Your SlideShare is downloading. ×
MAKALAH FISIKA BAHAN “SIFAT MEKANIK BAHAN”                  Disusun Oleh:                  Kelompok 12      1. Lusttyah Ul...
BAB I                                  PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang   Energi dan bahan tidak dapat dipisahkan dari kehidu...
1.3 Permasalahan    Dalam setiap makalah pasti terdapat permasalahan yang nantinya akan dibahasdidalam makalah sehingga da...
BAB II                                   DASAR TEORI2.1 Sifat Mekanik Bahan     Bahan merupakan bagian dari alam semesta, ...
atau keupayaan menahan diri dari dilekuk atau ditembusi bahan lain. Arti lain darikekerasan adalah mengukur ketahanan mate...
Uji kekerasan rockwell superficial :- beban minor : 3 kg- beban major : 15, 30, 45, kg                         Tabel 2.1 S...
Contoh :- skala 80 hrb : kekerasan rockwell 80 skala B.- skala 60 hr 30 w : kekerasan superficial 60pada skala 30 W.maksim...
d = diameter lubang                              Gambar 2.2 Mesin Uji Brinell                   Gambar 2.3 Brinell Measure...
Kekerasan ini penting bagi ketelitian kekerasan logam. Untuk bahan polimerdiperlukan juga cara serupa memakai beban peneka...
keuletan bahan atau kegetasan bahan terhadap beban tiba-tiba. Alat uji ini termasukjenis charpy. Prinsip kerja alat uji im...
2.4 Sifat Mulur     Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi secara continue danperlahan dalam kurun wak...
balik untuk sejumlah balikan tegangan. Patahan lelah disebabkan Bentuk tegangandalam kelelahan adalah tarik, tekan-tekuk(l...
BAB III                                  PEMBAHASAN3.1 Sifat Mekanik Bahan     Kekerasan adalah kemampuan bahan menahan ke...
Kekuatan impak adalah suatu criteria penting untuk mengetahui kegetasan bahanpolimer, melihat pengaruh takikan yaitu denga...
BAB IV                                      PENUTUP4.1 Kesimpulan     Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan dan p...
DAFTAR PUSTAKACallister, William d & John Willey Sons.2006.Material Science and engineering anintroduction seventh edition...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

fisika bahan tentang sifat mekanik

24,385

Published on

Published in: Education
0 Comments
7 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
24,385
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
662
Comments
0
Likes
7
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of " fisika bahan tentang sifat mekanik "

  1. 1. MAKALAH FISIKA BAHAN “SIFAT MEKANIK BAHAN” Disusun Oleh: Kelompok 12 1. Lusttyah Ulfa. (2408100064) 2. Sofyan Ade P. (2408100070) 3. Andini Nur Vania S (2408100074) 3. Yanuan Angga (2408100076) JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH SURABAYA
  2. 2. BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Energi dan bahan tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Pengetahuanbahan terus berkembang seiring dengan berkembangnya peradaban manusia. Berbagaimacam bahan telah ditemukan, dikembangkan, dan dimanfaatkan untuk berbagaiaplikasi. Penemuan bahan-bahan tertentu, seperti logam misalnya, telah ikut mewarnaiperadaban manusia di dalam kurun waktu tertentu. Tidak aneh jika nama suatu zamanatau periode waktu tertentu dikaitkan dengan nama bahan, seperti misalnya zaman batu,zaman perunggu, zaman besi, dan seterusnya. Pengetahuan dan keterampilan manusiauntuk memanfaatkan bahan tertentu telah membuka peluang berkembangnya desain,proses-proses atau produk-produk tertentu yang sebelumnya belum pernah ada. Pengembangan proses-proses dan produk-produk baru telah mendorongberkembangnya ilmu dan teknologi bahan untuk memenuhi kebutuhan desain. Ilmu danteknologi bahan adalah bagian tak terpisahkan dari disain rekayasa. Disain adalah esensidari rekayasa atau engineering karena rekayasa pada prinsipnya adalah aplikasimatematika dan ilmu-ilmu pengetahuan alam untuk memecahkan masalah-masalahnyata di dalam kehidupan manusia di dalam rangka meningkatkan kesejahteraanmanusia. Oleh karena itu, pengetahuan bahan sangat penting bagi setiap disiplin ilmurekayasa.1.2 Tujuan Dalam pembuatan makalah ini memiliki tujuan agar dalam pembuatan makalahdapat terselesaikan dengan jelas tanpa ada masalah yang berati diantaranya : 1 Mengetahui apa yang dimaksud mekanik bahan 2 Mengetahui berbagai jenis sifat bahan 3 Dapat membedakan dari berbagai sifat bahan tersebut
  3. 3. 1.3 Permasalahan Dalam setiap makalah pasti terdapat permasalahan yang nantinya akan dibahasdidalam makalah sehingga dapat dimengerti dengan mudah diantaranya: 1. Apa yang dimaksud dengan mekanika bahan? 2. Bagaimana mengetahui berbagai jenis sifat bahan? 3. Bagaimana dapat membedakan brbagai sifat bahan tersebut?1.4 Sistematika laporan Makalah fisika bahan dengan judul “SIFAT MEKANIK BAHAN” ini terdiridari empat bab. Makalah secara garis besar berisi tentang komponen penyusun kristal,macam-macam dan penyebab terbentuknya cacat kristal untuk lebih jelasnya makasusunan laporan adalah sebagai berikut. Bab I pendahuluan yang di dalamnya berisitentang latar belakang, tujuan, permasalahan, sistematika laporan. Bab II dasar teorimerupakan penjelasan dan ulasan singkat tentang teori -teori dasar sifat mekanik bahandan pengujian yang bisa dilakukan terhadap bahan. Bab III analisa dan pembahasan,dalam penyusunan makalah ini tentunya akan memperoleh data-data dari berbagaireferensi yang ada sehingga perlu adanya penganalisaan dan pembahasan lebih lanjutBab IV kesimpulan, memberikan kesimpulan dari keseluruhan makalah yangdidasarkan pada tujuan.
  4. 4. BAB II DASAR TEORI2.1 Sifat Mekanik Bahan Bahan merupakan bagian dari alam semesta, akan tetapi secara lebih rinci bahanadalah benda dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin,peralatan atau produk. Termasuk di dalamnya, logam, keramik, polimer (plastik), serat,gelas, kayu, batu, pasir, dan lain - lain. Produksi dan pemrosesan bahan-bahan tersebutmenjadi barang jadi memberikan kesempatan kerja bagi kira-kira 12% dari seluruhangkatan kerja di Indonesia. Bahan-bahan yang digunakan manusia mengikuti siklusbahan mulai dari ekstraksi, pembuatan sampai pelapukan. Oleh karena itu, siklus bahanadalah suatu sistem yang menggiatkan sumber daya alam dengan kebutuhan manusia.Secara keseluruhan, bahan-bahan merupakan jaringan yang mengikat bangsa-bangsadan tata ekonomi di dunia satu sama lainnya, demikian pula mengikat manusia denganalam semesta. Secara singkat, Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan dan penerapanpengetahuan mengenai hubungan antara komposisi, struktur dan pemerosesan bahandengan sifat-sifat dan pemakaiannya. Ilmu dan teknologi bahan adalah suatu pita ilmupengetahuan yang melintang dari ilmu dan penelitian dasar (sebelah kiri) sampai padakebutuhan dan pengalaman masyarakat (disebelah kanan). Aliran pengetahuan ilmiahdalam satu arah dan informasi empiris dalam arah yang berlawanan berbaur danmendukung perkembangan ilmu dan teknologi bahan.2.2 Sifat Kekerasan (Hardness) Kekerasan adalah ketahanan suatu bahan terhadap deformasi (perubahan bentuk)yang permanen. Kekerasan linier dengan kekuatan artinya semakin tinggi kekuatanmaka semakin keras benda tersebut dan semakin kecil kekuatan maka semakin lunakbenda tersebut. Kekerasan adalah kemampuan bahan menahan kehausan atau cakaran
  5. 5. atau keupayaan menahan diri dari dilekuk atau ditembusi bahan lain. Arti lain darikekerasan adalah mengukur ketahanan material terhadap deformasi plastis yangterlokalisasi (lengkungan kecil atau goresan). Kekerasan adalah criteria untuk menyatakanintensitas tahanan suatu bahan terhadap deformasi yang disebabkan objek lain. Ada tigamacam objek lain cara pengujian yaitu penekanan, goresan dan resilience. Bahanpolimer menunjukkan sifat kekerasan yang berbeda dibandingkan dengan logam karenasifat viskoelastiknya. Karena besarnya deformasi elastic dan pemulihan yang cepat,pada pengujian penekanan hasil kekerasan yang didapat lebih besar dari yangseharusnya.Macam- macam uji kekerasan : • Uji kekerasan rockwell • Uji kekerasan brinell • Uji kekerasan vicker • Uji kekerasan kwoop2.2.1 Uji kekerasan rockwell Metode yang paling umum digunakan karena sederhana dan tidak menghendakikeahlian khusus. Digunakan kombinasi variasi indenter dan beban untuk bahan metaldan campuran mulai dari bahan lunak sampai keras.Indenter : - bola baja kerasukuran 1/16 , 1/8 , 1/4 , 1/2 inci (1,588; 3,175; 6,350;12,70 mm)- intan kerucutHardness number (nomor kekerasan) ditentukan oleh perbedaan kedalaman penetrsiindenter, dengan cara memberi beban minor diikuti beban major yang lebih besar.Berdasarkan besar beban minor dan major, uji kekerasan rockwell dibedakan atas 2 :- rockwell- rockwell superficial bahan tipisUji kekerasan rockwell :- beban minor : 10 kg- beban major : 60, 100, 150 kg
  6. 6. Uji kekerasan rockwell superficial :- beban minor : 3 kg- beban major : 15, 30, 45, kg Tabel 2.1 Skala Uji Kekerasan Rockwell Superficial - rockwell INDENTER BEBAN MAJOR Superficial SIMBOL (KG) 15 N INTAN 15 30 N INTAN 30 45 N INTAN 45 15 T BOLA 1/16 INCHI 15 30 T BOLA 1/16 INCHI 30 45 T BOLA 1/16 INCHI 45 15 W BOLA 1/8 INCHI 15 30 W BOLA 1/8 INCHI 30 45 W BOLA 1/8 INCHI 45 Tabel 2.2 Skala Uji Kekerasan Rockwell
  7. 7. Contoh :- skala 80 hrb : kekerasan rockwell 80 skala B.- skala 60 hr 30 w : kekerasan superficial 60pada skala 30 W.maksimum skala : 130jika skala kekerasan < 20 atau > 100 hasil kurang teliti gunakan skala dibawahnya ataudiatasnya.2.2.2 Uji Kekerasan Brinell Pengujian kekerasan brinell digunakan untuk mengetahui besarnya kekerasanpermukaan suatu material. Pengujian ini yaitu menggunakan bola indentor yang terbuatdari baja, dimana metode pengujiannya adalah memberikan indentasi pada permukaansuatu material sehingga timbul tapak tekan. Angka kekerasan diperoleh dari besarnyabeban yang digunakan, diameter hasil tapak tekan dan diameter dari indentor. Angkakekerasan brinell adalah fungsi beban dan diameter lobang hasil. Gambar 2.1 Bentuk Indentasi Uji Brinell Dimana: P = BEBAN D = diameter inderter
  8. 8. d = diameter lubang Gambar 2.2 Mesin Uji Brinell Gambar 2.3 Brinell Measurement Convertion Chart2.2.3 Uji Kekerasan Vickers dan Mikro Knoop Indeter : intan piramid Beban : 1 - 1000 gr Hasil test berupa lekukan diperiksa dengan mikroskop HK = hardness numberknoop (KHN) HV = hardness number vickers (VHN) Knoop dan Vickers digunakan untuk uji kekerasan
  9. 9. Kekerasan ini penting bagi ketelitian kekerasan logam. Untuk bahan polimerdiperlukan juga cara serupa memakai beban penekanan 100 sampai 200 gram.Kekerasan Vickers dapat dibandingkan dapat dibandingkan dengan kekerasan logam,akan tetapi dalam hal ini bahwa kelakuan viskoelastik bahan polimer adalah anehdengan persamaan Hv = 1,854 P/dm22.3 Sifat Kekuatan Impak Nilai impak (impact value) adalah ketahanan suatu bahan terhadap pembebananyang tiba-tiba. Kekuatan impak adalah suatu criteria penting untuk mengetahuikegetasan bahan polimer, melihat pengaruh takikan yaitu dengan pengujian pada batanguji umumnya kekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan impak logamapabila ikatan antar molekul kuat atau berat molekul besar kekuatan impak biasanyalebih besar. Sebagai contoh polietilena yang berkristal mempunyai tarik menarik lemahantar molekulnya tidak patah namun bengkok. Polisteren bersifat getas mudah patahkarena berbentuk amorf dan tarik menarik antr molekulnya lemah. Bahan yang kakudan ketahana impaknya rendah banyak terdapat pada termoplastik yang mempunyaititik transisi gelas tiinggi. Contohnya polivinil klorida sendiri tidak kuat, tetapi apabiladipolimerkan atau dicampur dengan bahan karet kekuatan impaknya leebih baik. Bahan polimer kadang-kadang menunjukkan penurunan besar pada kekuatanimpak apabila diberi regangan pada pencetakannya. Pada umumnya sifta-sifat yangdiperlukan dapat diperbaiki bila ditambah pengisi atau filler kedalam resin. Sedangkanpengaruh temperature lebih rumit yang menunjukkan beda maksimum pada temperaturetertentu atau peningkatan harga kalau temperature naik. Harga impak itu menjaadi besardengan meningkatkan adsorbs kadar air dan menjadi karena pengeringan. Bahan jugadapat diperiksa dengan pengujian impak bola jatuh setiap hasil pengujian selalumenunjukkan hasil yang sama dengan kemampuan impak praktis. Hal ini menyebabkankerumitan cara-cara pengujian tersebut. Seperti halnya uji kekerasan, pada sifat bahan impak juga terdapat pengujianimpak. Pengujian impak yaitu mengetahui ketahanan terhadap pembebanan tiba-tibapada berbagai temperature sehingga dapat ditentukan temperature transisi dari sifat uletdan sifat getas. Alat uji impak merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur
  10. 10. keuletan bahan atau kegetasan bahan terhadap beban tiba-tiba. Alat uji ini termasukjenis charpy. Prinsip kerja alat uji impak ini adalah dengan cara memberikanpembebanan secara tiba-tiba pada benda uji yang akan diuji secara static. Pada alat ujiimpak ini terdapat beberapa bagian yang penting yaitu pendulum (godam), lenganpengayun, poros pengayun, bearing, pisau pemukul, badan alat uji impak dan tempatbenda uji, dimana kesemua bagian tersebut disusun dan dirangkai menjadi satu kesatuansehingga membentuk suatu alat uji impak. Kapasitas alat uji impak tergantung daridimensi dan spesifikasi dari alat uji impak itu sendiri. Ada dua metode dalam pengujianimpak yaitu: 1. Uji Impak Charpy 2. Uji Impak Izod Gambar 2.5 Mesin Uji Impak Grafik 2.1 Pengujian Impak
  11. 11. 2.4 Sifat Mulur Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi secara continue danperlahan dalam kurun waktu yang lama bila dibebani secara tetap. Fenomena inidinamakan creep (mulur/melar). Melar terjadi pada temperature rendah juga, akan tetapipaling menyolok pada terjadi pada temperature dekat titik cair. Kemuluran ialahkebolehan bahan dipanjangkan dalam keadaan tetap dengan menggunakan dayategangan. Kemuluran ialah ukuran canggaan plastik sebelum sesuatu bahan gagal. Iapenting dalam penarikan dawai atau membuat kepingan. Grafik 2.2 Hubungan Regangan dan Waktu pada Sifat Mulur2.4 Sifat Ketahanan Lelah Patah Lelah (fatigue fracture) disebabkan oleh tegangan berulang dan jugadijumpai pada tegangan kurang dari 1/3 kekuatan statik pada bahan struktur tanpakonsentrasi tegangan. Dalam keadaan dimana terjadi konsentrasi tegangan(notch/takikan) maka kemungkinan bahan akan putus pada tegangan yang lebih rendah. Pembebanan luar yang diberikan berulang-ulang kepada bahan lebih tepatmengalami patah. Gejala ini disebut kelelahan yang merupakan sifat penting dalampenggunaan bahan. Kelelahan biasanya dinyatakan dengan tegangan maksimum bolak-
  12. 12. balik untuk sejumlah balikan tegangan. Patahan lelah disebabkan Bentuk tegangandalam kelelahan adalah tarik, tekan-tekuk(lentur), punter dan kombinmasinya. Terutamakombinasi tarik dan tekan memberikan pandanganlebih jauh. Keelelahan dipengaruhioleh beberapa factor. Kalauu temperature naik ketahanan lelah turun. Pengruh lajubalikan /frekuensi terbatas sampai harga tertentu, tetapi apabila dibandingkan padabanyak balikan serupa, kelelahan lebih cepat terjadi pada laju balikan rendah. Bentukbatang uji juga memberikan pengaruh. Perlu pertimbangan bila dipakai untuk keperluanpraktis. Berbagai alat uji kelelahan untuk karet telah ada. Kelelahan merupakan sifatapenting dari berbagai macam bahan dalam pemakaian praktis. Karena memerlukanwaktu pada pengukuran dan hasil yang di dapat biasanya berfluktuasi, maka diperlukanusaha keras untuk mendapatkan hasil pengujian yang didapatkan.
  13. 13. BAB III PEMBAHASAN3.1 Sifat Mekanik Bahan Kekerasan adalah kemampuan bahan menahan kehausan atau cakaran ataukeupayaan menahan diri dari dilekuk atau ditembusi bahan lain. Arti lain dari kekerasanadalah mengukur ketahanan material terhadap deformasi plastis yang terlokalisasi(lengkungan kecil atau goresan). Macam- macam uji kekerasan yaitu Uji kekerasanrockwell , Uji kekerasan brinell , Uji kekerasan vicker , Uji kekerasan kwoop. Metodeyang paling umum digunakan karena sederhana dan tidak menghendaki keahliankhusus. Digunakan kombinasi variasi indenter dan beban untuk bahan metal dancampuran mulai dari bahan lunak sampai keras. Pengujian kekerasan brinell digunakanuntuk mengetahui besarnya kekerasan permukaan suatu material. Pengujian ini yaitumenggunakan bola indentor yang terbuat dari baja, dimana metode pengujiannya adalahmemberikan indentasi pada permukaan suatu material sehingga timbul tapak tekan.Kekerasan ini penting bagi ketelitian kekerasan logam. Untuk bahan polimer diperlukanjuga cara serupa memakai beban penekanan 100 sampai 200 gram. Kekerasan Vickersdapat dibandingkan dapat dibandingkan dengan kekerasan logam, akan tetapi dalam halini bahwa kelakuan viskoelastik bahan polimer adalah aneh dengan persamaan Hv =1,854 P/dm2 Gambar 3.1 Hardness Testing Techniques
  14. 14. Kekuatan impak adalah suatu criteria penting untuk mengetahui kegetasan bahanpolimer, melihat pengaruh takikan yaitu dengan pengujian pada batang uji umumnyakekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan impak logam apabilaikatan antar molekul kuat atau berat molekul besar kekuatan impak biasanya lebihbesar. Pengujian impak yaitu mengetahui ketahanan terhadap pembebanan tiba-tibapada berbagai temperature sehingga dapat ditentukan temperature transisi dari sifat uletdan sifat getas. Kapasitas alat uji impak tergantung dari dimensi dan spesifikasi dari alatuji impak itu sendiri. Ada dua metode dalam pengujian impak yaitu Uji Impak Charpydan Uji Impak Izod. Melar terjadi pada temperature rendah juga, akan tetapi paling menyolok padaterjadi pada temperature dekat titik cair. Kemuluran ialah kebolehan bahandipanjangkan dalam keadaan tetap dengan menggunakan daya tegangan. Kemuluranialah ukuran canggaan plastik sebelum sesuatu bahan gagal. Patah Lelah (fatiguefracture) disebabkan oleh tegangan berulang dan juga dijumpai pada tegangan kurangdari 1/3 kekuatan statik pada bahan struktur tanpa konsentrasi tegangan.
  15. 15. BAB IV PENUTUP4.1 Kesimpulan Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan dan penerapan pengetahuanmengenai hubungan antara komposisi, struktur dan pemerosesan bahan dengan sifat-sifat dan pemakaiannya. kekerasan adalah mengukur ketahanan material terhadapdeformasi plastis yang terlokalisasi (lengkungan kecil atau goresan). Kekerasan adalahcriteria untuk menyatakan intensitas tahanan suatu bahan terhadap deformasi yangdisebabkan objek lain. Ada tiga macam objek lain cara pengujian yaitu penekanan,goresan dan resilience. Uji kekerasan rockwell adalah metode yang paling umumdigunakan karena sederhana dan tidak menghendaki keahlian khusus. Pengujiankekerasan brinell digunakan untuk mengetahui besarnya kekerasan permukaan suatumaterial. Angka kekerasan diperoleh dari besarnya beban yang digunakan, diameterhasil tapak tekan dan diameter dari indentor. Kekerasan Vickers dapat dibandingkandapat dibandingkan dengan kekerasan logam, akan tetapi dalam hal ini bahwa kelakuanviskoelastik bahan polimer adalah aneh dengan persamaan Hv = 1,854 P/dm2 Nilai impak (impact value) adalah ketahanan suatu bahan terhadap pembebananyang tiba-tiba. Prinsip kerja alat uji impak ini adalah dengan cara memberikanpembebanan secara tiba-tiba pada benda uji yang akan diuji secara static. Kapasitas alatuji impak tergantung dari dimensi dan spesifikasi dari alat uji impak itu sendiri. Ada duametode dalam pengujian impak yaitu Uji Impak Charpy dan Uji Impak Izod. Kemuluranialah kebolehan bahan dipanjangkan dalam keadaan tetap dengan menggunakan dayategangan. Patah Lelah (fatigue fracture) disebabkan oleh tegangan berulang dan jugadijumpai pada tegangan kurang dari 1/3 kekuatan statik pada bahan struktur tanpakonsentrasi tegangan.4.2 Saran Dalam penulisan makalah ini tentunya terdapat beberapa kekurangan oleh karenaitu diperlukan saran yang dapat membangun penulisan makalah ini selanjutnya sehinggamenjadi lebih baik lagi.
  16. 16. DAFTAR PUSTAKACallister, William d & John Willey Sons.2006.Material Science and engineering anintroduction seventh edition. Salt lake city.utahwww.openpdf.comwww.docstoc.com/docs/22177139/sifat mkanikbahan/www.fkm.utm.my/zulkepli/note3703/intro_aspect/pilih_sifatbahan.pdfwww.staff.ui.ac.id/internal/132128628/material/pengetahuanbhan babpertama.pdf

×