1
SIFAT MATERIAL
Dipl. Ing. Soedihono, ST, MT
1. Definisi Material: 2
Material adalah bahan yg dibutuhkan untuk pembuat barang seperti mesin, suku cadang, rumah, kendaraan, dll. 1. Bahan tambang: biji besi, biji mangan, bauxit, dll 2. Bahan mentah : kayu, kapur, besi, baja, aluminium, tembaga, dll), 3. Bahan setengah jadi: Semen, tinta, karburiser, dll.
Referensi:http://kamusbahasaindonesia.org/material
3
Bahan / Material dalam Kehidupan Masyarakat STANDAR KEHIDUPAN MASYARAKAT
DI TENTU KAN
KETERSEDIAAN: •BAHAN
Ditentukan
Ketersediaan: 1. Barang, dan 2. Jasa
Barang adalah hasil sitem produksi / manufaktur dari bahan
BARANG KONSUMEN
BARANG PENGHASIL PRODUK
JASA
PRODUK MANUFAKTUR UNTUK EFISIENSI
Alur Proses Pengolahan Bahan 4
REQUIREMENT DEVELOPMENT ENGINEERING & DESIGN PART & PRODUC DEFINITION DATA
MARKETING & SALES
MANUFACTURING PLANNING PROCESS DEFINITION DATA (WHAT, WHEN. HOW MANY, TIME, HOW LONG)
MATERIAL
ENERGY
CAPITAL
MANUFACTURING SYSTEM HUMAN
PRODUCT DEMAND DATA
COSTUMER
MANUFAKTURING SYSTEM
Contoh Penggunaan Bahan 6
Ilmu dan Teknologi Bahan 7
Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan dan penerapan pengetahuan mengenai hubungan antara komposisi, struktur dan proses pengeolahannya. Hasilnya menentukan sifat dan penggunaannya. Perancangan, pembuatan, perawatan Mesin dan Alat Manfaat Pengetahuan Bahan
Analisa Kegagalan dan Assesment Sisa Umur Mesin dan Alat Pengembangan bahan Baru
2. SIFAT BAHAN / MATERIAL 8
Proses manufaktur membutuhkan bahan / material yang sifat sesuainya sesuai dengan tuntutan pemakaiannya dengan biaya murah, cara / proses mudah, maka
Pemilihan yang tepat pada:
1. Komposisi, 2. Struktur mikro, dan 3. Proses yg tepat
Sifat Bahan / material:
Strength, Formability, Weldability, Anti Corrosion, Wear Resistence, Thermal Stability, Cost of Process.
Pemilihan Bahan: 9
Material dipilih berdasarkan sifat, harga, kesiapan di pasar, bentuk dll: Sifat Bahan: ¨
¨
¨
¨
Sifat Teknologi: sifat bahan / logam berkaitan dengan teknologi proses produksi (pengecoran, permesinan, pengelasan, pembentukan, dll) Sifat Mekanik: sifat bahan / logam berkaitan dengan kemampuannya menerima beban mekanis (tarik, luluh, bengkok dan penetrasi). Sifat Fisik: sifat bahan / logam berkaitan dengan kondisi fisik (titik cair atau titik leleh dari bahan, berat jenis, konduktivitas panas, konduktivitas listrik), Sifat Kimia: adalah sifat logam yang berkaitan dengan tingkat reaktivitas dari bahan tersebut terhadap zat lain.
1. Sifat Teknologi 10
¨
Sifat Teknologi: sifat bahan / logam berkaitan dengan teknologi proses produksi (pengecoran, permesinan, pengelasan, pembentukan, dll)
1.1. SIFAT MAMPU COR Sifat mampu cor adalah suatu sifat yang berhubungan dengan kesempurnaan logam yang diolah melalui proses pengecoran. Sifat mampu cor dipengaruhi oleh: ¨ proses pembekuan, ¨ aliran logam cair ke dalam cetakan, ¨ proses perpindahan panas pada waktu terjadi pembekuan dan pendinginan dan jenis ¨ proses material cetakan yang digunakan.
11
1.2. SIFAT MAMPU MESIN Sifat mampu mesin adalah sifat bahan yang dikaitkan dengan kemampuan dibentuk melalui proses pemesinan (pembubutan, skrap, frais atau milling, bor, penggerindaan dan lain-lain). Mampu mesin dipengaruhi oleh: Komposisi, Sifat mekanis, Proses perlakuan panas, Proses pengerjaan, 12
1.3 MAMPU PEMBENTUKAN 13
(Formability) Formability adalah kemampuan bahan menerima deformasi plastik tanpa rusak. Kapasitas deformasi plastik dari bahan logam dibatasi sampai batas mengalami robek atau fraktur (patah).
1.4 SIFAT MAMPU LAS (Weldability) 14
Sifat mampu las atau weldability dapat didefinisikan kemampuan logam atau baja untuk dapat dilas tanpa terjadi perubahan sifat yang berlebihan. Sifat mampu las lebih ditekankan pada sifat yang dihasilkan akibat pengelasan. Sepeti: homogenitas antara daerah lasan dengan daerah fusi, maupun logam induknya. Dalam hal ini, diinginkan sifat yang baik pada daerah sekitar lasan, struktur sesuai dengan yang diharapkan dan keseragaman distribusi unsur pemadu maupun unsur pengotor
Contoh: Sifat Mampu Las Logam 15
No
Bahan
Sifat Mampu Las
a
Baja Karbon
Excellent untuk baja karbon rendah, baik untuk baja karbon menengah dan kurang baik untuk baja karbon tinggi.
b.
Baja Paduan rendah
Sifat mampu las seperti baja karbon menengah.
c
Baja Paduan Tinggi
Pada umumnya sifat mampu las baik tetapi berdasarkan control dan metoda yang baik.
d
Stainless steel
Pengelasan dilakukan cara khusus dan beberapa fariasi pengelasan
e
Aluminium Paduan
Aluminium mampu dilas dengan baik, tapi konduktifitas panasnya tinggi, spt: tembaga paduan.
2. SIFAT
MEKANIK
16
Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material / komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan kerusakan pada material / komponen tersebut. Berkaitan dengan kekerasan, keuletan, dll.
2.1
Kekuatan (Strength)
17 ¨
¨
Kekuatan (Strenght) adalah kemampuan bahan untuk menahan tegangan tanpa kerusakan. Beberapa bahan seperti baja struktur, besi tempa, alluminium, dan tembaga, mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama, sementara kekuatan gesernya adalah kira-kira duapertiga kekuatan tariknya. Bahan lain seperti besi kelabu, bata, dan beton, kekuatan tarik dan geser hanya merupakan sebagian dari kekuatan dalam arah tekan. Ukuran kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya yang terbesar persatuan luas yang dapat ditahan bahan tanpa patah.
2.2.
KELIATAN (Ductility).
18
Keliatan ialah salah satu sifat logam yang menunjukkan mudah tidaknya logam tersebut berdeformasi tanpa patah atau menunjukkan kemampuan logam untuk mengalir secara plastis tanpa patah ketika dilakukan proses pengubahan bentuk.
eb = (Lb - Lo)/Lo q = (Ao - Ab)/Ao
Figure 3.5 Stress-strain diagram for a ductile material.
2.3.
Ulet (Meleable)
19
Ulet: Logam ulet adalah mampu dibengkokan ¨
2.4. KERAPUHAN
(Britelity)
20
Figure 3.6 Typical stress-strain behavior for ductile metal showing elastic and plastic deformations and yield strength Sy.
2.5.
KETANGGUHAN (toughness).
21
Ketangguhan adalah kemampuan material untuk menyerap energi didaerah plastis, atau kemampuan memikul tegangan diatas tegangan yield tanpa patah. Sifat mekanis ini diperlukan untuk logam yang digunakan pada komponen otomotif seperti bagian dari coupling, gear, rantai. Cara untuk mengukur besarnya ketangguhan ini Cara untuk mengukur besarnya ketangguhan ini ialah dengan menghitung luas daerah dibawah kurva tegangan regangan. Suatu pendekatan matematis dapat dibuat untuk menghitung besarnya ketangguhan (UT) tersebut, seperti : UT ~ {(σy + σu)/2}εb
2.6. KEKERASAN 22
Kekerasan sebenarnya adalah ketahanan suatu logam terhadap deformasi plastis, artinya kemampuan dari atom atom di daerah pengujian mempertahankan kedudukannya. Empat macam metode pengujian kekerasan, yakniL: Brinell, Rockwell, Vickres, Mikrohardness test.
2.4.
TAHAN KOROSI
23
¨
Sifat kimia umumnya merujuk pada kondisi ambien atau sekitar, yaitu pada suhu kamar, tekanan atmosfer, dan atmofer beroksigen tidak terjadi korosi.
¨
Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu bahan.
2.9.
SIFAT FISIK
24
¨
Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu bahan yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya. Beberapa sifat fisik bahan : warna, titik didih, viskositas, titik leleh, berat jenis, dll.
