BUDI ISTANA,.SST.,M.Eng
Sifat Fisik, Mekanik dan Pengujiannya
Disusun Oleh :
Nama
:
MUSTAQIM ANSORI
150102002
FAKULTAS TEKNIK PRODI TEKNIK MESIN B1
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH RIAU (UMRI)
1. TEMBAGA SIFAT-SIFAT TEMBAGA a) Sifat fisik
1. Tembaga merupakan logam yang berwarna kunign seperti emas kuning seperti pada gambar dan keras bila tidak murni. 2. Mudah ditempa (liat) dan bersifat mulur sehingga mudah dibentuk menjadi pipa, lembaran tipis dan kawat. 3. Konduktor panas dan listrik yang baik, kedua setelah perak. 4. Titik leleh : 1.0830C, titik didih : 2.3010C 5. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3 b) Sifat Mekanik dan pengujiannya
Kuat Tarik
200 N / mm2
Modulus Elastisitas
130 GPa
Brinnel Hardness
874 MN m-2
Sifat Panas Koefisien Ekspansi Thermal
16,5 x 10-6 K-1
Konduktivitas Panas
400 W / Mk
2. TITANIUM Sifat-Sifat Titanium
Titanium murni merupakan logam putih yang sangat bercahaya. Ia memiliki berat jenis rendah, kekuatan yang bagus, mudah dibentuk dan memiliki resistansi korosi yang baik. Jika logam ini tidak mengandung oksigen, ia bersifat ductile. Titanium merupakan satu-satunya logam yang terbakar dalam nitrogen dan udara. Titanium juga memiliki resistansi terhadap asam sulfur dan asam hidroklorida yang larut, kebanyakan asam organik lainnya, gas klor dan solusi klorida. Titanium murni diketahui dapat menjadi radioaktif setelah dibombardir dengan deuterons. Radiasi yang dihasilkan adalah positrons dan sinar gamma. Ketika sinar gamma ini direaksikan dengan oksigen, dan ketika mencapai suhu 550 ° C (1022 ° F) , sinar tersebut bereaksi dengan klorin. Sinar ini kemudian bereaksi dengan halogen yang lain dan menyerap hidrogen.
Logam ini dimorphic. Bentuk alfa heksagonal berubah menjadi bentuk beta kubus secara perlahan-lahan pada suhu 8800C. Logam titanium tidak bereaksi dengan fisiologi tubuh manusia ( physiologically inert ). Titanium oksida murni memiliki indeks refraksi yang tinggi dengan dispersi optik yang lebih tinggi daripada berlian. a) Sifat Fisik
Titanium bersifat paramagnetik (lemah tertarik dengan magnet) dan memiliki konduktivitas listrik dan konduktivitas termal yang cukup rendah. Sifat Fisik
Keterangan
Fasa
Padat
Massa jenis
4,506 g/cm3 (suhu kamar)
Massa jenis cair
4,11 g/cm 3 (pada titik lebur)
Titil lebur
1941 K (16680C,30340F)
Titik didih
3560 K(32870C, 59490F)
Kalor peleburan
14,15 kJ/mol
Kalor penguapan
425 kJ/mol
Kapasitas kalor (250C)
25,060 J/mol.K
Penampilan
Logam perak metalik
Resistivitas listrik (20 °C)
0,420 µΩ·m
Konduktivitas termal (300 K)
21,9 W/(m·K)
Ekspansi termal (25 °C)
8.6 µm/(m·K)
Kecepatan suara (pada wujud kawat) (suhu
5090 m/s
kamar)
b) Sifat Mekanik dan pengujiannya
Sifat Mekanik
Keterangan
Modulus Young
116 Gpa
Modulus Geser
44 Gpa
Modulus Ruah
110 Gpa
Nisbah Poisson
0,32
Skala Kekerasan Mohs
6
Kekerasan Vickers
970 Mpa
Kekerasan Brinell
716 Mpa
Nomor CAS
7440-32-6
3. ALUMUNIUM a) Sifat Fisik Aluminium
Table , menunjukan sifat fisik aluminium Nama, Simbol, dan Nomor
Aluminium, Al, 13
Sifat Fisik Wujud
Padat
Massa jenis
2,70 gram/cm 3
Massa jenis pada wujud cair
2,375 gram/cm 3
Titik lebur
933,47 K, 660,32 oC, 1220,58 oF
Titik didih
2792 K, 2519 oC, 4566 oF
Kalor jenis (25 oC)
24,2 J/mol K
Resistansi listrik (20 oC)
28.2 nΩ m
Konduktivitas termal (300 K)
237 W/m K
Pemuaian termal (25 oC)
23.1 µm/m K
Modulus Young
70 Gpa
Modulus geser
26 Gpa
Poisson ratio
0,35
Kekerasan skala Mohs
2,75
Kekerasan skala Vickers
167 Mpa
Kekerasan skala Brinnel
245 Mpa
b) Sifat Mekanik Aluminium dan pengujiannya
Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut. Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah
terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium.
Kekuatan tensil
Kekuatan tensil adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan pengujian tensil. Kekuatan tensil ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya terjadi ketika terjadinya necking. Kekuatan tensil bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu acuan terhadap kekuatan bahan. Kekuatan tensil pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 MPa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tensil yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tensil hingga 580 MPa (paduan 7075).
Kekerasan
Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas, plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tensil, ductility, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell. Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu sekitar 65 skala Brinnel, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan/atau diberi perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan quenching , lalu disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinnel sebesar 135.
Ductility
Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tensil, ductility ditunjukkan dengan bentuk necking nya; material dengan ductility yang tinggi akan mengalami necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki ductilit y rendah, hampir tidak mengalami necking . Sedangkan dalam hasil pengujian tensil, ductility diukur dengan skala yang disebut elongasi. Elongasi adalah seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika
dilakukan uji kekuatan tensil. Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan yang diujikan. Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena ductility berbanding terbalik dengan kekuatan tensil, serta hampir semua aluminum paduan memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.
4. SENG
Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifatdiamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Sengsedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.Lehto 1968, Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempaantara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuhdan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampumenghantarkan listrik. Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam transisi selain raksadan kadmium.Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalahkuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapatmembentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal,raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. Walaupun sengmaupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkanferomagnetisme di bawah suhu 35 K
a) Sifat Fisik
b) Sifat Mekanik dan Pengujiannya
Sifat
magnetik
diamagnetik
(20 °C) 59,0 nΩ·m
Resistivitas listrik Konduktivitas termal
(300 K) 116 W/(m·K) (25 °C) 30,2 µm/(m·K)
Ekspansi termal Kecepatan suara
3850 m/s
Modulus Young
108 GPa
Modulus geser
43 GPa
Modulus ruah
70 GPa
Nisbah Poisson
0,25
Skala kekerasan Mohs
2,5
Kekerasan Brinell
412 MPa
5. TIMAH (Sn) Timah adalah sebuah unsur kimia yang memiliki simbol Sn dan nomor atom 50. Timah dalam bahasa Inggris disebut sebagai Tin. Kata “Tin” diambil dari nama Dewa bangsa Etruscan “Tinia”. Nama latin dari timah adalah “Stannum” dimana kata ini berhubungan dengan kata “stagnum” yang dalam bahasa inggris bersinonim dengan kata “dripping ” yang artinya menjadi cair/ basah, penggunaan kata ini dihubungkan dengan logam timah yang mudah mencair. Timah biasa terbentuk oleh 9 isotop yang stabil. Ada 18 isotop lainnya yang diketahui.Timah merupakan logam berwarna putih keperakan, dengan kekerasan yang rendah, dapat ditempa ("malleable"), mempunyai sifat konduktivitas panas dan listrik yang tinggi, relatif lunak, tahan karat dan memiliki titik leleh yang rendah dan memilki struktur kristal yang tinggi. Jika struktur ini dipatahkan, terdengar suara yang sering disebut (tangisan timah) ketika sebatang unsur ini dibengkokkan
a) Sifat Fisik Timah (Sn)
Keadaan benda : Padat
Titik lebur : 505.08 K (449.47 °F)
Titik didih : 2875 K (4716 °F)
Densitas : 7,365 g/cm3 (Sn putih) 5,769 g/cm3 (Sn abu-abu)
Volume molar : 16.29 ×10-6 m3/mol
Kalor penguapan : 295.8 kJ/mol
Kalor peleburan : 7.029 kJ/mol
Kalor jenis : 27,112 J/molK
Panas fusi : 7,03 kJ/mol
Tekanan uap : 5.78 E-21 Pa at 505 K
Kecepatan suara : 2500 m/s pada 293.15 K
b) Sifat Mekanik Timah (Sn) dan pengujiannya
Kekuatan tariknya rendah, sekitar 2000 psi
Modulus Youngnya adalah 5,9-7,8 x 10^6 psi
Kekuatan Mohs 1,8 atau Brinell 5,0 (1000 kg, 10 mm)
6. KROMIUM
Kromium adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cr dan nomor atom 24.Kromium merupakan logam tahan korosi (tahan karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat. Dengan sifat ini,rom) banyak digunakan sebagai pelapis pada ornamen-ornamen bangunan, komponen kendaraan, seperti knalpot pada sepeda motor, maupun sebagai pelapis perhiasan, emas yang dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih.
a) Sifat Fisik Kromiun
1. Merupakan logam pasif berwarna putih perak dan lembek jika dalam keadaan murninya. 2. Tahan terhadap korosi karena reaksi dengan udara menghasilkan Cr2O3 yang bersifat nonpori. 3. Warna oksidanya berbeda – beda tergantung jenis dan jumlah atom yang diikatnya. 4. Titik leleh : 1900 C dan Titik didih : 2690 C 5. Berat jenis 7,20 pada 280C 6. Mempunyai tingkat oksidasi +3, +2, +6 7. CrO2 bersifat konduktor dan magnetic 8. Tahan terhadap panas
b) Sifat Mekanik dan pengujiannya
Sifat magnetik
AFM (rather: SDW)
Resistivitas listrik
(20 °C) 125 nΩ·m
Konduktivitas termal
(300 K) 93.9 W/(m·K)
Ekspansi termal
(25 °C) 4.9 µm/(m·K)
Kecepatan suara (kawat tipis)
(20 °C) 5940 m/s
Modulus Young
279 GPa
Modulus Geser
115 GPa
Modulus Ruah
160 GPa
Nisbah poisson
0.21
Skala kekerasan Mohs
8.5
Kekerasan Vickers
1060 MPa
Kekerasan Brinell
1120 MPa
