Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK
besi
baja
I. Besi baja campur
besi tuang
A. Logam
II. Non besi
Bahan Teknik
B. Non Logam
A. Logam
I. Besi dari dalam tanah (tambang) :
ad. a : Besi
~ besi murni kadar C : 0 – 0,3 %
~ sifat : (1) lunak
(2) liat
(3) tidak dapat dikeraskan
ad. b : Baja
~ kadarC : 0,3 – 1,7 %
~ sifat : (1) lebih keras dari pada besi dan lebih rapuh
(2) dapat dikeraskan
Cara pengerasan baja : dengan ‘quench’ (disepuh)
baja dipanaskan s/d diatas suhu rekristalisasi (+ > 700oC)
mendadak didinginkan di dalam air/minyak
Hasil : baja keras, tapi rapuh
(semakin tinggi kadar C semakin keras dan rapuh)
Cara melunakkan baja dengan ‘normalizing’Cara : sama dengan pengerasan tetapi dalam proses pendinginannya
dilakukuan perlahan-lahan
ad. c : Baja campur
Tujuan : untuk menaikkan sifat fisis dan kimiawi dengan pencampuran baja cmpur
(alloy steel)
SIFAT-SIFAT BAHAN :
Sifat Mekanik bahan
- Regangan (strain)
- Tegangan (stress)
- Kekuatan (strength)
- Keuletan (ductility)
- Ketangguhan (toughness)
Penjelasan :
Bahan + energi ∴ produk berguna
(dipilih dengan sifat optimum)
Keterangan :
Regangan (strain) : besarnya ‘deformasi’ per satuan panjang
Tegangan (stress) : gaya per satuan luas
Kekuatan (strength) : ukuran besar gaya yang diperlukan untuk mematahkan
atau merusak suatu bahan
> Keuletan (ductility) ⋍ besar regangan ‘permanen’ yang terjadi sebelum patah
> Ketangguhan (toughness) ⋍ jumlah energi yang diserap bahan hingga patah
‘Deformasi’ : regangan awal berbanding lurus dengan besarnya tegangan.
bersifat : reversible (mampu balik)
Regangan leleh yang mampu balik “Regangan elastis”
Modulus Elastis (Modulus Young) perbandingan antara tegangan (s) dan regangan
mampu balik (e)
Atau : E = s/e E = Modulus Young, MPa (Mega Pascal)
1 Pascal = 1 N/m^2
= 0,145 x 10^-3 psi
1000 psi = 6,894 MPa
S S S S aktual
St
St Yp Sb Sb normal
e e e e
(a) (b) (c) (d)
Keterangan :
(a) : Bahan tidak ulet, tidak ada deformasi plastis ‘besi cor’
(b) : Bahan ulet dengan titik luluh ‘baja karbon rendah’
(c) : Bahan ulet tanpa titik luluh yang jelas ‘aluminium’
(d) : Kurva tegangan sesungguhnya tegangan dan tegangan nominal – regangan
Sb : Kekuatan patah
St : Kekuatan tarik
Sy : Kekuatan luluh
Yp : Titik luluh (Yield point)
X : Titik patah
ef : Perpanjangan elongation (regangan sebelum patah)
Gambar : Diagram tegangan – regangan
Sifat Mekanik Bahan
Sifat atau Karakteristik Lambang Definisi SatuanSI
SatuanBritania
Tegangan
Regangan
Modulus Elastisitas
Kekuatan: luluh
: tarik
Keuletan
- Perpanjangan- Susut penampang
Ketangguhan
Kekarasan
s
e
E
Sy
St
ef
Gaya/satuan luas - (F/A)
Fraksi deformasi (𝚫L/L)Tegangan/regangan elastisTeg. Pada waktu gagal, patah, putusKetahanan terhadap deformasiplastik mulaKekuatan maks. (berdasar ukuranmula)Besar deformasi plastis sampaipatah(Lf – Lo)/Lo(Ao – Af)/Ao
Energi yang diperlukan patah
Ketahanan terhadap deformasiplastis
Pascal (N/m^2)
-
Pascal
Pascal
Pascal
(%)(%)
Joule
psi (lbf/in^2)
-
psi
psi
psi
(%)(%)
lbf.ft
Penjelasan :
Tiga cara menentukan kekerasan :
- Brinell digunakan penekan yang besar
kekerasan ⋍ diameter penekan (1 – 4 mm)
- Rockwell digunakan penekan yang kecil
kekerasan ⋍ kedalaman identasi
- Vickers digunakan penekan intan bebentuk piramida.
MPa
2000 baja
1000
kuningan
500 besi cor
Bilangan Kekerasan Brinell
0 200 400 600Gambar 1.2. Grafik Hubungan antara Kekuatan Tarik dan Bilangan Kekerasan Brinell –
untuk Baja, Kuningan dan Besi cor.
> KARAKTERISTIK TERMAL
Kapasitas panas (heat capacity) ⋍ perubahan kandungan kalor per °C.
Panas jenis (specific heat) ⋍ perbandingan antara kapasitas kalor bahan dengan kapasitas kalor air.
Kapasitas panas air = 1 kal/g °C = 4,184 Joule/g °C = 1 BTU/lb °F.
Muai panas (thermal expansion)
> ; = koefisien muai linier (suhu berubah berubah)
Daya hantar panas (thermal conductivity), k
ad. d : besi tuang
Kadar C : 2,3 – 4,5 %
cast iron : sifat - sangat keras dan sangat rapuh
- tak dapat dilunakkan
putih disebabkan karena :
Besi tuang - kecepatan pendinginannya
kelabu - unsur silikon
Besi tuang tak dapat dibentuk atau diubah-ubah
pembuatan bentuk dengan ‘mengecor’
fisis
> Sifat :
mekanis
Sifat fisis : ketahanan terhadap : - suhu tinggi
- daya hantar panas
- daya hantar listrik
- dll
Sifat mekanis : - kekuatan- kekerasan- dll
Penjelasan :
> Sifat Fisis
Beberapa bahan yang digunakan untuk meningkatkan sifat fisis dari baja campuran :
- Chrom - Nikel
- Wolfram - Canadium
- Titanium - dll
Salah satu baja campur (Alloy steel) adalah “stainless steel” (baja tahan karat)
Stainless steel dibedakan menjadi : 1. tipe Austenit
2. tipe Ferritic
3. tipe Martensit
ad 1. ST. tipe Austenit
Paling tahan terhadap sifat asam
sifat lunak
campuran Cr = 10 – 27 %; Ni = 6 – 22 %; C < 0,15 %, juga mengandung titanium.
sifat lain : dapat di-‘las’ dengan baik.
ad 2. ST. tipe Ferritic
Sifat : diantara sifat Austenit dan Martensit
Kadar : Cr = 10 – 17 %; Ni = - ; C < 0,2 %
ad 2. ST. tipe Martensit
Kadar : Cr = 10 – 16 %; C < 0,2 – 1,2 %
Sifat : - keras dan rapuh sebagai : alat potong
- tidak memiliki sifat lunak tak dapat di-las (retak-retak)
Ditinjau dari segi harga : Austenit > Ferritic > Martensit
mahal murah
di pasaran dijual dengan kode-kode : S 316; 324; 516
secara keseluruhan cukup mudah diperoleh di pasaran dengan harga terjangkau.
dengan asam yang kuat stainless steel dapat hancur.
> Sifat Mekanis
yang banyak dijumpai : HSS (Hight Speed Steel) lebih keras dan kuat
HSS + titanium lebih ringan dan keras sekali (kuat)
baik dan sangat mahal dapat ditingkatkan sifatnya dengan + kadar wolfram murah