The document discusses various properties of engineering materials that are important for mechanical design. It describes six main families of materials - metals, ceramics, glasses, polymers, elastomers, and hybrid materials. Within each family, materials share common properties, such as ceramics being hard, brittle, and corrosion resistant, while metals are ductile, tough, and good conductors. The document outlines key mechanical, thermal, electrical, optical, environmental resistance, and eco-friendly properties of materials. It emphasizes that successful design requires matching the right material with the required properties for the application.
Perbedaan Baja Karbon Rendah, Baja Karbon Menengah, dan Baja Karbon TinggiAbdul Ghofur
Dokumen tersebut membahas tiga jenis baja karbon berdasarkan kadar karbonnya yaitu baja karbon rendah, menengah, dan tinggi. Baja karbon rendah memiliki kadar karbon hingga 0,3% dan digunakan untuk konstruksi umum. Baja karbon menengah memiliki kadar karbon 0,3-0,7% dan digunakan untuk komponen mesin. Baja karbon tinggi memiliki kadar karbon di atas 0,7% dan digunakan unt
Dokumen tersebut membahas tentang konsep dasar perpindahan panas melalui konduksi, konveksi, dan radiasi serta aplikasinya dalam industri. Dibahas pula mekanisme perpindahan panas pada berbagai koordinat seperti bidang datar, silinder, dan bola."
Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis logam dan sifat-sifatnya, termasuk besi tuang, besi tempa, baja lunak, baja karbon sedang, baja karbon tinggi, serta logam nonferro seperti tembaga, aluminium, dan timah. Dokumen tersebut juga membahas tentang bahan nonlogam seperti asbestos dan karet.
Perbedaan Baja Karbon Rendah, Baja Karbon Menengah, dan Baja Karbon TinggiAbdul Ghofur
Dokumen tersebut membahas tiga jenis baja karbon berdasarkan kadar karbonnya yaitu baja karbon rendah, menengah, dan tinggi. Baja karbon rendah memiliki kadar karbon hingga 0,3% dan digunakan untuk konstruksi umum. Baja karbon menengah memiliki kadar karbon 0,3-0,7% dan digunakan untuk komponen mesin. Baja karbon tinggi memiliki kadar karbon di atas 0,7% dan digunakan unt
Dokumen tersebut membahas tentang konsep dasar perpindahan panas melalui konduksi, konveksi, dan radiasi serta aplikasinya dalam industri. Dibahas pula mekanisme perpindahan panas pada berbagai koordinat seperti bidang datar, silinder, dan bola."
Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis logam dan sifat-sifatnya, termasuk besi tuang, besi tempa, baja lunak, baja karbon sedang, baja karbon tinggi, serta logam nonferro seperti tembaga, aluminium, dan timah. Dokumen tersebut juga membahas tentang bahan nonlogam seperti asbestos dan karet.
Dokumen tersebut membahas tentang komposit, yaitu campuran dua atau lebih bahan yang menghasilkan bahan baru dengan sifat unik. Komposit terdiri atas matrik sebagai bahan utama dan filler sebagai penguat. Beberapa jenis komposit yang dijelaskan adalah komposit matrik logam, keramik, dan polimer. Komposit matrik logam banyak digunakan dalam otomotif.
Berikut rencana sederhana bantalan ujung dari perunggu untuk putaran 200 rpm dan beban 1500 kg:
1. Beban (P) = 1500 kg
2. Putaran (n) = 200 rpm
3. Bahan poros baja agak keras, tegangan lentur maksimal (σ) = 4 kg/mm2
4. Koefisien gesekan (μ) diambil 0,15
5. Hitung momen lentur maksimal:
M = P x l/4 = 1500 x l/4 kg.mm
Dengan asumsi panjang bantalan (l)
Material teknik dibedakan menjadi 5 golongan yaitu logam, keramik dan kaca, polimer, komposit, dan semikonduktor. Logam paling banyak digunakan adalah baja yang kuat dan dapat diformasi. Keramik seperti aluminium oksida tahan panas. Polimer seperti plastik murah dan ringan. Komposit campuran serat dan matriks seperti karbon memberikan kekuatan dan ringan. Semikonduktor seperti silikon berguna untuk elek
MACAM-MACAM SAMBUNGAN PADA KONSTRUKSI MESINDwi Ratna
Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis sambungan yang digunakan untuk menghubungkan bagian-bagian logam, termasuk sambungan keling, las, dan baut. Jenis-jenis sambungan dijelaskan beserta fungsi, prinsip kerja, dan contoh penerapannya dalam berbagai konstruksi.
Dokumen tersebut menjelaskan pengujian lengkung pada bahan. Pengujian lengkung adalah proses pembebanan pada suatu bahan di tengah-tengahnya yang ditahan di dua tumpuan sehingga mengalami deformasi akibat dua gaya berlawanan. Dokumen tersebut juga menjelaskan metode pengujian lengkung tiga titik dan empat titik beserta rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung tegangan dan modulus elastisitas.
Dokumen tersebut membahas tentang tegangan normal dan geser pada penampang miring batang yang mendapat beban tarik. Tegangan normal dan geser dapat dihitung berdasarkan sudut penampang terhadap sumbu batang dan tegangan normal pada sumbu batang. Tegangan geser maksimum terjadi pada sudut 45 derajat.
Dokumen tersebut membahas tentang kelelahan logam dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Secara ringkas, kelelahan logam dipengaruhi oleh jenis dan besar beban, kondisi material, proses pengerjaan, temperatur operasi, dan lingkungan. Kelelahan logam diawali dengan retak mikro dan berlanjut dengan penjalaran retakan hingga terjadi patah.
Dokumen tersebut membahas proses pembuatan besi tuang secara tradisional dan modern serta karakteristik besi tuang jenis kelabu, nodular, putih, dan paduan. Jenis besi tuang dan proses pembuatannya mempengaruhi sifat mekanik dan aplikasinya, seperti kekuatan, keuletan, dan kemampuan menahan tekanan.
Dokumen tersebut membahas tentang metalurgi serbuk, yang merupakan proses pembentukan benda kerja dari logam yang dihancurkan menjadi serbuk, kemudian disinter untuk mengikat partikelnya. Dibahas pula proses pembuatan serbuk, pencampuran, kompaksi, sintering, dan finishing. Keuntungan metalurgi serbuk adalah kontrol presisi yang tinggi dan biaya produksi rendah, sedangkan kelemahannya adalah biaya peralatan mahal dan keter
Dokumen tersebut membahas analisis eksergi atau ketersediaan energi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi. Definisi eksergi diperkenalkan sebagai ukuran potensi energi suatu sistem. Beberapa persamaan eksergi dikemukakan untuk menganalisis perubahan dan perpindahan eksergi antara sistem dan lingkungannya. Efisiensi eksergi atau efisiensi hukum kedua termodinamika diperkenalkan untuk meng
This document discusses different types of bearings used in mechanical systems. It describes sliding contact bearings and rolling contact bearings. Rolling contact bearings are further divided into ball bearings and roller bearings. The key advantages of rolling contact bearings over sliding contact bearings are their lower starting friction and operating friction, ability to withstand shock loads, and reliability. Radial bearings support radial loads while thrust bearings support axial loads. Common types of radial ball bearings are single row deep groove bearings and filling notch bearings.
Diagram TTT menggambarkan hubungan antara waktu, temperatur, dan hasil akhir transformasi austenite akibat pendinginan. Diagram ini menunjukkan daerah stabil dan tidak stabilnya austenite, serta besar presentase transformasinya pada temperatur tertentu. Kecepatan pendinginan yang berbeda akan menghasilkan struktur kristal yang berbeda seperti pearlite, bainite, atau martensite.
Dokumen tersebut membahas tentang pendahuluan materi teknik yang mencakup jenis-jenis material seperti logam, keramik, polimer, dan komposit serta struktur dan ikatan atom yang membentuk material. Dibahas pula sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan yang ditentukan oleh komposisi, struktur mikro, serta hasil uji tarik dan lainnya. Diagram fasa juga dibahas sebagai
Dokumen tersebut membahas tentang komposit, yaitu campuran dua atau lebih bahan yang menghasilkan bahan baru dengan sifat unik. Komposit terdiri atas matrik sebagai bahan utama dan filler sebagai penguat. Beberapa jenis komposit yang dijelaskan adalah komposit matrik logam, keramik, dan polimer. Komposit matrik logam banyak digunakan dalam otomotif.
Berikut rencana sederhana bantalan ujung dari perunggu untuk putaran 200 rpm dan beban 1500 kg:
1. Beban (P) = 1500 kg
2. Putaran (n) = 200 rpm
3. Bahan poros baja agak keras, tegangan lentur maksimal (σ) = 4 kg/mm2
4. Koefisien gesekan (μ) diambil 0,15
5. Hitung momen lentur maksimal:
M = P x l/4 = 1500 x l/4 kg.mm
Dengan asumsi panjang bantalan (l)
Material teknik dibedakan menjadi 5 golongan yaitu logam, keramik dan kaca, polimer, komposit, dan semikonduktor. Logam paling banyak digunakan adalah baja yang kuat dan dapat diformasi. Keramik seperti aluminium oksida tahan panas. Polimer seperti plastik murah dan ringan. Komposit campuran serat dan matriks seperti karbon memberikan kekuatan dan ringan. Semikonduktor seperti silikon berguna untuk elek
MACAM-MACAM SAMBUNGAN PADA KONSTRUKSI MESINDwi Ratna
Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis sambungan yang digunakan untuk menghubungkan bagian-bagian logam, termasuk sambungan keling, las, dan baut. Jenis-jenis sambungan dijelaskan beserta fungsi, prinsip kerja, dan contoh penerapannya dalam berbagai konstruksi.
Dokumen tersebut menjelaskan pengujian lengkung pada bahan. Pengujian lengkung adalah proses pembebanan pada suatu bahan di tengah-tengahnya yang ditahan di dua tumpuan sehingga mengalami deformasi akibat dua gaya berlawanan. Dokumen tersebut juga menjelaskan metode pengujian lengkung tiga titik dan empat titik beserta rumus-rumus yang digunakan untuk menghitung tegangan dan modulus elastisitas.
Dokumen tersebut membahas tentang tegangan normal dan geser pada penampang miring batang yang mendapat beban tarik. Tegangan normal dan geser dapat dihitung berdasarkan sudut penampang terhadap sumbu batang dan tegangan normal pada sumbu batang. Tegangan geser maksimum terjadi pada sudut 45 derajat.
Dokumen tersebut membahas tentang kelelahan logam dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Secara ringkas, kelelahan logam dipengaruhi oleh jenis dan besar beban, kondisi material, proses pengerjaan, temperatur operasi, dan lingkungan. Kelelahan logam diawali dengan retak mikro dan berlanjut dengan penjalaran retakan hingga terjadi patah.
Dokumen tersebut membahas proses pembuatan besi tuang secara tradisional dan modern serta karakteristik besi tuang jenis kelabu, nodular, putih, dan paduan. Jenis besi tuang dan proses pembuatannya mempengaruhi sifat mekanik dan aplikasinya, seperti kekuatan, keuletan, dan kemampuan menahan tekanan.
Dokumen tersebut membahas tentang metalurgi serbuk, yang merupakan proses pembentukan benda kerja dari logam yang dihancurkan menjadi serbuk, kemudian disinter untuk mengikat partikelnya. Dibahas pula proses pembuatan serbuk, pencampuran, kompaksi, sintering, dan finishing. Keuntungan metalurgi serbuk adalah kontrol presisi yang tinggi dan biaya produksi rendah, sedangkan kelemahannya adalah biaya peralatan mahal dan keter
Dokumen tersebut membahas analisis eksergi atau ketersediaan energi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi. Definisi eksergi diperkenalkan sebagai ukuran potensi energi suatu sistem. Beberapa persamaan eksergi dikemukakan untuk menganalisis perubahan dan perpindahan eksergi antara sistem dan lingkungannya. Efisiensi eksergi atau efisiensi hukum kedua termodinamika diperkenalkan untuk meng
This document discusses different types of bearings used in mechanical systems. It describes sliding contact bearings and rolling contact bearings. Rolling contact bearings are further divided into ball bearings and roller bearings. The key advantages of rolling contact bearings over sliding contact bearings are their lower starting friction and operating friction, ability to withstand shock loads, and reliability. Radial bearings support radial loads while thrust bearings support axial loads. Common types of radial ball bearings are single row deep groove bearings and filling notch bearings.
Diagram TTT menggambarkan hubungan antara waktu, temperatur, dan hasil akhir transformasi austenite akibat pendinginan. Diagram ini menunjukkan daerah stabil dan tidak stabilnya austenite, serta besar presentase transformasinya pada temperatur tertentu. Kecepatan pendinginan yang berbeda akan menghasilkan struktur kristal yang berbeda seperti pearlite, bainite, atau martensite.
Dokumen tersebut membahas tentang pendahuluan materi teknik yang mencakup jenis-jenis material seperti logam, keramik, polimer, dan komposit serta struktur dan ikatan atom yang membentuk material. Dibahas pula sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan yang ditentukan oleh komposisi, struktur mikro, serta hasil uji tarik dan lainnya. Diagram fasa juga dibahas sebagai
Dokumen tersebut membahas tentang material teknik khususnya bahan besi dan proses pembuatan besi kasar di dapur tinggi. Terdapat berbagai jenis bijih besi yang diolah menjadi besi kasar melalui proses reduksi dan pelelehan di dapur tinggi menggunakan bahan bakar dan udara. Hasil utamanya adalah besi kasar cair dan terak, sedangkan hasil samping berupa gas.
Dokumen ini membahas tentang Indeks Miller, yaitu sistem notasi (h,k,l) untuk menunjukkan bidang dan arah kristal. Indeks Miller diperkenalkan pada tahun 1839 oleh William Hallowes Miller dan digunakan untuk mendata bidang sel satuan dan mengetahui posisi atom. Cara menentukan indeks Miller adalah dengan menghitung titik potong bidang dengan sumbu kristal, bilangan resiprok, dan membuatnya menjadi bilangan bulat terke
Dokumen tersebut membahas tentang beberapa jenis material teknik seperti komposit, kaca laminasi, polyamides, dan neoprene. Kaca laminasi terdiri dari dua lembar kaca dan film plastik di tengah yang dipres menyatu untuk meningkatkan keamanan dan ketahanan terhadap gempa. Polyamides memiliki kekuatan tarik yang baik dan sering digunakan untuk pakaian dan perabotan. Neoprene adalah karet sintetis tahan aus yang um
The document discusses the microstructure of ferrous alloys such as steel. It begins by explaining how steel specimens need to be properly prepared for microscopic examination, including sectioning, mounting, grinding, and etching steps. It then discusses common microstructures seen in steel like ferrite, cementite, pearlite, bainite, and martensite. Specific preparation methods are provided for revealing these microstructures clearly. The document aims to describe the terminology and microstructures of ferrous alloys.
Dokumen tersebut membahas berbagai jenis material dan bahan teknik yang dikelompokkan menjadi logam (ferro dan non-ferro), non-logam alam, dan non-logam tiruan. Logam ferro meliputi besi tuang, besi tempa, dan berbagai jenis baja yang diklasifikasikan berdasarkan kandungan karbonnya. Sedangkan logam non-ferro misalnya logam berat, ringan, dan mulia. Non-logam alam seperti kayu dan batu,
1. Ilmu material atau teknik material adalah ilmu interdisipliner yang mempelajari hubungan antara sifat, struktur, dan aplikasi bahan.
2. Ilmu ini mempelajari proses produksi bahan dan teknik analisis untuk memahami sifat fisika, kimia, dan mekanik bahan.
3. Pengetahuan ilmu material digunakan dalam berbagai bidang teknik untuk memilih dan memproses bahan sesuai kebutuhan.
Dokumen tersebut membahas proses pendinginan logam dan pengolahan baja. Secara umum, dibahas proses annealing, normalizing, hardening, dan tempering untuk mengubah sifat baja. Juga dibahas metalurgi fisik dan proses pengolahan besi dari biji hingga menjadi benda jadi, serta sifat-sifat fisik logam seperti kekuatan dan kekerasan.
Dokumen tersebut membahas tentang proses identifikasi logam ferro dan non ferro dengan menggunakan magnet. Logam dapat dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu logam ferro yang mengandung besi, logam non ferro tanpa kandungan besi, dan logam paduan yang terdiri atas campuran logam. Magnet digunakan untuk menarik logam ferro.
Dokumen tersebut memberikan ringkasan tentang tiga topik utama: (1) packing efisiensi untuk simple cubic, body centered cubic, dan face centered cubic; (2) penjelasan indeks Miller untuk menentukan orientasi bidang kristal; (3) rumus untuk menghitung jarak antar bidang kristal untuk berbagai sistem kristal.
1. Baja adalah paduan besi dan karbon dengan kandungan karbon 0,2-2,1%. Karbon berperan mengeraskan kisi kristal besi. Baja karbon dibedakan berdasarkan kandungan karbonnya. Baja juga mengandung unsur lain yang mempengaruhi sifatnya.
Dokumen tersebut membahas tentang proyeksi gambar teknik dan konstruksi geometri. Proyeksi gambar dibedakan menjadi proyeksi piktorial yang mendekati bentuk nyata dan proyeksi ortogonal yang menggunakan pandangan tetap. Proyeksi piktorial mencakup aksonometri, isometri, dimetri dan trimetri. Sedangkan proyeksi ortogonal terdiri atas kuadran I dan kuadran III. Dokumen juga menjelaskan konsep titik, gar
Makalah ini membahas tentang karet alam dan sintesis. Karet alam diperoleh dari lateks pohon karet, yang kemudian diolah menjadi berbagai produk seperti sheet, crepe, dan lateks pekat. Karet sintesis diperoleh dari proses polimerisasi bahan kimia seperti butadiena dan styrena. Kedua jenis karet ini digunakan dalam berbagai industri.
Dokumen ini berisi panduan menggambar simbol-simbol listrik dan elektronika standar internasional yang disusun oleh Yazib dari Fakultas Teknik Jurusan Elektro Universitas Lancang Kuning Pekanbaru. Dokumen ini berisi penjelasan dan contoh gambar dari berbagai simbol seperti kristal oscilator, earth grounding, generator set, jumper, baterai sel, baterai, LED, bel listrik, buzzer bel, fuse, loudspeaker, microphone, dan antenna.
This document discusses mechanical properties of materials including:
1. It describes stress, strain, elastic behavior, plastic behavior, toughness, and ductility and how they are measured.
2. It explains different types of stresses including tension, compression, torsion, and shear. It also discusses tensile and shear stress-strain relationships.
3. It covers elastic deformation, plastic deformation, linear elastic properties including Young's modulus, Hooke's law, Poisson's ratio, shear modulus, and bulk modulus. It also discusses yield strength.
This presentation material is concerned with research results for Ultra High Performance Concrete. The research was focused on the behavior of shrinkage in UHPC.
The document discusses research done at the University of New Orleans on developing multifunctional composite materials with properties of energy absorption, blast protection, and durability. The research applied nanotechnology by utilizing nanomaterials to dissipate shock and blast energy through mechanisms like friction and slip-stick motion. Experiments were conducted using nano-particle filled composites under impact loading and CNT reinforced composites for vibration damping. The research proved that energy absorption can be achieved through nanoparticle interfaces providing large energy sinks.
Screen printing is a process that involves transferring ink through a mesh onto a substrate. The flow behavior of thick film ink depends on its viscosity and surface tension. Screen printing utilizes the shear thinning properties of inks, where viscosity decreases under the high shear stress of printing. Key variables in screen printing include screen mesh properties, machine settings, ink rheology, and squeegee materials and hardness. Screen printing is commonly used in the electronics industry to apply conductive pastes for applications like hybrid ICs, resistors, and electrodes for devices like electroluminescent lamps.
This document discusses the properties and classification of engineering materials. It begins by introducing the importance of selecting the right material for a given design based on its properties and characteristics. Materials are then classified into six main families: metals, ceramics, glasses, polymers, elastomers, and hybrid materials. The document proceeds to describe key properties of materials, including mechanical properties like strength and hardness, thermal properties, electrical properties, optical properties, and environmental resistance. A variety of testing methods are also outlined for evaluating these material properties.
Overview of Zeta Potential Concept, Measurement Use, and ApplicationsHORIBA Particle
This document provides an overview of zeta potential, which is a measure of the surface charge of particles in suspension. It discusses how particle surfaces acquire charges in water through various mechanisms and how factors like pH, electrolyte concentration, and surface modifications can affect zeta potential. The document also explains how zeta potential relates to particle stability and interactions, with higher zeta potential generally leading to better dispersion stability. Measurement of zeta potential can provide useful insights into suspension behavior and material performance.
Apresentação do professor Pedro Grande, da seção UFRGS do Instituto Nacional de Engenharia de Superfície. Palestra convidada do Simpósio Engenharia de Superfície do X Encontro da SBPMAT. Realizada no dia 26 de setembro de 2011 em Gramado (RS).
1. An arc welding circuit can be modeled as an impedance made up of the cathode fall, plasma column, and anode fall regions. The impedance depends on factors like charge carrier density and temperature.
2. An arc typically has a bell, cone, elliptical, or cylindrical shape due to interactions between the plasma, electrodes, and shielding gas. The shape is also influenced by the electrode material and geometry, magnetic fields, and gravity.
3. As welding current increases, the metal transfer mode transitions from globular to projected to streaming, with smaller, faster-moving droplets. This greatly affects the weld properties and process.
The document discusses arc welding and resistance welding processes. It describes the electrical features of an arc welding circuit including the three regions of an arc: the cathode fall space, plasma column, and anode fall space. It discusses how arc shape is influenced by factors like the electrode shape, magnetic forces, and interactions with the shielding gas. Different modes of metal transfer in arc welding like free flight transfer and bridging transfer are also summarized. The document then provides an overview of resistance welding, describing the basic principles and common types like resistance spot welding. It outlines the typical resistance welding cycle involving squeeze, weld, hold, and off times.
Dokumen ini menggambarkan simulasi aliran pada turbin menggunakan perangkat lunak Solidworks 2010, termasuk simulasi pola aliran air dengan metode aliran bola dan aliran tipe pipa dari inlet turbin ke runner serta detail aliran air pada runner setelah terjadi pemampatan fluida di nozzle.
Dokumen ini membahas tentang evaporasi, termasuk definisi, manfaat, cara kerja, persyaratan perancangan, jenis-jenis evaporator, dan konservasi kalor melalui penggunaan evaporator efek ganda. Secara khusus dibahas tentang konstruksi dasar evaporator, perpindahan kalor, pengaruh sifat larutan, dan contoh perhitungan untuk evaporator tunggal."
Dokumen tersebut merangkum hasil penelitian laju korosi atmosferik pada baja konstruksi di beberapa kawasan di Aceh yang terkena dampak tsunami 2004. Penelitian ini mengukur laju korosi di empat lokasi, yaitu Gedung TDMRC Ground Zero Ulee Lheu, Peukan Bada, Lingke, dan Lampulo. Hasilnya menunjukkan laju korosi tertinggi di lokasi Gedung TDMRC dan terendah di Peukan Bada. Secara umum, b
Dokumen tersebut membahas pengaruh ukuran panjang serat terhadap sifat mekanik bahan komposit dengan serat sabut kelapa sebagai penguat. Peneliti menguji tiga variasi ukuran serat (seadanya, 5 cm, dan 0.5 cm) pada tiga komposisi serat dan resin (40%:60%, 50%:50%, 60%:40%) untuk mengetahui sifat lentur yang dihasilkan. Hasilnya, komposisi 60% serat dan 40% resin dengan ukuran
1. ENGINEERING
MATERIALS AND TEIR
PROPERTIES
DISUSUN OLEH:
FITRI HANDAYANI (0804102010003)
ANDRIANSYAH (0804102010025)
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
2010
2. INTRODUCTION
a) Material boleh dikatakan sebagai makanan dari
design.
b) Suksesnya produk dilihat dari:
tampilan yang baik yaitu memiliki nilai uang dan
memberikan kepuasan kepada si pengguna
menggunakan material terbaik untuk pekerjaan
tersebut dengan memanfaatkan sepenuhnya
potensi dan karakterstik yang ada.
a) Material yang kita cari adalah material yang ciri
dan sifat tertentu.
b) Material yang bagus adalah material yang telah
kita ketahui moduli, strength , damping
capacities, konduktivitas listrik dan thermal.
4. The Material Properties
General properties :
1) Densitas
2) Harga
Mechanical properties : Metals
ζu
1) ultimate strength
Stress ζ = F/Ao
2) Compressive strength
2) Failure strength
3) Hardness ζy Ao F
4) Fatique endurance limit
5) Thoughness L
6) Damping capacity Slope E = ζ/ε
0.2% offset
X Brittle: T << Tg Polymers
Strain ε = δL/L
Polymers
Ao F
Stress ζ = F/Ao
Limited plasticity: T = 0.8 Tg
ζy Cold drawing: T = Tg
L
Viscous flow: T >> Tg
1% strain
Strai ε = δL/L
5. Thermal properties:
1) melting point
2) Glass temperatur
3) Maximum service
4) Minimum service
5) Specific heat
6) Thermal conduktivity
7) Thermal expansion coefficient
8) Thermal shock resistance
Electrical properties:
1) Electrical resistivity
2) Diaelectric constant
3) Breakdownpotential
4) Power factor
Optical properties:
optical, transfarent, translucent, opaq
ue, Referactive index.
E-co properties: energy/kg to
extract material, CO2 /kg to extract
material.
Environmental resistance
properties: Corrotion
rates, Oxidation rates, wear rate
constant.
6. Mechanical Properties
Kekuatan pada keramik dan glass
bergantung dengan kekuatan
pada bentuk pembebanan.
Intension, ‘‘strength’’ berarti ζf (compression)
Ceramics
kekuatan sebelum patah, tIn Compression
compression itu maksudnya the
Stress ζ = F/Ao
Ao
crushing strength c, yang
memiliki daerah yang lebih luas Slope E = σ/ε
dengan tipe tersendiri. L
ζt (tension)
Tension
Strain ε = δL/L
7. Endurance limit Ao ∆F
Stress amplitude ∆ζ
ζu
L
107
Endurance limit cycles
∆ζe
Hardness is measured as the load P
divided by the projected area of
contact, A, when a diamond-shaped
indenter is forced into the surface.
The endurance limit, e, is the
cyclic stress that causes failure in Nf
¼ 107 cycles.
8. Fracture toughness
ζc
The fracture toughness, KIC,
Stress ζ = F/Ao
measures the resistance to the
propagation of a crack.
The failure strength of a brittle solid 2c
containing a crack of length 2c is KIC
¼ Y ð ,where Y is a constant near
unity. K1C = ζc(πa)
1/2
9. Loss coefficient
Area
∆U
A ∆F
= F/Ao
The loss-coefficient, (a Area
U
dimensionless quantity),
measures the degree to which a
material dissipates vibrational
energy (Figure 3.9). If a
material is loaded elastically to a
stress, max, it stores an elastic
energy per unit volume. If it is
loaded and then unloaded, it
dissipates an energy
I
U ¼ d"
10. Thermal Properties
Two temperatures, the melting Thermal conductivity
T T2
temperature, Tm, and the glass
temperature, Tg (units for both: K X
or C) are fundamental because they
relate directly to the strength of the
Heat flux q
bonds in the solid. Crystalline Heat Heat
solids have a sharp melting point, input sink
q W/m2 q W/m2
Tm. Non-crystalline solids do not; the
temperature Tg characterizes the
transition from true solid to very
viscous liquid. It is helpful, in
engineering nsulation Sample
design, to define two further Slope λ ∆T
temperatures: the maximum and q =− λ
∆X
minimum service temperatures Tmax
and Tmin (both: K or C).
Temperature gradient (T1 T2)/X
11. Thermal Expansion
The thermal strain per
degree of temperature change is Thermal expansion
measured by the linear thermal- ∆L
α= 1
Thermal strain ε = δL/L
expansion coefficient, (units: K Slope α
1 or, more conveniently, as L ∆T
‘‘microstrain/C’’ or 10 6 C 1). If
the material is thermally isotropic,
the volume expansion, per degree, is L
3 . If it is anisotropic, two or more
coefficients are required, and the
volume expansion becomes the sum
of the principal thermal strains. ∆L
The thermal shock α
resistance Ts (units: K or C) is
the maximum tem- perature
difference through which a
material can be quenched Insulation Heater Sample
suddenly without damage. It,
and the creep resistance, are
important in high- temperature Temperature change
design.
∆T
12. Electrical Properties
The electrical conductivity is simply
the reciprocal of the resisitivity.
When an insulator is placed in an Electrical resistivity
Potential difference ∆V
electric field, it becomes polarized
and charges appear on its surfaces ∆V
that tend to screen the interior
ι ι
from the electric field. The
tendency to polarize is measured X
by the dielectric constant, Ed (a Area A
dimensionless quantity). Its value Resistance Resistivity
for free space and, for practical R = ∆V/ι ∆V A
ρe =
purposes, for most gasses, is 1. X ι
Most insulators have values Current ι
between 2 and 30, though low-
density foams approach the value 1
because they are largely air.
13. Optical Properties
All materials allow some passage of
light, although for metals it is exceed-
ingly small. The speed of light when in
the material, v, is always less than
that in vacuum, c. A consequence is that
a beam of light striking the surface of
such a material at an angle , the
angle of incidence, enters the material at
an angle , the angle of refraction.
14. Eco - Properties
The contained or production energy (units
MJ/kg) is the energy required to extract 1
kg of a material from its ores and
feedstocks. The associated CO2 production
(units: kg/kg) is the mass of carbon dioxide
released into the atmosphere during the
production of 1 kg of material.
15. Environmental Properties
Environmental resistance is
conventionally characterized on a 3.4 Summ
discrete
5-point scale: very good, good, Wear rate
average, poor, very poor. ‘‘Very good’’ P3 P2 P1
means
Wear volume V
that the material is highly resistant
to the environment, ‘‘very poor’’ that
it is completely non-resistant or Load P
unstable. The categorization is
Sliding
designed to help with initial W = V/S velocity v
screening; supporting information
should always be sought if
environmental attack is a concern.
Ways of doing this are described
later.
16. Summary
There are six important families of materials for
mechanical design: metals, ceramics, glasses, polymers,
elastomers, and hybrids that combine the properties of
two or more of the others.
Within a family there is certain common ground:
ceramics as a family are hard, brittle, and corrosion
resistant; metals are ductile, tough, and good thermal
and electrical conductors; polymers are light, easily
shaped, and electrical insulators, and so on — that is
what makes the classification useful.
In design we wish to escape from the constraints of family,
and think, instead, of the material name as an identifier
for a certain property-profile