Your SlideShare is downloading. ×
Properties of metal alloys
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Introducing the official SlideShare app

Stunning, full-screen experience for iPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Properties of metal alloys

1,373
views

Published on

Published in: Education, Technology, Business

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,373
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
16
Actions
Shares
0
Downloads
82
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. STRUKTUR DAN SIFAT LOGAM INLASTEK SURABAYA 17 JANUARI 2009MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 2. PENGETAHUAN BAHAN • PENGELOMPOKAN MATERIA • METALLIC MATERIAL – Steel » High alloy steel (baja paduan tinggi) » Low alloy steel (baja paduan rendah) – Cast Iron » White cast iron (besi cor putih) » Gray cast iron (besi cor kelabu) » Nodular cast iron (besi cor nodular) » Malleable cast iron(besi cor mampu tempa) • NON METALLIC MATERIALMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 3. KLASIFIKASI MATERIALMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 4. SIFAT MATERIAL • SIFAT FISIK : Sifat yg dikaitkan dg kondisi/karakteristik material yg bersangkutan : titik cair, koefisien muai, konduktifitas panas, densitas dll • SIFAT TEKNOLOGI : Sifat yg dikaitkan dg kemudahan material untuk diproses : machinability, castability, weldability, formability • SIFAT MEKANIK : Sifat yang menunjukkan kelakuan material bila diberi beban mekanik : kekuatan, kekerasan, ketangguhan, kelelahan, kemuluran dllMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 5. MECHANICAL TESTING (Untuk mengetahui sifat mekanik material)• Uji Tarik : – UTS, Yield strength, elongation, – ductility, reduction of area, toughness – ASTM E8, ASTM D68, ASME IX• UJI IMPAK : – Ketangguhan, Temperatur transisi, ductility – ASTM E23 – Prinsip energi potensialMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 6. • Uji Kekerasan : • ASTM E 10, ASTM E92, ASTM E18, ASTM E384 • Brinnel hardness test • Meyer hardness test • Vickers hardness test • Knoop hardness test • Rockwell hardness test • Uji Bending • Uji fatigueMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 7. STRUKTUR KRISTAL DAN DEFORMASI • Semua zat terdiri dr atominti (proton & neutron)dikelilingi elektron • Jumlah elektron pd sel terluar samamgrupnya sama, sifat2nya hampir sama • Atom: bagian terkecil dr suatu material, membuat ikatan dg atom lain/sejenis molekul, ikatan yg terjadi: – Ikatan ionic – Ikatan Kovalent Ionic bonding – Ikatan LogamMUNIR-T.LAS Atom bohrSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 8. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 9. • Atom pd logam menempati posisi tertentu relatif thd atom lain, mk atom tsb tersusun scr teratur dg pola tertentu • Susunan atom dalam pola 3D yang teratur dalam pola tertentuKRISTAL • Bila dr inti atom tsb ditarik garis-garis imajiner dari inti atom tetangganya, maka diperoleh susunan atom dg pola 3D yang teraturSPACE LATTICE • UNIT CELL: bagian terkecil dari space lattice ( FCC, BCC, HCP dll)MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 10. STRUKTUR KRISTALMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 11. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 12. • Kebanyakan Logam mempunyai kristal dalam bentuk: 1. FCC (face centerd cubic) 2. BCC (body centered cubic) 3. HCP (hexagonal closed packed) • Beberapa unsur memiliki beberapa space lattice yg berbedaPOLIMORFI • Polimorfi yg reversibleALLOTREOPICMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 13. • BIDANG KRISTALOGRAFI : • Bidang dlm lattice kristal dimana tdp susunan atom dinyatakan dalam tanda kurung ( ) keluarga bidang { } • Untuk menggambarkan titik, arah, bidang pada sistem kristal, digunakan index miller • INDEX MILLER : - Perpotongan dg sumbu - balikkan harga tersebut - sederhanakan - tulis bidang kristalografinya • Arah Kristalografi : arah dr pusat koordinat ke suatu titik yg memiliki koordinat x=u, y=v, z=w dinyatakan dg index Miller dalam square bracket [ ]MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 14. • Kristalisasi : proses pembentukan kristalyg terjadi pd saat pemebekuanperubahan dr fasa cair ke fasa padat dg mekanisme: • Pembentukan inti (nucleation) • Pertumbuhan kristal (grain growth)pertumbuhan ini berlangsung dr tempat yg dingin ke tempat yg lebih panasbergerak tdk lurus bercabang-cabang membentu dendrit • Pertemuan suatu dendrit kristal dg yang dendrit kristal lainnya  batas butir kristal (grain boundary)  dlm batas butir tdp ketidak beraturan susunan atom (mismatch) disamping mengandung impurity yg banyak.MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 15. • CACAT KRISTAL KRISTAL YG SEMPURNA KRISTAL YG SUSUNAN ATOMNYA TERATUR MENGIKUTI POLA TERTENTU. • Cacat kristal ketidak sempurnaan susunan atom dlm kristal/lattice: 1. Cacat titik (point defect) 2. Cacat garis (line defect) 3. Cacat bidang (interfacial defect)MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 16. • CACAT TITIKdapat berupa vacant, interstitial, substitutional. • Cacat ini akan menyebabkan terjadinya tegangan vacant menyebabkan atom2 disekitarnya tertarik mendekat, interstitial atom disekitarnya terdorong, substitutional, bila atom pengganti lebih kecil  atom disekitarnya tertarik, bila pengganti lebih besar  atom disekitarnya terdorong. • CACAT GARIScacat yg menimbulkan distorsi yang berpusat pada suatu garisDISLOKASI • CACAT BIDANGCacat bidang yg selalu ada pd logam adalah BATAS BUTIR (grain boundary) • Pada batas butir selalu tdp distorsi, baik karena pengaruh tegangan permukaan, atau akibat interaksi dg atom dr kristal tetangganya. • Setiap butir punya orientasi atom yg berbedapada batas butir tdp ketidak teraturan susuan atom, jd penuh dg dislokasi daerah yg penuh teganganmenyimpan banyakMUNIR-T.LAS energibanyak peristiwa transformasi dimulai dr batas butirSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 17. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 18. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 19. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 20. DEFORMASI • Bila kristal mengalami tegangansusunan atom akan mengalami perubahan posisi, bersifat sementara (deformasi elastik) kalo tegangannya kecil dan permanen (deformasi plastik) bila tegangannya melebihi yieldnya. • Bila tegangannya lebih besar dr yieldnya garis dislokasi sdh bergeser dan mungkin telah melampaui batas butirbutir kristal mengalami perubahan bentuk yg permanen, shg terjadi perubahan bentuk pada bentuk luar benda • Deformasi dapat terjadi melalui mekanisme SLIP atau TWINNING atau kombinasi keduanya DEFORMASI DENGAN SLIP • Slip terjadi bila sebagian dr kristal tergeser relatif thd kristal lain sepanjang bidang kristalografi tertentu. • Bidang tempat terjadinya slipbidang slip (slip plane) • Arah pergeseran atom pada bidang sliparah slip (slip direction) Ada 3 kaidah yg mengendalikan SLIP – Terjadi pd arah yang tumpukan atomnya padat – Pada Bidang yang paling padat – Sistem dg tegangan geser terurai terbesar • Slip tidak terjadi dengan menggesernya seluruh atom pada bidang slipMUNIR-T.LAS secara bersamaan, tetapi dengan bergesernya garis dislokasi sedikitSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS demi sedikit.
  • 21. • Bidang slip dibagi : • Daerah dg slip • Daerah tanpa slip • Batas antara daerah slip dan tanpa slip disebut daerah terdislokasi biasanya disebut GARIS DISLOKASI / DISLOKASI • Beberapa hal terkait dg Dislokasi : • Dislokasi bergerak pd bidang yang padat • Dislokasi tdk dpt berhenti di tengah daerah yg bebas cacat kristal, dislokasi dpt berhenti pd permukaan kristal atau pd dislokasi yg lainMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 22. Terkadinya slip dg cara bergesernya garis dislokasi dapat digambarkan dg analogi gerakan ulat, cacing atau permadani Bila slip terjadi hingga ke seberang butir kristalmk slip ini akan diteruskan ke butir berikutnya. Namun karena butir berikutnya orientasinya berbeda, arah bidang slip akan berbeda, maka dislokasi akan tertahan pada batas butir, dan untuk membuat slip berikutnya butuh gaya yg lebih besar. Logam yg telah mengalami deformasi akan lebih kuat,MUNIR-T.LAS dan juga butir yg halus jg lebih kuatSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 23. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 24. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 25. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 26. DEFORMASI DG TWINNING • Twinning terjadi bila satu bagian dari butir kristal berubah orientasinya sedemikian rupa sehingga susuan atom dibagian tersebut akan membentuk simetri dengan bagian kristal lain yg tidak mengalami twinning • Bidang yg menjadi pusat simetri antara kedua bagian itu dinamakan twinning plane • Twinning dpt terjadi karena gaya mekanikmechanical twin, atau dapt terjadi pd kristal yg tlh dideformasi lalu di annealannealing twinMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 27. PENGARUH PENGERJAAN DINGIN THD SIFAT MEKANIK • Logam mengalami cold workbila butir2 kristalnya terdistorsi setelah mengalami deformasi plastikpada kristal terdapat berbagai dislokasi setelah terjadi slip/twinning • Akibat cold workMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 28. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 29. • Logam yg telah mengalami Cold work kemudian dipanaskan, maka akan terjadi: • Recoveryterjadi pd awal pemanasan kembali, temperatur agak rendah masih blm terjadi perubahan sifat mekanik terjadi perubahan berkurangnya tegangan dalam. • Recristallizationpemanasan pd temperatur yg lebih tinggi akibatnya munculnya kristal baru •MUNIR-T.LAS Grain growthSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 30. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 31. DIAGRAM FASA • TYPE I • TYPE II • Type III • Type IV • Type VMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 32. PEGARUH STRUKTUR MKRO THD SIFAT MEKANIKMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 33. HEAT TREATMENT (Perlakuan Panas) • Definisi: Kombinasi antara pemanasan dan pendinginan yang dilakukan pada temperatur,waktu, dan laju pendinginan terentu untuk mendapat kan sifat yang kita inginkan • Macam-macam Heat Treatment: • Annealing - Tempering • Normalizing - Stress relief annealing • Hardening - Surface hardening, dllMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 34. DIAGRAM FASABESI-KARBON/Fe3CDIAGRAM PROSESHEAT TREATMENT Normalizing Hardening & Tempering Annealing A3 A3 A3Suhu A1 A1 A1(oC) MUNIR-T.LAS SEMESTER Time (s) 2009 GANJIL ILMU BAHAN-PPNS Time (s) Time (s)
  • 35. MEKANISME PENGUATANMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 36. DIAGRAM FASE BESI-KARBON DAN TRANSFORMASI EQUILIBRIUMMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 37. DIAGRAM FASA BESI-KARBON/Fe3CMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 38. TRANSFORMASI FASA • ISOTHERMAL TRANSFORMATION • CONTINUOUS COOLING TRANSFORMATIONMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 39. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 40. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 41. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 42. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 43. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 44. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 45. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 46. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 47. STRUKTUR MIKRO CAST IRONMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 48. MUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS
  • 49. DATA-DATA MATERIALMUNIR-T.LASSEMESTER GANJIL 2009 ILMU BAHAN-PPNS