BAB 2 SIFAT MATERIAL.pptx

BAB 2
SIFAT-SIFAT MATERIAL
Dosen : BAMBANG INDRAYADI
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINERING UB
1

IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINERING
UB
2

2.1.Sifat-sifat fisik dari logam meliputi :
1. Kilau/permuliaan (Lustre).
2.Warna (colour).
3.Ukuran dan bentuk (size and shape)
4.Massa jenis (density)
5.Penghantaran listrik (electric conductivity)
6.Penghantaran panas ( thermal conductivity)
7.Titik lebur/ leleh (melting point) .
“MATERIALS HANDBOOK”
Beberapa sifat pisik dari logam murni sebagai berikut
(Sumber : R S Khurmi, J.K Gupta, A Text Book Of Machine
Design, Eurasia Publishing House (pvt) LTD, New Delhi,hal 25)
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING
FACULTY OF ENGINERING UB
3

TABEL 2.1. SIFAT-SIFAT PISIK DARI BEBERAPALOGAM MURNI
No METAL Density
(gr/cm3 )
Melting
Point (0 C)
Thermal
Conductivity
Coefficient of linear
expansion at 20 0
C
1 ALUMINIUM 2,7 660 0,530 23,0
2 BRASS 8,45 950 0,310 16,7
3 BRONZE 8,73 1040 0,160 17,3
4 CAST IRON 7,25 1300 0,130 9,0
5 COPPER 8,9 1083 0,94 16,7
6 LEAD 11,3 327 0,08 29,1
7 MONEL METAL 8,6 1350 0,06 14,0
8 NICKEL 8,9 1453 0,151 12,8
9 SILVER 10,5 960 1,00 18,9
10 STEEL C 15 7,85 1510 0,12 11,1
11 TIN 7,3 232 0,16 21,4
12 TUNGSTEN 19,3 3410 0,48 4,5
13 ZINC 7,1 419 0,27 33,0
4

2.2.SIFAT MEKANIK BAHAN
5
Bagaimana material terdeformasi
(memanjang, tertekan, terpuntir)
dan gagal berdasarkan fungsi
gaya, waktu, temperatur, dll ?
Perlu metode tes standar
dan bahasa standar
untuk sifat mekanik
bahan.

TIPE BEBAN
6
1. Tarik (tensile)
2. Tekan (compressive)
3. Geser (shear)
4. Puntir (torsion)

2.2. Sifat-sifat mekanis dari logam
Terdapat 10 jenis sifat-sifat mekanis dari logam :
1.STRENGHT ( Kekuatan )
2.STIFFNESS ( Kekakuan )
3.ELASTICITY ( Elastisitas )
4.PLASTICITY ( Plastisitas )
5.DUCTILITY ( Keuletan )
6.MALLEABILITY ( Kelunakan )
7.TOUGHNESS ( Ketangguhan )
8.BRITTLENESS ( Kerapuhan )
9.CREEP ( Perangkakan )
10.HARDNESS ( Kekerasan )
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINERING UB 7

1.STRENGHT ( Kekuatan )
adalah kemampuan dari suatu material untuk menahan gaya
dari luar .
Perlawanan dari dalam material itu terhadap gaya dari luar
disebut STRESS.
2.STIFFNESS ( Kekakuan )
adalah kemampuan dari suatu material untuk menahan
perubahan bentuk akibat tegangan.
3. ELASTICITY ( Elastisitas )
adalah sifat dari material untuk mendapatkan kembali
bentuknya setelah terjadi perubahan akibat gaya dari luar
dihilangkan.
8

4.PLASTICITY ( Plastisitas )
adalah sifat material yang menahan perubahan bentuk yang
dihasilkan oleh beban yang dikenakan secara tetap/permanen.
Contoh pada pembuatan : stamping, coins, pekerjaan pembuatan
ornamental, tempa (forging)
5.DUCTILITY Keuletan )
adalah suatu sifat material yang dapat ditarik (tanpa putus) menjadi
kawat (wire) oleh gaya tarik.
Material yang ductile harus kuat dan plastis.
misalnya: nikel, aluminium,mild steel, copper,zinc,lead
6.MALLEABILITY ( Kelunakan )
adalah sifat material yang mampu dibentuk menjadi tipis (dengan
proses roll atau pukulan).
Material ini dalam kondisi plastis namun tidak harus kuat.
Contoh: soft steel, copper, aluminium, wrought iron (besi tempa)
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING
FACULTY OF ENGINERING UB 9

7.TOUGHNESS ( Ketangguhan )
adalah suatu sifat material yang mampu menahan patah sekalipun
dikenai beban kejut. Sifat ini akan berkurang kalau dipanaskan. Misal:
bahan low carbon steel,Stainless steel
8.BRITTLENESS ( Kerapuhan )
adalah suatu sifat material yang mudah patah bila dikenakan beban
impact (kejut). Material ini tidak bisa molor.
Contoh : Cast Iron (besi cor),baja carbon tinggi
9.CREEP ( Perangkakan )
adalah suatu sifat material yang apabila dikenakan tegangan yang
tetap pada temperatur yang cukup tinggi , maka akan terjadi
perubahan bentuk yang permanen secara perlahan-lahan. Contoh:
Pembengkokan Pipa yg dipanaskan, Pemasangan Roda KA
10.HARDNESS ( Kekerasan )
adalah suatu sifat material yang mampu menahan :
keausan, perubahan bentuk, peregangan dll
10

Pemasangan roda KA
IR. BB. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINERING UB 11
AXLE (Gandar)
Roda INTI
Roda SELUBUNG
(Bagian luar)
F = 6 – 7 ton
Dipanaskan
600 – 700 0 C
Dipukulkan secara
bertahap 3-5 x
Ke Roda Inti

1.KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)
12

TEGANGAN – REGANGAN
SEBENARNYA
Tegangan sebenarnya (true stress) = gaya dibagi penampang yang sedang
tereduksi
Regangan sebenarnya (true strain) =
Digunakan untuk:
1. perhitungan pada proses pembentukan (rolling, forging, dll)
2. Perhitungan mendetail dengan ketelitian tinggi
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF
ENGINERING UB
13

ENGINERING UB
14
(Regangan sebenarnya)
(Tegangan sebenarnya)
Ao =luasan awal
Ai =luasan yg sedang tereduksi

2. KEULETAN (DUCTILITY)
15
Percent elongation: Percent reduction in area:
suatu sifat material yang
dapat ditarik (tanpa
putus) menjadi kawat
(wire) oleh gaya tarik.
Material yang ductile
harus kuat dan plastis

3.KETANGGUHAN (TOUGHNESS)
Tangguh = kemampuan bahan untuk menyerap energi hingga patah
= area total dibawah garis tegangan-regangan
Toughness = (J/m3)
16
Sifat ketangguhan adalah
kemampuan bahan untuk
menyerap sejumlah energi
tanpa mengakibatkan
terjadinya kerusakan, sifat ini
sekaligus menjadi ukuran
banyaknya energi yang
diperlukan untuk mematahkan
suatu benda kerja

4. KEKERASAN (HARDNESS)
IR. Bb. INDRAYADI,MSIE. VON INDUSTRIAL ENGINEERING FACULTY OF 17
Cara menentukan kekerasan bahan:
1. Menggunakan indentasi kecil berbentuk
bola, piramid, atau kerucut yang ditekankan
pada bahan.
2. Kedalaman atau dimensi bekas indentasi
diukur untuk menetapkan tingkat kekerasan.

HUBUNGAN KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK
Kekerasan proporsional
dengan kekuatan tarik
Kekerasan dan kekuatan tarik
merupakan tingkat ketahanan
terhadap deformasi plastis

DEFORMASI
Deformasi elastis
Reversible: ketika beban dilepas,
dimensi material kembali awal
Deformasi plastis
Irreversible: ketika beban dilepas,
dimensi material tidak kembali
Elasto
plastis

YIELD
Yield strength σy
is chosen as that causing a permanent strain
of 0.002
Yield point P
the strain deviates from being proportional to
the stress
(the proportional limit)
The yield stress is a measure of
resistance to plastic deformation

DEFORMASI YANG AMAN?
Design stress:
σd = N’σc
Where: σc = maximum anticipated
stress,
N’ = “design factor” > 1.
make sure that σd < σy
σd = design stress
σy = yield strength
Safe or working stress:
σw = σy/N
Where: N is “factor of safety” > 1.

HUKUM HOOKE
Pada kondisi tertarik, deformasi
elastis, maka berlaku:
σ = E ε
E = Young's modulus / modulus of
elasticity
(N/m2 = Pa)

KONSEP TEGANGAN - REGANGAN
ENGINERING UB
23
 Beban tarik – tekan:
1).Tegangan (Engineering stress):
σ = F / Ao
F = beban dengan arah tegak
lurus pada penampang spesimen
Ao = luas penampang spesimen
sebelum terbebani
2).Regangan (Engineering strain):
ε = Δl / lo (× 100 %)
Δl = perubahan panjang = l-lo
lo = panjang mula
3).Definisi tegangan – regangan memungkinkan kita membandingkan hasil tes
pada spesimen yang berbeda ukuran penampang.
 σ dan ε bernilai positive untuk beban tarik, negatif untuk beban tekan
Δl

KONSEP TEGANGAN - REGANGAN
ENGINERING UB
24
Beban geser – puntir:
1- Tegangan geser (Shear stress):
τ = F / Ao
F = beban pararel dengan
penampang Ao atas dan bawah
2. Regangan geser (Shear strain):
γ = tgθ (× 100 %)
θ = sudut regangan
3. Puntir/torsi adalah variasi dari geseran:
F --- T
θ --- φ

RASIO POISSON
Catatan: v tidak berdimensi
Rasio Poisson: rasio antara regangan lateral dan axial

MODULUS GESER
Hubungan antara tegangan dan
regangan geser:
τ = G γ
dimana:
γ = tgθ = Δy / zo
G = Modulus geser / Shear Modulus
(Unit: N/m2 atau Pa)
Untuk material isotropik:
E = 2G(1+υ) → G ~ 0.4E
26

28

BAB 2 SIFAT MATERIAL.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to BAB 2 SIFAT MATERIAL.pptx

Similar to BAB 2 SIFAT MATERIAL.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

BAB 2 SIFAT MATERIAL.pptx