tugas kelompok ilmu bahan - bab sifat sifat logam dan material teknik

1

Ilmu Bahan dan Pengerjaan Logam (ME 091206) 2013/2014

Sifat-Sifat Logam dan Material Teknik

A. PENDAHULUAN Bahan atau 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 dan sebagainya. 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 dan sebagainya. Dengan perkembangan peradaban manusia bahan-bahan alam tersebut 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.

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat – sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur. Bijih logam yang ditemukan dalam keadaan murni yaitu emas, perak, bismuth, platina, dan ada yan bercampur dengan unsur – unsur seperti karbon, sulfur, fosfor, silicon, serta kotoran seperti tanah liat, pasir, dan tanah.Dalam penggunaan serta pemakaiannya, logam pada umumnya tidak merupakan senyawa logam, tetapi merupakan paduan. Logam dan paduannya merupakan bahan teknik yang penting, dipergunakan untuk konstruksi mesin, kendaraan, jembatan, bangunan, dan pesawat terbang.

Renna W.Widodo/Refan Trisna W/Ilham A/Salman A F

11111111111111

2


B. Sifat-Sifat Logam dan Material TeknikMaterial adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang.

Berdasarkan pengertian tersebut maka material teknik adalah material yang digunakan untuk menyusun sebuah benda dan digunakan untuk perekayasaan dan perancangan di bidang teknik.Material teknik dapat dibagi menjadi dua, yaitu bahan logam dan bahan non logam. Logam yang sebagian besar terdiri dari atom besi disebut logam besi (ferrous metal). Logam yang tidak berisi atom besi disebut logam non besi (non ferrous metal). Macam – macam logam besi ialah besi tuang, besi tempa,baja.

Secara garis besar material mempunyai sifat-sifat yang mencirikannya, padabidang teknik mesin umumnya sifat tersebut dibagi menjadi tiga sifat. Sifat –sifatitu akan mendasari dalam pemilihan material, sifat tersebut adalah: Sifat mekanik Sifat fisik Sifat teknologi

Dibawah ini akan dijelaskan secara terperinci tentang sifat-sifat material tersebut :

1. Sifat MekanikSifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara keduanya hanya pada fungsi waktu dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban dinamik dipengaruhi oleh fungsi waktu.Untuk mendapatkan sifat mekanik material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada dasarnya bersifat merusak (destructive test), dari pengujian tersebut akan dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material tersebut.Setiap material yang diuji dibuat dalam bentuk sampel kecil atau spesimen.Spesimen pengujian dapat mewakili seluruh material apabila berasal dari jenis,komposisi dan perlakuan yang sama. Pengujian yang tepat hanya didapatkan pada material uji yang memenuhi aspek ketepatan pengukuran, kemampuan mesin, kualitas atau jumlah cacat pada material dan ketelitian dalam membuat spesimen.Sifat mekanik tersebut meliputi antara lain: kekuatan tarik, ketangguhan, kelenturan, keuletan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan impak, kekuatan mulur,kekuatan leleh dan sebagainya.

Sifar-sifat mekanik material yang perlu diperhatikan: Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi persatuan luas. Regangan yaitu besar deformasi persatuan luas. Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material. Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material atau kemampuan . Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi

plastis.


3


Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula. Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah. Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan. Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis local akibat

penetrasi pada permukaan.

2. Sifat Fisik

Sifat penting yang kedua dalam pemilihan material adalah sifat fisik. Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik. Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan pengembangan material bahkan penemuan material baru.

3. Sifat TeknologiSelanjutnya sifat yang sangat berperan dalam pemilihan material adalah sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau penempaan Produk dengan bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran. Sifat-sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri.

2.2 KekerasanKekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal), sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakupanaskan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik.

Metoda Pengujian KekerasanPengujian kekerasan sering sekali dilakukan karena mengetahui kekerasan suatu material maka (secara umum) juga dapat diketahui beberapa sifat mekanik lainnya, seperti kekuatan. Pada pengujian kekerasan dengan metoda penekanan, penekan kecil (identor) ditekankan pada permukaan bahan yang akan diuji dengan penekanan tertentu. Kedalaman atau hasil penekanan merupakan fungsi dari nilai kekerasan, makin lunak suatu bahan makin luas dan makin dalam akibat penekanan tersebut, dan makin rendah nilai kekerasannya.

2.3 Uji Tarik


4


Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjang yang dialami benda uji dengan extensometer, seperti terlihat pada

Figure 1https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=CmSVxSoM9n1C0M&tbnid=xFcXxZmp_Sa2HM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Faditcowboy.blogspot.com%2F2012_05_01_archive.html&ei=lya2UoyMIImMrQe3x4CoCg&bvm=bv.58187178,d.bmk&psig=AFQj

Gambar 2.3 Skema pengujian tarik dengan UTM

Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu. σ= P / Ao …..2.1Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan (gage length) benda uji ( atau L), dengan panjang awal.

e = δ/ Lo = ΔL/ Lo = ( L - Lo ) / Lo …….2.2

Karena tegangan dan regangan dipeoleh dengan cara membagi beban dan perpanjangan dengan faktor yang konstan, kurva beban – perpanjangan akan mempunyai bentuk yang sama seperti pada gambar 2.4. Kedua kurva sering dipergunakan.


5


Figure 2https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=vZ-OSBWB6j_NaM&tbnid=YsbQjTSUH8uYFM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fiwansugiyarto.blogspot.com%2F2011%2F11%2Fpuntiran.html&ei=TSe2UoHWKMeOrQe3_IHAAg&bvm=bv.58187178,d.bmk&psig

Gambar 2.4 Kurva Tegangan Regangan teknik

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakukan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, temperatur, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian.Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva teganganregangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan yang kedua menyatakan keuletan bahan.

2.3.1 Kekuatan TarikKekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strenght), adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan material. Untuk logam ulet, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban lmaksimum, diman logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut dengan kekuatan logam, kecil sekali kegunaannya. Kecenderungan yang banyak ditemui adalah, mendasarkan rancangan statis logam ulet pada kekuatan luluhnya.Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dipakai.Kekuatan tarik adalah besarnya beban maksimum dibagi dengan luas penampanglintang awal benda uji.σu = P maks / Ao …………… 2.3

Korelasi emperis yang diperluas antar kekuatan tarik dengan sifat mekanik


6


lainnya seperti kekerasan dan kekuatan lelah, sering dipergunakan. Hubungantersebut hanya terbatas pada hasil penelitian beberapa jenis material.

2.3.2 Kekuatan LuluhKekuatan luluh menyatakan besarnya tegangan yang dibutuhkan tegangan yangdibutuhkan untuk berdeformasi plastis material. Pengukuran besarnya tegangan pada saat mulai terjadi deformasi plastis atau batas luluh, tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar material mengalami perubahan sifat dari elastis menjadi plastis, yang berlangsung sedikit demi sedikit dan titik saat deformasi plastis mulai terjadi, sukar ditentukan secara teliti. Sehingga kekuatan luluh sering dinyatakan sebagai kekuatan luluh offset, yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan (regangan offset). Kekuatan luluh offset ditentukan tegangan pada perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis sejajar dengan kemiringan kurva pada regangan tertentu. Di Amerika Serikat regangan offset ditentukan sebesar 0,2 atau 0,1 % ( e = 0,002 atau 0,001 mm/mm) σy = P(offset) / Ao …….2.4

Figure 3https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=6yVT4mjJBsvXxM&tbnid=W3CUEo7sAl5C0M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.alatuji.com%2Farticle%2Fdetail%2F2%2Fuji-tarik&ei=7Se2Uv_LGoePrQfvnoHwCQ&bvm=bv.58187178,d.bmk&psig=AFQ

\\

Gambar 2.5 Kurva tegangan regangan yang mengindikasikan kriteria luluh

Beberapa bahan pada dasarnya tidakmempunyai bagian linear pada kurva tegangan-regangan, misalnya tembaga lunak atau besi cor kelabu. Untuk bahanbahan tersebut, metode offset tidak dapat digunakan dan untuk pemakaian praktis, kekuatan luluh


7


didiefinisikan sebagai tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan total tertentu, misalnya e = 0,5 %.

2.3.3 Keuletan (e)Keuletan adalah suatu besaran kualitatif dan sifat subyektif suatu bahan, yang secara umum pengukurannya dilakukan untuk memenuhi tiga kepentingan, yaitu:

Menyatakan besarnya deformasi yang mampu dialami suatu material, tanpa terjadi patah. Hal ini penting untuk proses pembentukan logam, seperti pengerolan dan ekstruksi.

Menunjukkan kemampuan logam untuk mengalir secara plastis sebelum patah.Keuletan logam yang tinggi menunjukkan kemungkinan yang besar untuk berdeformasi secara lokal tanpa terjadi perpatahan.

Sebagai petunjuk adanya perubahan kondisi pengolahan.

Ukuran keuletan dapat digunakan untuk memperkirakan kualitas suatu bahan, walaupun tidak ada hubungan langsung antara keuletan dengan perilaku dalam pemakaian bahan.Cara untuk menentukan keuletan yang diperoleh dari uji tarik adalah regangan teknis pada saat patah (ef), yang biasa disebut perpanjangan dan pengukuran luas penampang pada patahan (q). Kedua sifat ini didapat setelah terjadi patah, dengan cara menaruh benda uji kembali, kemudian diukur panjang akhir benda uji (Lf) dan diameter pada patahan (Df), untuk menghitung luas penampang patahan (Af).

ef = ( Lf – Lo ) / Lo ………..2.5 q = ( Ao – Af ) / Ao ……….2.6

Baik perpanjangan maupun pengurangan luas penampang, biasanya dinyatakan dalam persentase. Karena cukup besar bagian deformasi plastis yang akan terkonsentrasi pada daerah penyempitan setempat, maka harga ef akan bergantung pada panjang ukur awal (Lo). Makin kecil panjang ukur, makin besar pengaruhnya pada perpanjangan keseluruhan. Oleh karena itu bila diberikan harga persentase perpanjangan, maka panjang ukur Lo akan selalu disertakan.

2.3.4 Modulus Elastisitas ( E )Gradien bagian linear awal kurva tegangan-regangan adalah modulus elastisitas atau modulus Young. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu bahan. Makin besar modulus elastisitas makin kecil regangan elastis yang dihasilkan akibat pemberian tegangan.Modulus elastisitas dirumuskan seperti persamaan 2.7.E = σ/ e …………….2.7Modulus elastisitas biasanya diukur pada temperatur tinggi dengan metodedinamik.

2.3.5 Kelentingan (Resilience)Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu berdeformasi secara elastis dan kembali kebentuk awal apabila bebannya\ dihilangkan. Kelentingan biasa dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yaitu energi regangan tiap


8


satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan luluh. Modulus kelentingan (Resilience Mudulus) dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.8.UR = σo2/ 2E ……………2.8

2.3.6 Ketangguhan (Toughness)Ketangguhan adalah jumlah energi yang diserap material sampai terjadi patah, yang dinyatakan dalam Joule. Energi yang diserap digunakan untuk berdeformasi, mengikuti arah pembebanan yang dialami. Pada umumnya ketangguahan menggunakan konsep yang sukar dibuktikan atau didefinisikan..Terdapat beberapa pendekatan matematik untuk menentukan luas daerah dibawah kurva tegangan-regangan.Untuk logam-logam ulet mempunyai kurva yang dapat didekati dengan persamaan-persamaan berikut:UT σ̴̰� u .ef ………..2.9UT ̴̰� ( σo + σu ) ef / 2 ………..2.10UT ̴̰� 2/3 ( σu ) ef .………..2.11

2.3.7 Kurva Tegangan Regangan SesungguhnyaKurva tegangan regangan teknik tidak memberikan indikasi karekteristik deformasi yang sesungguhnya, karena kurva tersebut semuanya berdasarkan pada dimensi awal benda uji, sedangkan selama pengujian terjadi perubahan dimensi.Pada tarik untuk logam liat, akan terjadi penyempitan setempat pada saat beban mencapai harga maksimum. Karena pada tahap ini luas penampang lintang benda uji turun secara cepat, maka beban yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi akan segera mengecil. Kurva tegangan regangan teknik juga menurun setelah melewati beban maksimum. Keadaan sebenarnya menunjukkan, logam masih mengalami pengerasan regangan sampai patah sehingga tegangan yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi juga bertambah besar. Tegangan yang sesungguhnya (σs) adalah beban pada saat manapun dibagi dengan luas penampang lintang benda uji, Ao dimana beban itu bekerja.

Figure 4https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&docid=0Z9xV1jMTmq3bM&tbnid=1cpy0ZwwdlBMeM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fyefrichan.wordpress.com%2F2010%2F05%2F20%2Ftegangan-dan-regangan%2F&ei=3Si2UuOYM8a5rgeYpoGwDQ&bvm=bv.581871


9


Gambar 2.6 Perbandingan antara kurva tegangan regangan teknik Dengan kurva tegangan regangan sesungguhnya

BAHAN LOGAM

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Logam juga merupakan bahan yang dapat ditempa, mengkilat, magnetis, dan dapat dicampur secara homogen dalam berbagai kadar.Logam dibagi menjadi dua yaitu logam murni yang hanya terdiri dari satu jenis atom, seperti besi (Fe) murni, tembaga (Cu) murni dan logam paduan (metal alloy) yang terdiri dari dua atau lebih jenis atom dan merupakan campuran dari dua macam logam atau lebih yang dicampur satu sama lain dalam keadaan cair.Logam murni adalah suatu logam yang memiliki sifat-sifat:

kadar kemurnian 99,9% kekuatan tarik rendah titik lebur tinggi daya hantar listrik baik daya tahan terhadap karat baik

Logam juga mempunyai beberapa sifat antara lain : sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang diberikan pada logam tersebut. Pembebanan yang diberikan dapat berupa pembebanan statis (besar dan arahnya tetap), ataupun pembebanan dinamis (besar dan arahnya berubah). Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain: kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan.

Kekuatan (strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan tembaga mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Sementara itu, kekuatan gesernya kira-kira dua pertiga kekuatan tariknya. Ukuran kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang


10


dapat ditahan bahan tanpa patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat dilakukan dengan pengujian tarik, tekan, atau geser.

Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan yang dapat berupa goresan atau penekanan. Kekerasan merupakan kemampuan suatu material untuk menahan takik atau kikisan. Untuk mengetahui kekerasan suatu material digunakan Uji Brinell.

Kekakuan adalah ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan bentuk atau deformasi setelah diberi beban. Kelelahan bahan adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan.

Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Elastisitas merupakan kemampuan suatu material untuk kembali ke ukuran semula setelah gaya dari luar dilepas. Elastisitas ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah terlebih pada alat-alat dan mesin-mesin presisi. Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk tetap tanpa ada kerusakan.

Sifat fisika adalah karakteristik suatu bahan ketika mengalami peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika adalah sebagai berikut: titik lebur, kepadatan, daya hantar panas, dan daya hantar listrik. Sifat kimia adalah kemampuan suatu logam dalam mengalami peristiwa korosi. Korosi adalah terjadinya reaksi kimia antara suatu bahan dengan lingkungannya. Secara garis besar ada

Logam dapat dibagi menjadi dua, yaitu Logam Besi dan Logam Non Besi :

1.Bahan Logam Besi (Ferrous Metal)

Logam besi adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi (Amanto, 2003, Ilmu bahan). Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam – macam logam lainnya. Logam besi terdiri dari komposisi kimia yang sederhana antara besi dan karbon.

Jenis logam besi antara lain :

a. Besi Tuang Komposisi besi ini adalah campuran besi dan karbon. Besi ini dibuat dengan cara dituang atau dicor setelah melalui proses peleburan. Berisi 2% - 4% karbon disamping unsur lain (mangan, fosfor, silikon dan belerang). Sifat besi tuang ialah : 1) Keras dan mudah melebur/ mencair, 2) Getas sehingga tidak


11


dapat menahan benturan, 3) Temperatur leleh 1250O, 4) Tidak mudah berkarat (Tidak dapat diberi muatan magnet), 5) Dapat dikeraskan dengan cara dipanasi kemudian didinginkan secara mendadak (Menyusut waktu pendinginan), 6) Kuat dalam menahan gaya tekan, tetapi lemah dalam menahan gaya tarik. Kekuatan tekannya sekitar 6000 kg/cm2, dan kekuatan tariknya hanya 500 kg/cm2. (Tidak dapat disambung dengan paku keling atau di las, melainkan hanya dapat disambung dengan baut/ sekrup). Aplikasi pemakaian besi tuang biasanya pada : 1) Pipa yang menahan tekanan yang sangat tinggi, 2) Tutup lubang saluran drainase dan alat saniter yang lain, 3) Bagian struktur rangka (truss) yang menahan gaya tekan, 4) Bagian – bagian tiang lampu, sendi, rol jembatan, dan lain - lain,

b. Besi Tempa (Wrought Iron) Komposisi besi tempat terdiri dari 99% besi murni. Besi tempa yang paling sedikit mengandung campuran bahan lain (Karbon 0.05 - 0.15%, Silika 0.15 - 0.2%, Fosfor 0.12 - 0.16%, Belerang 0.02 - 0.03%, Mangan -.03-0.1%, dan lain - lain sekitar 2%). Sifat besi Tempa ialah : 1) Daktail, kuat dan dapat ditempa, 2) Dapat di LAS, 3) Tidak dapat dituang karena sulit cair, 4) Tahan Korosi, 5) Temperatur leleh sekitar 1535 OC, 6) Kuat tarik maksimum sekitar 4000 kg/cm2 dan kuat tekannya sekitar 2000 kg/cm2. Aplikasi pemakaian besi tempa ialah : 1) Pemakaiannya telah lama digantikan oleh baja struktur (mild steel). Bila dibutuhkan bahan yang kuat dipergunakan sebagai bahan untuk paku sumbat, pipa air, pipa gas, dan baut sekrup dan lain - lain.

c. BajaPaduan antara besi dan karbon disebut BAJA, sedangkan paduan besi dengan logam lain disebut Baja Paduan (Steel Alloy). Faktor – faktor penentu Sifat Baja : 1) Kandungan Carbon, 2) Kandungan bahan – bahan lain misalnya : (Belerang, Fosfor, Silika dan proses pemanasan). 3) Macam – macam tingkat mutu baja ditentukan oleh jumlah kandungan karbonnya. Semakin banyak kandungan karbonnya, baja semakin keras dan kuat tetapi sifat daktilitasnya semakin berkurang. Macam Baja berdasarkan kandungan Karbonnya :

Kurang dari 0.1% adalah Deed Steel Antara 0.1 – 0.25% adalah Baja Lunak Antara 0.25-0.7% adalah Medium Carbon Steel Antara 0.7-1.5% adalah High Carbon Steel

Pemakaian baja dalam dunia teknik berdasarkan prosentase kandungan karbon disetiap kepentingannya, adalah sebagai berikut :


12


Table 1. Pemakaian logam baja berdasarkan prosentase kandungan

2.Bahan Logam Non-Besi (Non-Ferrous Metal) Logam non besia adalah jenis logam yang secara kimiawi tidak memiliki unsur

besi atau Ferro (Fe). Macam – macam logam Non-Ferro adalah :a. Logam berat adalah logam dengan massa jenis lima atau lebih, dengan

nomor atom 22 sampai dengan 92. Contoh : Canadium (Cd), dan lain - lain. Logam berat dianggap berbahaya bagi kesehatan bila terakumulasi secara berlebihan di dalam tubuh. Beberapa di antaranya bersifat membangkitkan kanker (karsinogen).

b. Logam ringan adalah logam yang memiliki sifat tahan korosi akan tetapi cukup aman terhadap dampak kepada lingkungan. Contoh : Alumunium (Al)

c. Logam mulia adalah logam yang tahan terhadap korosi maupun oksidasi. Contoh : logam mulia adalah emas, perak dan platina. Logam mulia sangat sukar bereaksi dengan asam.

BAHAN NON LOGAMBahan non logam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke dalam

kelompok logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan atau hasil dari proses pengolahan minyak bumi. Bahan – bahan non logam antara lain :

a. AlamBahan alam merupakan bahan baku prorduk yang diperoleh dan digunakan secara langsung dari bahan alam, oleh karena itu produk akhir yang menggunakan bahan baku ini akan memiliki sifat yang sama dengan bahan asalnya, yang termasuk dalam kelompok ini antara lain kayu, batu, karet, kulit, keramik, Celulosa dan lain-lain.


http://id.wikipedia.org/wiki/Platina

http://id.wikipedia.org/wiki/Perak

http://id.wikipedia.org/wiki/Emas

http://id.wikipedia.org/wiki/Oksidasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Korosi

http://id.wikipedia.org/wiki/Kanker

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis

13


b. TiruanBahan-bahan tiruan (syntetic materials) biasanya diperoleh dari senyawa kimia dengan komposisi berbagai unsur akan diperoleh suatu sifat tertentu secara spesifik atau sifat yang menyerupai sifat bahan alam. Bahan ini dikenal sebagai bahan plastic (Plastics Materials) atau nama patennya Baklite yang mana Molekul itu kita sebut sebagai “Polymer”. Contoh dari bahan jenis ini ialah :

Polythene yakni Polymer yang terdiri atas 1200 atom Carbon pada setiap 2 atom Hydrogen sehingga memiliki tegangan serta keuletan yang tinggi.dan pada beberapa jenis plastic memiliki regangan yang besar yang dakibatkan oleh rantai ikatan yang panjang.

Thermoplastics : dibentuk dari molekul – molekul panjang. Thermoplastics dapat mencair melalui proses pemanasan dan dapat diubah bentuknya melalui pencetakan sebagaimana yang dilakukan pada bahan seperti Polythene, Polystyrene, Poly Vinyl Cloride (PVC), Nylon, Perspex, Propylene dan lain-lain.


14


C. CONTOH SOAL

1. Sebutkan ada berapa sifat pada material teknik !Jawab : pada material teknik ada 3 sifat yaitu , sifat mekanik, sifat fisik, sifat teknologi

2. Sebutkan sifat-sifat dari bahan logam !

Jawab : sifat-sifat logam ada sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan

3. Apa bedanya antara logam besi dan logam non besi ?

Jawab : - Logam besi adalah suatu logam paduan yang terdiri dari campuran unsur karbon dengan besi (Amanto, 2003, Ilmu bahan). Untuk menghasilkan suatu logam paduan yang mempunyai sifat yang berbeda dengan besi dan karbon maka dicampur dengan bermacam – macam logam lainnya. Logam besi terdiri dari komposisi kimia yang sederhana antara besi dan karbon.

-Logam non besi adalah jenis logam yang secara kimiawi tidak memiliki unsur besi atau Ferro (Fe)


15


DAFTAR PUSTAKA

http://taufiqurrokhman.com/category/material-teknik/http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Renta%20R%200606282/sifat

%20logam.htmlhttp://sekolah007.blogspot.com/2013/04/sifat-sifat-mekanik-logam.htmlhttp://yefrichan.wordpress.com/2010/05/21/sifat-%E2%80%93-sifat-material/


http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/21/sifat-%E2%80%93-sifat-material/

http://sekolah007.blogspot.com/2013/04/sifat-sifat-mekanik-logam.html

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Renta%20R%200606282/sifat%20logam.html

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Renta%20R%200606282/sifat%20logam.html

http://taufiqurrokhman.com/category/material-teknik/

tugas kelompok ilmu bahan - bab sifat sifat logam dan material teknik

Documents