material rev

7/25/2019 Material Rev

1/62

BAB I

PENDAHULUAN

PPada zaman dahulu kala kebutuhan dibidang material masih sangat terbatas belumbegitu menyentuh pada apa yang disebut dengan material teknik, hal ini dikarenakanketerbatasan teknologi dan ilmu pengetahuan. Kita mengenal ada zaman batu (stone age),zaman perunggu (bronze age). Pada waktu itu penggunaan material masih sangat terbatasseperti batu, kayu, clay, kulit dan sebagainya. Namun dengan pesatnya perkembangan ilmudan teknologi maka berkembanglah material teknik seperti logam dan paduannya, plastik dankaret, keramik, bahkan sekarang dikenal material maju seperti komposit, superkonduktor dansebagainya.

Ilmu pengetahuan yang mempelajari mengenai material dibagi menjadi apa yang

disebut dalam material sains dan material teknik. Material sains mempelajari hubungan antarastruktur dan sifat material, sedangkan material teknik mempelajari keterkaitan antara korelasistruktur dan sifat serta perencanaan.

plikasi material !eknik seperti logam, polimer, keramik serta material maju"modernsangatlah luas menyentuh dibidang struktur, mesin dan peralatan elektronik. Penggunaan

pada struktur seperti rangka mesin, jembatan, tower, reaktor dan sebagainya. #ibidang mesinseperti pada mesin produksi, motor bakar, turbin uap, turbin gas dan sebagainya. #ibidangelektronik seperti transistor,strain gauge, fotoelektrik dan sebagainya.

Klasifikasi material teknik menurut definisinya adalah sebagai berikut $

Logam (metals)

%ogam dapat bersifat murni dan panduan. %ogam merupakan gabungan dari beberapaunsur"elemen. %ogam paduan akan lebih kuat dari logam murni. &ifat logam adalah berat,kuat dan keras, mengkilap, penghatar panas dan listrik, serta dapat dibentuk.

Keramik (ceramics)

Keramik adalah senyawa antara logam dan non logam seperti oksida logam, nitrida, dankarbida. 'ang memiliki sifat tahan temperatur tinggil"panas, sangat getas, sebagai isolatorlistrik dan panas.

Polimer (polymers)

Polimer seperti halnya plastik dan karet merupakan senyawa organik karbon, hidrogen danlogam lainnya. &ifatnya ringan, fleksibel, sebagai isolator listrik, dan tidak tahan panas.

Komposit (composites)

Komposit adalah gabungan dari beberapa jenis material teknik. Material logam dapatdigabung dengan polimer seperti polimer dengan matrik logam seperti penggunaan seratwhiskers pada polimer (metal matrix polymer), logam yang dipadu dengan keramik seperti

konkret, paduan yang diperkeras secara dispersi. (ahkan polimer juga dapat dipadu dengankeramik seperti polimer yang diperkuat dengan serat.gelas )*+P (gelas fiber reinforced


2/62

polymer), serat karbon -*+P (Carbon fiber reinforced polymer), serat kelar aramid, seratoptik. 'ang kesemuanya itu merupakan kemajuan pesat dibidang material teknik.

/adi muncul dan berkembangnya material komposit disebabkan oleh adanya pemikiranbahwa logam bersifat kuat namun berat, dan juga polimer bersifat ringan. &ehinggamuncullah ide untuk mencoba untuk menggabungan kedua material tersebut sehingga

diperoleh material yang kuat tapi ringan.#isamping itu dikenal juga material0material semikonduktor dan materialsuperkonduktor yang pemakaiannya banyak dibidang elektronika serta material maju lainnyaseperti material superplastisitas, material ingat bentuk 1shape memory alloy2 dan lain0lain.

/ika kita perhatikan suatu konstruksi mesin seperti sebuah kendaraan bermotor kitamengenal penggunaan logam paling banyak digunakan mencapai lebih dari 345 untukkegunaan rangka, mesin, bodi dan sebagainya. &isanya menggunakan material non logamseperti roda, jok yang terbuat dari polimer, kaca, bagian dari busi yang terbuat dari keramik.&ehingga suatu kendaraan akan terpenuhi kebutuhan serta kenyamananya.

Para mahasiswa teknik, khususnya !eknik mesin dan para praktisi"insinyur dibidang!eknik mesin harus dibekali ilmu pengetahuan material teknik yang luas, hal ini dikarenakan

disiplin ilmu !eknik mesin tidak hanya mempelajari karakterisitik material pada kondisistatis, tetapi juga dituntut utuk mengetahui prilaku material pada kondisi yang dinamis.(erbeda dengan disiplin ilmu !eknik sipil yang lebih dibatasi pada kondisi pembebanan statisserta aplikasi material teknik yang terbatas.

/enis0jenis material serta hubungannya satu sama lain dapat ditunjukkan pada )ambar di bawah ini.

)ambar Material !eknik dan hubungan satu sama lain

6


3/62

BAB II

STRUKTUR ATO DAN IKATAN ANTAR ATO

II!l Str"kt"r Atom

Material !eknik adalah bagian dari material solid yang bukan merupakan materialkontinyu melainkan tersusun dari geometri atom dan saling berikatan antar atom ataumolekulnya. Pernyataan ini pertama kali dinyatakan dan merupakan hipotesa ahli fisika#alton 1347 2. #alton menganggap atom sebagai bola kaku yang tidak dapat diuraikan lagi.Kemudian pada tahun 849 !homson menemukan bahwa atom bermuatan listrik. (aikelektron maupun proton memiliki muatan listrik sebesar .:4;4 -. Pada tahun 8+utherford menemukan adanya elektron, proton dan netron, dimana proton dan netron beradadalam inti atom yang berdiameter "4444 dari diameter atom dimana elektron mengitari inti

atom. #an juga di temukannya sinar alfa, sinar beta, sinar gamma. (arulah pada tahun 87muncul model atom yang didasarkan pada teori kuantum yang dikembangkan oleh Niels(ohr.

%ogam seperti halnya yang lain, terdiri dari sususan atom0atom. &emua atom memilikistruktur dasar yang sama seperti pada )ambar 6 yaitu terdiri dari inti yang tersusun darinetron dan sejumlah proton yang bermuatan positif, dan elektron yang bermuatan negatifyang mengelilingi inti. /umlah proton sama dengan jumlah elektron.

/umlah proton suatu unsur didefinisikan sebagai nomor atom dari unsur yangbersangkutan. Inti suatu atom merupakan bagian yang terbesar dari massa atom tersebut.


4/62

!abel . (erat atom beberapa unsur>nsur Nomor atom /umlah proton dan netron (erat atom 1sms2

< .443- : 6 6.4?

@ 3 : ?.8889*e 6: ?: ??.39A

Blektron yang mengitari inti mengikuti lintasan tertentu dan berhubungan dengan tingkatenergi tertentu pula yang sesuai dengan jarak antara elektron tersebut sampai ke inti atom.

##!$ Ikata% A%tar Atom

da beberapa teori yang menjelaskan bagaimana ikatan atom terbentuk. Ikatan atomyang memungkinkan terbentuknya fasa cair dan padat disebabkan oleh adanya gaya tarikantar atom. Ikatan kimia terjadi karena atom mencoba mencapai struktur yang stabil.


5/62

memerlukan tambahan elektron. Ikatan ini biasanya terjadi pada unsur dengan elektronalensi dari 9 sampai A. /uga pada beberapa senyawa seperti -


6/62

Ikata% 'a% er aals

Ikatan ini merupakan ikatan yang lemah. #isebabkan oleh tidak ratanya distribusielektron. #istribusi elektron yang tidak merata menyebabkan gaya tarik menjadi lemah.&eperti yang telah diuraikan, yang menyebabkan terjadinya ikatan atom adalah adanya gaya

tarik antar atom. !etapi meskipun atom0atom tersebut diikat dengan gaya tarik, atom0atomtersebut tidak pernah bertemu satu sama lain. Ini berarti disamping gaya0gaya tarik ada gayatolak yang menyebabkan atom mempunyai jarak tertentu antara satu sama lain. Karenaadanya gaya tarik dan juga gaya tolak, maka atom0atom akan terletak pada suatu tempatdimana resultan antara gaya tarik dan gaya tolak besarnya sama dengan nol. !empat tersebutakan ada pada suatu jarak tertentu dari atom yang lain, yang biasanya disebut jarak atom.


7/62

BAB III

STRUKTUR KRISTAL

Material padat seperti halnya logam terdiri dari susunan kristal. da material dengankristal tunggal dan adapula material dengan kristal banyak 1polycrystal2 serta adapula yangnon kristal 1amorph2 . Kristal merupakan susunan yang berulang dari set, satuan 1cell unit2.&edangkan set satuan adalah bagian tunggal dari Kristal yang memiliki geometri yangtersusun oleh atom0atom. &elain dari jenis kristal di atas ada juga logam yang bersifat

polymorph atau sering disebut dengan istilah allotropi seperti contoh pada besi murni yangdapat berubah bentuk set satuannya terhadap perubahan temperatur. Material kristal tunggaladalah material yang kuat bila dibandingkan dengan material kristal banyak. Kristal banyak

akan membentuk orientasi butir ke segala arah, sehingga terbentuk batas butir1grainboundary). (atas butir akan melemahkan logam, oleh karena itu kristal banyak kekuatannyakurang dari kristal tunggal. Material kristal banyak disebut juga material isotropi yaitumemiliki sifat sama kesegala arah, sedangkan material unisotropy sifatnya tidak samakesegala arah &ifat unisotropy inilah dasar dari perkembangan material komposit.

###!# Sel Sat"a%

Kelompok atom terkecil yang merupakan bagian dari kristal logam yangtersusun dalam satu geometri tiga dimensi disebut set satuan 1unit set2. &eperti yang

diterangkan pada )ambar 9 di bawah ini.

)ambar 9 &et satuan dengan koordinat ;,y,z

/enis jenis sel satuan untuk material padat ada A jenis seperti yang ditunjukkan pada!able 6 berikut. Namun dari ketujuh jenis tersebut tidak semua termasuk untuk logam.

A


8/62

Sel sat"a% k"*"s

&el satuan kubus untuk logam dibagi dua yaitu (-- (body-centred cubic) dan FCC(face-centred cubic).

Sel sat"a% B++/umlah atomnya = 6 atom/umlah atom terdekat yang menyentuhnya 1bilangan koordinasi2 = 3 APF(atomic packing

factor) olume atom sel satuan" ol sel satuan !,"#

Panjang kisinya 1a2 . = 9+G7

&el satuan (-- seperti yang ditunjukkan pada )ambar ? 1a2 dan 1b2 di bawah ini terdiri dari 6atom dimana satu atom terletak pada pusat kubus dan satu atom lagi terletak pada sudut kubusyang masing0masing sudut terdapat "3 bagian.

Pada susunan atom (-- ini terdapat rongga atom primer dan sekunder dimana atom0

atom yang sifatnya interstisi seperti atom0atom karbon dimana diameternya lebih kecil daridiameter unsur logam biasanya menempati rongga0rongga tersebut.

1a2

1b2

)ambar ?. 1a2 &el satuan (--,1b2 tumpukan (--

3


9/62

!abel 6. /enis0jenis sel satuan

Sel sat"a% ,++

/umlah atomnya = 9 atom./umlah atom terdekat yang menyentuhnya 1bilangan koordinasi2 = 6 P* 1atomic packingfactor2 = 4,A9Panjang kisinya 1a2 = 6+ 6&el satuan *-- seperti yang ditunjukkan pada )ambar : di bawah ini. &atu sel satuan *--memiliki 9 atom yang tersebar menjadi 6 atom pada permukaan dan dua atom pada sudut selsatuan. &el satuan *-- memiliki jumlah atom yang lebih banyak dari pada sel satuan (--.%ogam dengan sel satuan ini seperti !embaga, emas dan lain0lain yang sifatnya lebih ulet dari

pada logam yang bersel satuan (--.

8


10/62

)ambar :. &el satuan *--

Sel Sat"a% H+P (He-ago%al +lose Pack)

/umlah atomnya = : atom/umlah atom terdekat yang menyentuhnya 1bilangan koordinasi2 = 6P* 1atomic packing factor2 = 4,A9Panjang kisinya 1c"a2 = ,:77&el satuan


11/62

###!$ Ara. a% *ia%g kristal

Penentuan arah dan bidang kristal adalah sangat penting di dalam sel satuan, hal inidikarenakan suatu kristal logam memiliki arah dan bidang yang banyak sekali. >ntuk

mempermudah menyatakan arah dan bidang kristal, maka dinyatakan dalam suatu indeksyang disebut dengan indeks Miller.

Ara. a% *ia%g kristal

rah bidang kristal ditunjukkan pada )ambar 3 berikut $

)ambar 3 rah kristal 44J,4J,J dalam selsatuan

Pada arah bidang kristal 44J menyatakan bahwa arah dimulai dari titik pusat sumbuyang tegak lurus pada bidang kristal tersebut. #emikian juga untuk arah bidang kristal I 4J

dan I J serta arah0arah yang lainnya. Kumpulan arah bidang 44J dinyatakan dengansymbol 44L. rtinya terdiri dari 44J, @4J, 44J, 044J,404J, 440J.

Bia%g kristal

(idang kristal dapat diterangkan pada )ambar 8 berikut ini.

)ambar 8. bidang kristal 1442 ,142 ,12 dalam selsatuan


12/62

###!/ I%eks iller

Indeks Miller untuk bidang kristal dinyatakan dengan titik potong pada ketiga

sumbunya. &ebagai contoh untuk indeks Miller pada bidang kristal 1442 artinya bidangtersebut memotong sumbu ; pada satu satuan dan sejajar pada bidang y dan z. #emikian juga

bidang 142 artinya memotong sumbu ; dan y pada satu sumbu z pada satu satuan dansejajar sumbu z. &edangkan untuk bidang 12 artinya bidang tersebut memotong ketigasumbu pada satu satuan jarak. &epertinya halnya arah bidang kristal, bidang kristal memilikikumpulan atau keluarga bidang kristal. #an dinyatakan dengan symbol 44 , 4 , dan .

###!0 aterial Kristal a% No% kristal

&eperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa logam merupakan sususan kristal dengansuatu orientasi . Pertemuan orientasi kristal disebut batas butir 1grain boundary2. %ogam yangmemiliki batas butir disebut logam polikristal sedangkan yang tanpa batas butir disebutlogam single kristal. %ogam single kristal kekuatannya lebih baik dari logam polikristal.


13/62

)ambar 41a2 Pantulan sinar C, 1b2 Pola difraksi untuk -u 1*--2,E1(--2,dan Rn1


14/62

d1h,k,l2 = 666lk$

a

++

nalisa sinar C dilakukan dengan alat difraktometer. Kristal logam yang akan dianalisasudut difraksinya dibuat dalam bentuk serbuk. &pesimen & dalam bentuk pelat diletakan padasuatu dudukan yang dapat berotasi @. ditunjukkan pada )ambar di bawah. &inar Cditembakan pada sebuah target ! dan intensitas pantulannya dideteksi pada konter -. &udutdatang dipantulkan ke detector dengan sudut pantul 6 seperti yang ditunjukkan pada)ambar untuk pola pantulan serbuk timah (lead). Puncak dari intensitas sinar untuk setiap

bidang kristal terlihat berbeda0beda dengan sudut pantulnya. -ara lain sinar difraksi dapatditangkap dengan film fotografi sebagai pengganti konter -.

Kegunaan utama dalam sinar C adalah untuk penentuan struktur kristal. &elain itu juga

untuk menentukan orientasi kristal dari kristal tunggal %aue fotograf dan juga dapatdigunakan untuk identifikasi kimia logam sehingga dapat mengetahui komposisi logam. #antak kalah pentingnya dapat digunakan untuk penentuan tegangan sisa dan ukuran kristal.

)ambar .

Pola pantulan sinar ;

9


15/62

BAB I' KETIDAK SEPURNAAN KRISTAL

Pada prinsipnya bahwa kristal logam tidak ada yang sempurna. Ketidak sempurnaankristal tersebut dalam bentuk cacat"defect. -acat pada logam tidak dapat dihindari ataudihilangkan, namun hanya dapat dikurangi dengan suatu proses annealing, stress relief,rekristalisasi, homogenisasi. -acat0cacat dapat berupa cacat bawaan ketika dalam proses

pembuatannya atau bahkan cacat akibat proses lanjutan seperti proses mesin, pembentukandan lain0lain. -acat"defect tersebut dapat melemahkan atau menurunkan kekuatan logamtersebut.

%ogam yang memiliki cacat yang sedikit akan memiliki kekuatan yang sangat baik.Namun untuk membuat logam dengan cacat yang sangat sedikit adalah tidak mudah sebagaicontoh serat whiskers adalah logam yang memiliki cacat yang sedikit dan kekuatannya sangat

baik. Namun masih dalam ukuran yang kecil berupa serat logam. &erat whiskers seringdigunakan untuk bahan komposit sebagai penguat.-acat pada kristal tersebut dapat berupa cacat titik, cacat garis, cacat bidang dan cacat

olume.

%&.' Cacat titik (point imperfection)

-acat titik dapat berupa acansi, interstisi dan substitusi. Dakansi adalah hilangnyaatom pada kedudukannya selama proses pembekuan dan juga akibat getaran atom sehinggaterjadi perpindahan atom dari posisinya. )etaran ini dapat disebabkan adanya kenaikan

temperatur. -acat interstisi disebabkan karena adanya suatu atom yang menyusup diantaraatom lain. (iasanya terjadi pada larutan padat antara logam dan non logam seperti besi dankarbon dimana atom karbon ukuran lebih kecil dan menyusup diantara atom besi sehinggaterjadi medan tegangan. &edangkan cacat titik substitusi terjadi pada larutan padat antaralogam dan logam dimana suatu atom logam menggantikan kedudukan atom yang lainsehingga terjadi substitusi. -acat titik ditunjukkan pada )ambar 6 di bawah ini.

)ambar 6 cacat titik

-acat titik substitusi ditunjukkan pada )ambar 7 di bawah ini. -acatt it ik jenis ini ter jad i subst itus i a tom antara dua a tau leb ih unsur yang

bercamp ur.


16/62

sama besar. &edangkan pada )ambar 6 di atas cacat t i t ik in ters t is i serinterjadi antara logam dan non logam dimana diameter atom interstisi relatifkecil dibanding diameter atom dimana dia berada.

)ambar 7. -acat substitusi dan interstisi

IV.2 Cacat garis (line imperfection)

-acat garis dalam hal ini berupa dislokasi.#islokasi terdiri dari $

l. #islokasi sisi 1edge dislocation26. #islokasi ulir 1screw dislocation27. #islokasi campuran 1mi;ed dislocation2

#islokasi sisi adalah cacat kristal yang berbentuk garis" satu dimensidimana terjadi pemutusan beberapa atom pada rantainya. &eperti ditunjukkan

pada )ambar 9 di bawah. -acat garis dislokasi memiliki fenome na tersendiriselain sebagai suatu cacat garis maka dis lokasi akan memperlemah logam.

Namu n disisi lain dislokasi dapat meningkatkan kekuatan logam dengan cara

terjadinya perbanyakan dislokasi, sehingga dislkasi akan berlipat ganda terjadireaksi dislokasi.

/ika dislokasi terus bergerak dan pada akhirnya mencapai permukaanmaka dapat dikatakan terjadinya deformasi plastis yang disebabkan terjadiyasliding"pergeseran mencapai permukaan.

:


17/62

)ambar. 9 #islokasi sisi

Pada )ambar di atas ditunjukkan bahwa dislokasi sisi tegak lurus bidang halaman.(esaran dan arah suatu pemutusan kisi kristal dinyatakan dengan ector (urgers 1b2. /adi

pada dislokasi sisi dicirikan dengan garis dislokasi tegak lurus ector burger.#islokasi ulir adalah cacat garis dimana pergerakannya seperti arah ulir, seperti

pada )ambar ? di bawah. #imana garis dislokasi sejajar dengan ector (urgers.Kebanyakan dislokasi yang ditemukan dalam kristal dapat juga berbentuk dislokasicampuran.

)ambar ? 1a2 dislokasi ulir, 1b2 !ampak atas #islokasi sisi, ulir, dan campuran.

A


18/62

ID.7 +acat *ia%g (surface imperfection)

-acat bidang merupakan cacat dua dimensi dapat berupa batas butir bersudutrendah (lo angle grain boundary), kembaran (tinning),batas butir 1polikristal2 dan

salah tumpuk 1stacking fault2.(atas butir seperti pada polikristal merupakan merupakan suatu kelemahan dari

logam, jadi batas butir merupakan suatu cacat bidang #emikian juga batas butir yangbersudut rendah kekuatannya lebih rendah dari batas butir biasa pada polikristal.

)ambar :. -acat0cacat bidang

%&. Cacat *olume (*olume imperfection)

-acat olume adalah merupakan cacat kristal yang berbentuk tiga dimensi. -acat inisangat menurunkan kekuatan logam dan lebih bersifat makro secara isual seperti adanya

pori0pori, rongga udara, lubang, notch, goresan dan lain0lain. -acat olume cacat makro yangsangat berbahaya adalah berupa retak 1crack2.


19/62

-acat olume seperti yang ditunjukkan pada )ambar A di bawah ini adanya lubangdan notch yang dapat menciptakan konsentrasi tegangan pabagian ujungnya. Konsentrasitegangan ini dapat menjadi awal dari perambatan retak dan pada akhirnya dapat

menyebabkan patah.

)ambar A. cacat0cacat olume

8


20/62

BAB '

SI,AT EKANIK LO1A

Pada bab D ini akan dibahas mengenai sifat mekanik logam. &eperti yangdiketahu selain dari sifat mekanik, logam memiliki beberapa jeis sifat lain seperti sifatfisik, sifat kimia, dan sifat teknologi. Naun dalam bab ini lebih banyak dibahasmengenai sifat mekanik. &ifat mekanik loam dapat berupa kek"ata%2 kekerasa%2keta%gg".a%2 ke"leta%2 kekak"a%2 mo"l"s elastisita%! &ifat mekanik sangatdipengaruhi oleh beban luar baik secara elastis maupun secara plastis.

D. #eformasi Blastis dan Plastis

#eformasi adalah suatu perubahan bentuk dari logam akibat ada beban luar.#eformasi dapat berupa elastis 1sementara2 atau plastis 1tetap2. #eformasi elastissecara mikro terjadi pergeseran atom pada suatu sudut geser namun rantai atomnya

belum terputus.


21/62


22/62

sering disebut engineering stress atau tegangan teknik

o adalah luas penampang awal yang merupakan konstanta

e = regangan 1strain2 adalah perpanjangan persatuan panjang dan sering disebut

engineering strain atau regangan teknik e = %"%o 152 atau mm"mm %o = panjang ukur awal yang merupakan konstanta

Maka diagram tarik di atas dalam besaran dan e yang bentuknya tetap sedangkan absis danordinatnya adalah dan e. &eperti yang ditunjukkan pada )ambar 64 di bawah ini.

(MPa)

)ambar 64 Kura 0 e

p = (atas proporsional yaitu tegangan tertinggi dimana hubungan 0e

masih mengikuti hukum


23/62

%uas bidang di bawah kura P 0 % merupakan ukuran energi yang diserab"absorb oleh bahanPNJ ; 4 %mJ. &edangkan luas bidang di bawah kura 0 e merupakan energi yang diabsorb

persatuan olume bahan. N"m6J ; e m"mJ = . eNm"m7J.

&ebagian energi tersebut dikembalikan oleh bahan karena sifat elastisnya yang ditunjukkan

oleh B#*. Bnergi yang dikembalikan ini disebut energi resilience elastis.

Bnergi yang diserab oleh logam tersebut merupakan ukuran ketangguhan 1toughness2 logamtersebut.+egangan ep merupakan ukuran liatnya suatu logam .

u adalah kekuatan tarik atau ultimate strength yang merupakan ukuran kekuatan suatulogam.

#iatas B selalu terjadi regangan plastis, regangan terdiri dari $ regangan plastis ep danregangan elastis eB.

+egangan elastis eB akan hilang apabila beban ditiadakan.

pabila beban sedemikian sehingga mencapai di #, kemudian beban ditiadakan makajarum penunjuk rnnengikuti garis lurus ""@ yaitu garis #B. pabila beban dinaikkan lagimaka jarum akan mengikuti garis B#. Pada peristiwa turun naik tersebut di atas terjadi gejala

isterisis.

)ambar 6 kura tegangan0regangan dan hubunganya

67


24/62

)ambar 6 &pesimen uji

Pada waktu penarikan terjadi $

l. #eformasi uniform 1seragam2 sebelum u

6. #eformasi setempat 1necking2 terjadi setelah mencapai u

7. Patah teradi pada tempat dimana penampangnya terkecil.

Tega%ga% a% Rega%ga% se*e%ar%3a (s4 ) (tr"e stress 4 tr"e strai%)

s= tegangan sebenarnya

s

= Pi"i = Pi"o ; o"i= .

o"iPenarikan terjadi pada olume konstan o.%o = i.%i

o"i = %i"%o = 1 %o F %2" %o = F e

s= 1lFe2

&edangkan $

adalah regangan sebenarnya atau true srain

= =+++

....667

,

,6,

+

++

+

++

+o

+o+

+i+i

= d%i"%i = ln %i"%o %n 1Fe2

= ln %i"lo = ln o"i = 6 ln do"di


25/62

Persamaan Paris s = k. n

dimana H k = tegangan pada = = koefisien kekuatan

n = koefisien pengerasan regangan

n = 4,?9 1cu lunak2, 4,41baja 4,:52, 4,6:1baja lunak2


26/62

)ambar 67 kura log s0 log

D.7 Pengujian !ekan 1compression test2

c = 0 P"[N/mm2]

tanda minus menunjukkan arah pembebanan berlawanan dengan arah pembebanan tarik.>mumnya untuk logam tegangan tekan lebih besar dari tegangan tarik. Namun pada

prakteknya tegangan tekan sering diasumsi sama dengan tegangan tarik. Pada uji tekan tidakterjadi necking. >ntuk bahan yang ulet terj adi swelling dan untuk bahan getas materialnyasering pecah seperti ditunjukan pada )ambar 69 di bawah. Pengujian tekan lebih banyakterpakai pada disiplin ilmu !eknik &ipil. &edangkan pada !eknik Mesin lebih cendrungkepada uji tarik.

6:


27/62

)ambar 69 >ji tekan

D.9 Pengujian %entur (bending test)

)ambar 6?

Pengujian lentur

M% = p"6. %6 = 6 *;. ; = 6 a. d;. ; dimana d = a. d;,

;"; = m""6b

6A


28/62

= 6a ;6. d;

= 9 a"b m. l7 ;7l "6 b = ":. ab. m jadi $ m Mb"ab

D.? Pengujian Puntir 1!orsion test2

)ambar 6:Pengujian !orsi

Mt = .r.d = .r.6r.dr r/ 0 . maks

= r"+ .

maks.6

r

6

.dr = 6 maks"+ r1.dr 60 maks"9+21+92 6 maks"921+72, # = 6 + Mt = 1n" :2 maks. #7

maks = : Mt"#9 >ntuk silinder massif"pejal

D.: Pe%g"5ia% t"m*"k6impact

Pengujian tumbuk"impak bertujuan untuk mempelajari karakteristik bahanterhadap beban tiba0tiba"tumbuk. Pada pengujian dinamis ini spesimen uji dengan ukuran

63


29/62

standard dijatuhi beban tiba0tiba oleh sebuah bandul pemberat dari suatu ketinggian tertentuuntuk mendapatkan energi potensial. &eperti ditunjukkan pada )ambar 6A di bawah.

)ambar 6A Pengujian impak

da dua metode pengujian impak yaitu $

l. Metode -harpy $ Metode ini dilakukan dengan posisi benda uji yang diletakan secarahorizontal.

6. Metode Izod $ posisi benda uji diletakan secara ertikal.Pada pengujian impak terlihat fenomena baja ulet dapat berubah menjadi )etas

disebabkan oleh tiga hal $. danya beban tiba0tiba6. !emperatur rendah 1cryogenic temperature2

7. danya notch" takik pada benda uji.Ketiga kondisi di atas akan tampak jelas pada material logam dengan sel satuan (--,

sedangkan untuk material *-- fenomena di atas tidak begitu tampak.

'!7 Pe%g"5ia% lela.68atig"e

>ji lelah adalah salah satu u2i dinamik, dimana ciri pembebanannya adalah beban bolak

balik"berulang. (eban bolak balik dapat berupa tariktekan, torsi, bending atau gabungan.(eban fatigue terjadi pada kondisi elastis, yaitu sebelum beban luluh 1yield2. *atigue didalam

68


30/62

aplikasi teknik sangat sering terjadi. #ari studi literatur menyebutkan lebih dari A4 5kerusakan komponen !eknik disebabkan oleh fatigue. Pengujian di laboratorium dilakukandengan alat u2i fatigue guna mengetahui ketahan fatigue" endurance limit suatu logam, mesinfatigue dapat berupa $

!ension 0 compression fatigue machine !orsional fatiguemachine +eersed"repeated bending fatigue machine!hree point bending fatigue machine *our point bending+epeated torsion fatigue machine

)ambar 63 kura tegangan0siklus

>ntuk mengetahui ketahan fatigue suatu logam sering dilihat dari hubungan antarategangan dan siklus. 'ang disebut dengan &0n cure atau Eohler diagram. Bndurance limitkhusunya untuk baja lunak lebih tampak pada asimtot kura menunjukan ketahan lelah secaraempiris ditunjukan dengan nilai

B = 0,34. u

# i m a n a $

B = tegangan endurance = ketahanan fatigueu= !eg an g an mak s imu m

74


31/62

)ambar 68 kua &0N

Pada kura hubungan antara & dan N pada )ambar 68 di atas, terlihat dua jenis kurautuk dua jenis material yaitu material baja lunak dan material non fero seperti aluminiumalloy. Pada kura baja lunak terlihat bahwa ketahanan fatiguenya lebih jelas daripadamaterial nonfero. #engan kata lain ketahanan fatigue untuk material non fero tidak ada atautidak jelas. Karena ketahanan fatigue merupakan asimtotik terhadap kura tersebut.

D.3 Pengujian mulur/Creep 3 4tress 0upture

>ji creep adalah uji statik untuk mengetahui kemampuan mulur suatu bahan logam.#alam hal ini regangan 12 merupakan fungsi dari waktu 1t2.

= f 1t2

)ambar 74.>ji creep

7


32/62

)ambar 7 kura U t

!egangan yang menghasilkan laju creep 4.44445 perjam atau 5 per 4444 jam atau 5 per 44444 jam dapat disebut kekuatan mulur 1creep2. 'ang pertama dipakai untuk

material motor jet sedangkan yang kedua dipakai untuk material turbin uap.Pengujian stress rupture adalah pengujian creep yang dilakukan pada temperatur tinggihingga patah, sehingga dengan temperatur tinggi laju creepnya tinggi.

!abel 7. Perbandingan creep dan stress rupturecreep &tress rupture

.>ntuk mencari waktu untukl. >ntuk menentukan laju mematahkan pada beban

mulur minimum pada nominal tertentu pada temperatur beban rendah tinggi

6. total strain 4,? 5 6. !otal strain sampai ?4 5

7. waktu 6444 0 4444 j am 7. waktu 444 /am


33/62

)ambar 76 beberapa kura stress rupture

D.8 Pengujian Kekerasan (hardness test)

Kekerasan adalah ukuran ketahanan logam terhadap deformasi plastis. #eformasiplastis dalam hal ini dapat berupa goresan, penekanan dan secara dinamik. %ogam yang kuatbiasanya diikuti oleh kekerasan yang meningkat, sebaliknya logam yang tidak kuat biasanyalunak. Namun logam yang sangat keras biasanya getas dan hal ini tidak baik dalam sifatmekaniknya.

Pengujian kekerasan dengan penekanan terdiri dari $0 (rinell0 +ockwell

0 Dickers0 Micro hardness test0 Meyer

Metode dengan goresan $ metode ini dahulu menggunakan skala Mohs sebagai indikatorkekerasan. #imana skala s"d 4 digunakan untuk angka kekerasan material yang palinglunak yaitu talk"powder dengan skala hingga intan dengan skala 4. Metode ini sangatkuantitatif sekali.

Metode dinamik $ !erkenal dengan metode &hore &cleroscope, yaitu metode denganpantulan bola baja 1rebound2 ke permukaan benda uji.

77


34/62

)ambar 77. metode &hore &cleroscope

Metode (rinell $

P

#

)ambar 79 Pengujian (rinnel

(


35/62

= #"6 0 66

6

6 2121 d5

dimana $ # = diameter bola

d = diameter bekas penekanan yang diukur dibawah mikroskop = #"60 V 66 d5 = 1/2 (D- 66 d5 ) %uas = 6"5 (D- 66 d5 )

(ji +ockwell

7?


36/62

!abel 9. skala pengujian +ockwell&kala Penekanan (eban 1kgf2 Earna skala

B, RB

C,Rc

(ola baja ": inchIntan

44?4

Merah


37/62

%uas penampang penekanan = od

:3sin6

6

mm6

D


38/62

etoe e3er (kekerasa% e3er)

dimana $ Pm = 669

d

P

r

P

=

MeyerWs law = P = k. dn

P = beban 1kgf2

d = diametern = eksponen Meyerk = konstanta kekuatan

H"*"%ga% A%tara Kekerasa% a% Kek"ata%

Xu = ?44. (


39/62

BAB 'I

DISLOKASI DAN EKANISE PEN1UATAN

&eperti yang dijelaskan pada (ab0(ab sebelumnya bahwa dislokasi merupakan salahsatu cacat kristal berupa garis. #engan adanya cacat ini akan menurunkan kekuatan logam.

Namun dislokasi tidak bisa dihilangkan" dihindari namun hanya bisa dikurangi. &eandainyasuatu kristal logam dapat dibuat tanpa dislokasi, maka kekuatan mulurnya dapat ": #arimodulus elastisnya atau 44404.444 kali kekuatan mulur kristal dengan dislokasi. Materialini baru dapat dibuat dalam ukuran kecil berupa serat yang disebut wisker. Kristal logam

biasa dapat mengandung dislokasi sebanyak 4?0 43 cm"cm7 meskipun telahdianil"dilunakan. /ika logam dideformasi plastis dengan pengerjaan dingin maka dislokasiakan meningkat"berlipat ganda mencapai 4047 cm"cm7.


40/62

Penguatan regangan atau strain hardening adalah fenomena dimana logam yang uletmenjadi lebih keras dan kuat akibat deformasi plastis atau cold working. Kadang0kadanguntuk menyatakan tingkat deformasi plastis dinyatakan dalam 5 pengerjaan dingin 15 -E =cold working2H

5 -E =Ao

AAo , ; 44

dimana $ o adalah penampang awal, adalah penampang setelah diseformasi plastis.

*enomena penguatan regangan didasarkan pada interaksi dari medan regangandislokasi. Kerapatan dislokasi di dalam logam akan meningkat seiring dengan adanyadeformasi plastis atau pengerjaan dingin. kibatnya jarak antar dislokasi semakin rapatsehingga dislokasi akan bertemu satu sama lain sehingga akan menyebabkan reaksi dislokasidan akhirnya dislokasi menjadi bertambah. kibatnya penguatan akan terjadi. &epertiditunjukkan pada )ambar 73 di bawah.

)ambar 73. Kekuatan luluh beberapa jenis material

DI.6 Penguatan #engan Penghalusan (utir

94


41/62

&alah satu metode penguatan pada logam dengan memperkecil "memperhalus butirstruktur mikronya.


42/62

)ambar 94 1a2 medan regangan kisi tarikan pada atom akibat Interstisi atom,1b2 munculnya dislokasi sisi

)ambar 9 1a2 regangan tekan"tolak atom substitusi antar kisi,1b2 timbulnya dislokasi dislokasi sisi diantara impurities atom

DI.9 Penguatan *asa kedua (4econd P$ase $ardening)

Penambahan unsur paduan pada suatu logam sering kali menghasilkan pula fasakedua yang berupa senyawa. &ebagai contoh besi yang dipadu dengan karbon akan memilikifasa ferit dan senyawa *e7- 1simentit2. *asa ferit bersifat lunak dan ulet, sedangkan senyawa*e7- bersifat sangat keras dan rapuh.

#ari aspek mikro, maka gerakan dislokasi yang relatif mudah pada fasa ferit akanterhambat oleh fasa *e7-. #engan demikian jelaslah bahwa baja yang kadar karbonnya lebihtinggi akan bersifat lebih keras karena fasa simentitnya relatif lebih banyak. Mekanisme

penguatan oleh fasa kedua semcam ini disebut penguatan fasa kedua.

DI. ? Penguatan endapan (precipitation hardening)

96


43/62

>saha penguatan dengan *asa kedua seperti dijelaskan sebelumnya dapatditingkatkan lagi dengan mengusahakan agar fasa kedua yang terjadi berbentuk halus dantersebar merata.

Penguatan dengan adanya endapan jenuh pada suatu paduan seperti 0 -u, atau

tembaga0beryllium. #imana larutan padat jenuh sebagai fasa kedua akan terjadi bila suatupaduan tersebut dipanaskan pada suatu temperature eleasi dan kemudian di Yuench kedalamair. &eperti pada l 0-u , endapan jenuh -ul6 terbentuk dalam keadaan jenuh.

DI.: Penguatan dispersi 1partikel halus2

Penguatan dispersi terjadi pada proses metallurgi serbuk"powder metalurgi. #imanaproses kompaksi yang diikuti oleh proses sintering dilakukan kepada pencapuran serbukkeras kepada serbuk matriks yang bersifat ulet. kibatnya partikel keras tadi akan memicugerakan dislokasi dan menghambat gerakannya. kibatnya terjadi reaksi dislokasi danterjadilah perbanyakan dislokasi. &ehingga kekerasan dan kekuatannya menjadi meningkat.-ontohnya logam &P 1sintered aluminum product2 yang dibuat dari serbuk aluminium yangdicampur dengan partikel l6@7 yang kemudian diproses dengan metalurgi serbuk. &ifatmekanik &P akan lebih unggul dari pada paduan l, khusunya pada suhu yang relatiftinggi.

DI.A Penguatan martensit

Penguatan dengan metode ini terjadi ketika material baja yang memiliki kadar karbon

relatif tinggi dilakukan proses Yuenching" pendinginan tiba0tiba ke dalam media yangmemiliki yang laju pendinginannya cepat seperti air. (aja yang dipanaskan hingga suhuaustenit ditahan 1holding time2 lalu dicelupkan ke dalam air.


44/62

diusahakan agar mempunyai tekstur L yang akan memiliki kekuatan yang lebih tinggidari pada tekstur 44L. (eberapa jenis penguatan dperlihatkan pada )ambar 96 di bawahini.

)ambar 96 1a2. penghalusan batir 1b2 penguatan regangan 1c2 larutan padat dan presipitasi1d2 disperse 1e2martensit 1f2 tekstur

99


45/62

BAB 'II

DI,,USI

Proses diffusi adalah fenomena perpindahan massa material oleh gerakan atom.


46/62

1am*ar 00 Pasa%ga% i88"si tem*aga a% %ikel Setela. ipa%aska%

#ari gambaran secara atom, diffusi sebagai perpindahan atom satu sisi kisi 1lattice site2

ke sisi kisi yang lain, kenyataannya atom dalam material padat bergerak tetap atau konstan,dengan cepat mengalami perubahan posisi. #ua syarat terjadinya perpindahan atom adalah

. ntuk diffusi pada keadaan stedi, maka fluks diffuse diatur oleh hukum *icks yangberbunyi H

/ = 0#

dx

dC

dimana H # = koefisien diffusi

dan676A

C7CA

x

C

dx

dC

==

adalah gradient konsentrasi &eperti yang ditunjukkan pada )ambar 9? di

bawah ini

9:


47/62

)ambar 9? diffusi keadaan stedi

9A


48/62

BAB VIII DIAGRAM FASA KESETIMBANGAN

Paduan logam pada setiap komposisi dan temperatur tertentu akan terdiri dari fasa ataucampuran fasa tertentu.


49/62

seangkan temperatur sebagai ordinat. #ari diagram tersebut terlihat bahwa besi padatemperatur dibawah 84[- membentuk besi X 1(--2, di atas 84 [- membentuk besi 1*--2,sedangkan diatas 94[- bertransformasi menjadi besi Q1(--2. /ika tekanan dinaikkan,temperatur transisi a0000 y menjadi turun, sedangkan temperatur transisi y0000 3 naik.

)ambar DII% diagram uner dari besi#iagram *asa (iner

&istem dua komponen menghasilkan diagram fasa biner. #isamping temperatur dantekanan, ariabel yang lain untuk setiap fasa adalah komposisi. !etapi diagram fasa biasanyadibuat pada tekanan atmosfir, sehingga yang tertera pada diagram adalah temperatur 1sebagaisumbu tegak2 dan komposisi 1sebagai sumbu datar2. (erdasarkan hal tersebut, maka kaidahfasa mengalami perubahan sebagai berikut H* = - 0 P F l

(erdasarkan kelarutan logam satu terhadap logam lain, diagram fasa biner dibagimenjadi Hl. #iagram fasa dimana pemaduan antara logam dan ( menjadikan larut sempurna dalamkeadaan padat maupun cair. F ( 000000 - dimana - $\ $\ (. -ontoh dari system tersebutadalah pemaduan antara -u0Ni, g0u, )e0&i, 6470-r647.

98


50/62

)ambar DII%6 #iagram fasa 6470-r647

6. #iagram fasa dimana pemaduan antara logam dan ( menjadikan larut sebagian dalamkeadaan padat. F ( 00000 S seperti yan ditunjukkan padadiagram fasa Pb 0 &n pada )ambarDII%7 berikut

)ambar DII%7 #iagram fasa Pb0&n

?4


51/62

7. #iagram fasa dimana pemaduan antara logam dan ( tidak larut dalam keadaan padat.F( 000000F(.

(

)ambar DII%9 #iagram fasa yang tidak larut #alam keadaan padat'III!$ Diagram ,asa ,e4+ a% ,e4,e/+

#iagram fasa .ini merupakankan superposisi dari ketiga tipe diagram fasa diatas. &eperti pada )ambar DII%&

)ambar DII%& #iagram fasa *e0*e7-

?


52/62

DIII. 7 Pri%sip Le&er Arm

)ambar DII%: Prinsip %eer rm dalam paduan5 Padat 15 c2 = (-"- ; 44 5 = ; 5 5 cair

= ("- ; 44 5 = y 5

!otal = ; F y = 44 5

/ika kelarutan padatnya terbatas dan perbedaan titik cairnya tidak terlalu besarperbedaannya maka diagram yang terbentuk akan mengandung reaksi fasa eutektik sepertiyang ditunjukkan pada diagram fasa Pb0&n di atas.

+eaksi fasa eutektikberlangsung sebagai berikut $

0000000000 $L0 a F \y

+eaksi seperti di atas dapat pula terjadi pada tingkat keadaan padat seluruhnya sepertiditunjukkan oleh reaksi fasa berikut $

y]]]]]]]]]]L a F 4

+eaksi di atas disebut reaksi fasa eutectoid

/ika titik0titik cair dari kedua komponen sangat besar perbedaannya, maka diagram fasayang terbentuk akan mengandung reaksi fasaperitektik. &eperti yang ditunjukkan pada

?6


53/62

)ambar DII%A seperti diagram fasa g0Pt.

)ambar DII%A #iagram fasa g0Pt menunjukkan +eaksifasa peritektik

+eaksi fasa peritektik berlangsung sebagai berikut $

L + g --------------- a

#isamping reaksi peritektik, reaksi yang sejenis yang melibatkan keadaan padatseluruhnya disebut reaksiperitektoid.#an berlangsung sebagai berikut$

a+ (3 ----------- :..

Reaksi Fasa Eutektik

)ambar DII%3 +eaksi fasa eutektik

?7


54/62

+eaksi fasa eutektik dimana % tahap II setelah titik 9a F + terjadi pada titik 9 dan terjadi pada

!ahap I 1sebelum titik 92 $

% a1proeutektik2 ] ~o Zo x 44 5 = A? 5 5

-air = 44 5 0 A? 5 = 6?5

!ahap 1setelah titik 92 $

5 aS 1eutektik2 = Ao Zo x 6?5=35 5 \7

=6?5035 =A5a total = A?5F 3 5 = 375

Reaksi fasa eutectoid

+eaksi fasa eutektod terjadi bila' ]]]]]] 03*a+ (3

)ambar DII%8 +eaksi fasa eutektoid

+eaksi fasa eutektoid dimana tahap II setelah titik 9Y ]] a + 1i terjadi pada titik 9 dan terjadi pada

!ahap I 1sebelum titik 92 $

Io-g

5 a 1proeutektoid2 = 10 - 5 x 100 lo = 94 5

5 -air = 44 5 0 94 5 = :45 !ahap 1setelah titik 92 $

?9


55/62

6404

5 aS 1eutektoid2 = 640? ; :4 5 = 94 5 5

17 =:450945 =645a total = 945F 945 = 345

Reaksi fasa peritektik

)ambar DIII. 4 +eaksi fasa peritektik

??


56/62

+eaksi fasa peritektik dimana a F%000000 00 1i terjadi pada titik 9 dan terjadi padatahap II setelah titik 9

!ahap I 1sebelum titik 92$

34074

5 a 1proeutektik2 = 3 4 ] 64 ; 44 5 = 34 5 5 -air = 44 5 0 34 5 =

64 5!ahap 1setelah titik 92 $a+ L ______j R a

?2oro 20

a : L = (80-60) : (60-20) = 2:4 = 1 : 2

a = 1/Z.L=1/Zx20%=10%

Jadi a' + L -----(20%) (10%) (30%)

a total = %a-%c'=80%+'10% = 70% % (3 =100%-70% =30%

?:


57/62

BAB I; LO1A DANPADUANN


58/62

IC0 Paduan (esi 1ferrous2$&eperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa paduan besi terdiri dari baja dan besi cor.

&ecara lengkap diterangkan pada )ambar IC. l di bawah.

)ambar IC. klasifikasi logamBa5a a% Pa"a%%3a

(aja adalah paduan utama antara besi dan karbon serta beberapa elemen pemadu yanglain seperti NM, &, dan P dalam persentase yang sedikit. Kandungan karbon normalnyakurang dari 5. (aja yang dengan komposisi diF-I F-I

atas disebut dengan baja plain. Namun komposisi baja sesuai dengan

kebutuhkan diperlukan unsur-unsur lain seperti Ni, Cr,Mo,V dan lain-

lain. Jika paduanpaduan tambahan ini persentasenya tinggi melebihi

12% maka baja tersebut dikatakan sebagai baja paduan tinggi.

Berdasarkan kandungan karbon baja dikelompokan manjadi baja karbon

rendah (lo carbon steel),baja karon sedang (medium carbon steel) dan baja

karbon tinggi($ig$ carbon steel).

7a2a karbon renda$

?3


59/62

Baja ini dengan komposisi karbon kurang dari 2 %. Fasa dan

struktur mikronya adalah ferit dan perlit. Baja ini tidak bisa dikeraskan

dengan cara perlakuan panas (martensit) hanya bias dengan pengerjaan

dingin. Sifat mekaniknya lunak, lemah dan memiliki keuletan dan

ketangguhan yang balk. Serta mampu mesin (mac$inability) dan mampu

lasnya(eldability)balk.

Jenis baja ini cocok untuk baja profil, bodi mobil serta lembaran

baja yang sering digunakan untuk pipa, bangunan,jembatan dan kaleng

minuman. Berdasarkan komposisinya baja ini memiliki sifat mekanik

sebagai berikut;

Tabel IX. l sifat mekanik baja karbon rendah

Kekuatan luluh

6y (psi)

Kekuatan tarik

6u (psi)

Keuletan

e (%)

40.000(275MPa) 60000-80000(415-550 MPa) 25

Jenis lain dari baja paduan rendah ini adalah baja paduan kekuatan

tinggi (HSLA= high strength low aalloy). Baja ini mengandung elemen

pemadu lain seperti tembaga (cu), vanadium(v), nikel(Ni), dan

molybdenum(Mo) sebanyak 10 %(berat). Baja ini dapat ditingkatkankekerasannya dengan perlakuan panas. Kekutan luluhnya dapat melebihi

70000 psi (480 MPa). Baja ini juga masih ulet, dapat dibentuk dan

dimesin. Siafat lain juga memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dari

baja karbon biasa. Cocok untuk bajana tekan, tower, jembatan dan balok

penyangga bangunan).

7a2a 9arbon 4edang

BajaMil memiliki komposisi karbon antara 0,2 - 0,5 % C (berat).Dapat dikeraskan dengan perlakuan panas dengan cara memanaskan

hingga fasaaustenit dan setelah ditahan beberapa saat didinginkan dengan cepat ke dalam air atau seringdisebut dengan Yuenching untuk memperoleh fasa yang keras yaitu martensit. %alu di temperuntuk meningkatkan ketangguhannya. (aja ini terdiri dari baja karbon sedang biasa 1plain2dan baja mampu keras. Kandungan karbon yang relatie tinggi itu dapat meningkatkankekerasannya. Namun tidak cocok untuk di las, dengan kata lain mampu lasnya rendah.#engan penambahan unsur lain seperti -r, Ni dan Mo lebih meningkatkan mampu kerasnya.(aja ini lebih kuat dari baja karbon sedang biasa dan cocok untuk komponen mesin, roda

kereta api 1railway wheel2, roda gigi 1gear2, poros engkol 1crankshaft2 serta komponenstruktur yang memerlukan kekuatan tinggi, ketahanan aus, dan tangguh.

?8


60/62

Baja Karon !inggi

(aja karbon tinggi memiliki komposisi antara 4,: 0,9 5 -1berat2. Kekerasan dankekuatannya sangat tinggi, namun keuletannya kurang. (aja ini cocok untuk baja perkakas,dies 1cetakan2, pegas, kawat kekuatan tinggi dan alat potong yang dapat dikeraskan dan

ditemper dengan baik. (aja ini terdiri dari baja karbon tinggi biasa dan baja perkakas. Khususuntuk baja perkakas biasanya mengandung -r, D, E, dan Mo. #alam pemaduannyaunsure=unsure tersebut bersenyawa dengan karbon menjadi senyawa yang sangat kerassehingga ketahanan aus sangat baik. &enyawa0senyawa tersebut seperti Cr67C:,v9-7,dan E-.

alloys2

(aja paduan tinggi terdiri dari baja tahan karat dan baja tahan panas 1superBaja !ahan Karat (stainless steel)

(aja ini memiliki ketahanan korosi yang baik, terutama pada kondisi atmosfer. >nsurutama yang meningkatkan korosi adalah -r dengan komposisi paling sedikit 51berat2.Ketahanan korosi dapat juga ditingkatkan dengan penambahan unsur Ni dan Mo.

(aja tahan karat dibagi menjadi 7 kelas utama yaitu jenis martensitik, feritik danaustenitik. /enis martensitik dapat dikeraskan dengan menghasilkan fasa martensit. (ajatahan karat austenitik memiliki fasa y 1austenit2 *-- baik pada temperatur tinggi hinggatemperatur kamar. &edangkan yang jenis feritik terdiri dari fasa ferit 1a2 (--. >ntuk jenisaustenitik dan feritik dapat dikeraskandengan pengerjaan dingin 1cold orking). /enis feritik dan martensitik bersifat magnetissedang jenis austenitik tidak.

(aja tahan karat juga digunakan pada temperatur tinggi seperti komponen turbin gas,

ketel, dapur"tungku, nuklir power plant dan sebagainya. (aja ini tahan oksidasi hingga444-. penguatan dari baja ini dapat dilakukan dengan pengerasan presipitat 1precipitationhardening2 seperti baja tahan karat A0A Pntuk jelasnya jenis best cor ditunjukkan pada )ambar IC.6 di bawah

Fast cool Moderate Slow cool `

L !' + FejC P + (:~ + 0;Whrte Pearlitiogray

casW n ~ ast von n Reheai: hold ai C I 800'C for 0 ! "

' Fa# cool Slow conl I PT =~

:4


61/62

f'$leat~ %aerrdlr ' ''' hlr &leahle

)ambar IC.6 jenis best cor

(! )*

:


62/62

material rev

Documents