carbon Steels Nickel - Chromium - Molybdenum Steels Chromium Steels

10XX(a)….. Plain carbon (Mn. 1,00% max ) 43XX….. Ni 1.82; Cr 0.50 and 0.80; 50XXX… Cr 0.50

11XX ……. Resulfurized Mo 0.25 51XXX… Cr 1.02 C 1.00 min

12XX…….. Resulfurized and rephosphorized 43BVXX. Ni 1.82; Cr 0.50;Mo 0.12 and 52XXX… Cr 1.45

0.25; V 0.03 min

15XX…….. Plain carbon ( max Mn range - 1.00 to 47XX…… Ni 1.05; Cr 0.45; Mo 0.20 and Chromium - Vanadium Steels

1.65% ) 0.35

81XX…… Ni 0.30; Cr 0.40; Mo 0.12 61XX…. Cr 0.60, 0.80 and 0.95; V 0.10

Manganese Steels 86XX…… Ni 0.55; Cr 0.50; Mo 0.20 and 0.15 min

13XX…….. Mn 1.75 87XX…… Ni 0.55; Cr 0.50; Mo 0.25 Tungsten-Chromium Steel

88XX…… Ni 0.55; Cr 0.50; Mo 0.35 72XX…. W 1.75; Cr 0.75

Nickel Steels 93XX…… Ni 3.25; Cr 1.20; Mo 0.12

23XX…….. Ni 3.50 94XX…… Ni 0.45; Cr 0.40; Mo 0.12 Silicon-Manganese Steels

25XX…….. Ni 5.00 97XX…… Ni 0.55;Cr 0.20; Mo 0.20 92XX…. Si 1.40 and 2.00; Mn 0.65, 0.82

98XX…… Ni 1.00; Cr 0.80; Mo 0.25 and 0.85; Cr 0.00 and 0.65

Nickel-Chromium Steels

31XX……. Ni 1.25; Cr 0.65 and 0.80 Nickel-Molybdenum Steels High-Strength Low-Alloy Steels

32XX……. Ni 1.75; Cr 1.07 46XX….. Ni 0.85 and 1.82; Mo 0.20 and 9XX…. Various SAE grades

33XX……. Ni 3.50; Cr 1.50 and 1.57 0.25

34XX……. Ni 3.00; Cr 0.77 48XX…… Ni 3.50; Mo 0.25 Boron Steels

XXBXX… B denotes boron steel

Molybdenum Steels Chromium Steels

40XX…… Mo 0.20 and 0.25 50XX….. Cr 0.27, 0.40, 0.50 and 0.65 Leaded Steels

44XX…… Mo 0.40 and 0.52 51XX….. Cr 0.80, 0.87, 0.92, 0.95, 1.00 XXLXX.. L denotes leaded steel

and 1.05

Chromium-Molybdenum Steels (a) XX in the last two digits of these designations

41XX…. Cr 0.50, 0.80 and 0.95; Mo 0.12, indicates that the carbon content ( in hundredths

0.20, 0.25 and 0.30 of a percent ) is to be inserted

Klasifikasi baja menurut AISI & SAE

Baja seri 1045 utk yoke ball

• 1045 termasuk seri 10xx atau seri baja karbon

• Angka 45 merupakan kandungan karbon = 45/100 % = 0,45%

DIN Material DesignationDIN Material Designation

Penjelasan nama baja dan paduannya berdasarkan komposisi kimia (menurut DIN EN 10027); angka awal menunjukkan

kandungan karbon x 100, diikuti elemen paduan, dan prosentase elemen paduan tersebut.

• Faktor untuk elemen Co, Cr, Mn, Ni, Si, W = x 4

• Faktor untuk elemen Al, Cu, Mo. Ti, V, Nb, Ta, Be, Pb, Zr = x 10• Faktor untuk N, P, S, Ce = x 100• Faktor untuk B = x 1000

Paduan rendah (low alloy) total elemen paduan < 5%, dan paduan tinggi (high alloy) total element paduan > 5, dimana ditambah huruf X di depan angka awal (karbon). Pada paduan tinggi, angka dibelakang elemen paduan menunjukkan prosentasenya tanpa memperhatikan faktor pembagi diatas.

DIN Material DesignationDIN Material Designation

Contoh :

1) 55 CrNiMoV 4 2 4 (DIN 1.2742), komposisinya C = 0,55%, Cr = 1%, Ni = 0,50%, Mo = 0,40%, V < 0,10% (tidak dituliskan). Dalam tabel tertulis C = 0,53-0,58%, Cr = 0,90-1,10%, Ni = 0,45 - 0,60%, Mo = 0,38-0,48%, V = 0,03-0,10%.

2) X3NiCoMoTi 18 9 5 1 (DIN 1.2709), komposisinya C = 0,03%, Ni = 18%, Co = 9%, Mo = 5%, Ti = 1%. Dalam tabel C = 0,03%, Ni = 17-19%, Co = 8,5-10%, Mo = 4,50-5,20%, dan Ti = 0,8-1,20%.

3) GX25MnCrNi 8 8 6 (DIN 1.3966), komposisinya C = 0,25%, Mn = 8%, Cr = 8%, Ni = 6%; dalam tabel C = 0,22-0,28%, Mn = 7,50-9,50%, Cr = 7 -8,5%, dan Ni = 5 – 6,5%.

Catatan : Huruf G berarti produk tersebut dalam bentuk coran (cast = Guss).

04/20/23 Template copyright www.brainybetty.com 2005

50

Klasifikasi Baja (Steel)

• DINCode

Number Material Number

Type of deoxidation

Treatment condition

Tensile strength

(kg/mm2)

Yield point

(kg/mm2)

Elongation (%)

[lo=5do] St 33-1 1.0033 - - St 33-2 1.0035 - -

33-50 19 18

(14)

USt 34-1 RSt 34-1

1.0100 1.0150

U R

U, N U, N

USt 34-2 USt 34-2

1.0102 1.0108

U R

U, N U, N

34-42 21 28 (20)

USt 37-1 RSt 37-1

1.0110 1.0111

U R

U, N U, N

USt 37-2 USt 37-2

1.0112 1.0114

U R

U, N U, N

St 37-3 1.0116 RR U, N

37-45 24 25 (18)

Ferrous metal alloys

Ferrous Nonferrous

Steels Cast iron

Low alloyGray

iron

Ductile

Nodular iron

White

iron

Malleable

iron

Low carbon Medium carbon

High carbon

High alloy

Plain High strength, low alloy

Plain Heat

treatable

Plain Tool Stainless

Classification scheme for the Classification scheme for the various ferrous metal alloysvarious ferrous metal alloys

STEEL SELECTION FOR USESSTEEL SELECTION FOR USES

Carbon content ( % ) Elongation in tensile test (%)

Nil ( i.e. pure iron)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.2

42

37

31

22

17

3

Several properties should be considered when selecting a piece of steel for a job:

a) Strength, b) Machinability, c) Hardenability, d) Weldability, e) Formability, f) Fatigue resistance, g) Corrosion resistance.

Uses of ferrous metals by carbon content. Hardness and strength of steels depend largely upon their carbon content and heat treatment.

STEEL SELECTION FOR USESSTEEL SELECTION FOR USES(Lanjutan )(Lanjutan )

Type Carbon Range(%)

SAENumber

Typical Uses

Carbon Steels

Low

Medium

0.05-0.30

0.30-0.60

100610081010101510201030111111131040

1060

For cold formabilityWire, nails, rivets, screwSheet stock for drawingFenders, pots, pans, welding rodsBars, plates, structural shapes, shaftingForgings, carburized parts, keystockFree-machining steelFree-machining steelHeat- treated parts that requireModerate strength and high toughnessSuch bolts, shafting, axles, spline shaftHigher strength, heat-treated parts with moderatetoughness such as lock washers, springs, band sawblades, ring gears, valve springs, snap rings.

STEEL SELECTION FOR USES (LanjutanSTEEL SELECTION FOR USES (Lanjutan ) )

Type Carbon Range(%)

SAENumber

Typical Uses

High

Cast IronGray

White

Malleable

Ductile ( nodular )

0.60-2.0

2.0-4.5

2.0-3.5

2.0-3.5

2.0-4.5

10701080

1095

52100

Chisels, center punchesMusic wire mower blades, leaf spring.Hay rake times, leaf springs, knives,wood working tools, files, reamers.Ball bearing, punches, dies.

Machinable castings such as engineblocks, pipe, gears, lathe beds.Nonmachinable casting such as castparts for wear resistanceProduced from white cast iron;machinable casting such as axle anddifferential housings, crankshafts,camshafts.Machinable casting such as pistons,cylinder blocks and heads, wrench,forming dies.

STAINLESS STEEL ALLOYSSTAINLESS STEEL ALLOYS

Iron based alloy containingIron based alloy containing aa minimum of 10 to 12% chromium

Chromium combines with oxygenChromium combines with oxygen to form a thin layer of CHROMIUM CHROMIUM OXIDEOXIDE

This alloy has RESISTANCE to staining and corrosion

TYPES OF STAINLESS STEELTYPES OF STAINLESS STEEL

AUSTENITIC - non magnetic

FERRITIC - magnetic

MARTENSITIC - magnetic

DUPLEX - magnetic

PRECIPITATION HARDENING (PH) - magnetic

AUSTENITIC STAINLESS STEELAUSTENITIC STAINLESS STEEL

300 SERIES300 SERIES• The 18% Chromium and 8 % Nickel

• Austenitic Stainless Steels - non magnetic• Easy to weld, but does not perform well in chloride

environments

200 SERIES

A higher percentage of manganese and lower nickel content is used to reduce cost. Nitrogen is added as strengthening agent. These alloys have higher tensile strength and equal or greater corrosion resistance than many of the 300 series.

FERRITIC STAINLESS STEELFERRITIC STAINLESS STEEL

400 SERIESFerritic Stainless steel have 11.5 to 18 % Chromium Lower carbon content, than Martensitic Stainless Steels.

Type 430, 442 and 446 are not hardenable

MARTENSITIC STAINLESS STEELMARTENSITIC STAINLESS STEEL

400 SERIESMartensitic Stainless Steels containing 11 to 14 % Chromium.

Such as 410, 420 and 440C. These types have sufficient carbon to promote hardening when steel is cooled from 19000 F and are called Hardenable Stainless Steels.

MARTENSITIC STAINLESS STEELMARTENSITIC STAINLESS STEEL

500 SERIES

Not true stainless steels, but has useful properties derived from the chromium and molybdenum contents, e.g. SS 501, 502, 503 and 504

The lower chromium content and lower molybdenum content ( 5% Cr, 0,5% Mo, and 9% Cr, 1% Mo ) provide excellent strength at the temperatures found in high pressure steam piping.

They are ferritic in the annealed condition, but are martensitic after rapid cooling in air or a liquid medium from above the critical temperature.

Generally, martensitic stainless steel have excellent strength compare with ferritic or austenitic stainless steel.

DUPLEX STAINLESS STEELDUPLEX STAINLESS STEEL

Microstructures consist of part Austenitic and part Ferritic

Obtained by chemistry and heat treatment of the alloys.

Has higher strength and resistance to chloride environments than the austenitic series.

Have lower ductility and toughness. E.g. : S31500 (3RE60), S32550 (Ferralium 255), S31803 (2205).

PRECIPITATION HARDENING - SS The merit of the PH-SS is that they combine the strength of martensitic

alloys and the corrosion resistance of austenitic stainless steel. PH types generally are heat treated to final properties by the fabricator, thereby offer a desirable combination of high strength, corrosion resistance and fabricability. E.g. SS 17-4 PH, SS 17-7 PH (631) , SS 15-5 PH, PH 15-7 Mo (632),

Baja Paduan

• Baja paduan rendah berkekuatan tinggi (high strength alloy steel)– C<0,30%– Strukturmikro: butir besi- halus, fasa kedua

martensit & besi-– Produknya: pelat, balok, profil

• Baja fasa ganda (Dual- phase steel)– Strukturmikro: campuran besi- & martensit

Baja paduan rendah berkekuatan tinggiKekuatan luluh Komposis kimia Deoksidasi

103 Psi MPa

35 240

S = kualitas struktur

X = paduan rendah

W = weathering

D = fasa ganda

F = kill + kontrol S

K = kill

O = bukan kill

40 275

45 310

50 350

60 415

70 485

80 550

100 690

120 830

140 970

Cth. 50XF

50 kekuatan luluh 50x103 Psi

X paduan rendah

F kill + kontrol S

Baja tahan karat

• Sifatnya tahan korosi, kekuatan & keuletan tinggi dan kandungan Cr tinggi

• Kandungan lain : Ni, Mo, Cu, Ti, Si, Mg, Cb, Al, N dan S

Jenis baja tahan karat

• Austenitik (seri 200 & 300)– Mengandung Cr, Ni dan Mg– Bersifat tidak magnit, tahan korosi– Utk peralatan dapur, fitting, konstruksi, peralatan

transport, tungku, komponen penukar panas, linkungan kimia

• Ferritik (seri 400)– Mengandung Cr tinggi, hingga 27%– Bersifat magnit, tahan korosi– Utk peralatan dapur.


• Martemsitik (seri 400 & 500)– Mengandung 18%Cr, tdk ada Ni– Bersifat magnit, berkekuatan tinggi, keras, tahan

patah dan ulet– Utk peralatan bedah, instrument katup dan pegas

• Pengerasan presipitasi– Mengandung Cr, Ni, Cu, Al, Ti, & Mo– Bersifat tahan korosi, ulet & berkekuatan tinggi pada

suhu tinggi– Utk komponen struktur pesawat & pesawat ruang

angkasa


• Struktur Duplek– Campuran austenit & ferrit– Utk komponen penukar panas & pembersih

air

Besi cor

• Besi tuang disusun oleh besi, 2,11-4,50% karbon dan 3,5% silikon

• Kandungan Si mendekomposisi Fe3C menjadi Fe- dan C (garfit)

Jenis besi cor

• Besi cor kelabu

• Besi cor nodular (ulet)

• Besi cor tuang putih

• Besi cor malleable

Besi cor kelabu

• Disusun oleh serpihan C (grafit) yang tersebar pada besi-

• Bersifat keras & getas

Besi cor nodular (ulet)

• C (grafit)nya berbentuk bulat (nodular) tersebar pada besi-.

• Nodular terbentuk karena besi cor kelabu ditambahkan sedikit unsur magnesium dan cesium

• Keras & ulet

Besi cor putih

• Disusun oleh besi- dan besi karbida (Fe3C)

• Terbentuk melalui pendinginan cepat

• Getas, tahan pakai & sangat keras

Besi cor malleable

• Disusun oleh besi-dan C (grafit)

• Dibentuk dari besi cor putih yang dianil pada 800-900oC dalam atmosphere CO & CO2

Logam Bukan Besi

Pendahuluan

• Logam & paduan bukan besi– Logam biasa: Al, Cu, Mg– Logam/paduan tahan suhu tinggi: W, Ta, Mo

• Aplikasi utk– Ketahanan korosi– Konduktifitas panas $ listrik tinggi– Kerapatan rendah– Mudah dipabrikasi

• Cth.– Al utk pesawat terbang, peralatan masak– Cu utk kawat listrik, pipa air– Zn utk karburator– Ti utk sudu turbin mesinjet– Ta utk mesin roket

AlimuniumProduk Wrough

1xxx Al murni: 99,00%

2xxx Al+Cu

3xxx Al+Mn

4xxx Al+Si

5xxx Al+Mg

6xxx Al+Mg+Si

7xxx Al+Zn

8xxx Al+unsur lain

AlimuniumProduk Cor

1xx.x Al murni: 99,00%

2xx.x Al+Cu

3xx.x Al+Si, Cu, Mg

4xx.x Al+Si

5xx.x Al+Mg

6xx.x Tidak digunakan

7xx.x Al+Zn

8xx.x Al+Pb

Perlakuan utk produk aluminium wrough dan corF Hasil pabrikasi (pengerjaan dingin

atau panas atau cor)

O Proses anil (hasil pengerjaan dingin atau panas atau cor)

H Pengerjaan regangan melalui pengerjaan dingin (utk produk wrough)

T Perlakuan panas

Magnesium & paduan magnesium

• Logam terringan dan penyerap getaran yg baik• Aplikasi:

– Komponen pesawat & missil– Mesin pengankat– Pekakas– Tangga– Koper– Sepeda– Komponen ringan lainnya.

Paduan magnesium: produk wrough dan corPaduan Komposisi (%) Kondisi Pembentukk

anAl Zn Mn Zr

AZ31B 3,0 1,0 0,2 F H24 Ekstrusi lembaran & pelat

AZ80A 8,5 0,5 0,2 T5 Ekstrusi & tempa

HK31A 0,7 H24 Lembaran & pelat

ZK60A 5,7 0,55 T5 Ekstrusi & tempa

Penamaan paduan magnesium

• Hurup 1&2 menyatakan unsur pemadu utama• Angka 3&4 menyatakan % unsur pemadu utama• Hurup 5 menyatakan standar paduan• Hurup dan angka berikutnya menyatakan perlakuan

panasContoh. AZ91C-T6

A Al

Z Zn 9 9%Al

1 1%ZnC Standar CT6 Perlakuan panas

Tembaga & paduan tembaga

• Sifat paduan tembaga:– Konduktifitas listrik dan panas tinggi– Tidak bersifat magnit– Tahan korosi

• Aplikasi– Komponen listrik dan elektronik– Pegas– Cartridge– Pipa– Penukar panas– Peralatan panas– Perhiasan, dll

Jenis paduan tembaga

• Kuningan (Cu+Zn)

• Perunggu (Cu+Sn)

• Perunggu Al (Cu+Sn+Al)

• Perunggu Be (Cu+Sn+Be)

• Cu+Ni

• Cu+Ag

Nikel & paduan nikel

• Sifat paduan nikel– Kuat– Getas– Tahan korosi pada suhu tinggi

• Elemen pemadu nikel: Cr, Co, Mo dan Cu• Paduan nikel base = superalloy• Paduan nikel tembaga = monel• Paduan nikel krom = inconel• Paduan nikel krom molybdenum = hastelloy• Paduan nikel kron besi = nichrome• Paduan nikel besi = invar

Supperalloy

• Tahan panas dan tahan suhu tinggi• Aplikasi: mesin jet, turbin gas, mesin roket,

pekakas, dies, industri nuklir, kimia dan petrokimia

• Jenis superalloy– Superalloy besi base: 32-67%Fe, 15-22%Cr, 9-38%Ni– Superalloy kobalt base: 35-65%Co, 19-30%Cr, 35%Ni– Superalloy nikel base: 38-76%Ni, 27%Cr, 20%Co.

Keramik

Keramik

• Senyawa logam atau bukan logam yang mempunyai ikatan atom ionik dan kovalen

• Ikatan ionik dan kovalen menyebabkan keramik mempunyai titik lebur tinggi dan bersifat isolator

• Keramik terdiri dari– Keramik tradisional, disusun oleh tanah liat, silika dan

feldspar. Cth. bata, ubin, genteng dan porselen– Keramik murni atau teknik, disusun oleh senyawa

murni.

Struktur Kristal

• Sebagian besar keramik diikat secara ionik dan hanya sedikit tang diikat secara kavalen

• Ikatan ionik biasanya mempunyai diameter atom kation < atom anion, akibatnya atom kation selalu dikelilingi atom anion.

• Jumlah atom tetangga terdekat (mengelilingi) atom tertentu dikenal sbg bilangan koordinasi (Coordination number).

Hub.bil.koordinasi dan perbandingan jari2atom kation-anion

Bilangan koordinasi

Perbandingan jari-jari kation-anion

Geometri koordinasi

2 <0,155

3 0,115-0,225

4 0,225-0,414

6 0,414-0,732

8 0,723-1,0

Jari-jari kation dan anionKation Jari-jari ion (nm) Anion Jari-jari ion (nm)

Al 3+ 0,053 Br - 0,196

Ba 2+ 0,136 Cl - 0,181

Ca 2+ 0,100 F - 0,133

Cs + 0,170 I - 0,220

Fe 2+ 0,077 O 2- 0,140

Fe 3+ 0,069 S 2- 0,184

K + 0,138

Mg 2+ 0,072

Mn 2+ 0,067

Na 2+ 0,102

Ni 2+ 0,069

Si 4+ 0,040

Ti 2+ 0,061

Struktur Kristal Tipe AXCth.; NaCl, CsCl, ZnS dan intan

• Struktur NaCl (Garam)– Bentuk kubik berpusat muka

(FCC)– 1 atom kation Na+ dikelilingi 6

atom anion Cl- (BK 6)– Posisi atom kation Na+: ½½½,

00½, 0½0, ½00– Posisi atom anion Cl-: 000,

½½0, ½0½, 0½½ – Cth seperti kristal garam: MgO,

MnS, LiF dan FeO.– Perbadingan jari-jari atom kation

dan anion = 0,102/0,181 = 0,56

Struktur kristal tipe AX

• Struktur CsCl – Bentuk kubik sederhana

(simple cubic)– 1 atom kation Cs+ dikelilingi

8 atom anion Cl- (BK 8)– Posisi atom kation Na+: ½½– Posisi atom anion Cl-:000– Perbandingan jari-jari aton

kation dan anion = 0,170/0,181 = 0,94.

Struktur kristal tipe AX

• Struktur ZnS– Bentuk Sphalerite– 1 atom kation Zn+ dikelilingi 4

atom anion S- (BK 4)– Posisi atom kation Zn+:

¾¾¾, ¼¼¾, ¼¾¼, ¾¼¼ – Posisi atom anion S-: 000,

½½0, ½0½, 0½½ – Cth seperti kristal ZnS: ZnTe,

BeO dan SiO.– Perbandingan jari-jari atom

kation dan anion = 0,060/0,174 = 0,344

Struktur kristal AX

• Struktur intan– Bentuk sama seperti

ZnS, tetapi seluruh atomnya diisi atom C.

– Ikatan atomnya ikatan atom kovalen

Struktur kristal intan

Struktur kristal AmXp

• Al2O3 (korundum)– Bentuk heksagonal

tumpukan padat

Struktur kristal Al2O3

Struktur kristal AmBnXp

• BaTiO3– Bentuk kristal perouskite– Atom kation: Ba2+ dan

Ti4+

– Atom anion: O2-

Struktur kristal perouskite

MATERIAL PLASTIK / POLIMERMATERIAL PLASTIK / POLIMER

Berdasarkan kekuatan inter-molekular diklasifikasikan menjadi :

(1) Elastomer, (2) Plastik, dan (3) Fiber

Karena sifatnya visco-elastic, polimer dapat memperlihatkan ciri-ciri glassy, brittle solids, elastic rubbers, atau viscous liquid pada kondisi temperatur yang berbeda dan stress loading sebagai fungsi waktu.

Diatas temperatur glass-transition (Tg) material polimer kehilangan sifat mekanisnya karena mulai masuk dalam kondisi visco-elastic.

Banyak polimer dalam kondisi glassy state (non-crystalline atau amorphous seperti glass) dibawah Tg temperature, sehingga bersifat keras (hard), kaku (stiff) dan seringkali rapuh (brittle). Ketika temperatur naik diatas glass transition range, polimer menjadi visco-elastic, dan derajad elastisitasnya meningkat secara signifikan. Pada temperatur yang lebih tinggi lagi, polimer menjadi free-flowing viscous liquid, sehingga cocok dan mampu dilakukan ekstrusi atau molding.


Ada dua macam : (1) Thermoplastik, dan (2) Thermosetting

Thermoplastik Terdiri dari molekul berantai panjang linier atau bercabang tetapi Terdiri dari molekul berantai panjang linier atau bercabang tetapi

tidak saling tidak saling interconnectedinterconnected. Mempunyai sifat plastisitas dengan . Mempunyai sifat plastisitas dengan meningkatnya temperatur, dan tidak mengalami perubahan kimia meningkatnya temperatur, dan tidak mengalami perubahan kimia ketika dipanaskan maupun didinginkan, sehingga sifat ketika dipanaskan maupun didinginkan, sehingga sifat plastisitasnya tetap karena strukturnya tidak berubah (reversible).plastisitasnya tetap karena strukturnya tidak berubah (reversible).

Beberapa contoh material thermoplastik, antara lain :Beberapa contoh material thermoplastik, antara lain :* Polyethyelene (polythene)* Polyethyelene (polythene)* Polyvinyl chloride (PVC)* Polyvinyl chloride (PVC)

* Polystyrene* Polystyrene* Polypropylene* Polypropylene

* Nylon* Nylon

MATERIALMATERIAL PLASTIKPLASTIK / POLIMER/ POLIMER

Thermosetting Strukturnya berupa Strukturnya berupa cross-lingked networkcross-lingked network, sehingga bersifat keras , sehingga bersifat keras

dan kaku. Jika dipanaskandan kaku. Jika dipanaskan, network, network tetap utuh sampai temperatur tetap utuh sampai temperatur tertentu dimana molekul-molekul plastik disintegrasi; dan kalau tertentu dimana molekul-molekul plastik disintegrasi; dan kalau kembali di dinginkan secara kimiawi tidak kembali seperti semula kembali di dinginkan secara kimiawi tidak kembali seperti semula (ireversible). Oleh karena itu (ireversible). Oleh karena itu thermosettingthermosetting tidak dapat kehilangan tidak dapat kehilangan sifat kekakuannya.sifat kekakuannya.

Beberapa contoh material Beberapa contoh material themosettingthemosetting, antara lain :, antara lain :

* Phenol formadeyde (Bakelite)* Phenol formadeyde (Bakelite)

* Urea formaldehyde* Urea formaldehyde

* Melamine formaldehyde* Melamine formaldehyde

* Polyester resin* Polyester resin

* Epoxy resin* Epoxy resin


Elastomers Material Material rubberrubber dan seperti dan seperti rubberrubber (rubber-like), yang bersifat (rubber-like), yang bersifat

reversiblereversible elasticityelasticity , artinya dapat ditarik sampai sekitar , artinya dapat ditarik sampai sekitar duakalinya dari panjang orisinalnya. Pada temperatur kamar duakalinya dari panjang orisinalnya. Pada temperatur kamar elastomer dan meelastomer dan merecoverrecover bentuk orisinal dan ukurannya setelah bentuk orisinal dan ukurannya setelah beban deformasi yang dialami dihilangkan.beban deformasi yang dialami dihilangkan.

Pada temperatur cukup rendah kebanyak elastomer menjadi Pada temperatur cukup rendah kebanyak elastomer menjadi kaku dan getas. kaku dan getas.

Beberapa contoh material elastomer, antara lain :Beberapa contoh material elastomer, antara lain :* Butyl rubber* Butyl rubber* Nitrile rubber* Nitrile rubber

* Neoprene rubber* Neoprene rubber* Urethane* Urethane

* Soft or hard natural rubber* Soft or hard natural rubber* Silicone rubber* Silicone rubber

Terima KasihTerima Kasih

material, standarisasi, dan spesifikasi (1

Documents