TUGAS MAKALAH SIFAT-SIFAT MEKANIK LOGAM
ARI ISNANDAR 201425024
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AL KAMAL 2017
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang Proses pengujian logam adalah proses pemeriksaan bahan-bahan untuk diketahui sifat dan karakteristiknya yang meliputi sifat mekanik, sifat fisik, bentuk struktur, dan komposisi unsur-unsur yang terdapat di dalamnya. Proses pengujian logam dikelompokkan ke dalam tiga kelompok metoda pengujian, yaitu :
Destructive Test (DT) , yaitu proses pengujian logam yang bisa menimbulkan kerusakan logam yang di uji.
Non Destructive Test (NDT) , yaitu proses pengujian logam yang tidak bisa menimbulkan kerusakan logam atau benda yang di uji.
Metallography , yaitu proses pemeriksaan logam tentang komposisi kimianya, unsur-unsur yang terdapat didalamnya, dan bentuk strukturnya.
1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penyusun rumusan masalah sebagai berikut. 1. Sebutkan sifat-sifat logam? 2. Apa saja Factor yang mempengaruhi sifat mekanik?
1.3Tujuan Masalah 1. Mahasiswa dapat mengetahui sifat-sifat dari logam 2. Mahasiswa mengetahui factor yang mempengaruhi sifat mekanik logam
BAB II PEMBAHASAN
2. 2 SIFAT-SIFAT MEKANIK
Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material / komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan kerusakan pada material/komponen tersebut. Sifat mekanik logam adalah suatu sifat terpenting karena sifat mekanik logam menyatakan kemampuan suatu logam untuk menerima beban atau gaya dari luar tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut.Beberapa sifat-sifat mekanik antara lain: 1.
Kekuatan (Strength) [N/mm3, kg/mm2, lb/in2]
Merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut patah. Kekuatan ada beberapa macam tergantung pada jenis beban yang bekerja. Contohnya: kekuatan tarik,tekan, geser, torsi, dan kekuatan lengkung. 2.
Kekerasan (Hardness) [BHN, VHN, HRc]
Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menerima penetrasi benda runcing, goresan, kikisan tanpa mengalami deformasi. 3.
Keelastisitasan (Elasticity) [%]
Kekenyalan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi). 4.
Plastisitas (Plasticity) [%]
Merupakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi platis (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Mekanisme yang mempunyai plastisitas yang tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material yang getas (brittle). 5.
Ketangguhan (Toughness) [kg/mm]
Merupakan kemampuan bahan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.
6.
Kekakuan (stiffness)
Kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. 7.
Kelelahan (Fatigue) [siklus]
Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima tegangan berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas. 8.
Mulur (Creep) [siklus]
Menyatakan kecenderungan logam mengalami deformasi platis yang besarnya merupakan fungsi waktu saat menerima beban yang besarnya tetap.
2.3 Factor yang mempengaruhi sifat mekanik A.
Kadar karbon
Semakin tinggi kadar karbon maka kekerasan akan semakin tinggi namun akan menjadi rapuh. Kandungan karbon ini juga mempengaruhi keuletan, ketangguhan, maupun sifat mampu mesin. B.
Unsur kimia
Penambahan unsur kimia pada baja dapat mempengaruhi sifat mekaniknya.Pembebanan karbon pada logam akan membuat logam semakin keras tapi rapuh. Unsur kimia yang dapat bersenyawa antara lain: Nikel untuk meningkatkan.
-
Meningkatkan kekuatan dan kekerasan.
-
Meningkatkanketahanan terhadap korosi.
-
Meningkatkankeuletan dan tahan gesek.
Chromium, untuk -
Menambah kekerasan baja.
-
Membentuk karbida.
-
Menambah keuletan, sehingga baik untuk pegas.
Ukuran butir
Ukuran butir pada baja sangat berpengaruh. Ukuran butir yang besar dan homogen membuat baja mempunyai sifat yang ulet. Sedangkan untuk ukuran butir yang kecil dan tidak homogen maka baja tersebut akan bersifat kaku dan keras.
Fasa dan struktur
Fasa dapat mempengaruhi sifat mekanik logam, karena pada tiap-tiap fasa padalogam memiliki struktur mikro sendiri dengan sifat mekanik, fisik dan kimia yang berbeda-beda, misalnya fasa martensite memiliki sifat-sifat keras, rapuh, magnetic dengan nilai kekerasan 650-700 BHN. Jadi dapat dikatakan fasamartensitememiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada ferrite. Logam yang memiliki struktur yang teratur mempunyai sifat mekanik yang lebih baikdibandingkan denganlogam yang strukturnya tidak teratur sebab tegangan dalam yang timbul lebih besar. Tegangan didalam berbanding terbalik dengan sifat mekanik.
Cacat
Cacat terjadi kemungkinan besar selama proses pertumbuhan kristal atau pada proses heat treatment (perlakuan panas). Cacat ini dibedakan menajdi cacat titik, cacat garis, cacat bidang, dan cacat ruang. Cacat yang terjadi pada logammenyebabkan kerusakan pada struktur logam misalnya terjadinya kekosongan (vacancy), sisipan dan slip. Kerusakan ini menyebabkan menurunnya sifat mekanik logam.
Endapan
Reaksi pengendapan merupakan kebalikan dari reaksi pelarutan yang terjadi akibat proses pendinginan. Pengendapan terjadi bila logam didinginkan sampai daerah suhu dan fasa setelah larut yang dipengaruhi laju waktu pendinginan. Pada laju waktu pendinginan cepat terjadi endapan serta fasa dan pada laju pendinginan lambat dapat terjadi endapan dua fasa sehingga pengendapan yang terjadi berpengaruh pada sifat mekanik logam. Mengenai sifat mekanik ini, dikenal 2 macam pembebanan, yaitu:
1.
Pembebanan statik
Yaitu pembebanan yang sifatnya statik atau besarnya tetap atau berubah-ubah dengan sangat lambat. 2.
Pembebanan dinamik
Yaitu pembebanan yang besarnya beban berubah-ubah atau dinamis. 1.2 Proses pengujian bahan material
Macam – macam Pengujian Kekerasan Yang Dilakukan Pengujian yang paling banyak dipakai adalah penekanan-penekanan tertentu pada benda kerja dengan bahan tertentu dengan mengukur ukuran penekanan yang berbentuk diatasnya : a. Metode Brinel b. Metode Vickers c. Metode Rockwell
Pengujian yang paling banyak dipakai adalah penekanan-penekanan tertentu pada benda kerja dengan bahan tertentu dengan mengukur ukuran penekanan yang berbentuk diatasnya : a. Metode Brinel b. Metode Vickers c. Metode Rockwell 2.3.1 Uji Kekerasan Rockwell
Pengujian Rockwell merupakan suatu uji untuk mengetahui tingkat kekerasan. Tingkat kekerasan yang di uji adalah tingkat kekerasan logam baik logam ferrous maupun logam non ferrous dengan menggunakan alat Rockwell Hardness Tester.
Gambar 2.1 alat uji kekerasan rockwell
2.3.2
Uji Brinell
Uji brinell dilakukan dengan penekanan sebuah bola baja yang terbuat dari baja chrom yang telah dikeraskan dengan diameter tertentu, oleh gaya tekan secara statis kedalam permukaan logam yang diuji harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan ditiadakan dan bola baja dikeluarkan dari bekas lekukan, maka diameter paling atas dari lekukan tadi diukur secara teliti untuk kemudian dipakai untuk penentuan kekerasan logam yang diuji dengan menggunakan rumus:
Dimana :
P = Beban yang diberikan (KP atau Kgf). D = Diameter indentor yang digunakan.
d = Diameter bekas lekukan.
Kekerasan ini disebut kekerasan brinell yang biasa disingkat dengan HB atau BHN (Brinell Hardness Number). Bertambah keras logam yang diuji bertambah tinggi nilai HB. 2.3.3
Uji Kekerasan Vickers
Uji vickers ini didasarkan kepada penekanan oleh suatu gaya tekan tertentu oleh sebuah indentor berupa pyramid diamond terbalik yang memiliki sudut puncak kepermukaan logam yang diuji kekerasannya, dimana permukaan logam yang diuji ini harus rata dan bersih.
Setelah gaya tekan secara statis ini kemudian ditiadakan dan pyramid diamond dikeluarkan dari bekas yang terjadi (permukaan bekas merupakan segi empat karena piramid merupakan piramid sama sisi), maka diagonal segi empat bekas teratas diukur secara teliti untuk kemudian digunakan sebagi kekerasan logam yang diuji. Nilai kekerasan yang diperoleh sedemikian itu disebut kekerasan vickers yang biasa disingkat denga Hv atau HVN (Vicker Hardness Number). Untuk memperoleh nilai kekerasan vickers maka hasil penekanan yang diperoloeh dimasukkan kedalam rumus:
2.3.4 Percobaan metalografi Ilmu logam dibagi menjadi dua bagian khusus, yaitu metalurgi dan metallografi. Metalurgi adalah ilmu yang menguraikan tantang cara pemisahan logam dari ikatan unsur-unsur lain. Atau cara pengolahan logam secara teknis untuk memperoleh jenis logam atau logam paduan yang memenuhi kebutuhan tertentu. Sedangkan metallografi adalah ilmu yang mempelajari tentang cara pemeriksaan logam untuk mengetahui sifat, struktur, temperatur dan prosentase campuran logam tersebut. Metallografi merupakan suatu pengetahuan yang khusus mempelajari struktur logam dan mekanisnya. Dalam metallografi dikenal pengujian makro (makroscope test) dan pengujian mikro (mikroscope test).
Pengujian makro (makroscope test) ialah proses pengujian bahan yang menggunakan mata terbuka dengan tujuan dapat memeriksa celah dan lubang dalam permukaan bahan. Angka
kevalidan pengujian makro berkisar antara 0,5 sampai 50 kali. Pengujian cara demikian biasanya digunakan untuk bahan-bahan yang memiliki struktur kristal yang tergolong besar atau kasar. Misalnya, logam hasil coran (tuangan) dan bahan yang termasuk non-metal (bukan logam). pengujian mikro (mikroscope test) ialah proses pengujian terhadap bahan logam yang bentuk kristal logamnya tergolong sangat halus. Mengingat demikian halusnya, sehingga pengujiannya menggunakan suatu alat yaitu mikroskop optis bahkan mikroskop elektron yang memiliki kualitas pembesaran antara 50 hingga 3000 kali. Pengujian metallografi dapat memberikan gambar-gambar dari struktur logam yang diuji sehingga dapat diteliti lebih lanjut mengenai hubungan struktur pembentuk logam dengan sifatsifat logam tersebut.
Gambar 2.2 alat metalografi
2.3.5 Uji Impact Charpy
Tujuan uji impact charpy adalah untuk mengetahui kegetasan atau keuletan suatu bahan (specimen) yang akan diuji dengan cara pembebanan secara tiba-tiba terhadap benda yang akan diuji secara statik. Dimana benda uji dibuat takikan terlebih dahulu sesuai dengan standar JIS Z2202 dan hasil pengujian pada benda uji tersebut akan terjadi perubahan bentuk seperti bengkokan atau patahan sesuai dengan keuletan atau kegetasan terhadap benda uji tersebut. Percobaan uji impact charpy dilakukan dengan cara pembebanan secara tiba-tiba terhadap benda uji yang akan diuji secara statik, dimana pada benda uji dibuat terlebih dahulu sesuai dengan ukuran standar JIS Z2202. Adapun perlengkapan yang digunakan dalam pengujian impact yaitu alat uji impact tipe charphy dan benda uji (test specimen)
Mesin Uji Impact
Gambar 2.3 alat uji impack Mesin uji bentur (impact) yang digunakan untuk mengetahui harga impak suatu bahan yang diakibatkan oleh gaya kejut pada bahan uji tesebut. Tipe dan bentuk konstruksi mesin uji bentur beranekaragam mulai dari jenis konvensional sampai dengan sistem digital yang lebuh maju. 3
DIAGRAM FASA LOGAM
Gambar 2.5 contoh diagram fasa logam(baja
BAB III
KESIMPULAN
1. Sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation. 2. Sifat-sifat mekanik : Kekuatan (Strength)
Kekerasan (Hardness)
Kekenyalan (Elasticity) Plastisitas (Plasticity)
Ketangguhan (Toughness)
Kekakuan (stiffness)
Kelelahan (Fatigue)
Mulur (Creep) 3. Terdapat juga factor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik ,yaitu:
Kadar karbon Unsure kimia
4. Destructive Test (DT) , yaitu proses pengujian logam yang bisa menimbulkan kerusakan logam yang di uji.
5. Non Destructive Test (NDT) , yaitu proses pengujian logam yang tidak bisa menimbulkan kerusakan logam atau benda yang di uji.
6. Metallography , yaitu proses pemeriksaan logam tentang komposisi kimianya, unsur-unsur yang terdapat didalamnya, dan bentuk strukturnya.
DAFTAR PUSTAKA
o o
o o o
o
o
Scribd, pengertian logam ,https://www.scribd.com/doc/36253489/PENGERTIAN-LOGAM Indo-digital,sifat dan karakteristik ,https://indo-digital.com/sifat-dan-karakteristik-proses pengujian-logam.html Fariedpradhana,pengujian logam,https://fariedpradhana.wordpress.com/tag/pengujian-logam/ Terasepter,2013 pengujian bahan,http://terasepter.blogspot.co.id/2013/11/pengujian-bahan.html Rumus hitung,2014 sifat dan kegunaan besi,http://rumushitung.com/2014/11/09/sifat-dankegunaan-besi/ Yusufaya 2013 sifat mekanik logam dan factor ,http://yusufaya.blogspot.co.id/2013/05/sifatmekanik-logam-dan-faktor-yang.html Documents.tips,sifat mekanik logam,http://documents.tips/documents/sifat-mekanik-logam562e66a66cbd6.html
