BAB I.3
DASAR-DASAR KEJURUAN MESIN
1.3 Material
dan Pengolahan Bahan
Materi ini diperlukan karena berkaitan dengan kekuatan bahan dalam membuat
suatu konstruksi.
1.3.1
Pengetahuan Material (Bahan)
Setiap orang tentunya sudah mengenal bahan, hal ini dikarenakan setiap
harinya kita bertemu dan mungkin berurusan dengan barang-barang yang terbuat
dari logam seperti bahan yang berujud sendok, garpu, pisau, alat-alat
kendaraan, televisi dan lain sebagainya. Bahan yang ada disekitar kita tidak
semuanya bisa disebut dengan bahan teknik, artinya bahan-bahan yang digunakan
dalam teknik.
Bahan teknik pada dasarnya dapat di bagi dalam 2
golongan, yaitu:
§
Bahan Logam
Dimana
bahan logam tersebut biasanya mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:
·
Penghantar listrik atau panas yang baik.
·
Dapat dibentuk dengan proses panas dan dingin.
·
Mempunyai tegangan tarik tinggi.
§
Bahan bukan logam
Dimana
bahan bukan logam tersebut biasanya mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
·
Tidak baik untuk penghantar listrik dan panas.
·
Sulit untuk dibentuk.
·
Tegangan tarik rendah.
·
Baik sebagai isolator atau bahan isolator.
Dalam hal ini logam pada bidang teknik permesinan adalah bahan yang
sangat penting, sedangkan bahan non logam selalu dibutuhkan.
Pada proses pengolahan logam (ferro)
di pabrik, terlebih dahulu digalilah bijih-bijih besi yang berupa gumpalan
tanah yang mengandung pasir besi dalam pertambangan. Kemudian bijih-bijih besi
tersebut diangkut ke pabrik pengolahan besi baja untuk diproses lebih lanjut.
Sebelum dimasukkan kedalam dapur tinggi, bijih besi tersebut didahului proses
pendahuluan :
- Penyucian
- Pemecahan
- Pembersihan
- Pemanggangan/peleburan
Maksud perlakuan pendahuluan ini
adalah, setelah di cuci bersih dari kotoran
yang melekat lalu dipecah-pecah menjadi bagian kecil yang sama besarnya
dan mudah diangkut serta mudah pengerjaannya. Kemudian dimasukkan kedalam alat
pemisah untuk memilah bijih besi yang banyak kandungan besinya. Proses
selanjutnya di lakukan pemanggangan di dalam oven pemanas untuk mengurangi berat kadar belerang yang dalam bijih besi dan
mengeluarkan kandungan zat asam arangnya.
Bijih-bijih
besi ada beberapa macam jenisnya, jenis-jenis yang terpenting ialah:
- Batu besi coklat (2Fe2O3
+ 3H2O), mengandung kadar
besi 40%.
- Batu besi merah (Fe2O3),
mengandung kadar besi 50%
- Batu besi maknit (Fe3O4),
mengandung kadar besi antara 60%
- Batu besi kalsit (FeCO3), mengandung kadar besi 40%
1.3.2
Pengolahan Bahan
Berikut
akan dibahas tentang pengolahan bahan, antara lain :
1.3.2.1 Pengolahan
Besi
Seperti
telah diuraikan didepan, besi di olah dari bijih besi, terutama batu besi
coklat, batu besi merat dan dan batu besi magnit. Tingkat pertama ialah
mereduksi bijih besi menjadi logam besi. Proses ini dikenal sebagai peleburan
dalam dapur tinggi.
Gambar 1.21 Proses pengolahan bijih besi
Dapur tinggi dari puncaknya diberi muatan bijih
besi, kokas dan batu kapur. Kokas memberikan panas dan untuk membantu
pembakaran. Dari bawah ditiupkan udara panas melalui pipa-pipa yang disebut
dengan pipa tiup ke dalam dapur tinggi. Bagian-bagian bijih besi yang bukan
logam bersenyawa dengan batu kapur, kemudian menjadi biji logam atau terak.
Selama pemberian panas yang merupakan proses terus menerus, besi yang
mencair turun ke dasar dapur tinggi dengan membiarkan terak terapung di
atasnya. Terdapat dua buah saluran dan berselang-selang terak dialirkan melalui
saluran atas dan besi cair melalui saluran bawah yang kemudian di alirkan
kedalam cetakan-cetakan. Balok-balok besi yang diperoleh secara demikian
disebut besi kasar.
1.3.2.2
Besi Tuang
Besi tuang
diproduksi dengan melebur kembali besi kasar dengan besi tua dan baja, lalu
membakarnya dengan kokas dan batu kapur dalam dapur tinggi yang lebih kecil.
Proses ini dikenal dapur kubah.
Panas
diperoleh dari kokas dan udara panas yang ditiupkan melalui pipa tiup untuk
membantu pembakaran. Besi cair turun kedasar dapur kubah, di salurkan dan
dialirkan ke cetakan-cetakan. Cetakan-cetakan ini dibuat dari pasir khusus
menurut bentuk model kayu yang di inginkan. Produk hasil proses ini dikenal
sebagai tuangan.
1.3.2.3 Pengolahan
Baja
Pengerjaan
dasar dalam pengolahan baja, ialah peleburan bahan-bahan logam dan kemudian
mengolahnya. Bahan bakunya untuk pengolahan baja terdiri atas:
·
besi dapur tinggi (besi kasar)
·
baja tua
·
bahan tambahan (batu kapur, silika dan antrasit)
Pengolahan baja modern dialihkan ke metode busur
nyala api atau metode oksigen basah (metode LD dan LDAC). Selama beberapa waktu, dapur tungku terbuka diterapkan secara luas dalam
pengolahan baja di Inggris.
Proses Bessemer
juga diterapkan di Inggris, tetapi lebih popular di Eropa. Walaupun masih
dipergunakan, metode dapur tungku terbuka dan proses Bessemer makin lama makin menjadi kuno.
Dengan diperkenalkannya dapur busur nyala api dan metode oksigen basah.
Dapur busur nyala api mampu mengolah baja berkualitas tinggi dan baja
campuran dari baja tua. Metode oksigen basah, yang mula-mula dikembangkan di Linz dan Donawitz di
Austria merupakan metode yang sederhana dan ekonomis untuk mengolah
bermacam-macam besi kasar.
Proses Kaldo yang diterapkan di Swedia berdasarkan metode dapur tungku
terbuka. Daripada menambahkan oksida besi, oksigen ditiupkan pada terak. Bejana
diputar untuk membantu pemindahan panas.
Metode lain yang dikembangkan di
Jerman ialah proses Rotor. Metode ini sama dengan proses Kaldo, tetapi sejumlah
oksigen juga ditiupkan kedalam cairan untuk membantu pengoksidasian yang cepat.
Bejana dalam proses ini juga diputar untuk membantu pemindahan panas.
Bila lapisan dapur rusak karena panas yang berlebihan, lapisan
diperbaiki antara proses pembakaran dengan cara mengkondisikannya (Fettling).
Cara memuat dapur dan proses peleburan diatur untuk mengurangi kerusakan
lapisan, tetapi tetap diperlukan perbaikan pada setiap kerusakan. Perbaikan itu
dilakukan dengan melempar dolomite, maknesit atau dalam hal-hal tertentu pasir
silika kebagian yang rusak.
1.3.2.4 Dapur
Tungku Terbuka Basa
Dapur tungku terbuka berbentuk seperti cawan lonjong dangkal yang
dilapis dengan magnesit atau dolomite.
Mula-mula batu kapur, bijih besi dan baja tua yang diisikan, dipanaskan
kemudian besi kasar cair dimuatkan. Sumber panasnya ialah gas yang dipanaskan
sebelumnya dan udara atau minyak bahan bakar dan udara.
Nyala api langsung menyentuh permukaan cairan. Maksudnya ialah untuk
menghilangkan kotoran-kotoran dari cairan, terutama karbon, sulfur dan fosfor.
Sulfur dan fosfor dihilangkan oleh terak dan karbon terbakar sebagai gas.
Contoh cairan logam berulang kali diambil dari dapur dan diuji untuk menetapkan
kadar karbon dalam cairan. Bila kadar karbon yang diperlukan tercapai, terak
terbentuk dengan menambahkan oksida besi dan kapur pada cairan. Karena kita
dapat membentuk terak pada setiap saat yang diinginkan, maka baja dengan batas
kadar karbon yang luas dapat diproses.
Pada akhir proses pengolahan dapat diberikan bahan tambahan lain pada
cairan, baik kedalam dapur maupun pada waktu cairan disalurkan kedalam sendok
penyerok. Dengan proses ini dapat diproduksi baja sampai 400 ton.
1.3.2.5
Proses Bessemer
Konvertor
Bessemer ialah bejana baja berbentuk buah labu yang dilapis dengan bahan tahan
api. Konvertor dapat dimiringkan untuk memuat dan membongkar isinya. Tidak
diterapkan pemanasan, karena konvertor diisi dengan besi kasar yang sudah dalam
keadaan cair.
Gambar 1.22 Konvertor Bessemer
Setelah
diisi, konvertor ditegak-kan kembali dan hembusan udara dari alas dipaksakan
menembus muatan cair itu; hal ini dikenal seba-gai tiupan. Setelah beberapa
waktu lamanya, nyala api kelihatan pada mulut konvertor kemudian nyala api
meningkat dengan cepat dan akhirnya padam, menunjukkan bahwa semua karbon,
mangan dan silisium telah terbakar dari logam.
Pada
tingkatan ini cairan mem-butuhkan campuran bahan-bahan lainnya untuk memberikan
sifat-sifat baja yang diinginkan. Karenanya sejumlah karbon, mangan dan sili-sium
yang sesuai harus ditambahkan pada cairan. Ini dilakukan dengan menambah
unsur-unsur tersebut di atas dalam jumlah yang diketahui. Biasanya dalam bentuk
batu bara, ferro mangan dan ferro silisium ke dalam sendok penyerok, tempat
baja dialirkan.
1.3.2.6
Konvertor Martin
Suatu cara lain untuk membuat baja dari besi kasar
terjadi dengan bantuan konvertor martin. Konvertor
martin terdiri dari satu tungku dimana berada bahan lumeran dan pada umumnya 4
ruangan di mana gas dan udara dapat dipanaskan terlebih dahulu.
Gas dapat diperoleh dari dapur tinggi, oven kokas atau dari minyak yang
di gaskan. Gas yang banyak dipakai adalah apa yang disebut gas generator. Gas
yang dipanaskan terlebih dahulu dan udara membakar dan menyapu sebagai nyala
api di atas cairan. Gas bekas yang panas dimasukkan melalui dua ruangan dan
memanaskan ruangan tersebut.
Setelah waktu tertentu katup-katup dibalik sehingga gas dan udara yang
dimasukkan mengalir melalui ruangan yang dipanaskan terlebih dahulu itu dan
kemudian dengan cara pemanasan terlebih dahulu ini kita meningkatkan suhu oven.
Sekalipun konvertor martin dibangun untuk pembuatan baja dari baja tua,
ternyata oven juga berguna untuk fabrikasi baja dari besi kasar dan besi tua
atau bijih. Nyala api yang me-nyapu memanaskan isi oven dan mengoksidasikan
campuran tambah-an. Dengan bahan imbuh campuran tambahan yang diosidasikan mem-bentuk
terak. Terak ini akan menutup hubungan lanjut dari isi oven dengan nyala api,
jikalau dalam cairan tidak ditambahkan besi tua atau bijih.
Gambar 1.23 Konvertor Martin
Zat asam dari sini mengoksidasi-kan yaitu dalam cairan, campuran
tambahan seperti zat arang, silisium, mangan dan sebagainya. Hasil yang
terbakar naik melalui cairan lapisan bawah juga bersentuhan dengan nyala api.
Setelah kira-kira 6 jam proses berakhir dan oven dapat disalurkan.
Hasil akhir konvertor martin disebut baja martin. Baja ini bermutu baik, karena susunannya dapat ditentukan dengan teliti
disebabkan proses yang memakan waktu yang panjang. Oleh karena itu baja ini ber-guna
untuk pembuatan konstruksi dan bagian-bagian mesin (seperti baut, poros, poros
engkol, batang penggerak dan pasak).
1.3.2.7
Dapur Listrik Busur Cahaya
Dapur ini terdiri atas tungku baja berbentuk bulat yang dangkal, dilapis
dengan bahan tahan api. Tiga batang elektroda karbon yang dapat dinaik-kan dan
diturunkan, masuk ke dalam dapur melewati tutup dapur dan menyentuh logam yang
akan dilebur.
Gambar 1.24 Dapur Listrik Busur
cahaya
Arus listrik dialirkan melalui elektroda-elektroda itu dan mem-bentuk
sirkuit dengan logam. Bila sirkuit tercapai, elektroda-elektroda dinaikkan,
maka arus meloncati celah antara ujung-ujung elektroda dan logam. Bunga api
yang menjembatani celah itu disebut busur cahaya. Panas yang dibangkitkan oleh
busur cahaya menyebabkan logam menjadi cair. Proses ini dapat memproduksi
sampai 20 ton baja berkualitas tinggi.
1.3.2.8 Proses Oksigen Basa (Proses L.D.A.C)
Mula-mula dikembangkan di Linz dan Donawitz di Austria sebagai proses
L.D., kemudian dikembangkan lebih lanjut di Luksemburg sebagai proses LDAC.
Proses ini merupakan metode yang sederhana, ekonomis dan berhasil baik dalam pengolahan baja. Dipergunakan
sejenis dapur yang sederhana.
Pancaran oksigen bertenaga tinggi dari atas di injeksikan ke dalam besi
cair. Oksigen mengalir lewat pengabut yang didinginkan dengan air, yang disebut
tombak, yang memungkinkan baja bebas nitrogen dapat diproduksi dengan cepat.
Oksigen yang dimasukkan melalui tombak bereaksi dengan karbon, sili-sium dan
mangan dalam besi mem-bangkitkan panas yang diperlukan untuk pengolahan. Dalam
proses pengolahan baja ini tidak dibutuhkan panas dengan jalan lain.
Untuk menangani besi yang mengandung banyak fosfor, yang kadang-kadang
diolah di Inggris dan Eropa, dibutuhkan banyak kapur. Kapur itu dimasukkan dari
sebuah alat pembagi, yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari tombak,
bersama-sama dengan pancaran oksigen. Jumlah kapur yang dimasukkan tergantung
pada kadar fosfor bijih besi. Inilah proses LDAC. Kapur memasuki daerah suhu
tinggi dan membentuk terak basa yang mampu meniadakan fosfor dari cairan. Terak
ini disalurkan pada sebahagian perjalanan selama proses peleburan berlangsung
dan terbentuk terak baru.
1.3.3
Jenis-jenis Logam
Pembagian
jenis-jenis logam dapat dikelompokkan menjadi 3 macam, yaitu:
1.3.3.1
Logam Ferro
Logam ferro yang dimaksud disini adalah logam besi.
Logam besi dalam pemakaiannya terlampau lunak, sehingga dipadukan dengan zat
arang untuk mendapatkan sifat kekerasan. Adapun menurut pembagiannya logam
ferro dibagi menjadi:
a.
Besi Tuang
Komposisi : Campuran besi dan karbon, kadar karbon sekitar 4%
Sifat : Rapuh, tidak dapat ditempa, baik untuk dituang, kuat dalam
pemadatan, lemah dalam tegangan. Penggunaan : Alas mesin, meja datar, badan ragum, bagian-bagian mesin
bubut, blok silinder, cincin torak.
b. Besi Tempa
Komposisi : 99% besi murni dengan sidikit kotoran. Sifat : Dapat ditempa, liat,
tidak dapat dituang, tetap seperti adonan bila dipanasi. Penggunaan : Rantai jangkar, kait keran, landasan kerja plat.
c. Baja Lunak
Komposisi : Campuran besi dan karbon. Kadar karbon 0,1% - 0,3%. Sifat
: Dapat ditempa, liat. Penggunaan : Mur, baut, sekrup, pipa, keperluan umum
dalam pembangunan.
d. Baja Karbon Sedang
Komposisi : Campuran besi dan karbon. Kadar karbon 0,4% - 0,6%. Sifat
: Lebih kenyal daripada keras. Penggunaan : Benda
kerja tempa berat, poros, rel baja
e. Baja Karbon Tinggi
Komposisi : Campuran besi dan karbon. Kadar karbon 0,7% - 1,5%. Sifat
: Dapat ditempa, dapat disepuh keras dan dimudakan, mudah ditempa. Penggunaan :
Kikir, pahat, gergaji, tap, stempel, alat-alat mesin bubut dan sebagainya.
f. Baja Cepat Tinggi
Komposisi :
Baja karbon tinggi ditambah nikel atau kobal, chrom atau tungsten. Sifat :
Rapuh, tahan suhu tinggi tanpa kehilangan kerasnya, dapat disepuh keras dan
dimudakan. Penggunaan : Mesin bubut,
alat-alat mesin, mesin bor dan sebagainya.
1.3.3.2
Logam Non Ferro
Logam Non
Ferro disebut juga dengan logam bukan besi, karena tidak mempunyai kandungan besi (Fe). Menurut massa jenisnya
logam non ferro dibedakan 2 macam yaitu :
·
Logam Berat
Semua
logam bukan besi yang mempunyai massa
– jenis > 5 kg/dm3.
Contoh
: Tembaga (Cu), Seng (Zn), Crom (Cr), Nikel (Ni), dll.
·
Logam Ringan
Semua
logam bukan besi yang mempunyai massa
– jenis < 5 kg/dm3.
Contoh
: Aluminium (AI), Titanium (Ti), Magnesium (Mg), Berylium (Be).
·
Logam Mulia
Logam
mulia tersebut dikategorikan juga termasuk logam berat, tetapi mempunyai
sifat-sifat khusus seperti :
Tahan
terhadap bahan kimia, tahan terhadap korosi, dll.
Contoh
: Emas (Au), Platina (Pt), Perak (Ag).
Dari logam non ferro berat yang penting dalam paduan disebut tembaga,
timah dan timbal. Dalam paduan ini dapat digunakan logam-logam berat sebagai
unsure paduan seperti seng, antimon, perak, emas dan cadmium. Logam non ferro
berat nikel, molibden dan wolfram merupakan elemen penting sebagai elemen
paduan dalam baja. Logam non ferro ringan yang penting dalam paduannya disebut
aluminium dan maknesium.
Sifat mekanik logam non ferro pada umumnya tidak baik, tetapi hal ini
dapat diperbaiki dengan paduan. Sedangkan pada umumnya logam non ferro tahan
terhadap korosi, hal ini disebabkan kulit korosi yang kuat. Beberapa logam non
ferro seperti tembaga dan aluminium mempunyai daya penghantar panas dan daya
penghantar listrik yang baik.
a. Tembaga
Warna : Coklat kemerah-merahan. Sifat : Dapat ditempa, liat,
penghantar panas dan listrik yang baik, kukuh. Penggunaan
: Suku bagian listrik, pemipaan, alat-alat dekorasi dan sebagainya
b. Aluminium
Warna : Biru Putih. Sifat : Dapat ditempa, liat,
bobot ringan, peng-hantar yang baik, baik untuk dituang. Penggunaan : Alat-alat masak, reflec-tor, industri
mobil, industri pesawat terbang
c. Timbel
Warna : Biru kelabu.. Sifat : Dapat ditempa, sangat
liat, tahan korosi air dan asam, bobot sangat berat.. Penggunaan ; Kabel,
baterai, bubungan atap.
d. Timah
Warna : Bening keperak-perakan. Sifat : Dapat ditempa, liat tahan korosi. Penggunaan : Melapisi lembaran baja lunak (pelat timah), industri
pengawetan.
1.3.3.3
Campuran Non Ferro
Campuran non ferro ini merupakan campuran antara
logam non ferro berat maupun logam non ferro ringan. Yang termasuk campur-an
non ferro antara lain:
a. Loyang
Komposisi :
Tembaga 65%, seng 35%. Sifat : Empuk, lunak. Peng-gunaan : Batang, kawat,
sekrup, paku keeling, tuangan.
b. Perunggu Fospor
Komposisi:
Tembaga 90%, timah 9%, fosfor 1%. Sifat: Kenyal, tahan korosi dengan baik. Penggunaan
: Bantalan mesin, pompa air
c. Duralumin
Komposisi: Aluminium 95%,
tembaga 4%, mangan 1%. Sifat : Dapat ditempa, liat, dapat dipukul dengan palu,
direntang. Bobot: Ringan, kukuh. Penggunaan : Pesawat terbang, suku bagian
kendaraan, paku keeling, mur, baut.
d. Pelat Timah
Lembaran tipis baja lunak dilapis timah pada kedua belah sisi dan pada
semua tepinya. Harus berhati-hati benar dalam menangani dan menyimpan pelat
timah. Lembaran pelat timah harus disimpan dengan kertas atau bahan lain yang
sesuai di antara setiap pelat untuk mencegah lepasnya lapis timah karena
sesuatu hal. Bila lapis timah hilang akan timbul karatan. Pelat timah harus
diberi tanda dengan pensil tajam dan dipotong tepat menurut garis itu. Tepi
potongan harus dilapis dengan pateri, juga untuk mencegah terjadinya karatan.
Bila tepi potongan berada pada sambungan, maka pematerian tepi dilakukan pada
waktu memateri sambungan.Pelat timah sama sekali tidak boleh dipukul dengan
martil. Harus dipergunakan kayu keras atau martil kayu. Landasan pande timah
atau potongan-potongan kayu keras yang sesuai bentuknya dapat diper-gunakan
sebagai sarana pembentuk.
1.3.4 Sifat-Sifat Logam
Untuk
dapat menggunakan bahan teknik dengan tepat, maka bahan tersebut harus dapat
dikenali dengan baik sifat-sifatnya yang mungkin akan dipilih untuk
dipergunakannya. Sifat-sifat bahan tersebut tentunya sangat banyak macamnya.
1.3.4.1 Sifat-Sifat
Umum Logam
Secara umum sifat-sifat bahan dapat
diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Sifat
Kimia
Dengan sifat kimia diartikan sebagai sifat bahan yang mencakup antara lain
kelarutan bahan tersebut terhadap larutan kimia, basa atau garam dan
pengoksidasiannya terhadap bahan tersebut. Salah satu contoh dari sifat kimia yang terpenting
adalah : korosi. Sifat teknologi adalah sifat suatu
bahan yang timbul dalam proses pengolahannya. Sifat ini harus diketahui
terlebih dahulu sebelum mengolah atau mengerjakan bahan tersebut. Sifat – sifat
teknologi ini antara lain :
Sifat mampu las (Weldability),
sifat mampu dikerjakan dengan mesin (Machineability),
sifat mampu cor (Castability), dan
sifat mampu dikeraskan (Hardenability).
b.
Sifat Fisika
Sifat fisika
adalah perlakuan bahan karena mengalami peristiwa Fisika, seperti adanya
pengeruh panas, listrik dan beban. Yang termasuk golongan sifat fisika ini
adalah : sifat panas, sifat listrik, sifat mekanis.
c.
Sifat Panas
Sifat-sifat yang
timbul karena pengaruh panas yaitu : sifat-sifat karena proses pemanasan dan
karena perubahan bentuk atau ukuran karena pengaruh panas (pemuaian/penyusut-an).
Pengaruh panas panas dapat juga merubah struktur bila kombinasi pemanasan dan
pendinginan dilaku-kan pada kecepatan waktu tertentu. Hal ini banyak
mempengaruhi atau dapat merubah sifat mekanis dari bahan tersebut. Proses ini
dikenal dengan nama perlakuan panas atau “heat-treatment”.
e. Sifat
Listrik
Sifat listrik
dari bahan adalah penting, karena sifat dari bahan inilah sekarang banyak
digunakan untuk Televisi, Radio, dan Telepon. Sifat – sifat listrik dari bahan
yang terpenting adalah : ketahanan dari suatu bahan terhadap aliran listrik dan
daya hantarnya, dan tidak semua bahan mempunyai daya hantar listrik yang sama.
Bahan bukan logam, seperti misalnya keramik, plastik adalah penghantar listrik
yang tidak baik, oleh karena itu bahan ini dipergunakan sebagai “Isolator”.. Semua bahan logam dapat
mengalirkan arus listrik, akan tetapi logam yang paling baik untuk penghantar
listrik adalah alumi-nium dan tembaga. Oleh karena itulah dalam teknik listrik
bahan tersebut banyak dipergunakan sebagai Kon-duktor, Kabel, Panel Penghubung
dan alat-alat listrik lainnya.
f. Sifat
Mekanik
Sifat
mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan beban-beban yang
dikenakan kepadanya. Dimana beban-beban tersebut dapat berupa beban tarik,
tekan, bengkok, geser, puntir, atau beban kombinasi.
1.3.4.2
Sifat-Sifat Mekanik Logam
Sifat–sifat
mekanik logam seperti yang telah diuraikan pada sifat umum logam, dimana bahan
logam harus mampu dikenakan beban kepadanya. Hal ini dilakukan untuk pengerjaan
atau perlakukan lebih lanjut. Adapun sifat-sifat mekanik yang terpenting antara
lain :
a.
Kekuatan (strenght)
menyatakan kemampuan bahan untuk me-nerima tegangan tanpa menyebab-kan bahan
tersebut menjadi patah Kekuatan ini ada beberapa macam, dan ini tergantung pada
beban yang bekerja antara lain dapat dilihat dari kekuatan tarik, kekuatan
geser, kekuatan tekan, kekuatan puntir, dan kekuatan bengkok.
b.
Kekerasan
(hardness) dapat didefinisikan
sebagai kemampuan bahan untuk tahan terhadap goresan, pengikisan (abrasi), penetrasi. Sifat ini
berjkaitan erat dengan sifat keausan (wear
resistance). Dimana kekerasan ini juga mempunyai korelasi dengan kekuatan.
c.
Kekenyalan (elasticity)
menyatakan kemampuan bahan untuk me-nerima tegangan tanpa mngakibat-kan
terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Bila
suatu bahan mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Bila
tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati suatu batas tertentu maka
perubahan bentuk yang terjadi bersifat sementara, pe-rubahan bentuk ini akan
hilang bersama dengan hilangnya tekanan, maka sebagian bentuk itu tetap ada
walaupun tegangan telah dihilangkan.
Kekenyalan
juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi
sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, dengan kata lain
kekenyalan manyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula
setelah menerima beban yang menimbulkan deformasi.
d.
Kekakuan
(stiffness) menyata-kan kemampuan bahan untuk menerima tegangan atau beban
tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dimana dalam beberapa hal kekakuan ini
lebih penting dari pada kekuatan.
e. Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan
untuk me-ngalami sejumlah deformasi plastis yang permanen tanpa meng-akibatkan
terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses
dengan berbagai proses pembentukan seperti, forging,
rolling, extruding dan sebagainya. Sifat ini sering juga disebut sebagai
keuletan atau kekenyalan (ductility).
Bahan yang mampu mengalami deformasi plastis yang cukup tinggi dikatakan
sebagai bahan yang mempunyai keuletan atau ke-kenyalan tinggi, dimana bahan
tersebut dikatakan ulet atau kenyal (ductile).
Sedanga bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastis dikatakan
sebagai bahan yang mempunyai keuletan yang rendah atau dikatakan getas atau
rapuh (brittle).
f.
Ketangguhan
(toughness) menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa
mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran
banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu
kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini
sulit untuk diukur.
g.
Kelelahan (fatique)
merupakan kecenderungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan
berulang-ulang (cyclis stress) yang
besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastisitasnya. Sebagian besar
darikerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan.
Karenya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting tetapi sifat ini juga
sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.
h.
Keretakan (crack) merupakan
kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya
merupakan fungsi waktu, dimana pada saat bahan tersebut menerima beban yang
besarnya relatif tetap.
Berbagai
sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara pembebanannya, yaitu
sifat mekanik statik, sifat terhadap beban statik, yang besarnya tetap atau
berubah dengan lambat, dan sifat mekanik dinamik, sifat mekanik terhadap beban,
yang berubah-rubah atau mengejut. Ini perlu dibedakan karena tingkah laku bahan
mungkin berbeda terhadap cara pembebanan yang berbeda.
0 comments:
Post a Comment