Selasa, 24 November 2015

https://drive.google.com/file/d/0B0ovUDVbDuS8NjlVZFpCNG92UFU/view?usp=sharing

Minggu, 08 November 2015

Kegetasan Material



Kegetasan: 
kemampuan material berubah secara plastis dan jauh lebih penting. Bagaimana suatu material beraksi pada abrasi mekanikal ? Apakah mudah berubah, ataukah kita akan mendapatkan keretakan dan pull-out selama preparasi ?

Kekerasan: 
sifat yang paling mudah untuk mengukur tetapi tidak merupakan informasi yang cukup tentang material untuk mendapatkan metode preparasi yang tepat.

Instruksi Metalogram
Di dalam metalogram, kami telah memilih untuk menunjukkan material berdasarkan sifat fisik khususnya : kekerasan dan kegetasan. Pemilihan metode preparasi tergandung pada sifat ini

Metalogram menunjukkan material berdasarkan baik kekerasannya maupun kegetasannya, karena masing-masing merupakan faktor dalam pemilihan metode preparasi. Untuk preparasi material dimana tidak dapat dengan mudah kita tentukan pada Metalogram, sebagai contoh komposit, coatings atau material lainnya yang berisikan berbagai jenis fase atau komponen, aturan berikut ini dapat digunakan:

Pilihlah metode yang paling cocok dengan komponen material utamanya.
Cek sample setelah beberapa langkah, jika kerusakan pada preparasi terjadi, konsultasikan ke Metalog.
Kerusakan yang paling umum yang berhubungan dengan meterial di atas adalah edge rounding, relief, pull-out dan porositas.
Penjelasan Metalogram
Sumbu X mewakili kekerasan dalam Vickers. Nilainya ditunjukkan secara linier karena metode preparasi yang bervariasi untuk material lunak lebih besar dari pada yang keras. Bentuk Metalogram dihasilkan dari material lunak yang pada umumnya lebih getas dan material keras biasanya lebih rapuh. 

Pemilihan metode preparasi
Pada mulanya, carilah kekerasan pada sumbu X. Kemudian, tergantung pada kegetasan material, gerakkan ke atas atau kebawah. Tidak seperti kekerasan, kegetasan tidak mudah untuk ditentukan secara tepat. Material harus ditempatkan pada sumbu Y berdasarkan pengalaman anda sendiri. Anda harus mempunyai ide bagaimana sebenarnya material itu sendiri, apakah getas atau rapuh.

Untuk mendemonstrasikan ide kami, kami telah menunjukkan beberapa material di dalam Metalogram (lihat penjelasan dibawah ini). Sepuluh metode preparasi merupakan dasar dari Metalogram. Tujuh metode, A-G, meliputi seluruh range maerial. Mereka dirancang untuk menghasilkan spesimen dengan hasil yang sebaik muingkin. Sebagai tambahan, tiga metode pendek, X, Y dan Z diberikan. Metode ini merupakan metode cepat dengan hasil yang dapat diterima



Keuletan Material

Pengertian-Menentukan Keuletan Bahan Logam, Ductility
Keuletan bahan logam adalah sifat yang menunjukkan kemampuan bahan logam untuk bertambah panjang ketika diberi beban atau gaya tarik.  Besaran ini biasa disebut juga sebagai elongasi.

Kurva tegangan regangan hasil uji tarik dapat dilihat pada gambar di bawah. Regangan dinotasikan dengan ef. Notasi ef  adalah regangan total bahan atau logam sampai terjadi putus. Regangan atau Elongasi total merupakan gabungan antara elongasi uniform dan elongasi yang terjadi setelah bahan mengalami penciutan sampai putus.

Nilai Regangan ini menunjukkan keuletan atau ductility bahan dan biasanya dinyatakan dalam persentase perpanjangan. Data ini menunjukkan besarnya pertambahan panjang yang dapat diberikan oleh bahan sampai terjadinya putus.

Posisi Regangan ef Pada Kurva Tegangan Regangan Rekayasa Hasil Pengujian Tarik.


Regangan atau elongasi diperoleh dengan cara membagi perubahan panjang terhadap panjang ukur atau gauge length awal dari sampel uji. Nilainya dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

e = regangan, elongasi

e = (l1 – l0)/l0 x 100%

e = Δl/l0 x 100%

l1 = panjang ukur, gauge length sampale uji setelah perpanjangan

l0 = panjang ukur, gauge length awal sampel uji.

Klasifikasi Material

Sedikit berbagi pengetahuan kepada rekan-rekan mahasiswa, atau siapa saja yang materialtertarik terhadap ilmu material dan berupaya mendalaminya. Dalam postingan ini, saya membatasi hanya pada klasifikasi material saja. Adapun, pembahasan yang lain, insya Allah bersambung.

Material-material yang sering digunakan didalam masalah teknik di bagi menjadi 4 bagian besar :

Logam
Keramik
Polimer
Komposit
1. LOGAM

Logam yang digunakan sebagai bahan teknik terbagi menjadi 2 yaitu ;

logam berbahan dasar Fe (Ferro) atau besi
Logam yang tidak berbahan dasar Ferro (non Ferro)
Logam berbahan dasar Fe di bagi menjadi :

Baja
Baja adalah paduan antara Fe dan C (besi dan karbon), karbon maksimum dari baja adalah 2,1 %. Karbon didalam baja membentuk karbida besi (Fe3C atau sementit)

Berdasarkan komposisi kimia baja dapat di bagi :

Baja karbon :

@. Baja karbon rendah = %C < 0.2%

@. Baja Karbon sedang = 0.2 > %C < 0.5

@. Baja karbon Sedang = %C > 0.5%

Baja Paduan:

Baja terdiri dari unsur Fe+C, tetapi dalam pembuatan baja tersebut ditambahkan unsur-unsur paduan yang dapat mempengaruhi sifat-sifat dari baja tersebut. Unsur-unsur paduan yang biasa ditambahkan dalam pembuatan baja seperti : Mn, Al, Ni, Cr, S, P, Mg, Si, dsb.

Baja paduan di bagi berdasarkan jumlah persentase unsur paduan yang di tambahkan

@ baja paduan rendah = apabila jumlah unsur paduannya < 5% , jumlah ini    tidak merubah sifat baja secara luas.

@ baja paduan tinggi = apabila jumlah unsur paduannya >5%, jumlah ini akan mempengaruhi sifat baja secara luas contoh : baja tahan karat dengan unsur paduan Cr >12%.

Berdasarkan Fungsi baja dapat dibagi :

– baja Konstruksi

– Baja Perkakas

– Baja Temperatur tinggi

Besi Cor
Besi cor terdiri dari Fe+C , Komposisi karbon pada besi cor di atas 2,1%. Karbon bebas dari besi cor berupa Grafit yang memiliki sifat getas.

Dari bentuk grafit besi cor dapat dibagi menjadi :

–          Besi cor putih ( tidak memiliki grafit dan sifatnya hampir sama dengan baja karbon tinggi)

–          Besi Cor Kelabu (grafit berbentuk pipih)

–          Besi cor nodular (grafit berbentuk bulat)

–          Besi cor maliable( grafit berbentuk bunga)

(Gambar struktur mikro besi cor dapat dilihat pada lampiran. red)

Sifat –sifat umum dari LOGAM

–          Konduktifitas listrik dan termal yang tinggi

–          Sifat-sifat mekanik (kekerasan dan kekuatan) umumnya tinggi

–          Masa Jenis relatif tinggi

–          Bersifat korosi

–          Warna yang khas dan tidak transparan

2. KERAMIK

Klasifikasi dari keramik :

Bahan ORGANIK bukan LOGAM;  Penggunaan dan pemakaiannya pada temperatur tinggi
Bahan dari senyawa LOGAM; (oksida,barida, karbida,dan nitrida)
Penggunaan keramik biasanya untuk Isolator, komponen-komponen abrasif, dapat digunakan sebagai lapisan penghalang termal contoh Batu Tahan Api (BTA)

Sifat-sifat umum dari Keramik

–          Keras dan getas

–          Kekuatan tarik rendah

–          Kekuatan Tekan Tinggi

–          Isolator yang baik

–          Tahan korosi

–          Tahan pada temperatur tinggi

3. POLIMER

Klasifikasi polimer dapat dibagi berdasarkan :

Sumber atau asal
–          Alam : hewan, tumbuhan, dan mineral

–          Sintetis : hasil polimerisasi hasil polimer adisi

Sifat termal
–          Termoplastik (selulosa, polisterin, Vinil)

–          Termoseting plastik (phenol, amino, furan, gemuk)

Sifat-sifat umum dari polimer

–          Ringan (masa jenis relatif rendah)

–          Tidak tahan temperatur tinggi

–          Kekuatan tarik rendah dan keuletan tinggi

–          Isolator yang baik

–          Modulus elastisitas rendah

4.KOMPOSIT

Merupakan gabungan dua jenis bahan atau lebih yang terdiri dari SERAT dan MATRIK, digabung dengan konstruksi tertentu tanpa mengubah sifat-sifat bahan penyusunnya.

Jenis-jenis serat :

–          serat gelas

–          serat karbon

–          serat polimer

–          serat logam

Klasifikasi dari komposit tergantung kepada bahan-bahan penyusun seperti :

Beton bertulang
matrik = pasir, semen, kerikil

serat = batang baja

Pahat karbida
matrik = Perlit

serat = karbida besi ( sementit)

pahat CERMET
matrik = Keramik

serat = logam

Carbonex
matrik = Resin

serat = serat karbon

Uji Tarik

Uji Tarik! Apa Sih ??

Apa itu Uji Tarik?
Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).
Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada Gambar 1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut

Hukum Hooke (Hooke's Law)
Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.
“Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan”
“strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan”

Dirumuskan,
Stress (Tegangan Mekanis):  σ = F/A  , F = gaya tarikan, A = luas penampang
Strain (Regangan):  ε = ΔL/L , ΔL = Pertambahan panjang, L = Panjang awal

Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
E  =  σ/ε


Untuk memudahkan pembahasan, Gambar 1 kita modifikasi sedikit dari hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang menjadi hubungan antara tegangan mekanis dan regangan (stress vs strain). Selanjutnya kita dapatkan Gambar 2, yang merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. Eadalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) selalu tetap. Ediberi nama "Modulus Elastisitas" atau " Modulus Young". Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve).


Sekarang akan kita bahas profil data dari uji tarik secara lebih detail. Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat digeneralisasi seperti pada Gambar 3, yaitu :

Gambar 3 Profil data hasil uji tarik

Kita akan membahas istilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan berpedoman pada hasil uji tarik seperti pada Gambar 3. Asumsikan bahwa kita melakukan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar.
Batas elastic σE (elastic limit), Pada Gambar 3 dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol” pada titik O (lihat Gambar 3). Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku.

Batas proporsional σp(proportional limit). Titik di mana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.

Deformasi plastis (plastic deformation). Perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada Gambar 3  yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai daerah landing.

Tegangan luluh atas σuy (upper yield stress). Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan deformasi elastis ke plastis.

Tegangan luluh bawah σly (lower yield stress). Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress), maka yang dimaksud adalah tegangan mekanis pada titik ini.

Regangan luluh εy(yield strain). Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis.

Regangan elastis εe(elastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.

Regangan plastis εp (plastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.

Regangan total (total strain). Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastic (εT = εe+εp).Perhatikan beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis.

Tegangan tarik maksimum (UTS, Ultimate Tensile Strength). Pada Gambar 3  ditunjukkan dengan titik C (σβ), merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.

Kekuatan patah (breaking strength). Pada Gambar 3  ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah