Download - Tugas Pendahuluan Modul Rr
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
1/14
A.2 Sifat-sifat MaterialSifat material secara umum dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini :
1. Sifat Fisik
Sifat yang telah ada pada material, contoh : warna, massa jenis,
dimensi, bau, dan lain-lain.
2. Sifat imia
Sifat material yang berhubungan dengan komposisi kimia, contoh :
kemolaran, kemolalan, dan konsentrasi.
!. Sifat "eknologi
Sifat material yang muncul akibat mengalami proses pemesinan,
contoh : mampu tempa.
1. Sifat "ermal
Sifat material yang dipengaruhi oleh temperatur, contoh :
konduktifitas termal, titik beku dan titik didih.
2. Sifat #ptik
Sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan, contoh :
sifat mapu bias dan mampu dibiaskan.
!. Sifat $kustik
Sifat material yang berhubungan dengan bunyi, contoh : mampu
meredam bunyi.
%. Sifat &agnetik Sifat material untuk merespon medan magnet, contoh : mampu
menyimpan magnet.
'. Sifat &ekanik
Sifat material yang muncul akibat pembebanan mekanik. $dapun
sifat mekanik pada material antara lain :
a. ekerasan
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
2/14
emapuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi
di permukaan.
b. ekuatan
emapuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh.
Gambar A.6 kur(a kekuatan
c. euletan
emampuan material untuk menahan deformasi plastis maksimum sampai
material itu patah.
Gambar A.7 kur(a keuletan
d. elentingan
)esarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis berlangsung.
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
3/14
e. etangguhan
)esarnya energi yang diserap material sampai material tersebut patah.
Gambar A.9 kur(a ketangguhan
f. &odulus *lastisitas
&erupakan ukuran kekakuan material.
Gambar A.10 kur(a modulus elastisitas
A.5 Mekanisme Penguatan Material
1. +enguatan arut +adat
+enguatan dengan cara menambahkan sejumlah atom lain atom asing ke
dalam sebuah gugusan atom induk. +emaduan dalam jumlah tertentu dimana
semua unsur pemadu terlarut padat dalam logam induk. $tom atom asing tersebut
dapat larut padat intertisi atau substitusi tergantung pada ukurannya. )ila atom
asing berukuran besar d / 0.1' , maka larut padat substitusi. alau berukuran
kecil d 0.1' akan larut padat interstisi d 3 diameter atom terlarut, 3
diameter atom pelarut atom induk .
Gambar A.17 penguatan larut padat
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
4/14
2. +enguatan dengan Fasa edua
+enguatan fasa kedua terjadi ketika penambahan unsur paduan
menghasilkan fasa kedua second phase atau fasa sekunder.
Fasa kedua bersifat keras kuat dan getas. ekerasan kekuatan material
meningkat dengan bertambahnya jumlah fraksi berat fasa kedua. 4ontoh paduan
yang menghasilkan memiliki fasa kedua:
)aja Steel
)esi Fe yang dipadu dengan karbon 4 menghasilkan fasa kedua
senyawa Fe ! 4 sementit disamping fasa utama ferrit 5 larut padat dalam Fe .
Fasa ferrit bersifat lebih lunak dan ulet sedangkan sementit sangat keras tapi
rapuh.
!. +enguatan +resipitat
&erupakan penambahan atom asing ke material utama. eberadaan
persipitat akan menghambat pergerakan dari dislokasi
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
5/14
%. +enguatan ispersi
ogam paduan bisa ditingkatkan kekerasannya dengan penambahan
partikel oksida yang akan menghalangi pergerakan dari dislokasi. +artikel oksida
tidak larut dalam matriknya pada suhu tinggi. +enambahan partikel $l 2# ! pada
produk S$+ Sintered Aluminium Product akan memberikan kekuatan yang lebih
tinggi dibandingkan padual $l biasa pada suhu tinggi.
Gambar A.20 penguatan dispersi
'. +enguatan dengan +enghalusan )utir6Sub-butir
)atas butir adalah penghalang dislokasi atau disebut juga penghalangterjadinya slip. emampuan menghalangi bertambah dengan peningkatan sudut
mis-orientasi butir angle of misorientation . )utir halus mempunyai batas butir
lebih banyak sehingga penghalang dislokasi lebih banyak dan lebih susah
terjadinya slip akhirnya material menjadi lebih kuat. &akin halus ukuran butir
maka bidang slip akan semakin pendek sehingga dislokasi akan cepat sampai ke
batas butir. Semakin halus ukuran butir maka material akan semakin kuat.
Gambar A.21 penguatan penghalusan butir
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
6/14
7. +engerasan 8egangan
9ntuk masing masing kenaikan regangan plastis, dibutuhkan tegangan
yang lebih besar untuk menggerakkan dislokasi dibandingkan sebelumya karena
dislokasi telah banyak yang sampai kebatas butir. ni berarti logam bertambah
kekerasan dan kekuatannya.
Gambar A.22 penguatan regangan
;. +enguatan dengan "ekstur
+roses defornasi akan menyebabkan butir-butir dari logam mengarah pada
orientasi tertentu. ogam yang orientasi kristalnya mengarah pada orientasi
tertentu dikatakan memiliki tekstur kristalografis. engan adanya orientasi yang
tertentu tersebut, maka logam tidak lagi bersifat isotrop melainkan justru bersifat
anisotrop khususnya dalam hal kekuatannya
isotropi anisotropi
Gambar A.23 penguatan dengan tekstur
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
7/14
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
8/14
Sejalan dengan peningkatan temperatur terjadi pertumbuhan butir di
daerah-daerah yang paling tinggi tingkat energi dalamnya yang tersimpan dalam
dislokasi. +ertambahan butir baru ini dikenal dengan rekristalisasi. )utir menjadi
halus di banding butir sebelum di rekristalisasi. alam hal ini terjadi penurunan
kekerasan, kekuatan, dan terjadi peningkatan elongation bahan.
)iasanya pertumbuhan butir baru ini kebanyakan terjadi pada daerah batas
butir lama karena di sana terjadi penumpukan dislokasi. Seperti diketahui bahwa
batas butir merupakan salah satu penyebab terhalanganya pergerakan dislokasi.
ristal yang mengalami deformasi plastis mempunyai lebih banyak energi dari
pada kristal yang tidak mempunyai regangan karena mengandung dislokasi dan
cacat-cacat titik.
)ila ada kesempatan, atom-atom akan bergerak dan membentuk susunan
yang lebih sempurna. "anpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal
dipanaskan dan melalui suatu proses yang disebut anealling . >etaran termal kisi
yang besar dari pada suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali
atom-atom dan membentuk butiran-butiran yang lebih sempurna.
+ada proses rekristalisasi atom-atom bergerak dan menata diri kembali.+enataan kembali ini lebih mudah pada suhutinggi bahkanterjadi penurunan
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu !00 ?4 selama satu jam.
4ontoh yang mengalami pengerjaan dingin sebesar ;'@, hampir semua
terkristalisasi. Sebaliknya contoh yang dibiarkan selam satu jam pada suhu
dibawah 200 ?4 tetap memiliki kekuatan yang didapat sewaktu paada ;'@. Aadi
dapat kita tarik kesimpulan bahwa :
Recovery yaitu proses pemulihan material. Selama proses pemulihanterjadi penurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur butir, dilokasi-
dislokasi yang salah arah secara (ertikal akan kembali menyusun diri dan
jumlahnya sedikit berkurang tetapi tegangan sisa turun banyak.
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
9/14
8ekristalisasi yaitu pertumbuhan butir baru. +roses rekristalisasi bisa
terjadi pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan materialterdeformasi minimal '0@. eformasi bisa dilakukan dengan proses
pembentukan yaitu pengerolan, ekstrusi, penempaan. +enyebab rekristalisasi
adalah adanya energi dari tumpukan kerapatan dislokasi. Sehingga terjadi
peningkatan energi dalam, atom cenderung untuk kembali pada tingkat energi
rendah dengan cara membentuk butir baru.
+roses rekristalisasi diklasifikasikan menjadi: inamik 8ekristalisasi yang terjadi selama berlangsungnya deformasi.
"erjadi pada pengerjaan panas Statik8ekristalisasi terjadi setelah pemberian deformasi
2.2 Skematik Recovery an "ekristalisasi
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
10/14
)erikut ini adalah skematik dari proses recovery dan rekristalisasi.
ari skematik diatas dijelaskan dimana pada proses rekristalisasi terjadi
penurunan kekerasan, dan peningkatan elongation bahan. Sedangkan pada prosesrecovery , kekuatan dan kekerasan material tidak berubah.
ari skema juga dapat dijelaskan bahwa sebelum material mengalami
recovery , semua sifat mekanik pada material berada dalam keadaan normal,
namun pada waktu pengerolan atau pemberian deformasi terhadap material,
terjadi perubahan sifat mekaniknya. +ada waktu pemberian deformasi tersebut
terjadi peningkatan harga kekerasan, kekuatan, dan tegangan sisa, sedangkan
keuletan material tersebut berkurang. $dapun ukuran butirnya menjadi lebih kecil
dan pipih dari semula. engan penambahan temperatur setelah proses pemberian
deformasi, terjadi pertumbuhan butir baru pada material yang menyebabkan nilai
kekerasan, kekuatan dan tegangan sisa menjadi menurun, sedangkan keuletannya
meningkat. +ertumbuhan butir baru inilah yang disebut dengan rekristalisasi.
)utir baru ini lambat laun menjadi besar, akhirnya sifat material kembali kepada
bentuk semula.
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
11/14
2.3 #akt$r-fakt$r %ang Mem&engaru'i "ekristalisasi
• Aumlah deformasi Semakin besar jumlah deformasi maka semakin mudah rekristalisasi
terjadi• "emperatur
Semakin tinggi temperatur maka material lebih cepat mencapai
rekristalisasi.• Baktu
Semakin lama waktu rekristalisasi maka persentasi yang terkristalisasi
juga semakin banyak.• 9kuran butir
Semakin kecil ukuran butir awal, maka makin banyak batas butir maka
setelah deformasi akan mudah terjadi rekristalisasi.• omposisi +aduan
8ekristalisasi mudah terjadi pada paduan dibandingkan pada logam
murni.
2.4 Penger(aan ingin an Penger(aan Panas
+ada proses recor(ery dan rekristalisasi ada dua jenis pengerjaan, yaitu:
1 +engerjaan ingin Cold Working
idalam pengerjaan dingin ini temperatur yang digunakan dibawah
temperatur rekristalisasi " kerja " rekristalisasi , " kerja C 0,! " melt. +ada
pengerjaan dingin, material mengalami deformasi plastis sehingga keuletan
material menjadi turun sedangkan kekuatan dan kekerasan material mengalami
peningkatan. $da beberapa kekurangan dan kelebihan dalam proses pengerjaan
dingin ini.
elebihan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:• +eningkatan kekuatan cukup berarti• +eningkatan sifat mampu mesin• ualitas permukaan halus• "idak terbentuk terak oksida• etelitian dimensi
ekurangan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:• "erjadi tegangan sisa• )utir yang pecah dan adanya distorsi• euletan rendah• aya pembentukan besar
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
12/14
• aang-kadang efek strain hardening tidak disukai
2 +engerjaan +anas Hot Working +ada pengerjaan panas ini temperatur yang digunakan diatas temperatur
rekristalisasi " kerja / " rekristalisasi , " kerja C 0,7 " melt. imana pada proses
pengerjaan panas ini, material mengalami perubahan struktur mikronya yang
mana keuletan dari material tersebut meningkat sedangkan kekuatan dan
kekerasannya mengalami penurunan. +engerjaan panas ini dilakukan didalam
tungku pada temperature tiggi. $dapun kelebihan dan kekurangan dari pengerjaan
panas ini yaitu :
elebihan pengerjaan panas :aya pembentukan rendah
+eningkatan kekuatan rendah+orositas dapat dikurangi
etidak murnian logam terpecah dan tersebar $danya sedikit penghalusan butir
ekurangan pengerjaan panas :)utuh pemanasan
&udah terbentuk terak
ualitas permukaan kurang bagus
etelitian dimensi sulit dikontrol
9mur perkakas rendah
)A) ***M+, G*
3.1 Alat !an )a'an
a. $lat :1. "ungku2. >ergaji!. >erinda%. $lat uji tekan'. $lat uji keras
b. )ahan:1. Spesimen
3.2 Skema Alat
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
13/14
Gambar ).3.1 "ungku nduksi &esin 9ji eras Rockwell
Gambar #.3.1 Skema uji heat treatment
,/GAS S+)+ /M P"A ,* /M
1. &ekanisme penumpukan dan perbanyakan dislokasi :
&ekanisme penumpukan dislokasi terjadi karena adanya pembebanan.
islokasi-dislokasi yang ada menumpuk dan terkonsentrasi pada satu tempat
hingga terjadilah strain hardening umumnya penumpukan dislokasi merupakan
dislokasi yang terhambat pergerakannya.
-
8/16/2019 Tugas Pendahuluan Modul Rr
14/14
Gambar1.10 penumpukan dan perbanyakan dislokasi
!. Fenomena anihilasi yaitu peristiwa menghilangnya dislokasi karena bentuk
dislokasi tidak sama tapi kongruen.
Fenomena poligonisasi yaitu peristiwa mantul atau bertolaknya dislokasi
karena bentuk dislokasi adalah sama.
>ambar :
Gambar1.12 $nihilasi Gambar 1.13 poligonisasi
1.