Metalurgi Fisik

NAMA         :FIKY ANGGARATAMA

NPM           :22410779

KELAS       :2IC04

1. Uraikan apa yang dimaksud dengansifat mekanik, fisik dan kimia material!
2. Mengapa sifat material harus diketahui oleh seorang perancang?
3. Uraikan pengertian. dan cara/metode pengujian kekerasan-kekerasan!
4. Uraikan pengertian. dan cara/metode pengujian ketangguhan (impak)!
5. Apa yang dimaksud dengan kekuatan tarik material?
6. Jika saudara mendapatkan material tanpa diketahui sifatnya, bagaimana cara menguji

    material tersebut.
7. Uraikan pengertian dislokasi ulir dan jelaskan penyebab terjadinya dislokasi ulir.
8. Jelaskan proses transformasi isothermal bajaeutektoid
9. Sebutkan empat sebab keausan pada material
10. Sebuah batang baja dengan panjang 0,7 m dan penampang(20×20) mm diberikan  

      pengujian tarik dengan beban sebesar 40 kN.Batang mengalami pertambahan panjang 0,2   

      mm sebelum terjadi mulur. Tentukan berapa nilai modulus elastis batang yang

      sedangdiuji

Jawaban:
1.) Sifat-sifatmaterial

Material teknik mempunyai sifat-sifat yang mencirikan,pada bidang teknik mesin yang sifatnya dibagi menjadi tiga bagian yaitu sifat yang  mendasari pemilihan material yaitu

      Sifat mekanik,Sifat Fisik,dan Sifat Kimia

Contoh sifat dari Sifat Mekanik

1. Sifat Mekanik

Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor yang paling terpenting dalam pemilihan bahan dalam suatu perancangan karena mempunyai Sifat mekanik yang dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan,yang 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 dan waktu.

.

2. Sifat Fisik

Sifat fisik adalah material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Contoh : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik.

3. Sifat kimia                

Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, Contoh: 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 fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri.

2. )Perancangan

Karena si perencang harus terlebih dahulu mengetahui sifat-sifat mekanik tersebut agar siperancang tidak salah memilih dalam suatu pemilihan material atau bahan yang akan dipakai dalam suatu perencanaan ataupun pembuatan suatu bahan tersebut agar menghasilkan suatu rancangan dengan asumsi fabrikasi dan sifat mekanik (kekuatan dan keuletan) dan pelaksanaan kerja berjalan dengan baik.

3. )Metode pengujian kekerasan kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah sifat mekanik dari suatu material. Kekerasan suatu material diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force), hal ini berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering).Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).ada 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :

1. Brinnel (HB / BHN)

2. Rockwell (HR / RHN)

3. Vikers (HV / VHN)

4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red)

4.)Metode pengujian ketangguhan (impak)

Tingkah laku dari logam dibahwa beban yang tiba-tiba atau beban kejut mempunyai gejalayang berbeda dengan beban yang perlahan-lahan. Karena itu perlu dilakukan suatu pengujian untuk mengetahui:

1.   Deformasi pada temperatur yang relative rendah

2.   Kecepatan pada regangan yang tinggi seperti juga kecepatan deformasi

3.   Keadaan tegangan triaxial, yang didahului dengan adanya notch atau tarikan.

Dua standard pengujian yaitu charpy dan Izod di disain dan masih digunakan untuk mengukur energi impak yang kadang-kadang di istilahkan ketangguhan takikan (Notch Toughness). Uji charpy V-takikan lebih sering digunakan di amerika serikat pembuatan V-tatikan diilustrasikan secara skematis pada beban yang digunakan sebagai suatu ketinggian tertentuyang dinyatakan dengan tinggi ho.

Ketangguhan (impak) merupakan ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba, contoh deformasi pada bumper mobil pada saat terjadinya tumbukan kecelakaan.

Pada pengujian impak ini banyaknya energi yang diserap oleh bahan untukterjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahantersebut. Pada pengujian impak, energi yang diserap oleh benda uji biasanya dinyatakandalam satuan Joule dan dibaca langsung pada skala (dial) penunjuk yang telah dikalibrasiyang terdapat pada mesin penguji. Harga impak (HI) suatu bahan yang diuji dengan metode Charpy

Diantaralain pengujian impak:

·         Pengujian impak charpy secara kontinyu digunakan pada saat ini sebagai metode kontrol kualitas yang ekonomis untuk memperkirakan sensitifitas takikan dan ketangguhan impak dari bahan-bahan teknik.

·         Hal ini biasanya digunakan untuk menguji ketangguhan logam-logam. pengujian yang serupa dapat digunakan untuk polimer, keramik dan komposit.

·         Benda ujidipatahkandenganbenturandarisebuahpalu pendulum yang berat,  yangjatuhdarijaraktetap (energipotensial yang konstan) untukmembenturbendaujidengankecepatan yang tetap (energikinetik yang konstan).

·         Bahan-bahan yang tangguh (tough) menyerapbanyakenergiketikadipatahkandanbahan-bahan yang getas (brittle) menyerapenergisangatsedikit

·         Energiimpak yang diukurdenganpengujianCharpyadalahusaha yang dilakukanuntukmematahkanbendauji.

·         PadaImpak, spesimenberubahbentuksecaraelastissampaipeluluhantercapai (deformasiplastik); dansebuahzonaplastisberkembangpadatakikan. Ketikapengujiandilanjutkan, perubahan specimen olehimpakmenyebabkanusahapadazonaplastismengeras.

·         Hal inimengingkatkantegangandanreganganpadazonaplastissampai specimen patah

·         pengujian dengan ukuran sebenarnya sangat mahal dan sangat jarang dilakukan.

5. )Kekuatantarik material

          Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum(ultimate tensile strenght), adalah kekuatan yang bersifat mendasar dalam beban maksimum,dimana logam dapat menahan beban yang sangat terbatas Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut

Dengan kekuatan logam, sangat minim sekali kegunaannya.Kecenderungan yang banyak ditemui adalah berndasarkan rancangan statislogamulet pada kekuatan luluhnya.Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dipakai.

         

6.) Cara menguji material

1.Dilakukannya uji tarik (mengetahui sifat elastisitas material)

2.Dilakukan uji kekerasan (mengetahui sifat kekerasan material)

3.Dilakukan uji impact (mengetahui keuletan suatu material)

7.)Dislokasi ulir

Dislokasi adalah, cacat bidang atau cacat garis yang dapat mempermudah terjadinya slip.dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam tersebut. Hal ini dikarenakan adanya tegangan geser.yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi, dalam skala mikroskopis. Dislokasi dibedaka atas 2 jenis, secara model ekstrem :

1. dislokasi sisi, (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya, dan arah gerakan     

    dislokasi searah dengan vektor Burgernya).

2. dislokasi ulir, (garis dislokasi searah dengan vektor Burger, arah gerakan dislokasi tegak  

    lurus terhadap vektor Burger).

Pengaruh pengerjaan dingin menyebabkan naiknya kekerasan, naiknya kekuatan, tatapi disertai dengan turunyanya keuletan. Untuk mengembalikan logam kesifat semula (lunak dan ulet) perlu dilakukan proses pemanasan terhadap benda kerja yang telah mengalami pengerjaan dingin.

8.)Proses transformasi isothermal baja eutektoid

Isothermal Transformation Diagram (I-T diagram) merupakan sebuah diagram yang menghubungkan transformasi austenite terhadap waktu (dalam skala log) dan temperatur. Dalam proses laku panas pada baja, biasanya pemanasan dilakukan hingga mencapai temperature austenite, kemudian ditahan pada temperature tersebut beberapa saat lalu didinginkan dengan laju pendinginan tertentu. Struktur mikro yang terjadi setelah pendinginan akan tergantung pada laju pendinginan. Karenanya sifat mekanik dari baja setelah akhir suatu proses laku panas akan banyak ditentukan oleh laju pendinginan. Proses transformasi ini dibaca dengan diagram TTT karena kondisi tidak setimbang.

9.)Mekanisme keausan terdiri dari:

Ada empat yang menyebabkan kehausan dari mekanisme pada material yaitu:

1. (adhesive wear)

Terjadi bila kontak permukaan dari dua material atau lebih mengakibatkan adanya perlekatan satu sama lainnya (adhesif)serta deformasi dan pada akhirnya terjadipelepasan/ pengoyakan salah satu material seperti di perlihatkan pada gambar 1 di bawah ini.

2.(abrasive wear)

Terjadi bila suatu paertikel (asperity) dari material tertentu meluncur pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau pemotongan material yang lebih lunak, seperti diperlihatkan pada gamabr 3 dibawah ini. tingkat keausan pada mekanisme ini ditentukan oleh derajat kebebasan (degree of freedom) partikel keras atau asperity tersebut.

Sebagai contoh partikel pasir silica akan menghasilkan keausan yang lebih tinggi ketika diikat pada suatu permukaan seperti pada kertas amplas, dibandingkan bila partikel tersebut berada didalam sistem slury.

3.(Fatigue wear)

Merupakan mekanisme yang relatif berbeda dibandingkan dengan dua mekanisme sebelumnya, yaitu dalam hal interaksi permukaan. baik keausan adhesive maupu abrasif melibatkan hanya satu interaksi sementara pada keausan fatik di butuhkan interaksi multi.

Keasuan ini terjadi akibat interkasi permukaan dimana permukaan yang mengalami beban berulang akan mengarah pada pembentukan retak-retak mikro. retak-retak mikro tersebut pada akhirnya menyatu dan menghasilkan pengelupasan material. tingkat keausan sangat bergantung pada tingkat pembebanan. gamabr 3 memberikan skematis mekanisme keasusan lelah.

4. (Corrosive wear )

Proses kerusakan dimulai dengan adanya perubahankimiawi material di permukaan oleh faktor lingkungan.yang menghasilkan pembentukan lapisan pada permukaan dengan sifat yang berbeda dengan material induk.

10.)