Sifat Mekanik Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya Sifat Bahan Teknik Sifat bahan teknik ▪ ▪ Untuk dapat menggunakan bahan teknik dengan tepat, maka harus dikenali dengan baik sifat-sifat bahan teknik yang mungkin akan dipilih untuk dipergunakan. fisik kimia termal optik elektrik density Acidity/alkalinity Specific heat colour macrostucture Komposisi oksida/senyawa expansion Light transmission toughness microstructure Ketahanan korosi conductivity Light reflection stiffness Sifat dapat ditinjau dari berbagai macam segi keilmuan, misal ditinjau dari ilmu kimia akan diperoleh sifat kimia, dll. conductivity mekanik strength Elasticity/plasticity Ductility/brittleness Wear resistance Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 2 Sifat Bahan Teknik ▪ Tidak semua sifat perlu dipertimbangkan dalam pemilihan bahan. ▪ Dalam dunia teknik mesin biasanya sifat mekanik memegang peranan sangat penting disamping beberapa sifat kimia (terutama sifat tahan korosi), sifat termal dan sifat fisik. ▪ Untuk komponen yang nantinya akan terkena panas tentu sifat termal menjadi penting, specific heat, thermal conductivity dan thermal expansion harus diperhitungkan. ▪ Stuktur mikro perlu dipelajari secara khusus, karena struktur mikro berkaitan erat dengan sifat-sifat lain seperti kekuatan, keuletan dan sifat tahan korosi. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 3 Sifat Mekanik ▪ Menyatakan kemampuan suatu bahan/komponen untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan atau patah pada bahan/komponen tersebut. ▪ Karena itu perlu diketahui karakter material agar deformasi yg terjadi tidak berlebihan dan tidak terjadi kerusakan atau patah. ▪ Karakter material tergantung pada: – Komposisi kimia – Struktur mikro – Sifat material: sifat mekanik, sifat fisik, sifat kimia, dll. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 4 Kekuatan (Strength) ▪ kemampuan bahan untuk menerima beban/tegangan tanpa menyebabkan patah. ▪ Macam-macam kekuatan tergantung jenis beban yang bekerja: Kekuatan tarik (tension) Kekuatan geser (shear) Kekuatan tekan (compression) Kekuatan torsi (torsion) Kekuatan lengkung (flexural) Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 5 Kekerasan (Hardness) ▪ Kemampuan bahan untuk tahan terhadap goresan, pengikisan (abrasi), indentasi atau penetrasi. ▪ Sifat ini dikaitkan dengan sifat tahan aus (wear resistance) ▪ Kekerasan memiliki korelasi dengan kekuatan. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 6 Kekenyalan (Elasticity) ▪ Kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. ▪ Jika suatu benda mendapat tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk, bila tegangan yang bekerja tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya sementara. Perubahan bentuk itu akan hilang setelah tegangan dihilangkan. ▪ Jika tegangan yang bekerja melampaui batas maka sebagian dari perubahan bentuk itu akan tetap ada walaupun tegangan dihilangkan. ▪ Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi atau dengan kata lain kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima beban yang menimbulkan deformasi. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 7 Kekakuan (Stiffness) ▪ Kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. ▪ Dalam beberapa hal kekakuan lebih penting dari kekuatan. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 8 Plastisitas (Plasticity) ▪ Kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (perubahan bentuk permanen) tanpa mengakibatkan kerusakan. ▪ Sifat ini diperlukan bagi bahan yang diproses forging, rolling, extruding, dll. ▪ Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). ▪ Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik yang cukup banyak dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan yang tinggi. ▪ Bahan yang tidak menunjukkan deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan rendah atau getas (brittle). Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 9 Ketangguhan (Toughness) ▪ Kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengalami kerusakan. ▪ Juga dinyatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja. ▪ Pada suatu kondisi tertentu sifat ini banyak dipengaruhi oleh beberapa faktor, sehingga sulit diukur. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 10 Kelelahan (Fatigue) ▪ Kecenderungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang-ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh di bawah batas kekuatan elastiknya. ▪ Sebagian besar kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan. Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 11 Mulur (Creep) ▪ Merangkak (Creep): kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya merupakan fungsi waktu, pada saat bahan tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap. Creep seringkali terjadi pada komponen yang beroperasi pada temperatur tinggi. ▪ Tingkah laku bahan akan berbeda terhadap cara pembebanan yang berbeda, apakah menerima beban statik (besarnya tetap atau berubah dengan lambat) atau beban dinamik (beban yang berubah-ubah atau beban kejut). Shipbuilding Institute of Polytechnic Surabaya 12