Diktat Teknologi Bahan.

Estuti

Budimulyani

Dadang

MH.Bhakti

1

1

1

1

Estuti Budimulyani Dadang MH.Bhakti

Dibiayai Oleh Dana DIPA Politeknik Negeri Jakarta Tahun Anggaran2013

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

Pakata

Alhamdulillahi Robbalalamin, egala !u"i bagi A##A$ %&T, karena ata karunia karunia dan rahmatnya diktat kuliah kuliah 'Teknolo 'Teknologi gi (ahan) (ahan) ini da!at tereleaikan* tereleaikan* Diktat kuliah Teknologi Teknologi (ahan ini diuun untuk mahai+a maha i+a !rogram tudi teknik mein emeter 3 ebagai daar !engetahuan dalam !eranangan teknik dan tidak tertutu! kemungkinan dibaa oleh mayarakat teknik lainnya* -erangka materi yang tera"i dalam diktat !ada daarnya berumber dan meru!akan !en"abaran dari kurikulum dan ilabu yang udah ada* 2 2 2 2

Penuli mengua!kan terimakaih ke!ada berbagai !ihak yang telah membantu dalam menyeleaikan menyeleaikan karya ilmiah ini* Akhirnya Akhirnya emoga karya tuli ini men"adi men"adi amal baik dan bermam.aat, Amin*

De!ok, 2/ Oktober 2013

Penuli

DA!TAR I"I

-ata Pengantar

iii

Da.tar ii

i

Pendahuluan 1*1* ambaran mum ateri -uliah

I41

1*2* Tu"uan Tu"uan Pembela"aran mum

I42

1*3* ateri A"ar

I4 2

1*5* Proe Pembela"aran

I42

1*6* Petun"uk em!ela"ari (uku A"ar

I43

MOD#L $ P%ng%nalan "i&at Bahan

II41

2*1* Pendahuluan

II41

2*2* Tu"uan Pembela"aran -huu

II42

2*3* -egiatan (ela"ar

II43

2*3*1* Pengenalan Jeni (ahan

II43

2*3*1*1* -om!oit

II45

2*3*1*2* Polimer

II45

2*3*2* %i.at4i.at (ahan 2*3*2*1* %i.at ekani

II46 II46

2*3*2*2* %i.at 7ii

II48

2*3*2*3* %i.at -imia

II48

2*3*2*5* %i.at Teknologi

II48

2*3*2*6* %i.at etalogra.i 2*3*3* #atihan dan Tuga 2*5* Rangkuman

2*6* Da.tar Putaka

II49 II49 II49

II4/

MOD#L ' "i&at(si&at M%kanik Bahan

3*1* Pendahuluan

III41


III41


III41

3*3*1* -ekeraan :$ardne;

III41

3*3*1*1* %rath $ardne Tet

III42

3*3*1*2* %leroo!e $ardne Tet

III43

3*3*1*3* Durometer $ardne Tet

III43

3*3*1*5* (rinell $ardne Tet

III45

3*3*1*6*
III4/

3*3*1*8* Rok+ell $ardne Tet

III410

3*3*1*9* Jarak min*titik u"i dan tebal min*benda u"i

III410

3*3*2* -uat Tarik :%trength;

III413

3*3*2*1* "i Tarik (ahan

III415

3*3*2*2* %i.at2 Pengu"ian Tarik

III419

3*3*2*3* De.ormai

III429

3*3*2*5* Jeni Patahan Pengu"ian Tarik

III429

3*3*3* -uat Puntir

III431

3*3*3*1* Tegangan Alir aterial

III431

3*3*3*2* Tegangan geer dan regangan geer

III432

3*3*5* -uat Pukul :-uat Im!ak; 3*3*5*1* Tranii -etangguhan 3*3*5*2* =nergi >ang Dibutuhkan ntuk ematahkan ( 3*3*6* ulur :?ree!;

III436 III43/ III43/ III450

3*3*6*1* Iohronou dan Iometrik

III452

3*3*6*2* Relakai :Pengendoran;

III453

3*3*8* 7atigue

III455

3*3*9* #atihan dan Tuga

III462

3*5* Rangkuman

III469


III480

MOD#L ) "i&at !isik Bahan T%knik

I<481

5*1* Pendahuluan

I<482


I<482


I<482

5*3*1* aa Jeni (ahan

I<482

5*3*2* -a!aita Pana (ahan

I<482

5*3*3* Daya $antar Pana (ahan

I<485


I<48/

5*5* Rangkuman

I<48@


I<490

MOD#L * "i&at Kimia Bahan

<491

6*1* Pendahuluan

<491


<492


<492

6*3*1* -oroi

<492

6*3*1*1* %el Tegangan

<496

6*3*1*2* %el -om!oii

<498

6*3*1*3* %el -onentrai

<498

6*3*1*5* Ra!at Aru -oroi

<49@

6*3*1*6* Pengukuran #a"u -oroi

<4/0

6*3*1*8* (entuk4bentuk -oroi

<4/5

6*3*1*9* Pengendalian -oroi 6*3*2* #atihan dan Tuga

<4/@ <4@3

6*5* Rangkuman

<4@6


<4@8

MOD#L + "tandaisasi Bahan

8*1* Pendahuluan



8*3*1* ?ara Penandaan (ahan enurut %td*Amerika

8*3*2* ?ara Penandaan utu (a"a enurut DIN

8*3*2*1* Penandaan (a"a (ukan Paduan

8*3*2*2* Penandaan (a"a Paduan

8*3*2*3* Indek -arbon


8*5* Rangkuman


MOD#L , P%lakuan Bahan Ba-a

9*1* Pendahuluan



9*3*1* Proe Pembentukan #ogam %eara Plati 9*3*2* Proe Perlakuan Pana :$eat Treatment; 9*3*2*1* Diagram TTT

9*3*2*2* Diagram TI

9*3*2*3* Diagram ??T


9*5* Rangkuman


P=NDA$#AN

$.$. Gamaan #mum Mat%i Kuliah

Bab

1 membaha mengenai !engenalan "eni dan i.at4i.at bahan*

Didalam bab ini di!erkenalkan mengenai "eni4"eni bahan dan yang akan di!ela"ari didalam ilmu teknologi bahan* engenal i.at2 bahan "uga dibaha !ada bab ini untuk menentukan,memilih dan menggunakan bahan dengan te!at e!erti i.at mekani,.ii,kimia,teknologi,dan metalogra.i* em!ela"ari dan mengu"i i.at4i.at mekani bahan di"elakan !ada (ab 2*%i.at4i.at mekani bahan antara lain kekeraan :(rinell B Rok+ell B
tandard

ini

berhubungan dengan

kom!oii

bahan,dan

!enggunaannya didunia indutry* Pada bab 8 dibaha mengenai !erlakuan ba"a,!erlakuan ba"a diini meli!uti  !erlakuan !ana dan !erlakuan

mekanik*-edua !erlakuan itu !enting dibaha karena akibat kedua !erlakuan

itu

menyebabkan

i.at2

mekanik

ba"a

berubah

e!erti

kekeraannya* %elain itu untuk mengontrol berbagai truktur !ada etia! kee!atan !endinginan dilengka!i dengan diagram TTT dan ??T*

$.'. Tu-uan P%m%la-aan #mum Dengan mem!ela"ari teknologi bahan dihara!kan mahai+a mam!u memilih "eni bahan yang akan digunakan dalam !embuatan kom!onen 2 mein.

$.). Mat%i A-a

Teknologi bahan meru!akan mata kuliah teori yang membaha i.at4 i.at diantaranya,i.at mekanik,i.at .iik,dan i.at kimia :koroi;,termauk didalamnya !erlakuan bahan dan tandariai bahan teknik* Oleh karena itu didalamnya menaku! materi4materi  (ab 1* Pengenalan "eni dan i.at4i.at bahan (ab 2* %i.at4i.at mekanik bahan teknik (ab 3* %i.at4i.at .iik bahan teknik (ab 5* -oroi #ogam (ab 6* %tandariai bahan teknik (ab 8* Perlakuan bahan

1*5* Proe Pembela"aran Proe !embela"aran yang dimakudkan diini adalah !roe !enyam!aian materi a"ar ke!ada mahai+a didalam kela dalam uaan yang kondui. dilakukan dengan ara  !ertama4tama mengua!kan alam ke!ada mahai+a aat mauk kela,dilan"utkan dengan motiai untuk a!a mata kuliah ini diberikan,dilan"utkan dengan !emberian materi dengan metode eramah dengan bantuan #?D,!a!an tuli atau O$P*

%elan"utnya dikui dan tanya "a+ab untuk mengu"i a!akah materi yang diberikan am!ai ke!ada mahai+a* #atihan dan tuga elan"utnya diberikan untuk mendalami materi yang diberikan aat itu*

$.+.

P%tun-uk

M%m/%la-ai

Buku

A-a

Mem!ela"ari teknologi bahan ebenarnya mem!ela"ari tentang adanya hubungan yang erat antara i.at dan !erilaku bahan dengan truktur intern bahan* %e!erti untuk mengubah i.at bahan haru diadakan !erubahan yang euai !ada truktur intern* Demikian "uga,bila akibat !emroean atau kondii !emakaian ter"adi !erubahan truktur,karakteritik bahan akan berubah !ula* (ila mengham!iri uatu bahan baru Anda da!at meraa terbantu dengan menyuun :1; !aragra. !engantar dari uatu bab atau ub bab, :2; ringkaan bab,dan :3; bab itu endiri* Jika Anda lakukan ini ebelum kuliah mengenai bahan itu,anda akan menda!atkan bah+a kuliah itu lebih menarik dan da!at di!ahami*%etelah kuliah,!ela"ari ub bab,ub bab dan atatan kuliah anda dengan ekama dengan menggari ba+ahi bahan itu bilamana mungkin* %ebagai !engu"ian !emahaman anda,hendaklah anda menger"akan latihan oal4oal dalam bab yang anda "um!ai*:?obalah "uga menger"akan ?ontoh %oal dengan menutu!i "a+abannya dengan earik kerta;* Penting untuk menuli "a+aban anda terhada! oal4oal dari!ada ekedar merenungkan "a+aban itu* Ada dua alaan untuk menulikan "a+aban itu  :1; untuk latihan mekani bagaimana menulikan rumu2 i.at4i.at .iik,kimia dan mekani dalam !erhitungan dan ekaligu menyeleaikannya oalnya ehingga memudahkan mengingat dan mengha.alnya* :2; untuk mem!erkuat bahan !okoknya*

Tuga !ada akhir bab diuun edemikian ehingga anda da!at menger"akan ementara anda mem!ela"ari teknya atau anda da!at menger"akan etelah anda menyeleaikan eluruh bab* ahakan agar anda men"a+ab oal4oal itu endiri dan kemudian !erika "a+aban itu berama buku

a"ar*:Jika anda

menoba

mengambil

"alan

!inta,anda

hanya

mengelabui diri endiri;* Jika "a+aban anda benar,berarti anda uku! menguaai bahan* Jika ada bebera!a "a+aban yang alah,kembalilah dan !ela"ari kembali bab itu,atatan kuliah anda dan !etun"uk4!etun"uk dalam buku Panduan (ela"ar dengan Ja+aban,yang terda!at dalam buku a"ar ini*

MOD#L $ P%ng%nalan J%nis Dan "i&at Bahan '.$. P%ndahuluan

Bahan4b ahan4baha ahan n

terda!a terda!att di ekitar ekitar kita kita dan telah men"ad men"adii bagian bagian dari dari

kebu kebuda daya yaan an dan dan !ola !ola ber! ber!ik ikir ir manu manuia ia bahk bahkan an telah telah meny menyatu atu deng dengan an keberadaan keberadaan kita* -enyataanny -enyataannya,baha a,bahan n telah menyatu menyatu dengan dengan kebangkita kebangkitan n manuia ehingga dikenal !eradaban atau Caman batu,Caman !erunggu dan Caman bei* (ahan beraal dari alam dan bahan buatan* (ahan dari alam mia mialny lnyaa loga logam, m,ba baha han n baka bakar:m r:miny inyak ak,g ,ga a dan dan batu batu bara; bara;,t ,tan anama aman n dll* dll* %edangkan bahan buatan mialnya !olimer,kom!oit,karet buatan dll* (ahan4 bahan itu telah menyatu dengan kehidu!an manuia dan tidak a"a meru!akan bagian gaya hidu! melainkan turut memegang !enting dalam kee"ahteraan kee"ahteraan dan keelamatan keelamatan banga* banga* (ahan2 (ahan2 yang digunakan digunakan manuia manuia mengikuti iklu bahan mulai dari ektraki,!embuatan am!ai !ela!ukan* (ahan

mentah

diambil

dari

dalam

bumi

melalui

!enambangan,!engeboran,!enggalian,atau !enambangan,!engeboran,!eng galian,atau !anen,kemudian diolah men"adi bahan baku e!erti ingot logam,bahan !etrokimia,kayu gelondongan dan kemu kemudi dian an

diol diolah ah

beton,!latik

dan

men" men"ad adii kayu

baha bahan2 n2 tekn teknik ik la!i

untuk

e!e e!ert rtii

ka+a ka+att

memenuhi

lit litri rik, k,be bei i kebutuhan

mayarak mayarakat* at*Akh Akhirny irnyaa etelah etelah diguna digunakan kan elama elama bebera! bebera!aa +aktu, +aktu,bah bahan2 an2 tere terebu butt kemb kembali ali keaa keaalny lnya, a,ke ke bumi bumi ebag ebagai ai beka beka ia ia :ra! :ra!;; atau atau memauki iklu untuk diolah kembali dan digunakan lagi ebelum dibuang* %uatu %uatu a!ek a!ek yang yang angat angat !entin !enting g dalam dalam kone! kone! iklu iklu bahan bahan adalah adalah kaitan yang erat antara bahan,energy dan lingkungan,hal ini berarti bah+a keti ketiga ga4ti 4tiga gany nyaa haru haru di!e di!erh rhit itun ungk gkan an dalam dalam !eren !erenan anaan aan naio naional nal dan dan !engka"ian teknologi*Pertimbangan2 ini men"adi angat !enting karena

mening meningkatn katnya ya kelang kelangkaa kaan n energy energy dan bahan, bahan,te! te!at at !ada !ada aatny aatnyaa dimana dimana !enduduk bumi mulai adar akan arti lingkungan hidu! yang baik* %ebagai ontoh,"ika aluminium beka da!at diolah kembali eara e.ekti.,maka hanya di!erlukan e!erdua!uluh dari energy untuk mengolah aluminium !rimer dari bi"ih etia! tonnya,dan bumi tidak !erlu dikeruk untuk menambang bi"ih* A!akah A!akah hakekat bahan bahan ituE (ahan4baha (ahan4bahan n adalah benda benda dengan i.at2nya i.at2nya yang kha diman.aatkan dalam bangunan, mein,!eralatan atau !roduk*

2.2. Tujuan Pembelajaran Khusus

1* ahai+a mam!u men"elakan hakekat bahan khuunya bahan teknik* 2*ahai+a 2*ahai+a da!at mengenal mengenal dan men"elakan men"elakan berbagai berbagai i.at bahan teknik* 3*ahai+a da!at mengenal,memilih,menentukan dan menggunakan bahan euai dengan i.at2 bahannya*

2*3* -egiatan (ela"ar 2.3.1. Pengenalan Jenis Bahan

Mat%ial at%ial

T%knik

aterial aterial atau atau bahan4b bahan4baha ahan n adalah adalah benda benda yang yang

deng dengan an i.at4 i.at4i i.at .atny nyaa yang yang kha kha dima diman. n.aat aatka kan n dalam dalam bang bangun unan an,, mein mein,, !eralatan,

atau

!roduk*

Termauk Termauk

didalamnya

logam,keramik,emi

konduktor,!olimer konduktor,!olimer :!latik;,gela,dielektrik,erat,kayu,!air,batu :!latik;,gela,diele ktrik,erat,kayu,!air,batu dan berbagai kom!oit* Diba+ah ini terda!at tabel !engelom!okkan bahan2*

Ta%l '.).$. P%ng%l0m/0kkan ahan'

(ahan makanan Di!ela"ari dalam ilmu biologi dan Obat4obatan

!ertanian

Tanaman (ahan bakar inyak a

Di!ela"ari dalam teknologi mineral dan geologi

(atubara #ogam Polimer -eramik

Di!ela"ari dalam ilmu dan teknologi bahan

-om!oit

'.).$.$.K0m/0sit.

K om!oit om!oit adalah uatu kombinai dari ekurang4kurangnya dua "eni bahan :di!iahkan oleh uatu bata yang nyata; yang menghailkan i.at yang tidak ditemukan dalam uatu bahan eara endiri* (eton bertulang meru!akan kom!oit kom!oit yang terdiri terdiri dari bei beton dalam matrik matrik beton*%elai beton*%elain n itu,badan itu,badan !erahu layar dibuat dari !latik yang di!erkuat oleh erat gela :7RP4.iber rein.ored !lati;* '.).$.'.P0lim% .

Nama teknik untuk !latik adalah !olimer* >aitu molekul yang bear atau makro molekul yang terdiri dari atuan yang berulang molekul keil atau mer* Polimer ukar membentuk krital oleh karena molekul yang bear dan bukan atom tunggal yang mudah diuun men"adi truktur yang teratur* %elain itu,molekul2nya mem!unyai ikatan antar molekul yang kurang kuat* P%k%-aan1tugas ahli t%knik

%eorang ahli teknik mengubah bahan dan

energy men"adi !roduk yang berguna* Dalam uahanya ini ia akan memilih bahan dengan i.at yang o!timum*

Diba+ah ini adalah tabel !engelom!okkan bahan dengan i.at2nya*

Ta%l '.).' K%l0m/0k Bahan D%ngan "i&at'nya. K%l0m/0k ahan

K0m/0n%n utama

"i&at khas

#ogam :metal;

Atom4atom logam e!erti bei :7e;

-era, dutile, konduktor

Polimer :!lati;

nur4unur organik e!erti #ua da!at berariai, inyl hloride yg ering lunak dan membentuk P
-eramik

Okida e!erti ilika :%iO2;

-era, britel :geta;, tidak menghantar litrik

'.).'. "i&at(si&at Bahan

Mengenal i.at4i.at bahan adalah !enting dalam menentukan, memilih, dan menggunakan bahan* Prini! utama adalah etia! i.at bahan berkaitan erat dengan truktur intern bahan itu endiri* '.).'.$. "i&at m%kanis

%i.at mekani adalah i.at yang mengkaitkan

bagaimana bahan akan bereaki terhada! ariai beban yang dikenakan* %i.at ini ering lebih !enting bagi ahli teknik dalam memilihmenentukan bahan yang akan di!ergunakan* -emam!uan bahan diukur dengan metoda !engu"ian eara mekani diantaranya, ;

"i kekeraan  $(, $<, $R?, $R("i tarik, tekan, bengkokFF meliat kekuatan  kemam!uan bahan menahan beban

;

"i im!ak untuk melihat kemam!uan menahan !ukulan

;

7atigue :metoda !engu"ian dinamigetaran;

;

%tatu +aktu :metoda !engu"ian tatibeban;

'.).'.'. "i&at &isis

%i.at .ii adalah i.at yang dimiliki oleh emua bahan

yang ada eara alami :i.at 'keadaan) .iiknya; mialnya B ;

(erat "eni, maa "eni, berat

;

am!u alir :daya rambat;, !ana, litrikF**

;

Dimeni atau ukuran :!emuaian dan !enyuutan;, bentuk :ga, !adat, air;

;

Perubahan .aa oleh tem!erature, mialnya  titik beku, titik air, titik didih, titik inter*

;

Diterima oleh indra mialnya  +arna, raa, mengkila! dan ebagainya*

'.).'.). "i&at kimia

%i.at kimia adalah i.at yang di!engaruhi oleh uatu

reaki kimia ialnya, tahan karat, koroi, !ana, dingin,F*

'.).'.*. "i&at t%kn0l0gis %i.at teknologi adalah i.at yang di!engaruhi oleh

'teknik !engolahan atau !roe !enger"aan), mialnya  ;

am!u la +eldability

;

am!u !emeinanmahinability, :mam!u !otong, e!erti B bor, .rai, bubut, gerinda;

;

am!u bentuk.ormability, :oining, dee!4dra+ing, blanking, eGtrution;

;

am!u tem!amalleable :.orgeability;

;

am!u oratability

;

am!u inter :!roe !o+der metalurgi;F

'.).'.+. "i&at m%tal0ga&is %i.at metalogra.i adalah i.at yang di!engaruhi

oleh uunan 'mikrotruktur) !ada bahan terebut mialnya, ;

Perliti B :lunak, elongationnya tinggiFF;

;

7eriti :lunak, elongationnya rendah, mudah !atahra!uh;

;

#edeburuti, :tahan karat, anti magnetiFFF*;

;

Auteniti, : agak kera, elongationnya rendah, mudah !atahgeta, tahan okidai;

'.).). Latihan dan Tugas 1* Jelakan a!a yang dimakud dengan bahan E Ada bera!a "eni bahan dialam,ebutkan E 2* A!a yang dimakud dengan material teknik E (erikan ontohnya H 3* A!a tuga eorang ahli teknik E 5* enga!a !enting mem!ela"ari i.at2 bahan E 6* A!a yang dimakud dengan i.at2 bahan berikut ini  4 %i.at .ii 4 %i.at mekani 4 %i.at kimia 4 %i.at teknologi 4 %i.at metalogra.i 8* A!a yang dimakud bahan  4 kom!oit 4 !olimer

'.*. Rangkuman 1* Bahan(ahan adalah benda dengan i.atnya yang kha diman.aatkan dalam bangunan,mein,!eralatan atau !roduk* 2* (ahan4bahan da!at beraal dari alam atau dibuat* (ahan beraal dari alam mialnya  logamB bahan bakar :minyak B ga dan batu bara;Btanaman dll* %edangkan bahan yang dibuat mialnya,!olimer,kom!oit,karet buatan dll 3* K0m/0sit adalah uatu kombinai dari ekurang4kurangnya dua "eni bahan :di!iahkan oleh uatu bata yang nyata; yang menghailkan i.at yang tidak ditemukan dalam uatu bahan eara endiri* ?ontoh .iber gla :erat gela yang mem!erkuat !latik; B beton bertulangB ban mobildll 5* P0lim% adalah molekul yang bear atau makro molekul yang terdiri dari atuan yang berulang molekul keil atau mer* ?ontoh  P
%eorang ahli teknik mengubah bahan dan

energy men"adi !roduk yang berguna* Dalam uahanya ini ia akan memilih bahan dengan i.at yang o!timum* 8* "i&at(si&at ahan  4 i.at mekani

4 i.at .ii 4 i.at kimia 4 i.at metalogra.i 9* "i&at m%kanis 2 %i.at mekani adalah i.at yang mengkaitkan bagaimana bahan akan bereaki terhada! ariai beban yang dikenakan* %i.at ini ering lebih !enting bagi ahli teknik dalam memilihmenentukan bahan yang akan di!ergunakan* /* "i&at &isis ada

eara

%i.at .ii adalah i.at yang dimiliki oleh emua bahan yang alami

"eni,berat,mam!u

:i.at

'keadaan)

alir

:daya

.iiknya;

mialnya

B

berat

rambat;,!emuaian,!enyuutan,titik

beku,titik air,+arna,raa,mengkila! db* @* "i&at kimia %i.at kimia adalah i.at yang di!engaruhi oleh uatu reaki kimia. ialnya, tahan karat, koroi, !ana, dingin,F* 10* "i&at t%kn0l0gis

%i.at teknologi adalah i.at yang di!engaruhi oleh

'teknik !engolahan atau !roe !enger"aan), mialnya  mam!u la,mam!u !ermeinan,mam!u bentuk,mam!u tem!a,mam!u or dll* 11*"i&at m%tal0ga&is %i.at metalogra.i adalah i.at yang di!engaruhi oleh uunan 'mikrotruktur) !ada bahan terebut mialnya  .eriti,!erliti,ledeburiti,auteniti*

'.+. Da&ta Pustaka 1.Priciple of Material Science and Engineering ,By. William D.Calister,Jr 2.Material Science And Engineering An ntrod!ction .By" William D.Calister ,Jr #. Pengeta$!an Ba$an %e&ni& 'le$ " S!rdia % dan Saito S. (. lm! dan %e&nologi Ba$an )lm! *ogam dan B!&an *ogam+,'le$ " r.Sriati Daprie,M.E.,M.Met

MOD#L ' "i&at(si&at M%kanik Bahan T%knik ).$. P%ndahuluan

Seorang ahli teknik mengubah bahan dan energy men"adi !roduk yang berguna* Dalam uahanya ini ia akan memilih bahan dengan i.atnya yang o!timum* Oleh karena itu dalam bab ini akan di!erkenalkan bebera!a i.at mekanik bahan teknik yang !erlu diketahui oleh eorang ahli teknik*Dalam bab

ini

akan

diberikan

!ula

uraian

ingkat

mengenai

!enya"ian

data,ariainya dan ketelitian !erhitungan*

3.2. Tujuan Pembelajaran Khusus

1* ahai+a mam!u men"elakan i.at2 mekanik bahan teknik dan a!likainya terutama !ada bidang teknik mein* 2* ahai+a mam!u menghitung nilai2 yang meru!akan i.at mekanik bahan teknik* 3* ahai+a mam!u mengidenti.ikaikan i.at2 mekanik bahan teknik melalui kura yang dihailkan*

3*3* -egiatan (ela"ar ).).$. K%k%asan 3Hadn%ss4

Hardne :kekeraan; adalah i.at bahan yang angat !enting teta!i ukar dide.iniikan* De.inii4de.inii kekeraan

;

-ekeraan adalah kemam!uan uatu bahan menahan gorean :rath hardne tet;

;

-ekeraan adalah kemam!uan uatu bahan untuk menahan era!an energy diba+ah beban im!ak* -ekeraan diukur berdaarkan tingginya !antulan :leroo!e hardne tet;

;

-ekeraan adalah ketahanan bahan terhada! !enetrai elati :durometer hardne tet;

;

-ekeraan adalah ketahanan bahan terhada! indentai !lati :teta!; :(rinell,
"i kekeraan brinell,
).).$.$. "5at5h hadn%ss t%st

-ekeraan dide.iniikan ebagai kemam!uan uatu bahan untuk menahan gorean* enentukan kekeraan dengan metode ini adalah dengan kala kekeraan oh* Teruun dari 10 mineral* 1* Tal 2* y!um 3* ?alite 5* 7luorite 6* A!atite 8* 7eld!ar 9* uartC /* To!aC @* %a!!hire atau orundum 10* Diamond

Angka kekeraan bahan yang diu"i atu angka lebih keil dari bahan !enggorenya*

).).$.'. "5l%0s50/% hadn%ss t%st

Gama ).).$. Alat u-i k%k%asan "5l%0s50/%

-ekeraan dide.iniikan ebagai kemam!uan uatu bahan untuk menahan era!an energy diba+ah beban im!ak* -ekeraan diukur berdaarkan tingginya !antulan*

).).$.). Du0m%t% hadn%ss t%st

-ekeraan dide.iniikan ebagai ketahanan bahan terhada! !enetrai elati* ntuk

mengetahui kekeraan !ermukaan ban karet da!at diukur dengan

menggunakan Durometer*

Gama ).).'. Alat u-i k%k%asan Du0m%t%

).).$.*. Bin%ll Hadn%ss T%st

-ekeraan dide.iniikan ebagai ketahanan bahan terhada! indentai !lati :teta!;* Bin%ll hadn%ss t%st aterial yang ingin diketahui kekeraannya ditekan dengan indentor dari bola ba"a yang dikerakan, ukuran diameter dalam mmK, lama !enekanan antara 10 d 16 detik* $arga kekeraannya (rinell :($N L harga kekeraan (rinell; .B

=

- A

7 L aya !enekanan :-g; A L #ua lekukan beka !i"akan bola ba"a :mm2;

ambar 3*3*3* ambar beka !enekanan u"i kekeraan (rinell

A L Dh mm2K

-arena diameter yang angat keil, mengukur lua lekukan beka !i"akan bola ba"a "adi ukar, oleh karena itu rumu luaan A !erlu dimodi.ikai* D hL 2 (M

dari Pythagora, 2

ML

2

 D  −  d       2   2  1

L 2

(D − d ) 2

2

(D − d ) 2

2

2

L

 D ( D 2 − d 2 )   −  2  2  A L D  D D −

(D − d ) 2

2

2

=

%ehingga harga kekeraan (rinell, ($N =

(

D D −

27

(D − d ) ) 2

2

D L diameter bola mmK d L diameter lekukan beka !i"akan bola ba"a mmK Dengan demikian harga kekeraan brinell da!at dihitung dengan terlebih dulu mengukur diameter lekukan beka !i"akan bola ba"a* #ekukan beka !i"akan bola ba"a yang angat keil diba+a !anaran ahaya, di!erbear, dan diterima

layar* Dengan demikian

bayangan lekukan beka !i"akan bola ba"a da!at

diukur !ada layar dengan kala yang euai !erbearannya** ?ontoh oal  Diameter bola ba"a yang di!ergunakan, DL 1 mmK (eban !enekanan, 7 L 30 -gK Dari hail !engukuran diameter lekukan beka !i"akan bola ba"a !ada layar, d L 0,9 mmK*

aka harga kekeraan, ($N =

2*30 *1  1 −



(1 − ( 0,9) )    2

2

L 88,/ $(K 89 $(K

Ini adalah harga kekeraan minimum untuk beban 30 -gK, dimana d L 0,9 mmK meru!akan diameter lekukan makimum* A!likai !engu"iannya untuk material B ba"a, bei tuang, dan lain ebagainya* $arga

kekeraan material

akan ama bearnya

"ika

diu"i dengan

menggunakan bola ba"a berdiameter 10 mmK aalkan bear beban yang di!ergunakan ebear 3000 -gK* Dida!at dari beban berbanding diameter k+adrat adalah kontan, 7 D 2 = kontanntuk diameter bola ba"a 1 mmK dan 10 mmK 71 D1

2

=

710 D

2 10

71 710 L

D

2 1

2 D10

30 2 10 2 =1 = 3000 -gK

).).$.+. 6i5k%s Hadn%ss T%st

Alat !enekanan :indentor;nya memakai !yramid intan dengan udut !unak antara dua ii yang berhada!an 138 0* ?ara !engu"ian
7 d2

ambar 3*3*5* (eka !enekanan u"i kekeraan
Dalam indentai :di; untuk u"i kekeraan (rinell ama dengan dalamnya h, :gambar !ada hal /; di L h mmK 1 dalam indentai untuk
edangkan dalam indentai Rok+ell 0,2 kala $R?  di L 100 :100  $R?;

mmK

0,28 kala $R(  di L 130 :130  $R(;

mmK

0,1 kala $R  di L 100 :100  $R;

mmK

70nt0h /%hitungan8

1*

Nilai kekeraan

L 80 $R? 0,2

2*

Dalam indentai

L 100 :1004 80; L 0,0/ mmK

Tebal minimum !elat

L 10 G 0,0/ mmK L 0,/ mmK

Nilai kekeraan

L /0 $R( 0,28

Dalam indentai

L 130 :1304 80; L 0,1 mmK

Tebal minimum !elat L 10 G 0,1 mmK L 1 mmK

).).'. Kuat Taik 3"t%ngth4

Jika kita ingin mendeain ebuah "embatan ebagai arana untuk menyeberangi ungai,tentunya kita haru mengetahui material a!a yang nantinya akan digunakanebagai bahan daar "embatan agar "embatan tidak mudah runtuh,atau dengan kata lain kita haru mengetahui !ei.ikai material e!erti a!a yang ook digunakan untuk membangun "embatan terebut*%etelah mem!ertimbangkan berbagai "eni material, mialnya kita memutukan untuk memilih material ba"a dengan !ertimbangan bah+a material ba"a memiliki i.at mekani dan biaya yang ook untuk membangun "embatan yang kuat* Namun, !ertanyaannya adalah material ba"a yang manaE aterial ba"a mana yang memiliki i.at .iik yang !aling ook digunakan untuk membangun "embatanE %angat banyak ekali "eni material ba"a di dunia ini* ntuk men"a+ab !ertanyaan4!ertanyaan diata,

kita haru melakukan !engu"ian meruak :detrutie tet; !ada "eni4"eni ba"a yang berbeda kemudian membandingkan hailnya* aterial logam memiliki i.at4i.at tarik :tenile !ro!ertie; yang angat baik, oleh karena itu material ini ering digunakan dalam a!likai truktural e!erti "embatan, dimana tenile !ro!ertie

memiliki !eranan yang angat !enting*Tenile !ro!ertie dari uatu logam da!at membantu kita untuk menentukan material a!a yang ook untuk membangun uatu "embatan atau a!likai keteknikan lainnya*(ebera!a tenile !ro!ertie yang banyak digunakan ebagai bahan !ertimbangan dalam memilih uatu material antara lain adalah Mod!l!s /o!ng :modulu kekakuan;, /ield Stress :tegangan luluh;, %ensile Strengt$ :kekuatan tarik;, dan 0!pt!re

Strengt$

:kekuatan

!utu;*

%i.at4i.at

terebut

da!at

dihubungkan dengan kekeraan, mikrotruktur material, dan kandungan karbon dalam ba"a :khuu ba"a karbon;* Dengan menghubungkan i.at4i.at terebut dengan kom!oii dan mikrotruktur material, kita telah mena!ai langkah !ertama dalam !roe !emilihan material dan !roe modi.ikai material terebut*Dengan demikian, !engu"ian tarik angat berguna untuk membantu kita dalam menyeleki material yang ook untuk egala maam a!likai keteknikan dan da!at membantu mengembangkan teknik untuk memodi.ikai material terebut untuk tu"uan tertentu* (ebera!a nama logam enderung menon"olkan data untuk ke!erluan !erhitungan kekuatan bahan mialnya %T

39, %T 52, %T 80, dan lain

ebagainya* 39, 52, 80, menyatakan kuat tarik makimum bahan dan angka ini digunakan untuk !erhitungan kekuatan bahan dalam !eranangan*

).).'.$. #-i taik ahan

Pengu"ian tarik adalah !engu"ian yang beri.at meruak :detrutie tet;, dimana !eimen dilakukan de.ormai hingga !utu dengan beban tarik yang bertambah dengan !erlahan dan teru meneru eara

uniaGial:atu umbu !eimen;*%tandar !eimen !engu"ian tarik da!at dilihat !ada ambar 3*3*6* %tandard diameter adalah 12,/ mm :0,6 inh;, dimana

!an"ang

daerah

tereduki haru

minimal em!at

kali

dari

diameter,80mm :2Q inh; umumnya* %edangkan untuk gauge length memiliki tandard nilai 60 mm :2 inh;*

Gama ). ).+* "tanda s/%sim%n /%ngu-ian taik d%ngan 50ss s%5ti0n %%ntuk 5i5ula

ein u"i tarik di deain untuk mengelongai !eimen dalam la"u kontan, erta eara imultan dan teru meneru menghitung beban yang dia!likaikan !ada !eimen

:menggunakan load ell;

dan menghailkan elongai

:menggunakan ektenometer;* Out!ut dari !engu"ian tarik adalah kura(eban eru =longai* Namun, untuk mengetahui tenile !ro!ertie, kita haru terlebih dahulu merubah kura beban  elongai men"adi kura %ngin%%ing st%ss dan %ngin%%ing stain * %tre :tegangan; dan %train :regangan; da!at

dide.iniikan ebagai 

Dimana  L -ekuatanTegangan Tarik :!a; 7 L (eban yang dia!likaikan !ada bahan :N; Ao L Penam!ang melintang a+al bahan :mm;

Dimana 

L regangan lf L !an"ang aat ter"adinya !atah :mm; loL !an"ang gauge length a+al :mm;

Gama ).).,.* Ilustasi agaimana %an taik m%nghasilkan %l0ngasi9 dimana gais /utus(/utus m%nun-ukkan %ntuk s%%lum d%&0masi9 gais s0lid s%t%lah d%&0masi

#ua !enam!ang benda u"i mula4mula :Ao; dan !an"ang benda u"i mula4mula :#o; nilainya teta! !ada etia! benda u"i oleh karena itu kura tegangan teknik :; terhada! regangan teknik :S; ebanding ebangun dengan kura gaya :7; terhada! !ertambahan !an"ang :#;* 1  L Ao 7 1 Ao , harganya teta! maka tegangan ebanding dengan gaya !enarikan 

7

edangkan, 1 S L #o S

∆# ,ehingga regangan ebanding !er!an"angan,

∆#

Oleh karena itu kura tegangan teknik :; terhada! regangan teknik :S; ebanding ebangun dengan kura gaya :7; terhada! !ertambahan !an"ang :#;*

).).'.'. "i&at(si&at P%ngu-ian Taik

(ebera!a i.at4i.at tarik :tenile !ro!ertie; da!at diketahui berdaarkan !engu"ian tarik, antara lain  1* (ata Pro!orionalita (ata !ro!orionalita meru!akan daerah bata dimana tegangan :tre;ndan regangan :train; mem!unyai hubungan yang !ro!orional atu dengan yang lainnya* %ehingga etia! kenaikan tegangan akan diikuti oleh !erubahan regangan eara !ro!orional* Titik P !ada ambar 3*3*9*, meru!akan titik bata !ro!orionalita*

ambar amb ar 3* 3*1* 1*9* 9* -u -ur raa t tre re 4 4tr trai ain n !a !ada da lo loga gam m yan ang g me menu nun" n"uk ukka kan n de.o de .orm rmai ai el elat ati i da dan n !l !lat ati i,, ba bata ta !r !ro! o!or orio iona nall P da dan n ke keku kuat atan an lu lulu luh h dihitung menggunakan metode o..et 0,002 dari regangan

2* (ata =lati (ata (ata elati elati meru!a meru!akan kan titik titik dimana dimana tegang tegangan an yang yang diberik diberikan an akan akan menyeb menyebabk abkan an ter"adi ter"adiny nyaa de.orm de.ormai ai !lati !lati untuk untuk !ertam !ertamaa kaliny kalinyaa atau meru!akan tegangan terbear !ada daerah elati* Pada ebagian bear material, bata elati mem!unyai harga yang mendekati atau ama dengan harga bata !ro!orionalita* 3* Titik #uluh dan -ekuatan #uluh Titik luluh adalah uatu titik dimana material akan teru terde.ormai tan!a adan adanya ya !ena !enamb mbah ahan an beba beban* n* 7eno 7enome mena na ini ini hany hanyaa da!a da!att terli terliha hatt !ada !ada mate materia rial4m l4mate ateri rial al ulet ulet terte tertent ntu* u* (ebe (ebera! ra!aa ba"a ba"a dan dan mate materia riall lainn lainnya ya menun" menun"ukk ukkan an i.at i.at yang yang di!erli di!erlihat hatkan kan !ada !ada Gama ).).'.'.a. Tranii elati menu"u !lati angat terlihat yang diebut yield !oint !henomenon* Pada titik u!!er yield, de.ormai !latik diiniiaikan dengan !enurunan tegangan tegangan eara aktual* De.ormai De.ormai teru berlan"ut dengan edikit edikit .luktuai .luktuai

dieki diekitar tar nilai nilai tegang tegangan an :tre; :tre; konta kontan n yang yang diebu diebutt titik titik lo+er lo+er yield* yield* %elan"utnya tegangan meningkat dengan meningkatnya train*

Gama ).).:. Ku;a st%ss(stain yang m%nun-ukk m%nun-ukkan an adanya &%n0m%na titik luluh

-ekuatan luluh adalah tegangan dimana bahan mem!erlihatkan bata deiai tertentu dari !ro!orionalita tegangan :tre; dan regangan :train;* Pada ebagian bear material non .errou dan ba"a berkekuatan tinggi, .enomena yield tidak terlihat, oleh karena itu dilakukan metode o..et e!erti yang terliha terlihatt !ada !ada amba amba 3*3*/* 3*3*/* ari ari o..et o..et meru!a meru!akan kan deiai deiai tertent tertentu u dari dari regangan, biaanya diambil 0,1U40,2U dari !an"ang e longai* 5* -ekuatan Tarik akimum -ekuatan makimum adalah tegangan makimum yang da!at ditahan oleh bahan berdaarkan !ada !erhitungan !erbandingan antara tegangan makimum dan lua !enam!ang melintang a+al dari bahan*

Dimana

L -ekuatan Tarik Tarik akimum :!a;

maG

7maG L (eban makimum yang da!at dia!likaikan !ada bahan :N; Ao L Penam!ang melintang a+al :mm; Tegangan makimum ditun"ukkan dengan titik  !ada ambar 3*3*@* (ahan yang beri.at geta akan !atah tan!a menun"ukkan de.ormai, edangkan bahan yang beri.at ulet akan teru berde.ormai hingga mele+ati titik ini*

ambar 3*3*@* -ura tegangan4regangan hingga !utu* Dimana titik  meru!akan kekuatan tarik dan titik 7 meru!akan kekuatan !utu* ambar !eimen diba+ah kura menun"ukkan geometri yang terde.ormai !ada berbagai titik e!an"ang kura*

6* -ekuatan Putu -ekuat -ekuatan an !utu !utu ditent ditentuka ukan n dengan dengan membag membagii beban beban yang yang diguna digunakan kan aat ter"adinya !utu dengan lua !enam!ang a+al* Pada bahan ulet, de.ormai terlokaliir akan menyebabkan ter"adinya neking dan emakin menurunnya beban yang dia!likaikan !ada bahan, maka lua !enam!ang bahan akan mengeil !ula* Pada bahan ulet, kekuatan !utu memiliki nilai yang lebih rendah dari kekuatan tarik makimum* %edangkan !ada bahan geta, nilai kekuat kekuatan an !utu !utu ama ama dengan dengan kekuat kekuatan an tarik tarik makim makimum* um* Perban Perbandin dingan gan kekuatan !utu untuk bahan ulet dan geta da!at terlihat !ada titik ( dalam ambar 3*3*10* -ekuatan !utu da!at dihitung dengan rumu 

Dimana

L -ekuatan Putu :!a; L

break

7 break L L (eban yang dia!likaikan aat !utu :N; Ao L Penam!ang melintang a+al :mm;

8* -euletan -euletan meru!akan i.at mekani !enting lainnya* -euletan da!at ditentukan dengan dera"at de.ormai !lati yang ter"adi* aterial yang angat edikit atau tidak menun"ukkan ama ekali de.ormai hingga !utu dinamakan material geta :brittle;, edangkan material yang menun"ukkan de.ormai !lati hingga ter"adinya !utu dinamakan material ulet :dutile;* -ura tegangan4regangan untuk material yang geta dan ulet da!at dilihat !ada ambar 3*3*10*

ambar 3*3*10*-ura yang menun"ukkan "eni material geta dan ulet yang diberi beban hingga !utu .

-euletan :dutility; "uga da!at diketahui eara kuantitati., yaitu dengan menggunakan !eren elongai dan !eren reduki area* P%s%n %l0ngasi meru!akan !erentai regangan !lati aat !utu, dihitung

dengan menggabungkan bagian bahan yang !atah, kemudian diukur !an"angnya dan dikurangi dengan !an"ang a+al yang kemudian dibandingkan dengan !an"ang a+al, atau dengan rumu 

Dimana  l. L !an"ang aat ter"adinya !atah :mm; #oL !an"ang gauge length a+al :mm;

P%s%n %duksi a%a diukur dari lua !enam!ang minimum dari hail akhir

u"i tarik, atau dengan rumu 

Dimana 

Ao L #ua !enam!ang a+al :mm3; A. L #ua !enam!ang akhir :mm 3;

9* odulu =latiita odulu elatiita atau odulu >oung meru!akan ukuran kekakuan dari material* %emakin bear harga odulu =latiita, maka emakin keil nilai regangan elati yang ter"adi !ada regangan tertentu*

ambar 3*3*11* -ura tegangan4regangan yang menun"ukkan de.ormai liniar elati

odulu =lati dinyatakan dalam rumu  Dimana 

= L odulu =latiita :Pa; L Tegangan :Pa; L Regangan

odulu =latiita ditentukan oleh energi ikat antar atom, oleh karen itu gaya ini tidak da!at diubah tan!a merubah truktur bear* $arga odulu =latiita ditentukan oleh  4

Penambahan unur !aduan

4

Perlakuan !ana

4

Peker"aan dingin

4

Tem!eratur

4

(ebera!a harga odulu =latiita da!at dilihat !ada Tabel 2*1

4 Tabel 3* 1 odulu =latiita bebera!a material !ada tem!eratur ruang N0

1 2 3 5 6 8 9 /

Mat%ial

Tungten (a"a Nikel Titanium Tembaga -uningan Aluminium agneium

M0dulus Elastisitas M/a $<, Psi 509 6@ 209 30 209 30 109 16,6 110 18 @9 15 8@ 10 56 8,6

70nt0h "0al  %e!otong ka+at tembaga mem!unyai kekuatan !utu ebear

300 Pa* -euletan yang dinyatakan dalam uut !enam!ang adalah 99U* $itunglah tegangan ebenarnya : t; !ada aat !utu E Ja+ab  (erdaarkan !enam!ang mula Ao 7A L 300 Pa

t L 7Ao L 300 Pa

7 L :300G10 8 Nm2 ;Ao

7 L :300 G 10 8 Nm2 ; Ao

t L 7:140,99 ;Ao; L :300 G 10 8 Nm2; Ao0,23*Ao L 1300 Pa

/* odulu Reiliene odulu Reiliene adalah kemam!uan bahan untuk menyera! energi ketika terde.ormai elati, dan kemudian mengembalikan energi terebut aat tidak ada beban* odulu Reiliene :r; "uga meru!akan energi regangan !er

unit olume yang dibutuhkan untuk menaikkan tegangan nol hingga ke tegangan luluh* odulu Reiliene da!at diketahui dengan menghitung lua diba+ah kura tegangan4regangan hingga titik luluh*

Diaumikan daerah elati linear, maka 

-emudian, da!at di"adikan 

ambar 3*3*12* %kema yang menun"ukkan bagaimana odulu Reiliene :ditun"ukkan oleh bagian yang berbayang; dihitung dari kura tegangan4 regangan*

@* -etangguhan

-etangguhan meru!akan kemam!uan uatu bahan untuk menyera! energi hingga ter"adinya !utu* Dalam !raktiknya, ketangguhan diukur dari daerah diba+ah kura tegangan4regangan* Oleh karena itu, +alau!un material geta memiliki tegangan makimum dan tegangan luluh yang lebih bear, namun memiliki ketangguhan yang lebih rendah dibandingkan material ulet e!erti yang terlihat !ada ambar 3*3*10*

10* True %tre dan True %train True tre diukur dalam membagi beban dengan lua !enam!ang aat !embebanan berlangung, bukan !ada lua !enam!ang a+al* %edangkan true train diukur dari !erubahan !an"ang dibagi !an"ang yang ter"adi

%edangkan untuk true train,

$ubungan antara engineering tre4train dengan true tre4train, da!at dituangkan dalam rumu 

ambar 3*3*13* Perbandingan kura tegangan4regangan engineering dan kura tegangan4regangan true* Neking ter"adi etelah titik 

).).'.). D%&0masi

Jika uatu batang ditarik dengan gaya 7, maka batang terebut akan mengalami tiga taha! !erubahan yaitu B !ertama, dari titik O ke A, kedua dari A ke (, dan ketiga dari ( ke ?* Pada taha! dari O ke (, batang berubah eara berimbang dimana etia! aat dalam !roe !enarikan berlaku olume teta!, Ao*#o L A1* #1* Pada taha! dari O ke A elain berlaku olume teta! "uga bahan mam!u balik, "adi a!abila gaya !enarikan dihilangkan ukuran bahan akan kembali ke ukuran mula, ini diebut d%&0masi %lastis*

%edangkan !ada taha! dari A ke ( ter"adi !erubahan teta!, bahan tidak mam!u balik ke ukuran mula diebut d%&0masi /lastis s%agam * Pada titik ( ke ? !erubahan lua !enam!ang terlokaliir mulai dari titik ( hingga

bahan akan !utu di titik ?* %elama !roe !enarikan keadaan olume teta! tidak berlaku lagi Ao*#o V A1* #1* Pada titik ( "uga meru!akan titik mulai terbentuknya Nek :leher; dan bahan akan !utu di titik ?, d%&0masi 5a5at

).).'.*. J%nis Patahan P%ngu-ian Taik

De.inii !er!atahan adalah terbaginya material men"adi dua atau lebih akibat adanya tegangan tati :kontan atau berubah !erlahan terhada! +aktu; dan !ada tem!eratur yang relati. rendah diba+ah tem!eratur lebur dari material terebut* Dalam !engu"ian tarik dikenal dua "eni !atahan yaitu !atahan geta dan !atahan ulet* -lai.ikainya berdaarkan kemam!uan material terebut untuk berde.ormai !lati* Jeni material ulet menun"ukkan de.ormai !lati dengan !enyera!an energi yang bear ebelum ter"adinya !utu* %edangkan, "eni material geta tidak menun"ukkan de.ormai !lati dengan !enyera!an energi yang rendah* -ura tegangan4regangan yang membedakan material geta dan ulet terlihat !ada ambar 3*3*10*

ambar 3*3*15* :a; Patahan angat ulet, :b; Patahan moderat, :; Patahan eta

1;

Patahan let :dutile;

Patahan

ulet memiliki

iri kha tertentu baik

eara

makroko!ik mau!un mikroko!ik* Patahan ulet eara makroko!ik da!at

dilihat !ada ambar 3*3*15 :a; dan :b;, ebagian bear logam ulet ditun"ukkan !ada ambar 3*3*15 :b;* ?iri4iri !atahan ulet  a* enun"ukkan de.ormai !lati dengan !enyera!an energi yang bear ebelum ter"adinya !utu* b* emiliki bentuk !ermukaan !atahan u! and one * emiliki bentuk !ermukaan !atah yang gela!, irregular, dan bererabut yang menun"ukkan bah+a telah ter"adi de.ormai !lati

Gama ).).$+ Patahan ul%t yang %%ntuk 5u/ and 50n%

Gama ).).$,. #utan t%-adinya /%mukaan /atahan 5u/ and 50n%

a;

Neking a+al

b;

Pembentukkanlubang keil

c;

Penggabungan lubang4lubang membentuk retakan

d;

Pen"alaran retak

e* Patahan akhir yang membentuk udut 56 o 2;

Patahan eta :brittle; Patahan geta "uga memiliki iri kha tertentu baik eara makroko!ik mau!un mikroko!ik* Patahan geta eara makroko!ik da!at dilihat !ada ambar 3*3*15 : ; Ada!un iri4iri !atahan geta antara lain  a; Tidak menun"ukkan de.ormai !lati dengan !enyera!an energi yang

edikithingga ter"adinya !utu*

b; mumnya memiliki bentuk !ermukaan !atahan <4ha!ed :heron

mark; dan .an like !attern* c; emiliki bentuk !ermukaan !atah yang rata, terang, dan enderung

halu*

Gama ).).$=. J%nis /atahan g%tas yang m%miliki /%mukaan /atahan yang ata9 t%ang9 dan 5%nd%ung halus

Gama ).).$:. J%nis /atahan g%tas yang %%ntuk 6(sha/%d 35h%;0n4

Gama ).).$> * J%nis /atahan g%tas yang %%ntuk &an lik% /att%n

).).). Kuat Punti "i !untir dilakukan dengan tu"uan, 1;

menentukan tegangan alir materil

2;

menentukan bata luluh geer material

3;

menentukan modulu elatiita geer :; material*

).).).$. T%gangan ali mat%ial

Ada baiknya kalau !roe !erenanaan kontruki dibandingkan dengan !roe !erenanaan !roe !embentukan* %uatu kontruki dihara!kan da!at menahan beban tan!a mengalami !erubahan bentuk yang !ermanen* ntuk itu maka bata !aling ata tegangan yang beker"a adalah bata luluh bahan :yield !oint;* Dilain !ihak !roe !embentukan memang bertu"uan untuk memberikan de.ormai !lati !ada material, ehingga untuk itu tegangan yang diberikan haru mena!ai dan melam!aui bata luluh material yang di!roe* Dengan lain !erkataan terhada! benda ker"a !erlu diberikan gaya agar tegangan yang beker"a mena!ai tegangan ehingga ter"adi de.ormai !lati* Tahanan atau !erla+anan bahan terhada! de.ormai !lati diebut tegangan alir * Tegangan alir material berkaitan dengan kekuatan material, ehingga ini akan menentukan bearnya gaya !embentukan yang di!erlukan* Tegangan alir material da!at di!eroleh dari berbagai "eni !engu"ian, antara lainB u"i tarik, u"i tekan, atau u"i !untir* %yarat !engu"ian yang da!at digunakan untuk menentukan tegangan alir material adalah  ;

;

!engu"ian yang teliti da!at menghailkan tegangan yang bear

Didalam menentukan tegangan alir dengan menggunakan u"i tarik memiliki kelemahan yaitu ter"adinya !enomena !engeilan !enam!ang etem!at dan regangan yang di!eroleh relati! keil*

%edangkan u"i tekan, +alau!un da!at menghailkan regangan yang bear, memiliki kelemahan yaitu ter"adinya .enomena barreling* -euntungan u"i !untir adalah .enomena !engeilan etem!at dan .enomena barreling tidak ter"adi, erta reduki yang di!eroleh adalah uku! bear* %elain untuk menentukan tegangan alir, u"i !untir da!at "uga digunakan untuk menda!atkan kura tegangan geer regangan geer material*

).).).'. T%gangan g%s% dan %gangan g%s%

ambar 3*3*20* eometri "i Puntir (ahan Dari geometri u"i !untir da!at dilihat bearnya tegangan geer dan regangan geer berariai dari harga nol di!uat !eimen erta mena!ai harga makimum !ada !ermukaan* (earnya regangan geer adalah r X = tg φ = # Artinya, regangan geer !ada !eimen adalah ebanding dengan "ari4"ari elemen yang ditin"au* (earnya tegangan geer haru ditin"au !ada daerah elati dan daerah !lati eara ter!iah* Pada daerah elati, bearnya tegangan geer adalah ebanding dengan regangan geer, yang berarti "uga akan ebanding dengan "ari4"ari elemen yang ditin"au* Pada kondii de.ormai elati ini bearnya tegangan geer !ada !ermukaan !eimen ilindri adalah * * T = R mak* = T = T5 3 I ! d 32 d Pada daerah !lati, tegangan geer tidak lagi ebanding dengan regangan geer* Akibatnya bearnya tegangan geer tidak lagi linier terhada! "ari4"ari elemen, ehingga !eramaan diata tidak berlaku lagi untuk de.ormai !lati. ntuk menghitung bearnya tegangan geer !erlu digunakan metoda yang dikembangkan oleh Nadai ebagai berikut ial udut !untir !er atuan !an"ang L # L Y, ehingga regangan geer,

L r Y %edangkan bearnya momen !untir,  T = Z*rdA = Z r*2  r dr T

r = 0

0

= 2

Z*r dr 0

Didaerah elati, tegangan geer tidak lagi linier terhada! regangan geer* eki!un demikian, bearnya tegangan geer teta! tergantung regangan geer  L .:; -arena, r L Y maka,  T = 2 . ( X )    W[  W[ 0

= 2 . ( X

 T *( W[

X dX

0

a L regangan geer di !ermukaan !eimen L aY Jika diganti aYdan dide.ereniaikan terhada!Ymaka, dW [

(

T

*( W[)

3

) = 2 a . ( aW )a [

2

( W[) 2 = 2a 3 ( W[) 2 . ( aW [ )

(earnya tegangan geer !ada !eimen da!at dinyatakan

a L . :aY; T* dW

[

= 2 a 3 ( W[) Z a

Atau, 2

3 T :Y; \

( W[) 3

dW

T [

L 2a3 :Y;2 a

Jadi tegangan geer !ada !ermukaan !eimen da!at dinyataan dalam !eramaan berikut  Za =  W[ [T + 3 T  3 2 a  dW 

Pada diagram momen !untir terhada! udut !untir, dW

T [

L kemiringan gari inggung !ada kura*

Dengan demikian, maka tegangan geer !ada !ermukaan !eimen da!at dihitung ebagai berikut, Za

=

2 a 3

( (? + 3?D )

* ambar 3*3*21* Diagram omen !untir terhada! udut !unter

).).*. Kuat Pukul 3Kuat Im/ak4

Pada a!likai rekayaa,bahan baku dikenakan beban dinami e!erti  1* =k!erimen beban ke"ut atau !embebanan yang meningkat eara bertaha!* 2* Pemberian dan menghilangkan beban yang eara bergantianberulang4 ulang* 3* Pemberian beban ]tenionY ke ]om!reionY "i im!ak adalah alah atu metode !engu"ian yang di!ergunakan untuk menganalia akibat !emberian beban dinami !ada bahan* %elain itu !engu"ian ini dilakukan karena  ;

De.ormai bahan tem!eratur rendah

;

#a"u regangan tinggi

;

-eadaan tegangan tiga umbu

Ada 2 metode tandard dalam u"i im!ak,yaitu  ?har!y ICod

(atang u"i yang diberi takik di!atahkan dengan atu !ukulan* (ear energi !ukulan ditentukan dari bear maa !alu :bandul; dan tinggi kedudukan mulanya* (atang u"i haru !atah ehingga kedudukan akhir dari ayunan bandul da!at diketahui*

ambar 3*3*22* Pengu"ian !ukul dengan metode ?har!y Jika bandul mengayun tan!a mematahkan benda u"i maka kedudukan akhir ayunan etinggi h 1 dan "ika mematahkan benda u"i kedudukan akhir etinggi h2* Jika maa bandul atau !alu adalah m maka, mg:h04 h1; adalah energi hambatan gerakan ayunan bandul elan"utnya diebut energi geek* Dengan demikian mg:h 04 h2; adalah energi total yaitu energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda u"i ditambah energi geek* %edangkan energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda u"i, = bu L =total  =geek

L mg:h04 h2; 4 mg:h04 h1; = bu L mg:h14 h2; -ekuatanharganilai !ukul:im!ak; adalah bear energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda u"i dibagi luaan !enam!ang diba+ah takik*

N i

=

bu

A "oulemm2K

#ua !enam!ang diba+ah takik, A L a G b mm2K

Gama ).).'). Gama %nda u-i yang di%i takik

).).*.$. Tansisi k%tangguhan 1;

(a"a yang dibebani !erlahan4lahan da!at !atah ulet teta!i !atah ra!uh bila dibebani beban ke"ut:im!ak;* Ini diebabkan tidak ada keem!atan bagi ba"a untuk berde.ormai !lati*

2*

Pada uhu rendah retak da!at merambat lebih e!at dari!ada ter"adinya de.ormai !lati* Ini berarti energi yang diera! edikit

3* Pada uhu tinggi, retakan didahului de.ormai energi

yang

memerlukan

oleh

Gama ).).'*. Huungan antaa nilai /ukulan d%ngan suhu /%ngu-ian

%alah atu kegunaan !engu"ian !ukul adalah untuk menentukan keberhailan uatu !engolahan !ana !ada bahan* (ahan4bahan tertentu akan mengalami tranii

dari

geta

ke

liat

a!abila

tem!eratur

dinaikkan

atau

ebaliknya,melalui kura tranii dari geta ke liat atau ebaliknya*

).).*.'. En%gi yang diutuhkan untuk m%matahkan %nda u-i

Dalam !raktek rumuan = L mg:h04 h2; tidak da!at ditera!kan, karena tidak mungkin da!at mengukur ketinggian h 2* Oleh karena itu rumuannya !erlu diubah men"adi dalam bentuk udut*

Gama ).).'+. P0sisi andul1/%ndulum s%t%lah m%matahkan %nda u-i

:h04 h2; L h L >2\ >0 L #o^2 \ #o:1/0_4 ^ 0; L #`o^2 \ o:1/0_4 ^0; L#:o^2  o ^ 0; Dengan demikian kuat im!ak bahan adalah, mg o^1 − o^ 0 N i = A

70nt0h ,

ein u"i im!ak mem!unyai maa !endulum 5,6 -gK* Jika !endulum ditem!atkan !ada ketinggian 0,3 mK, lalu dile!a mengayun

a* tan!a

mematah4kan benda u"i dan b* mematahkan benda u"i :ukuran !enam!ang diba+ah takik

2 G 12 mmK;, !endulum mengayun !ada ketinggian maing4

maing 0,2@ mK dan 0,20 mK* TentukanB

1; bear

energi geek "ouleK

2; harga

im!ak benda u"i -"m2K

3; ketinggian

!endulum mengayun mK, "ika dile!a dari ketinggian 0,26 mK

dan mematahkan benda u"i yang mem!uyai kekuatan im!ak ama dengan !oint 2* bear energi geek ama :teta!; dan kee!atan !ukulan tidak ber!engaruh terhada! kuat im!ak* Ja?a2

1* (ear energi geek,

=geek L m g :$ 0  $1; L 5,6 -gK * @,/1mdet2*:0,3mK  0,2@ mK; L <9** @-

2* (ear energi yang diera! benda u"i, = bu L m g :$ 1  $2; L 5,6 -gK * @,/1mdet 2*:0,2@mK  0,20 mK; L 3,@93 "K $arga im!ak benda u"i, , bu

48

$I L A L 2mmK G 12 mmK G 10 mmm

2

= 186,65 -"m 2 K

3* =total L = bu \ =geek L m g :$ 0  $2; L 3,@93 JK \ 0,55 JK L 5,6 -gK * @,/1mdet 2*:0,26mK  $ 2 mK; , , 2 5,6 -gK * @,/1mdet K L 0,1 mK :0,26mK  $2 mK; L

$2 L *:0,26mK 4 0,1 mK L <9$+ @m

3*3*6* ulur :?ree!;

Bahan4bahan yang mengalami !embenanan tatik teta!i ter"adi kenaikan tem!eratur akan mengalami de.ormai yang diebut creep. ?ree! ter"adi !ada logam "ika kenaikan tem!eratur lebih bear 0,5 tem!eratur airnya* (ahan4bahan yang amor!hou,mialnya !olimer :!latik; dan karet "uga !eka terhada! ter"adinya ree!* Pada +aktu o!erai, udu4udu turbin ga berada !ada tem!eratur ekitar 1100 _?* %udu4udu haru mem!unyai kekuatan !ada tem!eratur ini untuk bero!erai dengan tan!a de.ormai yang uku! bear :ree!; elama ribuan "am o!erai*

Jika uatu bahan diberi beban kontan ebaar 7, maka eketika bahan terebut akan teregang ebear S o* Regangan menyebabkan tidak tabil kedudukan atom4atom dan karena karakteritik atom4 atom bergetar ehingga ter"adi !ergeeran4!ergeeran yang menyebabkan ter"adinya de.ormai :mulur;* %uhu akan mem!engaruhi bearnya mulur ini* ?ree! dari kebanyakan material meli!uti tiga taha! la"u kee!atan regang* Pertama !eimen teregang eketika beban diberikan, lalu mengalami ree! taha! !ertama dengan !eregangan relati! e!at* -ee!atannya ini berangur4 angur egera berkurang dan berakhir dengan kee!atan regang kontan ebagai tanda mulai ree! taha! kedua* Dalam truktur teknik yang bero!erai !ada tem!eratur tinggi, ree! taha! kedua ini haru berlan"ut untuk eluruh !roe !eregangan yang mungkin da!at memakan +aktu 20 tahun atau lebih* Ti!e dari !engu"ian ini diketahui ebagai ree! ru!ture teting :u"i !utu mulur;* (agaimana!un tegangan uku! tinggi ehingga !eimen mauk ke ree! taha! tiga elama !eriode !engu"ian* -ee!atan regang ekarang bertambah teru meneru berakhir dengan !utunya !eimen :ru!ture;*

ambar 3*3*28* $ubungan train dengan +aktu

So L regangan eketika beban diberikan S L regangan ree! :mulur; 7%%/ st%ngth adalah tegangan yang menyebabkan de.ormai !lati eara

teru4meneru dengan kee!atan kontan :mial 10

45

U "am;*

Ru/tu% st%ngth adalah tegangan yang menyebabkan !utunya bahan

akibat ree! etelah +aktu yang diberikan :mial 1000 "am;

).).+.$. Is05h0n0us dan Is0m%tik

(ebera!a benda u"i yang "eni dan ukurannya ama, mial dari bahan aryli, lalu diberi beban berbeda hingga menimbulkan tegangan !ada benda u"i !ertama ebear 9 Nm2K, kedua 15 Nm 2K, ketiga 21 Nm2K, keem!at 2/ Nm2K,dan kelima 36 Nm2K,

gambar kura4kuranya

e!erti diba+ah*

ambar 3*3*29* ambar kura Iohronou dan iometri

Ku;a is05h0n0us adalah kua yang di!eroleh dari gambar yang didaarkan

!ada +aktu !embebanannya ama menggambarkan bearnya

:gambar *;* -ura ini

tegangan akan bertambah dengan

dibearkannya regangan* Ku;a is0m%tik adalah kua yang di!eroleh dari gambar yang didaarkan

!ada "arak regang ama :gambar a*;* ntuk "arak regang ama, mial dilihat

untu untuk k bend bendaa u"i u"i yang yang mem! mem!uny unyai ai tega tegang ngan an ebea ebearr 21 N Nm m 2K, 2/ Nm2K,dan 36 Nm 2K, dengan teregang teta! :kontan; lama kelamaan :euai +aktu; +aktu; bearnya bearnya tegangannya tegangannya menurun* menurun* ?ontoh ke"adian ke"adian ini da!at dili diliha hatt !ada !ada karet karet gelan gelang g yang yang etela etelah h bebe bebera! ra!aa lama lama dile dile!a !a ebag ebagai ai !engikat buku* -aret gelang tidak da!at kembali ke bentuk mula oleh karena itu karet gelang tidak mam!u mengikat buku ekuat ebelumnya*

).).+.'. R%laksasi 3/%ng%nd0 3/%ng%nd0an4 an4

#a"u !engurangan tegangan ddt ebanding dengan tingkat tegangan  −  r = %  dt  -ontan -ontanta ta eband ebanding ing r haru haru mem!un mem!unya yaii atuan atuan +aktu +aktu dan diebu diebutt +aktu +aktu relakai  t

=

%

r

diintegraikan ln

%o

=−

% = %o e

−

r t r

bila t L r %o

= − = 0,39 e

Relak Relakai ai tegang tegangan an meru!a meru!akan kan hail hail !erger !ergeraka akan n moleku molekull oleh oleh karena karena itu !engaruh uhu terhada! te rhada! relakai tegangan ama !engaruhnya terhada! di.ui* &aktu &a ktu relakai adalah kebalikan dari la"u, la" u, ln

r

= ln

ro

−

k*T



= L energi aktiai !ergerakan atom

JouleK

- L kontanta (oltCmannL13,/G10 425

J-K

T L uhu

-K

).).,. !atik

Logam akan akan retak a!abila dikenakan 'tre)dengan ariai yang berulang4ulang,biaanya dikenakan diba+ah ]ltimate Tenile Tenile %trengthY dan ge"ala ini dikenal dengan 'etal 7atigue)* -elelahan ter"adi !ada truktur yang yang meng mengala alami mi beba beban n dinam dinami i atau atau .luk .luktu tuai ai** ial ial  !ada !ada !ea+ !ea+at at terbang,"embatan dan kom!onen mein* -ekuat -ekuatan an tarik tarik da!at da!at di"adi di"adikan kan !edoma !edoman n deign deign untuk untuk kontru kontruki ki yang mengalam mengalamii beban beban tati*

ntuk ntuk mendeig mendeign n

kontruki yang akan mengalami !embebanan dinami di!erlukan data bahan hail hail !engu" !engu"ian ian .atik* .atik* aya aya yang yang da!at da!at dibeba dibebanka nkan n !ada !ada bahan bahan dengan dengan !embebanan dinami "auh lebih rendah dari!ada beban tati* Pada Pada kontru kontruki ki dan elemen elemen mein mein yang yang menerim menerimaa beban beban dinami dinami, , tega tegang ngan an yang yang ter"a ter"adi di dida didalam lamny nyaa akan akan beru beruba bah4 h4ub ubah ah** (ila (ila bear bearny nyaa tegangan yang berubah4ubah terebut melam!aui bata lelah material :.aticue limit;, maka kontruki atau elemen mein akan ruak !ada kurun +aktu tertentu* tertentu* eki!un eki!un angat lua kemungkinan kemungkinan4kemu 4kemungkin ngkinan an ariai beban yang timbul eara berulang4ulang teta!i itim !eriodik inuiodal da!at digu diguna naka kan n untu untuk k !eng !engu" u"ia ian n dan dan anali analia a** 7ati 7aticu cuee limit limit atau atau bata bata lelah lelah material da!at ditentukan dari !engu"ian lelah tarik4tekan, lentur, atau lentur

!utar terhada! bebera!a !eimen u"i* (eban yang diberikan !ada maing4 maing !eimen u"i dibuat berbeda4beda*

ambar 3*3*2/* Alat u"i .atik tekan4tarik

ambar 3*3*2@* Alat u"i .atik tekan4tarik4 !utar

ntuk melakukan !engu"ian biaanya dibutuhkan enam atau lebih material benda u"i yang diberi bear beban berlainan* aterial ini "ika diu"i tarik, !atah !ada tegangan ekitar berulang4ulang !ada

5/0 !aK, ta!i a!abila dikenai tegangan

 3/0 !aK ia !atah !ada ekitar 10 6 kali

!engulangan* -e"adian ini ama a!abila dikenai beban  360 !aK dengan 108 kali !engulangan* Akan teta!i dengan mengubah tegangan 350 `!aK material tidak !atah am!ai "umlah iklu atau !engulangan bera!a!un "uga* -ura terebut diebut kura %4N atau kura tegangan eru "umlah iklu* (ata leel tegangan dimana bahan tidak !atah !ada bera!a!un "umlah iklu beban yang diberikan diebut endurane trength atau endurane limit :bata keta ketaha hana nan n

lela lelah; h;**

ntu ntuk k

loga logam m

non4 non4.e .err rro o

e!e e!ert rtii

alum alumin iniu ium* m*ti tida dak k

mem!unyai mem!unyai endurane endurane limit, logam teta! mengalami kelelahan +alau!un dengan beban yang ringan* Dari hail !erobaan ini da!at di!erkirakan bera!a beban dinami makimum yang da!at diberikan !ada logam non .erro dengan daya tahan untuk +aktu tertentu*

ambar 3*3*30* -ura tre * "umlah iklu !engulangan

ambar 3*3*31* Perbandingan kura .atik untuk .errou dan non .errou

Jeni beban dinamik inuiodal ditun"ukan !ada gambar berikut  :a;* (eban tegangan bolak4balik :reered tre; :b;* (eban tegangan berulang :re!eated tre; :;* (eban tegangan tidak beraturan :random tre;

ambar 3*3*32* Jeni beban dinamik inuoidal

Range tegangan

σr L σmaG  σmin Tegangan am!litudo σa L 2 Tegangan rata4rata 2 σr L Pemakaian data hail u"i .atik dalam !eranangan kom!onen diuraikan goodman dengan membuat gambar diagram e!erti diba+ah* ambar ini diuun dari gambar bentuk beban dinamik inuiodal !ada bear tegangan rata4rata meningkat bertaha! dari nol hingga ultimate tre* Range tegangan dan atau tegangan am!litudo terbear ada !ada tegangan rata4rata ama dengan nol* Pada tegangan rata4rata ama dengan ultimate tre range tegangan dan atau tegangan am!litudo ini ama dengan nol*

ambar 3*3*33* ambar range o. tre :r; *mean tre:m;

Jika umbu ertikal diganti dengan alternating tre maka bentuk gambarnya berubah men"adi e!erti diba+ah ini*

ambar 3*3*35* ambar alternating tre :a; *mean tre :m;

Jika mean tre, σm diangga! umbu G, alternating tre,σa diangga! umbu y, edangkan G 1 L 0, G2 L σu, y1L σ. ,dan y2 L 0 maka goodman line adalah meru!akan !eramaan gari luru ,

− − = a . Ru − 0 0 − R . − m = a . − R . Ru R a − R . = −R . m m

Ru

Ra

= R . − R .

Ra

= R . 1 − m   R u 

m

Ru

Inilah !eramaan yang menggambarkan hubungan data hail u"i tarik dengan .atik* ntuk mengakomodai !enda!at erber, yang mengemukakan bah+a ebenarnya bentuk garinya lengkung :bentuk !arabola; maka !eramaan terebut da!at dituli, R a = R . −     R u  





Jika n L 1  oodman line n L 2  erber !arabola

70nt0h s0al 2

%ebatang bahan diberi beban tarik akial 60 NK dan beban akial bolak4balik 100 NK* Jika .atik limit bahan 13 Nm 2K dan kuat tariknya 50Nm 2K* (era!a mmK diameter minimal batang agar tidak !atah akibat beban terebut E* 7aktor reduki kuat .atik adalah 1,6 dan .ator keamanan 2,6*

Ja+ab 

= R . −     R u    ** * , * Ra = a = a 2 = A π*d π*d 2  ** * , * Ra = a = a 2 = A π*d π*d 2 Ra

=

π*d 2 , * Jika,

π*d 2

1− 2 1,6  π *d *50   



=G

G00d man9

nL1 1,6 

50



= /,89 − 10,/3*G 2 π*0,09/ L 8,3/ mmK G L 0,09/ L π*d  d L 100*G

G%%9

nL2

1,6 100*G

50

= /,89 − /,89  G 2  50 

13,65 G 2 \ 100 G  /,89 L 0 − − a 2a

M1,2 L 100 2

−

− 5*13,65*:−/,89 ; L 102,32

ML

,

2*13,65

, *

, *

L 0,0/69 L

π*d 2

dL

π*0,0/69

L 8,0@ mmK

).).=. Latihan dan Tugas 1*Pengu"ian kekeraan Detrukti! ada bera!a maam yang audara ketahuiE %ebutkan H

2* A!a yang audara ketahui tentang angka kekeraan (rinell E 3* A!a yang audara ketahui tentang angka kekeraan O$ E 5*enurut tandart Inggri :(% 250; tentang !engu"ian kekeraan,bera!a !erbandingan antara gaya yang diberikan :7; dengan diameter !eluru :D; E 6* A!a yang anda ketahui tentang angka kekeraan O$ E 8*%uatu benda u"i bia tergore oleh uartC teta!i tidak tergore oleh .eld!ar* (era!a angka kekeraan menurut O$ E 9* Pelat ba"a tebal 1,2 mmK akan diu"i nilai kekeraannya dengan metoda (rinell* a* (era!a a"a bear beban dan ukuran diameter bola ba"a yang da!at digunakanE

b* (era!a "uga !erkiraan nilai kekeraan terendahE /* (era!a nilai kekeraan terendah yang da!at diukur !ada !elat ba"a tebal 1,8 mmK, a* (erdaarkan metode brinell E b* (erdaarkan metode
15* (a"a mem!unyai kekuatan luluh ebear 612,6 PaK* -ekuatan tarik 692 PaK dengan uut !enam!ang 10 UK* aing4maing !ada aat kekuatan luluh dan kekuatan tarik a* (era!a UK bear regangan teknik :nominal;nya E b* (era!a UK bear regangan ebenarnya E

* (era!a PaK bear tegangan ebenarnya E 16* -a+at dari bahan ba"a yang dila!ii tembaga dikenai beban ebear 5962 NK ehingga timbul tegangan ebear 39/ PaK dan regangan elatik ebear 0,25 UK* a* (era!a bear maing4maing !raki olume ba"a dan tembaga E b* (era!a mmK diameter ka+at dan bera!a mmK diameter ba"a E * (era!a ne+ton beban yang mengenai maing4maing bahan E 18* >ang manakah diantara bahan4bahan yang !aling  a* -uat b* #iat dari (ahan 1* -uningan /0420

U Peman"angan 60

-ekuatan Tarik :Nmm2; 800

2* -uningan 80450

50

900

3* -uningan 90430

90

626

19* ambar diba+ah ini meru!akan kura tegangan4regangan engineering untuk !lain arbon teel*

(erdaarkan kura , hitung i.at4i.at tarik material  a; ltimate tenile trength b; >ield trength :o..et 0,2U; c; odulu elatiita d; odulu reiliene e; Dutility :!eren elongai hingga !atah;

1/* Perhatikan kura Tegangan4Regangan untuk material kuningan :bra; diba+ah ini* (erdaarkan kura tegangan4regangan* $itung  a;

M0dulus Elastis

b;

B%an 3l0ad4 maksimum yang da!at dito!ang oleh !eimen

berbentuk ilinder dengan diameter a+al 12,/ mm* c;

P%tamahan /an-ang !eimen yang memiliki !an"ang a+al

260 mm a!abila mengalami tegangan tarik ebear 356 Pa*

1@* Pendulum yang mem!unyai maa 8 -gK memukul benda u"i yang mem!unyai kekuatan im!ak 1/0 -Jm 2K dengan ukuran !enam!ang 2 G 10 mmK hingga !atah* Pan"ang lengan !endulum 0,8  mK* Jika !enem!atan a+al !endulum !ada udut // O dari umbu ertikal* %am!ai udut bera!a dera"at !endulum mengayun "ika a* gerakan !endulum em!urna tan!a geekanE b* bear energi akibat geekan ebear 0,5 JE 20* -a+at tembaga mem!unyai kekuatan luluh 330 PaK dan kekuatan tarik 360 PaK* Pertambahan !an"ang aat ditarik mena!ai kekuatan luluhnya adalah 3 mmK dan aat mena!ai kekuatan tariknya 6 mmK* aing4maing !ada aat kekuatan luluh dan kekuatan tarik a* (era!a UK bear regangan teknik :nominal;nya E b* (era!a UK bear regangan ebenarnya E * (era!a PaK bear tegangan ebenarnya E

21* -a+at dari bahan ba"a yang dila!ii tembaga dikenai beban ebear 3920 NK ehingga timbul tegangan ebear 2@8 PaK dan regangan elatik ebear 0,2 UK* a* (era!a bear maing4maing !raki olume ba"a dan tembaga E b* (era!a mmK diameter ka+at dan bera!a mmK diameter ba"a E * (era!a ne+ton beban yang mengenai maing4maing bahan E 22* Pendulum yang mem!unyai maa 8 -gK memukul benda u"i yang mem!unyai kekuatan im!ak 1/0 -Jm 2K dengan ukuran !enam!ang 2 G 10 mmK hingga !atah* Pan"ang lengan !endulum 0,8  mK* Jika !enem!atan a+al !endulum !ada udut /0 O dari umbu ertikal* %am!ai udut bera!a dera"at !endulum mengayun "ika a* erakan !endulum em!urna tan!a geekanE b* =nergi geek 0,5 JKE 23* (atang ber!enam!ang bulat menerima momen bending ber.luktuai minimum 0 dan makimum 623,8 NmmK* (era!a mmK diameter batang

minimum agar batang tidak !atah karena .atik E .aktor reduki kuat .atik 2 , .aktor keamanan 2,6 , .atik limit 18 Nm 2K, dan kuat tarik 50 N m2K* 25*

(ron mem!unyai modulu elatiita ebear 110*000 Pa dan kekuatan luluh ebear 16/ Pa,kuat !utu nominal 23/ Pa dan uut !enam!ang ebear 35U* :a;* (era!akah regangan eungguhnya ebelum ter"adi luluh E :b;* (era!a tegangan eungguhnya !ada aat !atahE

26* Paduan Aluminium 8161 mem!unyai modulu elatiita :=; 90000 Pa dan kekuatan luluh ebear 296 Pa :a;* (era!akah beban yang da!at ditahan oleh ka+at berdiameter 2,96 mm tan!a ter"adi luluh E :b;* (ila ka+at berukuran ama dan !an"ang 30,6 m diberi beban 55 kg,bera!akah !er!an"angannya E

3*5* Rangkuman

(ebera!a i.at mekanik bahan teknik yang telah dibaha !ada modul 2 yaitu -ekeraan -ekuatan Tarik -ekuatan Puntir -uat Im!ak :Pukul; ?ree! :ulur; 7atigue ;

-ekeraan adalah ketahanan bahan terhada! indentai !lati :kekeraan (rinellB
;

-ekuatan Tarik adalah ketahanan bahan terhada! beban tati yang diberikan* ntuk mengukur ketahanan bahan terebut dilakukan !engu"ian tarik*

;

Pengu"ian tarik adalah !engu"ian yang beri.at meruak :detrutie tet;, dimana !eimen dilakukan de.ormai hingga !utu dengan beban tarik yang bertambah dengan !erlahan dan teru meneru eara uniaGial:atu umbu !eimen;*

;

Out!ut dari !engu"ian tarik adalah kura (eban eru =longai* Namun, untuk mengetahui tenile !ro!ertie:i.at4i.at tarik;, kita haru terlebih dahulu merubah kura beban  elongai men"adi kura %ngin%%ing st%ss dan %ngin%%ing stain *

;

(ebera!a tenile !ro!ertie yang banyak digunakan ebagai bahan !ertimbangan dalam memilih uatu material antara lain adalah M0dulus 0ung 3m0dulus k%kakuan4, i%ld "t%ss 3t%gangan luluh4 , T%nsil% "t%ngth 3k%kuatan taik4 , dan B%aking "t%ngth 3k%kuatan /utus4 *

%i.at4i.at terebut da!at dihubungkan dengan kekeraan, mikrotruktur material, dan kandungan karbon* ;

(ebera!a i.at4i.at tarik :tenile !ro!ertie; da!at diketahui berdaarkan !engu"ian tarik, antara lain  ;

(ata Pro!orionalita

;

(ata =lati

;

Titik #uluh dan -ekuatan #uluh

;

-ekuatan Tarik akimum

;

-ekuatan Putu

;

-euletan

;

odulu =latiita

;

odulu Reiliene

;

-etangguhan

;

True %tre dan True %train Jeni Patahan Pengu"ian Tarik

; ;

Patahan let :dutile; berbentuk c!p and cone

;

Patahan eta :brittle; memiliki !ermukaan !atahan yang rata,terang dan enderung halu*

;

"i !untir dilakukan dengan tu"uan 

;

4

menentukan tegangan alir materil

4

menentukan bata luluh geer material

4

menentukan modulu elatiita geer :; material

Tegangan alir material adalah tahanan atau !erla+anan bahan terhada! de.ormai !lati*

Regangan geer !ada !eimen adalah ebanding dengan "ari4"ari elemen yang

;

ditin"au* ;

Pada daerah elati, bearnya tegangan geer adalah ebanding dengan regangan geer, yang berarti "uga akan ebanding dengan "ari4"ari elemen yang ditin"au* Pada kondii de.ormai elati ini bearnya tegangan geer !ada !ermukaan !eimen ilindri adalah * * R mak* = T = T5 I ! d 32 ;

=

T

d

3

Pada daerah !lati, tegangan geer tidak lagi ebanding dengan regangan geer* Akibatnya bearnya tegangan geer tidak lagi linier terhada! "ari4"ari elemen, ehingga !eramaan diata tidak berlaku lagi untuk de.ormai !lati*

;

Tegangan geer !ada !ermukaan !eimen da!at dinyataan dalam !eramaan berikut  2a dW

;

"i im!ak adalah alah atu metode !engu"ian yang di!ergunakan untuk menganalia akibat !emberian beban dinami !ada bahan* %elain itu !engu"ian ini dilakukan karena  ; De.ormai ; #a"u

bahan tem!eratur rendah

regangan tinggi

; -eadaan

tegangan tiga umbu

Ada 2 metode tandard dalam u"i im!ak,yaitu  ;

?har!y

;

ICod

;

%alah atu kegunaan !engu"ian !ukul adalah untuk menentukan keberhailan uatu !engolahan !ana !ada bahan* (ahan4bahan tertentu akan mengalami tranii dari geta ke liat a!abila tem!eratur dinaikkan atau ebaliknya,melalui kura tranii dari geta ke liat atau ebaliknya*

;

$arga Im!akNilai Im!ak L =nergi yang digunakan untuk mematahkan benda u"i dibagi lua !ermukaan benda u"i* N i

;

=

mg#:o^1

− o^ 0 ;

A

?ree!:mulur; adalah de.ormai yang ter"adi !ada bahan karena beban tatik dan kenaikan uhu*

;

Prilaku ree! ada 3 taha! yaitu  ree! !rimer,ree! ekunder,ree! terier*

?ree!

!rimer

yaitu

a+al

ter"adinya

ree!,erta

adanya

!erlambatan ree! karena adanya tahanan ree! atau 'train hardening) ;

ree! ekunder :teady tate ree!;,la"u ree! kontan dengan +aktu yang lama*%elain itu ter"adi reoery ehingga material men"adi lunak*

;

?ree! taha! ketiga :ree! terier; yaitu ter"adi la"u !ere!atan ree!,ehingga men"adi ruak*

;

?ree! trength adalah tegangan yang menyebabkan de.ormai !lati eara teru4meneru dengan kee!atan kontan :mial 10

;

45

U "am;*

Ru!ture trength adalah tegangan yang menyebabkan !utunya bahan akibat ree! etelah +aktu yang diberikan :mial 1000 "am;

;

7atik adalah keruakan logam karena beban dinami yang berariai dan berulang4ulang

;

7atik limit :=ndurane limit; adalah bata leel tegangan dimana bahan tidak !atah !ada bera!a!un "umlah iklu beban yang diberikan*

3*6*Da.tar Putaka

1.Priciple of Material Science and Engineering ,By. William -.Smit$ 2.Material Science And Engineering An ntrod!ction .By" William D.Calister ,Jr

#. Pengeta$!an Ba$an %e&ni& 'le$ " S!rdia % dan Saito S. (. lm! dan %e&nologi Ba$an )lm! *ogam dan B!&an *ogam+,'le$ " r.Sriati Daprie,M.E.,M.Met . Smit$ W.-.,Principle of Material Science And Engineering,Mc.3ra45 ill,6e4 /or&,1789.

MOD#L ) "i&at !isik Bahan T%knik *.$. P%ndahuluan

Bahan4bahan

yang telah berbentuk akan memiliki e!erangkat i.at4

i.at4i.at kekuatan,kekeraan,daya hantar litrik,berat "eni,+arna dan ebagainya

yang

memang

di!ilih

ehingga

memenuhi

!eryaratan

deain*Produk ini akan teta! memiliki i.at4i.at terebut,aalkan tidak ada

!erubahan truktur dalam bahan* Akan teta!i bila !roduk mengalami !erubahan truktur akibat !enggunaannya,kita akan lihat bah+a i.at dan !rilakunya akan berubah !ula*

*.'. Tu-uan P%m%la-aan Khusus 1* ahai+a mam!u men"elakan i.at2 7iik

bahan teknik dan

a!likainya terutama !ada bidang teknik mein* 2* ahai+a mam!u menghitung nilai2 yang meru!akan i.at .iik bahan teknik* 3* ahai+a mam!u mengidenti.ikaikan dan membedakan i.at2 .iik bahan teknik

*.). K%giatan B%la-a

*.).$. Massa J%nis Bahan aa "eni :denity; uatu bahan adalah maa bahan !er atuan olume* aa "eni :deniti; dari kom!oit berhubungan langung dengan "umlah deniti dari maing4maing unurnya* 

L φ1 * 1 + φ2 * 2 + ***********,

70nt0h2

(era!a maa "eni ba"a eutektoid :0,/ Ukarbon; "ika maa "eni karbida, ċ = 9,8 gm3K E P%ny%l%saian9

Reaki eutektoid, \ċ

0,/ U ?,

? b" eu*

?

L φ * + φċ * ċ <^

?

ambar 5*3*1* %el atuan (?? :(ody ?entered ?ubi; m L maa 2 atom yang terda!at !ada el atuan bei yaitu (??* %edangkan maa 0,8022***G 10 25 atom bei L maa atom bei gram L 68 gram "adi m L 0,8022***G 1025 atom < L a3 a L

3

3

L 0,2/88 nm L 0,2/88G10 49 m

a3 L :0,2/88G10 49;3 L2,365 G 10 423 m3 2,365 G10 − gm3 ial ba"a eutektoid yang teredia mem!unyai maa 100 g

ambar 5*3*2* gambar diagram keetimbangan .aa bei4karbon Dari diagram keetimbangan bei4karbon, , − , α × 100 g = // g 3 ρ m L 8,89 < L α L 9,@g  m L11,15 m3 m  0,/ mċ L 8,89



× 100 g = 12 g

ρ 

<ċL



12g 3 L 9,8g  m L1,69@ m3

\

7raki olume bei , L 7raki olume bei , ċ L b" eu*

b" b"

< b" eutektoid

, ,

L12,91@ m3

L 0,// L 0,12

L 0,// * 9,@ \ 0,12 * 9,8 L 9,/85 :gm 3;

*.).'. Ka/asitas /anas ahan Perlu dibedakan antara uhu dan kandungan !ana uatu bahan* %uhu atau tem!erature adalah leel aktiita termal edangkan kandungan !ana adalah energi termal* -eduanya berkaitan dengan ka!aita !ana* Jumlah !ana yang di!erlukan untuk menimbulkan kenaikan uhu yang ama, akan berbeda untuk bahanCat yang berlainan*

-a!aita !ana adalah !erbandingan antara !ana  dengan hail kali maa dan kenaikan tem!erature t* -a!aita !ana L m∆t (ila tidak ada !erubahan maa maka ka!aita !ana ama dengan !erubahan kandungtan !ana !er _?* Pana "eni :!ei.i heat; uatu bahan adalah !erbandingan antara ka!aita !ana bahan terebut dengan ka!aita !ana air* Diketahui ka!aita !ana air ama dengan 1 kalg _? :L 5,1/5 "ouleg_?;* -a!aita !ana untuk kebanyakan logam dan keramik mem!unyai nilai ekitar 26 Jmol _? :atau 8 almol _?;* dalam !erhitungan4!erhitungan kita biaa menggunakan ka!aita !ana !er atuan maa Jg _?K atau !eratuan olume Jm3 _?K* ntuk bahan kombinai mengikuti !eraturan am!uran ederhana berikut, ? L f1 ?1 \ f2 ?2 \ FF* f diini ama dengan .raki olume atau .raki maa haru digunakan euai data atuan ka!aita !ananya* 70nt0h 2

Piau !otong karbida mengadung 80 U :olume; Ti? : ? L 0,/ Jg_? ; dan 50 U :olume; nikel* Tentukan ka!aita !ana !iau !otong dalam atuan "g_?K dan Jm3 _?KE* Penyeleaian, ? !i!ot L fTi? ?Ti \ f Ni ? Ni Dalam atuan Jm3 _?K fTi? L 0,8 f Ni L 0,5 Dari tabel aa "eni Ti?, Ti? L 5,6 gm 3 aa "eni Ni,

Ni

L /,@ gm3

?Ti L 0,/ Jg_? G Ti? L 0,/ Jg_? G 5,6 gm 3 L 3,8 J _? m 3 aa atom nikel L 6/,91L 6/,91 gmol mo ? Ni C m*a*Ni gmol L 0,528 Jg_?

× ρ Ni gm 3

mo L 6/,91 gmol

= 0,528 J  g O ?

× /,@ gm 3 =3,9@ J _? m3

? !i!ot L 0,8 3,8 \ 0,5 3,9@ L 3,898 J _? m 3 Dalam atuan Jg _?K Jika olume !iau !otong 100 m 3 aka
m !i!ot m !i!ot

=

=

828 828

L 0,53 L 0,69

? !i!ot L 0,53 * 0,/ \ 0,69 * 0,528 L 0,6/9 Jg_? Atau aa "eni !iau !otong, L 0,8* 5,6 \ 0,5* /,@ L 8,28 gm 3

!i!ot

? !i!ot L3,898 J _? m 3 L , 8,28 gm 3

L 0,6/9 Jg_?

*.).). Daya Hanta Panas Bahan Per!indahan !ana dari uatu tem!at ke tem!at lain akan mungkin bila terda!at !erbedaan uhu antara kedua tem!at* Per!indahan !ana melalui bahan !adat biaanya ter"adi oleh konduki*

ambar 5*3*3* gambar ke!ingan logam Tin"au ke!ingan logam yang tebalnya ama dengan G* ialnya uhu !ada kedua iinya adalah t 2 dan t 1, dan t2  t1 maka akan ter"adi !er!indahan !ana dari ii dengan uhu t 2 ke ii dengan uhu t 1* !er!indahan !ana eara ini diebut konduki -oe.iien daya hantar !ana k adalah kontanta yang menghubungkan aliran !ana  dengan gradien uhu tG* -oe.iien daya hantar !ana kombinai, -  dilihat dari uunan kombinai dan arah hantaran !ananya*

ambar 5*3*5* gambaran uunan kombinai bahan dan arah daya hantar !ananya

a;

Arah hantaran !ana e"a"ar dengan la!ian* -  L f1 - 1 \ f2 - 2 \ FF*

b;

Arah hantaran !ana tegak luru la!ian, = 1 + 2 + *********** - ? - 1 - 2

ntuk 2 !hae, 1 2 - ? = ϕ1- 2 + ϕ 2 - 1

* ntuk daya hanar !ana kombinai dari daya hantar !ana bahan di!eri, - d dengan daya hantar !ana bahan kontinyu, - k

(ila - k  - d, maka d - ? ≈ - k (1 − ϕ d )

(ila - k  - d, maka

2

70nt0h 2

Periai radiai dibuat dari erbuk timah hitam @0U:berat;K dalam !olitiren yang ditekan diata Tg !olitiren* :a; hitunglah .raki olum timah hitamE :b; bera!a maa "eni !eriaiE :; tentukan !ula konduktiita termalE P%ny%l%saian9

mial dalam 100 g maa !eriai, @0 g @0 g maa = timah= 9,hitam @386mL3 K @0U  T$ 11,35

G

100

g

10 g 10 g maa = !olitiren, = @,623/Lm 3 K 10U  P% 1,06

G

100

g

L

L

@0

10

g

g





< T$

L

< P%

L

< !eriai L
< !eriai

L 0,56

7raki olume !olitiren, , P% L 14 0,56 L 0,66 aa "eni !eriai, L φT$ * T$ + φP% * P%

!eriai

L 0,56 * 11,35 \ 0,66 * 1,06 L 6,8/06 gm 3K

!eriai

-onduktiita termal, -onduktiita termal !oli tiren L konduktiita termal bahan kontinyu, - P% L Kk L 0,0000/

 mm 2   mm  

-onduktiita termal timah hitam L konduktiita termal bahan dir!eri, - T$ L Kd L 0,033

 mm 2   mm  

- k  - d, maka -onduktiita termal !eriai, T$ - !eriai ≈ - k (1 − ϕ T$ ) * , - !eriai ≈ 0,0000/ 2 (1 − 0,56) L 0,000298  mm

  mm  

*.).*. Latihan dan Tugas 1* a* A!a yang anda ketahui mengenai maa "eni :denity; uatu bahan E b* A!a yang anda ketahui mengenai ka!aita !ana uatu bahan E * A!a yang anda ketahui mengenai daya hantar !ana uatu bahan E d* A!a yang anda ketahui mengenai koe.iien daya hantar !ana :k;E 2* Piau !otong karbida mengandung 56 UK berat Ti? :ka!aita !ana 0,/ Jgr ?K ; dan 66 UK berat nikel * %elama !emakaian tem!eratur !iau !otong terebut naik dari 20  o?K men"adi 300  o?K*

(ila maa !iau

!otong 100 grK, daya hantar !ana nikel 0,0@ :&mm 2;: ?mm;K,

a* (era!a grm3K maa "eni !iau !otong E b* (era!a Jm3 ?K ka!aita !ananya E * (era!a -JK "umlah !ana yang mauk E d* Jika nikel meru!akan matrik, bera!a :&mm2;: ?mm;K daya hantar !ananyaE*

*.*. Rangkuman (ebera!a i.at .iik bahan teknik yang telah dibaha !ada modul 3

;

yaitu ;

aa "eni bahan

;

;

-a!aita !ana bahan

;

Daya hantar !ana bahan aa "eni :denity; bahan adalah maa bahan tb*!er atuan olume

;

aa "eni bahan am!uran :kom!oit; adalah "umlah denity dikali .raki olume maing2 unurnya

;

-a!aita !ana adalah !erbandingan antara !ana  dengan hail kali maa dan kenaikan tem!erature t* ; ;

-a!aita !ana L m∆t Pana "eni :!ei.i heat; uatu bahan adalah !erbandingan antara ka!aita !ana bahan terebut dengan ka!aita !ana air*

;

-a!aita !ana untuk kebanyakan logam dan keramik mem!unyai nilai ekitar 26 Jmol _? :atau 8 almol _?;*

;

Per!indahan !ana eara konduki adalah !er!indahan !ana dari ii dengan uhu t 2 ke ii dengan uhu t 1* :t2t1;

;

-oe.iien daya hantar !ana k adalah kontanta yang menghubungkan aliran !ana  dengan gradien uhu tG*

;

ntuk daya hanar !ana kombinai dari daya hantar !ana bahan di!eri, - d dengan daya hantar !ana bahan kontinyu, - k 4

(ila - k  - d, maka

- ?

4

≈ - k

d

(1 − ϕ d )

(ila - k  - d, maka 1 + d   2 

*.+.Da&ta Pustaka

1.Priciple of Material Science and Engineering ,By. William -.Smit$ 2.Material Science And Engineering An ntrod!ction .By" William D.Calister ,Jr #. Pengeta$!an Ba$an %e&ni& 'le$ " S!rdia % dan Saito S. (. lm! dan %e&nologi Ba$an )lm! *ogam dan B!&an *ogam+,'le$ " r.Sriati Daprie,M.E.,M.Met . Smit$ W.-.,Principle of Material Science And Engineering,Mc.3ra45 ill,6e4 /or&,1789.

MOD#L * "i&at Kimia Bahan +.$. P%ndahuluan

Pada modul 5 ini akan dibaha alah atu i.at kimia bahan yaitu koroi atau karatan* -aratan adalah itilah yang diberikan mayarakat terhada!

logam yang mengalami keruakan berbentuk kero!o* %edangkan bagian logam yang ruak dan ber+arna hitam keoklatan !ada ba"a diebut karat* %eara teoriti karat adalah itilah yang diberikan terhada! atu "eni logam a"a yaitu ba"a,edangkan eara umum itilah karat lebih te!at diebut koroi* -oroi meru!akan !roe atau reaki elektrokimia yang beri.at alamiah dan berlangung endirinya,oleh karena itu koroi tidak da!at

diegah atau dihentikan ama ekali* -oroi hanya bia dikendalikan atau di!erlambat la"unya ehingga mem!erlambat !roe !eruakannya* Dilihat dari a!ek elektrokimia,koroi meru!akan !roe ter"adinya tran.er elektron dari logam kelingkungannya* #ogam berlaku ebagai el yang memberikan elektron :anoda; dan lingkungannya ebagai !enerima elektron :katoda;* Reaki yang ter"adi !ada logam yang mengalami koroi adalah reaki okidai,dimana atom2 logam larut kelingkungannya men"adi io dengan mele!akan elektron dari logam terebut* %edangkan dari katoda ter"adi reaki dimana ion2 dari lingkungan mendekati logam dan menangka! elektron4elektron yang teringgal !ada logam* Dam!ak yang ditimbulkan koroi ungguh luar biaa* (erdaarkan !engalaman !ada tahun4tahun ebelumnya, Amerika %erikat mengalokaikan biaya !engendalian koroi ebear /0 hingga 128 milyar dolar !er tahun* Di Indoneia,dua !uluh tahun lalu a"a biaya biaya yang ditimbulkan akibat koroi dalam bidang indutri mena!ai 6 trilyun ru!iah* Nilai terebut memberikan gambaran ke!ada kita beta!a bearnya dam!ak yang ditimbulkan koroi dan nilai ini emakin meningkat etia! tahunnya karena belum terlakananya !engendalian koroi eara baik di bidang indutri*Dam!ak yang ditimbulkan koroi da!at beru!a kerugian langung dan kerugian tak langung* -erugian langung adalah beru!a ter"adinya keruakan !ada !eralatan,!ermeinan,atau truktur bangunan* %edangkan kerugian tidak langung beru!a terhentinya akti.ita !roduki karena ter"adinya !enggantian !eralatan yang ruak akibat koroi,ter"adinya kehilangan !roduk akibat adanya keruakan !ada kontainer,tangki bahan bakar atau "aringan !emi!aan air berih atau minyak mentah,terakumulainya !roduk koroi !ada alat !enukar

!ana dan "aringan !emi!aannya akan menurunkan e.iieni !er!indahan !ananya dan lain ebagainya* (erdaarkan kondii lingkungannya,koroi da!at diklai.ikaikan ebagai koroi baah yaitu koroi yang ter"adi dilingkungan air,koroi atmo.erik yang ter"adi di udara terbuka dan koroi yang ter"adi dilingkungan bertem!eratur diata 600 o?*

+.'. Tu-uan P%m%la-aan Khusus 1* ahai+a mam!u men"elakan koroi 2* ahai+a mam!u menghitung maa,ketebalan bahan yang terkoroi 3* ahai+a mam!u mengidenti.ikai koroi yang ter"adi 5* ahai+a mam!u men"elakan ara !enanggulangan koroi

+.). K%giatan B%la-a

+.).$. K00si

Menurut di.inii klaik,koroi adalah reaki kimia atau elektrokimia

dari

logam

dengan

lingkungannya*

%eara

termodinamika,umumnya itim logam dengan lingkungan berair atau udara tidak berada dalam keeimbangan* Dengan ber"alannya +aktu,itim akan menu"u ke arah keetimbangan dan logam akan membentuk okida logam atau enya+a kimia* Pengertian umum koroi adalah  ; Peruakan ; Proe

logam atau kontruki oleh !engaruh lingkungan

kimia diertai !er!indahan elektron

; %ebagai

akibat !roe elektrokima

; %ebagai

akibat !roe alamiah

-oroi mengakibatkan !enurunan i.at logam* Itilah koroi terbata !ada erangan kimia !ada logam* -arat adalah itilah koroi bei dan !aduannya* Proe koroi da!at ter"adi karena  ; Adanya

reaki elektrokimia antara logam dengan lingkungannya*

; Ter"adinya reaki

anodik dan katodik

Reaki anodik da!at ter"adi karena adanya !ele!aan elektron dari logam* Atom4atom logam mele!akan elektron,ehingga ion logam ber!indah ke dalam lingkungan*

jn2\

jn #ogam jn e4 e4

$\

$\

$2

$2

Gama +.).$. Reaki elektrokimia !ada koroi logam jn dalam larutan aam

Gama +.).'. gambar el elektro!lating

-oroi kebalikan dari !ela!ian* Anoda mengalami koroi* Prini! daar ter"adinya koroi adalah karena adanya uatu aliran elektron* #ogam yang teriolai eara litrik tidak mungkin terkoroi*

=lektron mengalir karena, 1* Adanya el 2* Ter"adinya reaki !ada katoda dan anoda R%aksi kat0dik 1;

Reduki ion logam 2;

enerai $idrogen

n\ \ ne4   2$\ \ 2e  $2

3;

Dekom!oii air

2$2O \ 2e   $2 \ 2:O$;

4;

Pembentukan $idrokil

O2 \ 2$2O \ 5e  5:O$;

5;

Pembentukan air

O2 \5$\\ 5e 2$2O

Sel &orosi ada 3 yaitu  1* %el tegangan 2* %el kom!oii 3* %el konentrai

+.).$.$. "%l T%gangan Pengaruh !enger"aan dingin !ada logam akan menyebabkan bagian logam yang mengalami !enger"aan dingin mem!unyai atom4atom yang tidak tabil :teregang atau terdeak;* Atom4atom yang tidak tabil ini mudah terle!a demikian yang ter"adi !ada reaki anoda* Pada bagian logam yang tidak mengalami !enger"aan dingin atom4atomnya tabil ehingga men"adi katoda*

ambar 6*3*3* Daerah anoda dan katoda !ada logam yang ditekuk dan kedudukan atom4atom !ada bata butir

Dimialkan diekitar !elat bei yang telah mengalami !enekukan terda!at ion4ion $ \* Ion4ion $ \ ini mengitarinya lalu menubruk bagian katoda !elat bei ehingga ter"adi reaki katodik, 2$\ \ 2e  $2 Reaki ini membutuhkan 2 elektron yang diambil dari anoda ehingga ion 7e2\ terle!a :terkoroi; dari anoda dengan reaki anoda, 7e 7e2\ \ 2e -edudukan

atom4atom !ada bata butir tidak tabil, karena

tem!at

kedudukannya da!at mengikuti truktur krital butir A dan butir ( dengan demikian bata butir men"adi anoda edangkan katodanya adalah atom4atom yang tem!at kedudukan tabil yaitu yang mem!unyai kii4kii krital utuh !ada butir A atau butir (*

+.).$.'. "%l K0m/0sisi %el kom!oii terbentuk bila terda!at dua "eni logam yang berlainan kedudukan elektromoti.nya* #ogam yang kedudukan elektromoti.nya lebih rendah men"adi anoda edangkan yang lebih tinggi men"adi katoda* %ebagai ontoh kuningan yang membentuk el kom!oii tembaga dan eng* %eng mem!unyai !otenial elektroda lebih rendah :lihat tabel !otenial elektroda; dari!ada tembaga dengan demikian eng men"adi anoda dan tembaga men"adi katoda* akin "auh !erbedaan nilai !otenial elektroda antara kedua logam akan makin e!at !roe !engkoroian ter"adi* -uningan yang +arnanya

mengkila! etelah digook akan men"adi e!at buram dalam elang +aktu bebera!a lama*

+.).$.). "%l k0ns%ntasi . %el konentrai didaarkan !ada !eramaan Nert,

=

= =0 +

0,06@2 C

log

= 0 adalah !otenial elektroda tandar ditentukan untuk unit konentrai ion dalam larutan 1 molliter :1 molar;* %edangkan untuk konentrai ion ebear , !otenial elektrodanya adalah =* dan imbol C meru!akan aleni dari ion*

Tabel 6*3*1* Potenial elektroda :26 o? B 1;

Reaki etengah 4 el anoda :arah !anah terbalik; untuk reaki etengah  el katoda

Au  Au3\ \ 3e 2$2O  O2 \ 5$\\ 5e Pt  Pt5\ \ 5e Ag  Ag\ \ e 7e2\  7e3\ \ e 5:O$;  O2 \ 2$2O \ 5e ?u  ?u2\ \ 2e $2 2$\ \ 2e Pb  Pb2\ \ 2e %n  %n2\ \ 2e Ni  Ni2\ \ 2e 7e  7e2\ \ 2e ?r  ?r 2\ \ 2e jn  jn 2\ \ 2e Al  Al3\ \ 3e g  g2\ \ 2e Na  Na\ \ e -  - \ \ e #i  #i\ \ e

?ontoh,

Potenial elektroda yang digunakan oleh ahli elektro4kimia dan ahli koroi
\1,60 \1,23 \1,20 \0,/0 \0,99 \0,50 \0,35 0,000 40,13 40,15 40,26 40,55 40,95 40,98 41,88 42,38 42,91 42,@2 42,@8

Potenial elektroda yang digunakan oleh ahli kimia4 .iika dan ahli termodinamika

-atoda Re.eren Anoda

41,60 41,23 41,20 40,/0 40,99 40,50 40,35 0,000 \0,13 \0,15 \0,26 \0,55 \0,95 \0,98 \1,88 \2,38 \2,91 \2,@2 \2,@8

-a+at tembaga yang kedua u"ungnya maing4maing berada !ada larutan yang mengandung 0,03 mol ion ?u 2\ !er liter dan 0,002 mol ion ?u 2\ !er liter maka !otenial elektroda maing4maing u"ungnya,untuk yang kontak dengan larutan yang mengandung 0,03 mol ion ?u 2\ !er liter, =

= + 0,35 +

0,06@2 2

log 0,03 L 0,2@6 <

dan yang kontak dengan larutan yang mengandung 0,002 mol ion ?u2\ !er liter =

= + 0,35 +

0,06@2 2

log 0,002 L 0,280 <

Potenial elektroda untuk larutan ener :0,002 molar; adalah 0,280 < lebih rendah dari!ada !otenial elektroda untuk larutan yang !ekat :0,03 molar; yaitu 0,2@6 < Dengan demikian u"ung ka+at yang berada !ada larutan ener men"adi anoda dan akan terkoroi, edangkan u"ung ka+at yang berada !ada larutan !ekat men"adi katoda, akan terlindungi* %el konentrai yang !aling utama dan yang !aling banyak di"um!ai adalah s%l k0ns%ntasi -%nis 0ksidasi , yaitu bila okigen yang terda!at dalam udara da!at berentuhan dengan !ermukaan logam yang lembab* -oroi akan ter"adi !ada bagian el yang kekurangan okigen* ial koroi yang ter"adi !ada !intu bei atau !ada elah antara baut dan mur yang lembab*

ambar 6*3*5* Reaki koroi !ada !intu air dan baut,mur yang lembab

Okigen ukar larut dalam air ehingga bagian terdalam air akan kekurangan okigen dan men"adi anoda* Okigen dan air yang menyentuh bagian ata !intu air akan membutuhkan elektron ehingga ter"adi reaki katoda O2 \ 2$2O \ 5e  5:O$; =lektron terambil dari bagian ba+ah !intu air yang kekurangan okigen ehingga ter"adi reaki anoda  27e 27e2\ \ 5e

Dengan demikian koroi elalu menyerang bagian dalam !itu air dimana konentrai okigennya edikit* -e"adian eru!a ter"adi !ada !aangan baut dan mur, okigen ukar mauk kedalam elah antara baut dan mur ehingga bagian elah inilah yang terkoroi*

+.).$.*. Ra/at Aus K00si

ambar 6*3*6* %el elektroda 7e *$idrogen =lektrolit keadaan tandar dengan anoda bei dan katoda hidrogen dirangkai dengan olt meter, am!ere meter,dan ariabel reitor* Jika ariable reitor diet !ada R L  ohmK, rangkaian ter!utu, berarti ama ekali tidak ada aliran aru yang mengalir dari katoda ke anoda* Pada !oii ini am!ere meter menun"ukan 
< L 0


ra!at

aru

dengan

!erbedaan

digambarkan dengan kura katoda, - dan Anoda, A diba+ahini*

!otenial

Gama +.).,. ra.ik hubungan antara !otenial elektroda:<; *ra!at aru

:A; -edua kura katoda dan anoda, untuk katoda hidrogen dan anoda bei biaanya ber!otongan !ada 2 am!m 2K, !ada keadaan tandar* Ra!at aru berkurang bila !erbedaan !otenial antara anoda dan katoda di!erbear* Ra!at aru hanya 0,1 am!m2K bila !erbedaan !otenial 0,2 
+.).$.+. P%ngukuan la-u k00si Pengukuran

la"u

koroi

da!at

dilakukan

dengan

berbagai

ara,!engukuran yang !aling ederhana biaanya dilakukan dengan ara mengukur kehilangan berat logam :berdaarkan !erbedaan beratnya;* eki!un demikian bebera!a metoda !engukuran la"u koroi yang da!at ditera!kan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yang terda!at di lingkungan,mengukur

konduktiita

lingkungan,mengukur

berat

"eni

lingkungan atau berdaarkan reaki dengan metode elektrokimia* (erikut ini dibaha !engukuran la"u koroi dengan berdaarkan mengukur kehilangan

maa logam,aru koroi,kera!atan aru* (ear ra!at aru koroi da!at di"adikan auan dalam menentukan bear bahan terkoroi* %ebagai ontoh untuk bear ra!at aru koroi anoda bei dan katoda hidrogen 2 am!m2K, maka banyaknya elektron mengalir da!at dihitung* 2 am! m 2 K −1/ (anyak elektron mengalir  0,18G10 am! * detikel*K

el*m2det*K

= 1,2* 10 1@

0,18G1041/ am!*detel*K adalah bearnya muatan elektron* Reaki !ada anoda 7e 7e2\ \ 2e 1,26 G 101@ el* m 2 det*K 2el*7e 2+ K

2\

(anyak ion 7e terkoroi L

= 8,26* 10 1/7e2\*m2det

(ilangan Aogadro 8,022G1023 [7e2\*molK, "adi banyak mol ion terkoroi 8,26 G 101/ 7e 2+  m 2 det*K 2+

23

:

8,022 G 10 7e molK

= 10,39/ G 10

48

mol*m2det*K

aa atom 7e tia! molL 68 gramK, banyak gram ion 7e 2\ terkoroi L 10,39/ G 10

48

mol*m2det*K G 68grammolK L 6/,12 G 10  6 gramm2det

aa "eni 7e L 9,// grm 3K, olume ion 7e 2\ terkoroi L 6/,12 G 10 − 6 gr* m 2 det*K 9,//grm 3 K

= 93,968 G 10  8 m3m2det*K

Tebal

m 3 *10 3 mm 3 m 3 terkoroi 93,968 G 10

 8

m 2 det*10 8 mm 2 m 2 L 93,968 G 10  @ mmdetikK

Tebal terkoroi tia! bulan L 93,968 G 10

 @

mmdetK G 80 detmin*G 80

min*"am G 25 "amhari G 30 hari bulan L 0,1@ mmbulanK :la"u koroi !ada tebal anoda;* Ini berlaku untuk lua anoda ama dengan lua katoda* Jika lua anoda lebih bear dari lua katoda la"u koroi lebih lambat dan "ika lua anoda lebih keil dari lua katoda la"u koroi lebih e!at* Ini haru "adi !erhatian bagi orang teknik* ntuk ontoh diata, "ika lua anoda 10U dari 0,1@ mmbulanK lua katoda maka la"u koroi men"adi

10U

L 1,@ mmbulanK

Jika bahan yang terkoroi mialnya logam bei terelu! dalam air atau uatu larutan ener,maka da!at dihitung maa bahan yang terkoroi dengan menggunakan hukum 7araday yaitu 

It &L n7 Dimana & L (erat logam dalam gram yang terkoroi dalam air atau larutan ener dalam +aktu t detik I L Aru yang mengalir dalam am!ere :A;  L aa atom logam :gmol; n L Jumlah elektron yang dile!akan atau diterima !ada !roe tb* 7 L (ilangan 7araday :@8600 ?mol atau @8600 A**mol; %eringkali koroi logam dalam larutan ditun"ukkan dengan kera!atan aru :urrent denity;

i

yang terda!at dalam luaan A:m 2;* Dengan mengganti I

dengan i A,!eramaan diata men"adi  iA*t* &L n*7 Dimana, i L kera!atan aru :Am!erem2; A L lua :m2; ?ontoh  1* Tangki ba"a yang berbentuk ilinder,tinggi 1 m dan diameter 60 m berii ] aerated +aterY dengan ketinggian 80 m dan menun"ukkan kehilangan berat akibat koroi 305 gram etelah 8 minggu* $itunglah  :a;* Aru koroi :b;* -era!atan aru :urrent denity; dalam tangki yang terkoroi* :Ter"adi koroi !ermukaan !ada tangki bagian dalam;* Ja+ab  &n7 :a;*

IL t* & L 305 g B n L 2 untuk

7 L @8*600 A*mol t L 8 minggu

7e

7e 2\

*A* 7e L 66,/6 gmol

\ 2e4

t L 8 minggu :9hr*minggu; :25 "m*hr; :3800 dtk*"m*; L 3,83*10 8 dtk* :305 g; :2; :@8600 A**mol; IL

L 0,2/@ A :3,83G108 ; :66,/6 gmol;

:b;* -era!atan aru adalah  i:Am2; L I:am!ere;#ua :m2; #ua yang terkoroi !ada !ermukaan tangki L #ua dinding tangki \ lua ala tangki L Dh \ r 2 L :60 m;:80m; \  :26m; 2 L @520m2 \ 1@82 m 2L 11*3/0 m2* 0,2/@ A

L 2,63G10 46 Am2

iL 11*3/0 m 2

2* The +all o. teel tank ontaining aerated +ater i orroding at a rate o. 65,9 mdd* $o+ long +ill it take .or the +all thikne to dereae by 0,60 mmE %olution  The orroion rate i 65,9 mdd or 65,9 mg o. metal i orroded on eah cuare deimeter o. ur.ae !er day* 65,9 * 1043 g ?orroion rate in g:m2*day; L 100 :m2*day; L 6,59* 1045 :gm2*day; The denity o. 7e L 9,/9 gm 3*Deiding the orroion rate in g:m 2*day; by the denity gie the de!th o. orroion !er day a 6,59 * 10 45 g:m2*day;

L 0,8@6*10 45 mday

9,/9 gm3 The number o. day recuired .or a dereae in 0,60 mm an be obtained by ratio a G day

L 1 day

0,60 mm

0,8@6*10 43 mm

M L 91@ day

+.).$.,. B%ntuk(%ntuk k00si

(entuk4bentuk

koroi

da!at

beru!a

koroi

merata,koroi

galanik,koroi umuran,koroi elah,koroi retak tegang :tre orroion

raking;,koroi retak .atik :orroion .atigue raking; dan koroi akibat !engaruh

hydrogen

:orroion

indued

hydrogen;,koroi

intergranular,eletie leahing dan koroi eroi* K00si m%ata adalah koroi yang ter"adi eara erentak dieluruh

!ermukaan logam,oleh karena itu !ada logam yang mengalami koroi merata akan ter"adi !engurangan dimeni yang relati. bear !eratuan +aktu* -erugian langung akibat koroi merata beru!a kehilangan material kontruki,keelamatan ker"a dan !enemaran lingkungan akibat !roduk koroi dalam bentuk enya+a yang menemarkan lingkungan* %edangkan kerugian tak langung,antara lain beru!a !enurunan ka!aita dan !eningkatan biaya !era+atan :!reentie maintenane;* K00si gal;anik ter"adi a!abila dua logam yang tidak ama dihubungkan dan

berada di lingkungan koroi.* %alah atu dari logam terebut akan mengalami koroi ementara logam lainnya akan terlindung dari erangan koroi* #ogam yang mengalami koroi adalah logam yang memiliki !otenial yang lebih rendah dan logam yang tidak mengalami koroi adalah logam yang memiliki !otenial lebih tinggi* K00si sumuan adalah koroi lokal yang ter"adi !ada !ermukaan yang

terbuka akibat !eahnya la!ian !ai.* Ter"adinya koroi umuran ini dia+ali dengan !embentukkan la!ian !ai. di!ermukaannya,!ada antar muka la!ian !ai. dan elektrolit ter"adi !enurunan !$,ehingga ter"adi !elarutan la!ian !ai. eara !erlahan4lahan dan menyebabkan la!ian !ai. !eah ehingga ter"adi koroi umuran* -oroi umuran ini angat berbahaya karena lokai ter"adinya angat keil teta!i dalam,ehingga da!at menyebabkan !eralatan atau truktur !atah mendadak*

K00si 5%lah adalah koroi lokal yang ter"adi !ada elah diantara dua

kom!onen* ekanime ter"adinya koroi elah ini dia+ali dengan ter"adinya koroi merata diluar dan didalam elah,ehingga ter"adi okidai logam dan reduki okigen* Pada uatu aat okigen didalam elah habi,edangkan

okigen

:O2;

diluar elah

maih banyak,akibatnya

!ermukaan

yang

berhubungan dengan bagian luar men"adi katoda dan !ermukaan logam didalam elah men"adi anoda ehingga terbentuklah elah yang terkoroi*

Gama +.).=. -oroi galanik

Gama +.).:. -oroi umuran

Gama +.).>. -oroi elah

-oroi retak tegang :tre orroion raking;,koroi retak .atik :orroion .aticue raking; dan koroi akibat !engaruh hydrogen :orroion indued hydrogen; adalah bentuk koroi dimana material mengalami keretakan akibat !engaruh lingkungan* K00si %tak t%gang ter"adi !ada !aduan logam yang mengalami tegangan tarik tati dilingkungan tertentu,e!erti ba"a tahan karat angat rentan terhada! lingkungan klorida !ana,tembaga rentan di larutan ammonia dan ba"a karbon rentan terhada! nitrat* K00si %tak &atik ter"adi akibat tegangan berulang dilingkungan koroi.*

%edangkan koroi akibat !engaruh hidrogen ter"adi karena berlangungnya di.ui hidrogen kedalam kii !aduan* K00si int%ganula adalah bentuk koroi yang ter"adi !ada !aduan logam

akibat ter"adinya reaki antara unur logam terebut dibata butirnya* %e!erti yang ter"adi !ada ba"a tahan karat autenit a!abila diberi !erlakuan !ana* Pada tem!eratur 526  /16 o? karbida karbon :?r 23?8; akan mengenda! dibata

butir*

Dengan

kandungan

karbon

diba+ah

10U,

didaerah

!engenda!an terebut akan mengalami koroi dan menurunkan kekuatan ba"a tahan karat terebut* "%l%5ti;% l%a5hing adalah koroi yang ter"adi !ada !aduan logam karena

!elarutan alah atu unur !aduan yang lebih akti.,e!erti yang biaa ter"adi

!ada !aduan tembaga4eng* ekanime ter"adinya koroi eletie leahing dia+ali dengan ter"adinya !elarutan total terhada! emua unur* %alah atu unur !emadu yang !otenialnya lebih tinggi akan terde!oii,edangkan unur yang !otenialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit* Akibatnya ter"adi kero!o !ada logam !aduan terebut*?ontoh lain eletie leahing ter"adi !ada bei tuang kelabu yang digunakan ebagai !i!a !embakaran* (erkurangnya bei dalam !aduan bei tuang akan menyebabkan !aduan terebut !orou dan lemah,ehingga da!at menyebabkan ter"adinya !eah !ada !i!a*

Gama +.).$< -oroi !ada bata butir

Gama +.).$$. -oroi eletie leahing

-ombinai antara .luida yang koroi. dan kee!atan aliran yang tinggi menyebabkan ter"adinya k00si %0si ,e!erti yang ter"adi !ada !i!a ba"a yang digunakan untuk mengalirkan ua! yang mengandung air*

Gama +.).$' . -oroi eroi

(egitu

banyaknya

bentuk4bentuk

koroi

yang da!at

ter"adi,ehingga

eyogianya koroi terebut dikenali dengan baik untuk dikendalikan,terutama bagi mereka yang menangani bidang !erenanaan dan !era+atan !eralatan !abrik,arana tran!ortai dan .ailita umum lainnya* %ehingga kede!an dihara!kan da!at meningkatkan umur :li.e time; !eralatan yang digunakan dan yang lebih !enting lagi da!at menghindari ter"adinya keelakaan akibat kegagalan material yang menimbulkan korban "i+a*

+.).$.=. P%ng%ndalian k00si

-oroi da!at ditiadakan bila tidak ada elektrolit, uatu hal yang ulit* Perkaka yang digantungkan dalam bengkel4bengkel da!at berkarat oleh karena menyera! la!ian yang lembab* Peruahan !erkaka mengetahui hal

ini oleh karena itu ebelum dikirim ke !en"ual atau konumen , !erkaka diolei dengan minyak atau dila!ii gemuk* -arena koroi adalah uatu ge"ala galanik, koroi baru da!at ter"adi bila ada dua logam yang berlainan* Ahli deain !ada umumnya mengetahui hal ini oleh karena itu akan menghindarkan !aangan bu kuningan dengan !oro dari ba"a* Diam!ing mengadakan la!ian !elindung, dan menghindarkan ter"adinya !aangan galanik, koroi da!at "uga dikurangi dengan mengadakan !roteki galanik* p La/isan /%lindung, melindungi !ermukaan logam meru!akan ara !enegahan koroi tertua dan yang biaa ditera!kan* #a!ian at, mengiolir logam dari elektrolit yang da!at menimbulkan koroi* (ata keam!uhan ara ini ditentukan oleh !erilaku la!ian !elindung ini elama !emakaian* #a!ian gemuk meru!akan !erlindungan yang !ermanen* #a!ian organik tidak tahan uhu tinggi atau geekan* p

P%ng%ndalian k00si Gal;anik *

;

Pilih material yang mem!unyai eliih =7 yang keil :berdekatan !ada eri alanik;

;

$indari anoda dengan lua keil dan katoda dengan lua bear *

;

Anoda dan katoda !iahkan dengan bahan iola tor

;

?oating

;

Tambah inhibitor :Cat !enghambat; !ada media koroi.

;

$indari ambungan ulir untuk !enyambungan dua material yang eliih =7 nya bear

;

(uat anoda yang gam!ang diganti dan mem!unyai beda !otenial keil terhada! yang dilindungi agar a+et

;

p

(eri logam ketiga yang memiliki yang keil

M%nghindai k00si 5%lah  ;

unakan ambungan la

;

Tutu! ambungan non +elded dengan la atau older

;

$indari Cone tagnai

;

Perika eara inteni. dan !eriodik Cone elah4elah

;

unakan media koroi. :larutan; yang uni.orm

;

$indari !aking baah

;

unakan gaket yang olid

p

P%n5%gahan k00si %0si

;

Permukaan kom!onen,halu *

;

Pemilihan bahan tahan koroi ,mialnya  %tellite :?o,&,?r,7e,?; B taile teel 305*

p ;

P%nanggulangan k00si atas uti

em!er!an"ang +aktu !enahanan !ada !roe homogeniai,ehingga konentrai ?r merata dietia! titik*

;

enurunkan kandungan karbon

;

enambahkan unur yang memiliki a.inita tinggi terhada!a karbon :Ti,Nb;

Gama +.).$). Pengendalian koroi galani

Gama +.).$*. enghindari koroi elah

Gama +.).$+. Ter"adinya koroi eroi

p engadakan !roteki katodik,dengan memberi elektron !ada logam,ehingga logam men"adi lebih katodik dan akan terlindung dari erangan koroi*

Gama +.).$,. Proteki katodik untuk !i!a ba"a dengan menggunakan anoda

korban g (alok eng yang dikorbankan untuk menegah koroi ka!al laut, lem!engan magtneium untuk menegah "aringan !i!a* agneium dikorbankan men"adi anoda dan terkoroi etelah ekian lama magneium dengan mudah da!at diganti*

+.).'. Latihan dan Tugas 1* %ebutkan di.inii koroi atau itilah lain karatan E 2*enga!a koroi !erlu diegah E :%ebutkan kerugian langung dan tak langung; 3* (agaimana !roe koroi da!at ter"adi E 5* %ebutkan kemungkinan2 reaki anodik dan katodik E 6* Ada bera!a maam el koroi yang anda ketahui E 8*enga!a koroi mudah ter"adi !ada bagian logam yang mengalami !enekukan dan !ada bata butir logamE Jelakan H 9* enga!a koroi mudah ter"adi !ada elah antar mur dan baut,!ada !intu air yang terelu! dalam air E Jelakan H /* -a+at bei terendam dalam air limbah tambang dengan gradien konentrai ion 7e2\ dari 0,0@  !ada u"ung A am!ai 0,006  !ada u"ung (* :a; "ung mana yang meru!akan anoda E :b;*(era!a !erbedaan !otenial antara ke u"ung terebut E @* -onentrai tembaga ebear 0,03  dan 0,002  terda!at !ada kedua u"ung ka+at tembaga yang terda!at dalam elektrolit :a;* (era!a !otenial elektroda yang ter"adi diantara kedua u"ung terebut E :b;* "ung mana yang terkoroi E 10* Tulikan kemungkinan reaki di katoda bila :a; bei berada dalam air dite!i !antai :b; bei berada dalam larutan ul.at tembagaE :;*bei meru!akan eko! berkarat :d;* bei meru!akan !at bor yang tergoreH 11* #ambang !erahu Aluminium yang berada dalam air laut elama 12 bulan berlubang oleh karena ge"ala koroi lubang* Tebal lembaran aluminium adalah 1,1 mm* Diameter lubang rata4rata 0,2 mm :a;* (era!a atom yang di!indahkan dari lubang detik E :b;* (era!a bear ra!at aru koroi E 12* ntuk menegah koroi !ada !i!a ba+ah tanah digunakan itim !roteki katodik dengan unur eng ebagai anoda* %eng berbentuk balok berukuran !an"ang 200 mmK, lebar 120 mmK, dan tebal 28 mmK* Ra!at aru koroi di!erkirakan ebear 10 Am 2K* (era!a lama hariK anoda akan habi terkoroi E

13* A ylindrial teel tank i oated +ith a thik layer o. Cin on the inide* The tank i 60 m in diameter,90 m high and .illed to the 56 m leel +ith aerated +ater* I. the orroion urrent i 6,/G10 46 Am2,ho+ muh Cin in gram !er minute i being orroded E 15* A heated mild teel tank ontaining +ater i orroding at a rate o. @0 mdd* I. the orroion i uni.orm,ho+ long +ill it take to orrode the +all o. the tank by 0,50 mm E

+.*. Rangkuman Pengertian umum koroi adalah  ;

!eruakan logam atau kontruki oleh !engaruh lingkungan

;

!roe kimia diertai !er!indahan elektron

;

ebagai akibat !roe elektrokimia dan akibat !roe alamiah

aha4uaha untuk mengendalikan koroi adalah  ;

memiahkan atau mengiolai logam dari lingkungan dengan ara !engeatan atau !ela!ian*

;

menambahkan inhibitor:Cat !enghambat; !ada media yang koroi.

;

menegah kontak antara dua "eni logam yang angat berbeda elektroda !otenial tandarnya

; ;

!emilihan bahan tahan koroi menambahkan unur yang memiliki a.inita tinggi terhada!a karbon :Ti,Nb;

;

mengadakan !roteki katodik

%el koroi da!at dibagi 3 :tiga; 1;

el tegangan 2;

el kom!oii

3;

el konentrai

ad.$. Diebabkan karena adanya !roe !enger"aan !ada bahan

mialnya

!roe

!enger"aan

dingin,!enekukan,letak

atom !ada

uunan butiran logam, ehingga menyebabkan timbul daerah anoda dan katoda* Adanya daerah anodik dan katodik menyebabkan timbul aliran elektron dan menghailkan uatu el tegangan* ad.'* (ila terda!at dua "eni logam yang berlainan kedudukan

elektromoti.nya berdekatan* #ogam yang kedudukan elektromoti.nya lebih rendah men"adi anoda edangkan yang lebih tinggi men"adi katoda* %ehingga timbul !erbedaan !otenial el,ter"adi reaki kimia ehingga ter"adi el kom!oii* Ad.)* (ila terda!at !erbedaan konentrai larutan maka logam yang

akan terelu! dalam larutan yang lebih ener akan men"adi daerah anoda dan dalam larutan yang lebih !ekat daerah katoda*%ehingga timbul !otenial el dan aliran eletron,maka el yang ter"adi adalah el konentrai*

ntuk menghitung la"u koroi da!at dilakukan dengan menghitung maa logam yang hilang akibat koroi :!erbedaan berat; atau mengukur ion logam yang terda!at di lingkungan,mengukur konduktiita

lingkungan,mengukur berat "eni lingkungan atau berdaarkan reaki dengan metode elektrokimia* Dengan mengukur konduktiita

lingkungan melalui aru koroi yang

ditimbulkan,kera!atan arunya,+aktu dll,maka la"u koroinya da!at dihitung dengan rumu  It &L

n7 ;

(entuk4bentuk koroi da!at beru!a koroi merata,koroi galanik,koroi umuran,koroi

elah,koroi

retak

tegang

:tre

orroion

raking;,koroi retak .atik :orroion .atigue raking; dan koroi akibat !engaruh

hydrogen

:orroion

indued

hydrogen;,koroi

intergranular,eletie leahing dan koroi eroi*

+.+. Da&ta /ustaka 1.Priciple of Material Science and Engineering ,By. William -.Smit$ 2.Material Science And Engineering An ntrod!ction .By" William D.Calister ,Jr #. Pengeta$!an Ba$an %e&ni& 'le$ " S!rdia % dan Saito S. (. lm! dan %e&nologi Ba$an )lm! *ogam dan B!&an *ogam+,'le$ " r.Sriati Daprie,M.E.,M.Met . Smit$ W.-.,Principle of Material Science And Engineering,Mc.3ra45 ill,6e4 /or&,1789.

MOD#L + "tandaisasi Bahan ,.$. P%ndahuluan

Modul 6 ini membaha bagaimana !enandaan bahan euai dengan tandard yang berlaku !ada bidang teknik mialnya tandard Amerika :%A=4 AI%I; ,DIN,=RONOR 20495,terutama untuk logam dan !aduannya* Penting untuk diketahui karena dengan !enandaan ini maka mayarakat yang ingin menggunakan bahan yang diinginkan untuk ke!erluan tertentu tidak akan alah !ilih* -arena didalam !enandaan itu da!at diketahui kom!oii logam dan !aduannya,!roenya,dll*

,.'. Tu-uan P%m%la-aan Khusus 1* ahai+a mam!u men"elakan !enandaan bahan yang euai dengan tandard yang berlaku 2* ahai+a mam!u mengidenti.ikai kom!oii unur yang menyuun bahan teknik tb*euai !enandaan yang tertuli

,.). K%giatan B%la-a

,.).$. 7aa /%nandaan ahan m%nuut standad Am%ika 3"AE(AI"I4 ;

;

(a"a karbon  angka !ertama

1

(a"a karbon

10MM

(a"a reul.uriai

11MM

(a"a mangan

13MM

(a"a Nikel angka !ertama

2

0,6 U Nikel

20MM

1,6 U Nikel

21MM

3,6 U Nikel

23MM

6,0 U Nikel

26MM

(a"a Nikel ?rom angka !ertama 3

;

1,26 U Nikel 0,86 U ?rom

31MM

1,96 U Nikel 1,00 U rom

32MM

3,60 U Nikel 1,96 U ?rom

33MM

(a"a olibden angka !ertama 5

;

?hrom

51MM

?hrom Nikel

53MM

Nikel

58MM

(a"a ?hrom angka !ertama 6

;

?hrom rendah

60MM

?hrom edang

61MM

?hrom tinggi

62MM

; (a"a

?hrom
;(a"a

&ol.ram angka !ertama 9

;(a"a

tiga !aduan angka !ertama /

;(a"a

%ilikon angan angka !ertama @

MM L berarti !roeniae karbon ial MM L 20 berarti ba"a dengan kandungan karbon 0,20 U

,.).'. 7aa /%nandaan mutu a-a m%nuut DIN

,.).'.$. P%nandaan a-a ukan /aduan

Penandaan terdiri dari imbol kimia ? dan angka indek karbon* ial  %imbol kimia

? 16 angka indek karbon

Angka indek karbon menun"ukan kandungan karbon dikalikan dengan .aktor 100 *ial menurut analia kandungan karbonnya 〔 ? 〕 adalah 0,35 maka angka indeknya 0,35 q 100 L 35 ntuk !enandaan yang lebih "auh dari ariai kela ba"a bukan !aduan yaitu

dengan !enun"ukan grou! dimana emetinya ba"a bukan !aduan terebut berada* Penun"ukan grou! diimbolkan dengan huru! yang mengikuti imbol kimia ?* $uru.4huru. terebut diantaranya, .  ba"a !engeraan .lame dan induki, mial  ?. 63 k  ba"a !eial dengan kandungan !ho!hor dan ul.ur rendah, mial  ?k 10 m  ba"a khuu dengan uatu "aminan range  tidak hanya bata tertinggi kandungan

ul.urnya, mial  ?m 36

c  ba"a ae hardening dan heat treating ook untuk !roe old u!etting, mial  ?c 36 Penandaan yang lebih "auh lagi da!at dibuat dengan menambahkan uatu imbol etelah indek karbon* &  kela ba"a !erkaka, mial  ? 110 & &1  ba"a !erkaka kela 1, mial  ? /0 &1 &2  ba"a !erkaka kela 2, mial  ? /0 &2

,.).'.'. P%nandaan a-a /aduan

(a"a !aduan ditandai berdaarkan analia yang angat akurat* (erdaarkan =RONOR 20495 gari !embedaan ba"a !aduan dari ba"a bukan !aduan adalah,

Tabel 8*2*2* Perentae kandungan logam minimum untuk alia i dan ba"a

70nstitu%nt

inimum ontent .or alloyed teel :+eight !erentage;

aluminium

0*10

boron

0*000/

bimuth

0*10

hromium2;

0*30

obalt

0*10

o!!er 2;

0*50

lanthanum

0*06

manganee

1*80

molybdenum2;

0*0/

nikel2;

0*30

niobium3;

0*06

lead

0*50

elenium

0*10

ilion

0*60

tellurium

0*10

titanium3;

0*06

anadium3;

0*10

tungten

0*10

Cironium

0*06

other :eGe!t arbon, !ho!horu, ul.ur, oGygen and nitrogen;

0*06

2

; Jika berdaarkan !ei.ikai bahan, dua, tiga, atau em!at dari unur diata

ada dalam uatu ba"a, maka ba"a terebut akan diklai.ikaikan ebagai ba"a !aduan "ika,

a* %etia! unur maing4maing mena!ai nilai e!erti yang diberikan diata atau b* -andungan total dari emua unur mena!ai 90U dari total nilai yang diberikan oleh unur4unur ini* 3

; Aturan diata di!akai "uga untuk, niobium, titanium, dan anadium*

Penandaan lengka! dari ba"a !aduan terdiri dari hal4hal ebagai berikut 4 %imbol huru. untuk !roe !enairan ba"a 4 %imbol huru! untuk !engembangan i.at4i.at karena !enairan atau !emroean 4 Indek karbon 4 %imbol unur4unur !aduan 4 Indek unur4unur !aduan 4 Indek tingkat "aminan 4 %imbol huru. untuk heat treatment 4 Indek untuk "aminan kekuatan tarik atau i.at4i.at yang menentukan lainnya*

,.).'.). Ind%k ka0n Indek karbon menggambarkan kandungan karbon dikalikan dengan .aktor 100 ntuk ba"a !aduan huru. ? dihilangkan guna keringkaan !enulian* Indek karbon elalu men"adi ke!ala imbol :utama;* %imbol untuk unur4unur !aduan imbol4imbolnya ama dengan imbol4 imbol

kimia dan

diuun

mengikuti

indek karbon dengan

urutan

!roentaenya berkurang :mengeil; atau dalam urutan ab"ad "ika bear !roentaenya ama*

%imbol4imbol diikuti oleh indek4indek untuk unur4unur !aduan yang "uga teruun euai dengan imbol4imbolnya* Indek untuk unur4unur !aduan

1* ?r, ?o, n, Ni, %i, &

ulti!lier .or lo+ alloy teel 5

2* Al, (e, Pb, (, ?u, o, Nb, Ta, Ti, <, jr

10

3* P, %, N, ?e, ? The indie thu obtained are to be rounded a .ollo+

100

Alloying ontituent

belo+ 0,6  to the neGt lo+er integral number 0,6 and aboe  to the neGt higher integral number =Gam!le Ty!ial analyi

ulti!lier

IndeG

? 0*35

100

35

?r 1*6

5

8

Ni 1*6

5

8

o 0*2 10 2 %ine Ni and o indie are not neeary .or indenti.iation, they hae been omitted The deignation o. the aboe grade i 35 ?rNio 8 (a"a dengan kandungan !aduan lebih tinggi :diata 6 U; "uga ditandai euai kom!oii kimianya* Agar !enulian indeknya ringka, hanya unur karbon yang dikalikan .aktor 100* %emua unur4unur lain dikalikan 1* untuk membedakannya dengan ba"a !aduan rendah !enandaannya diberi huru. ka!ital M* Penandaan ba"a dengan unur !aduan lebih tinggi terdiri dari 4

?a!ital M

4

-arbon indek

4

%imbol kimia untuk unur4unur !aduan

Ind%k unsu /aduan ,.).). Latihan dan tugas

1* A!a gunanya mengetahui ara !enandaan ba"a menurut tandard yang berlaku E 2* Tulikan ara !enandaan  ;

(a"a angan

;

(a"a Ni yang mengandung 1,6U Ni

;

(a"a Nikel4?hrom yang mengandung 1,96U Ni dan 1 U ?r

;

(a"a ?hrom  ?hrom rendah B ?hrom edang B ?hrom tinggi

enurut ara !enandaan bahan tandard Amerika :%A=4AI%I; 3* Jelakan makud !enandaan ?. 63 B ?k 10 B ?c 36 B ? 110 & B ? /0 &1 ? /0 &2* Jelakan menurut ara !enandaan mutu ba"a menurut DIN* 5* A!a yang membedakan ba"a !aduan dengan ba"a bukan !aduan E

,.*. Rangkuman ?ara !enandaan ba"a ada 3 yaitu  4

?ara !enandaan ba"a menurut tandard Amerika :%A=  AI%I;

4

?ara !enandaan mutu ba"a menurut DIN

4

?ara !enandaan ba"a !aduan dan bukan !aduan menurut =RONOR 20495

4

?. 63  ba"a !engeraan .lame dan induki

4

?k 10  ba"a !eial dengan kandungan !ho!hor dan ul.ur rendah

4

?c 36  ba"a ae hardening dan heat treating ook untuk !roe old u!etting*

4

? 110 &  -ela ba"a !erkaka

4

? /0 &1  (a"a !erkaka kela 1

4

? /0 &2  (a"a !erkaka kela 2

,.+. Da&ta Pustaka 1

%i+ou+arno, * , 'Teknik Pembentukan #ogam), 7TI4IT(, (andung, 1@/6*

2

Dearmo, =* Paul, 'aterial and Proee in anu.aturing), amillan Publihing ?o*, In*, Ne+ >ork, 1@9@*

3

uy, Albert *,)=ential o. aterial %iene and =ngineering), ra+4 $ill, In* 1@98*

4

MOD#L , P%lakuan Bahan Ba-a =.$. P%ndahuluan

Proe !engolahan ba"a:logam; meli!uti !roe !engolahan !rimer dan !engolahan ekunder* Proe !engolahan !rimer dimakudkan ebagai !roe yang mengolah logam mulai dari !eleburan didalam tungku am!ai dengan !enuangannya kedalam etakan :mould; baik eara tidak kontinyu :ter!utu4 !utu;,eara emi kontinyu atau eara kontinyu* Produk yang dihailkan dari !engolahan !rimer ini bia beru!a !roduk or etengah "adi atau beru!a !roduk antara e!erti billet,lab,bloom,rod atau lainnya* Produk hail !engolahan !rimer elan"utnya di!roe ketaha!an kedua :!roe !engolahan ekunder; untuk menghailkan !roduk etengah "adi atau !roduk "adi* Pengolahan !roduk antara biaanya dengan !roe !embentukkan eara !lati :!lati +orking; baik dilakukan !ada uhu tinggi mau!un !ada uhu kamar :$ot and ?old &orking;* Proe4!roe terebut meli!uti !roe tem!a :.orging;,!roe !engerolan :rolling;,!roe ektrui:eGtruion;,!roe !enarikan :dra+ing; dan !roe !embentukkan !elat :heet metal .orming;, elalui !roe4!roe ini,!roduk antara da!at dirubah men"adi bentuk !elat,lembaran,.oil,!ro.il,!i!a,batang,ka+at dll* Produk2 ini ering diebut !roduk mill* Produk2 mill ini elan"utnya di!roe .abrikai dan !enger"aan akhir untuk membuat !roduk "adi* Proe !enger"aan akhir e!erti mahining,heat treatment dll*

=.'. Tu-uan P%m%la-aan Khusus 1* ahai+a mam!u men"elakan !roe !embentukkan logam eara !lati :!lati +orking; 2* ahai+a mam!u men"elakan !roe heat treatment 3* ahai+a mam!u membaa diagram TTT,TI dan ??T logam

=.). K%giatan B%la-a

=.).$. P0s%s P%m%ntukkan L0gam "%5aa Plastis Dalam indutri digunakan ber!uluh4!uluh "eni !roe !embentukkan logam* ntuk mem!ermudah !engka"ian,!roe4!roe terebut diklai.ikai.ikaikan dengan berbagai ara yaitu  1* (erdaarkan daerah tem!eratur !enger"aan 2* (erdaarkan "eni gaya !embentukkan 3* (erdaarkan bentuk benda ker"a 5* (erdaarkan taha!an !roduk Pada modul ini akan dibaha !roe !embentukkan logam berdaarkan daerah tem!eratur

!enger"aan*

enurut

tem!eratur

!enger"aannya,!roe

!embentukkan da!at diklai.ikaikan men"adi dua kelom!ok bear yaitu  1* Penger"aan !ana :$ot +orking; 2* Penger"aan dingin :?old +orking; Pada a+alnya bataan kedua kelom!ok terebut hanyalah didaarkan ata ada atau tidaknya !roe !emanaan benda ker"a* Namun bila ditin"au dari egi metalurgi,hal itu tidak e!enuhnya benar* (ataan yang berlaku lebih umum adalah yang didaarkan !ada tem!eratur rekritaliai logam yang di!roe* $al ini memang berkaitan dengan ada atau tidaknya !roe !elunakkan elama !roe berlangung* 1* Proe Penger"aan Pana Proe !enger"aan !ana da!at didi.iniikan ebagai !roe !embentukkan yang dilakukan !ada daerah diata tem!eratur

rekritaliai logam yang di!roe*:Agar lebih !rakti,daerah tem!eratur diata tem!eratur rekritaliai untuk elan"utnya diebut ebagai daerah tem!eratur tinggi;* Dalam !roe de.ormai !ada tem!erature tinggi ter"adi !eriti+a !elunakan yang teru meneru,khuunya akibat ter"adinya rekritaliai* Akibat yang kongkrit logam beri.at lunak !ada tem!eratur yang tinggi* -enyataan inilah yang memba+a keuntungan4keuntungan !ada !roe !enger"aan !ana yaitu de.ormai yang diberikan ke!ada benda ker"a da!at relatie bear* $al ini diebabkan karena i.at lunak dan ulet,ehingga gaya !embentukan yang dibutuhkan relatie keil,erta benda ker"a mam!u menerima !erubahan bentuk yang bear tan!a retak* Diam!ing itu !ada !roe !embentukan !ana akan ter"adi truktur yang lebih homogeny dan !engurangan aat tuang e!erti !oroita,hrinkage dan lain4lain* -arena keuntungan itulah !roe !enger"aan !ana biaanya digunakan !ada !roe4!roe !embentukan yang da!at memberikan de.ormai yang bear,mialnya !roe !engerolan !ana,tem!a dan ektrui* 2* Proe Penger"aan Dingin Proe !enger"aan dingin dide.iniikan ebagai !roe !embentukan yang dilakukan !ada daerah tem!eratur diba+ah tem!eratur rekritaliai* Dalam !raktek memang !ada umumnya !enger"aan dingin dilakukan !ada tem!eratur kamar atau dengan !erkataan lain tan!a !emanaan benda ker"a* Agar lebih !rakti untuk elan"utnya daerah tem!eratur diba+ah tem!eratur rekritaliai diebut a"a ebagai daerah tem!eratur rendah* Pada kondii ini logam yang dide.ormai mengalami !eriti+a !engeraan regangan :train hardening;* #ogam akan beri.at makin kera dan makin kuat teta!i makin geta bila mengalami de.ormai* $al ini menyebabkan relatie keilnya de.ormai yang da!at diberikan !ada !roe !enger"aan dingin* (ila di!akakan adanya uatu !erubahan bentuk yang bear,maka benda ker"a akan retak akibat i.at getanya*

eki!un

demikian,!roe

!enger"aan

dingin

teta!

menem!ati

kedudukannya yang kha dalam rangkaian !roe !enger"aan* %ebagai ilutrai da!at dikemukakan terbatanya kemungkinan !roe !enger"aan !ana* #angkah de.ormai yang a+al biaanya adalah !ada tem!eratur tinggi,mialnya !roe !engerolan !ana* (alok ingot,billet atau!un lab dirol !ana men"adi bentuk yang lebih ti!i,mialnya !elat* Pada taha!an terebut de.ormai yang da!at diberikan relati. bear* Namun !roe !engerolan !ana ini tidak da!at dilan"utkan !ada !elat yang relati. ti!i* emang mungkin a"a uatu gulungan !elat di!anakan terlebih dahulu !ada tungku am!ai tem!eraturnya mele+ati tem!eratur rekritaliai* Akan teta!i bila !elat terebut dirol,maka tem!eraturnya akan e!at turun am!ai diba+ah tem!eratur rekritaliai* $al ini diebabkan oleh bearnya !ana yang ber!indah dari !elat ke ekitarnya* Pelat yang ti!i akan lebih e!at mengalami !enurunan tem!eratur dari!ada !elat yang tebal* Dari uraian terebut "elalah bah+a !roe de.ormai yang da!at dilakukan !ada benda ker"a yang lua !ermukaan !ei.ikainya bear hanyalah !roe !enger"aan dingin :lua !ermukaan !ei.ik adalah lua !ermukaan dibagi dengan olume;* (ebera!a ontohnya adalah !roe !embuatan !elat ti!i dengan !engerolan dingin,!roe !embuatan ka+at dengan !roe !enarikan ka+at :+ire dra+ing;,erta eluruh !roe !embentukan terhada! !elat :heet metal .orming;* -eunggulan !roe !enger"aan dingin adalah kondii !ermukaan benda ker"a yang lebih baik dari !ada yang di!roe dengan !enger"aan !ana* $al ini diebabkan karena tidak adanya

!roe !emanaan yang da!at

menimbulkan kerak !ada !ermukaan* -eunggulan lainnya adalah naiknya kekeraan dan kekuatan logam ebagai akibat !enger"aan dingin* Namun hal itu diikuti !ula oleh uatu kerugian yaitu makin getanya logam yang dide.ormai dingin* %i.at4i.at logam da!at diubah dengan !roe !erlakuan !ana :heat treatment;* Perubahan i.at men"adi kera dan geta akibat dide.ormai da!at dilunakan dan diuletkan kembali dengan !roe anil :annealing;*

=.).'. P0s%s /%lakuan /anas 3H%at T%atm%nt4 Proe !erlakuan !ana ini dilakukan dengan memanakan dan mendinginkan uatu logam dalam keadaan !adat untuk menda!atkan !erubahan .aa :truktur;*Perubahan truktur terebut akan merubah i.at4i.at mekani dari logam terebut* Proe

ini

tergantung

dari

!emakaiannya

da!at

digunakan

untuk

mengerakan,melunakan,menghilangkan tegangan ia,menghalukan butiran logam,menaikkan

ketangguhan

dan

lain2*

#a"u

!endinginan

angat

menentukan hubungan antara truktur dan i.at4i.at yang dihailkan* Pendinginan autenit :X; akan menyebabkan !erubahan .aa men"adi .errit :^; dan karbida :  ; atau men"adi martenit bergantung !ada kee!atan !endinginannya* 7errit dan karbida ( ^ +  ) mem!unyai i.at lunak mudah di!otong atau dibentuk dengan !emeinan edangkan martenit mem!unyai i.at kera, i.at ini dimiliki oleh alat !otong e!erti !ahat bubut, utter milling, mata bor, dan ebagainya* -ekeraan tertinggi !ada ba"a akan dida!at "ika ba"a terebut eluruhnya terdiri dari martenit* X

!endinginan

:7??; !erlahan4lahan

!endinginan e!at

artenit :(?T;

tem!ering

^

\



:(??; :-arbida;

Pendinginan

!erlahan4lahan yang dimakudkan adalah !endinginan

dengan +aktu yang uku! untuk merubah autenit men"adi .errit dan karbida* -eadaan ini tergantung !ada kom!oii ba"a* Autenit :X; yang angat lambat berubah men"adi ( ^ +  ) aat didinginkan, akan lebih bear kemungkinannya di"adikan martenit* Diagram keetimbangan bei4karbon adalah diagram yang mem!unyai unur tem!eratur dan tran.ormai dalam keadaan etimbang, "adi hanya da!at di!akai untuk tran.ormai autenit :X; men"adi .errit dan karbida

( ^ +  ) edangkan untuk tran.ormai dari autenit men"adi martenit di!erlukan diagram yang mem!unyai unur +aktu :time; yaitu diagram TTT :Time Tem!eratur Tran.ormation;*

=.).'.$. Diagam TTT 3Tim% T%m/%atu% Tas&0mati0n4

Diagram TTT adalah diagram yang da!at di!akai untuk mengontrol berbagai truktur !ada etia! +aktu kee!atan !endinginan*

Gama =.).'.$* Diagram TTT ba"a %A= 1056

Diagram TTT da!at "uga diebut diagram TI :Tran.ormai Iothermal;* ari ts menyatakan +aktu yang di!erlukan untuk mulai dekom!oii autenite* reaki X → ( ^ +  )

ari t& menyatakan +aktu berakhirnya

gari4gari t dan t. diebut diagam tans&0masi

is0t%mal* Diagram tran.ormai iothermal da!at di!eroleh dari !otongan

ba"a mial ba"a eutetoid di!anakan am!ai tem!eratur autenit dan dibiarkan untuk +aktu tertentu agar tran.ormai ke autenit eleai e!enuhnya* ?ontoh !otongan kemudian dielu! am!ai mena!ai tem!eratur yang lebih rendah :mial 800_ ?; dan dibiarkan bebera!a lama !ada tem!eratur terebut ebelum dielu! lebih lan"ut am!ai tem!eratur ruang* Perlakuan eru!a da!at dilakukan !ada tem!eratur lainnya hingga terda!at diagram TI* Diagram TI membuktikan bah+a tran.ormai autenit berlangung

lambat, baik !ada

uhu tinggi :dekat tem!* eutetoid; mau!un !ada tem!eratur rendah* Reaki yang lamban !ada uhu tinggi diebabkan tidak uku! !endinginan lan"ut yang da!at menimbulkan nukliai .errit dan karbida* Pada uhu rendah dekom!oii autenit lambat karena la"u di.ui lambat :!emiahan karbon dari .errit men"adi karbida lambat; !ada uhu edang nukliai lebih e!at dan !ergerakan atom uku! e!at ehingga da!at ter"adi reaki dengan em!urna*

=.).'.'. Diagam TI 3Tans&0mati0n Is0th%mal4

Diagram TI berlaku untuk uatu bahan tertentu dan reaki tertentu !ula* Jadi etelah ( ^ +  ) terbentuk dari autenit diagram TI tidak digunakan lagi* ial !ada diagram TI ba"a %A= 10/0, bila autenit dielu! am!ai 660_? kemudian didiamkan am!ai reaki ( ^ +  ) eleai, bila diturunkan tem!eraturnya men"adi 300 _?, ( ^ +  ) tidak akan kembali men"adi autenit :X tidak tabil;*

Gama =.).'.'* Diagram TI untuk ba"a %A= 10/0

, uhu !ermulaan reaki terbentuk martenit ., uhu akhir terbentuk martenit (ila ba"a dielu! dengan e!at hingga tidak menyentuh hidung kura ? akan ter"adi !roe tran.ormai martenit* Proe ini tidak tergantung dengan +aktu akan teta!i  dan . tergantung !ada kadar karbon* Antara  dan . terda!at autenit ia dan "ika ditahan tabil !ada uhu terebut akan membentuk ainit*

=.).'.). Diagam 77T 370ntin0us 700ling Tas&0mati0n4

(a"a didinginkan di udara atau dielu! dalam air tidak mengalami uatu maa iotermal e+aktu terbentuk ( ^ +  ) ntuk ??T kura tran.ormai iothermal tergeer keba+ah dan kekanan* Ini diebabkan benda berada !ada uhu yang lebih tinggi edang reaki mulai lebih lambat* Ada dua nilai la"u !endinginan kriti yaitu  1;

la"u !endinginan ?R yang ham!ir menyinggung hidung kura tran.ormai* #a"u !endinginan yang lebih e!at :ebelah kiri kura; akan menghailkan martenit*

2;

la"u !endinginan ?RP yangt tidak menghailkan martenit* #a"u !endinginan yang lebih lambat :ebelah kanan kura; akan menghailkan !erlit* ntuk ba"a eutetoid kedua la"u !endinginan terebut maing4maing 150_?detik dan 36 _?detik* -edua nilai terebut akan lebih rendah untuk ba"a !aduan karena !aduan akan mem!erlambat reaki X → ( ^ +  ) * %elain !aduan bear butir autenit "uga da!at mem!erlambat reaki X → ( ^ +  ) ini diebabkan .errit dan karbida mulai

berubah !ada bata4bata butir autenit* (a"a berbutir halu memiliki lua bata butir !eratuan olume yang lebih bear*

Gama =.).'.). Diagram ?ontinuou ?ooling Tran.ormation

=.).). Latihan dan tugas 1* A!a yang anda ketahui mengenai  a* Proe !enger"aan !ana :$ot +orking; b* Proe !enger"aan dingin :?old +orking; 2* a* A!a keuntungan dan kerugian !roe !enger"aan !ana E b* A!a keuntungan dan kerugian !roe !enger"aan dingin E 3* a*Proe2 a!a a"a yang da!at dilakukan dengan !roe !enger"aan !anaE b*Proe2 a!a a"a yang da!at dilakukan dengan !roe !enger"aan dinginE 5* A!a yang anda ketahui !roe !erlakuan !ana logam :heat treatment; E

6* A!a yang membedakan diagram .aa dengan diagram TTT E ntuk a!a diagram TTT digunakan E 8* A!a yang dimakud dengan la"u !endinginan kriti,"elakan dengan diagram ??T E 9* enga!a untuk ??T kura tran.ormai iothermal bergeer keba+ah dan kekanan E

=.*. Rangkuman ;

enurut tem!eratur !enger"aannya,!roe !embentukkan da!at diklai.ikaikan men"adi dua kelom!ok bear yaitu  1* Penger"aan !ana :$ot +orking;

2* Penger"aan dingin :?old +orking; ;

Proe

!enger"aan

!embentukkan

!ana

yang

da!at

dilakukan

didi.iniikan

!ada

daerah

ebagai diata

!roe

tem!eratur

rekritaliai logam yang di!roe*:Agar lebih !rakti,daerah tem!eratur* ;

Proe !enger"aan dingin dide.iniikan

ebagai !roe !embentukan

yang dilakukan !ada daerah tem!eratur diba+ah tem!eratur rekritaliai* Dalam !raktek memang !ada umumnya* ;

-euntungan !roe !enger"aan !ana yaitu  ;

De.ormai yang diberikan ke!ada benda relatie bear

;

%i.at logam lunak dan ulet

;

aya !embentukan yang dibutuhkan relati keil

;

#ogam mam!u menerima !erubahan bentuk yang bear tan!a retak

;

Proe !embentukan !ana akan menghailkan truktur yang lebih homogeny

dan

!engurangan

aat

tuang,e!erti



!oroita,hrinkage dll

;

-erugian !roe !enger"aan !ana dibutuhkan uhu yang bear dan menimbulkan kerak !ada logam*

;

-euntungan !roe !enger"aan dingin !ada logam  ;

-ondii !ermukaan benda ker"a yang lebih baik dari !ada yang di!roe dengan !enger"aan !ana*

;

#ogam akan beri.at makin kera dan makin kuat teta!i makin geta bila mengalami de.ormai*

; ;

De.ormai yang diberikan ke!ada benda relatie keil* aya !embentukan yang dibutuhkan relati bear*

-erugian !roe !enger"aan dingin !ada logam i.at logam emakin geta*

=.+. Da&ta Pustaka 1* %i+ou+arno, * , 'Teknik Pembentukan #ogam), 7TI4IT(, (andung, 1@/6* 2* Dearmo, =* Paul, 'aterial and Proee in anu.aturing), amillan Publihing ?o*, In*, Ne+ >ork, 1@9@* 3* uy, Albert *,)=ential o. aterial %iene and =ngineering), ra+4 $ill, In* 1@98 5*

Diktat Teknologi Bahan.

Recommend Documents