Dokumen ini membahas sifat mekanis logam dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, termasuk kadar karbon, unsur kimia, ukuran butir, fasa, cacat, dan proses pengendapan. Sifat mekanik yang dijelaskan meliputi kekuatan tarik, kekerasan, keuletan, dan ketangguhan, serta berbagai metode pengujian yang dapat digunakan untuk menentukan sifat-sifat tersebut. Selain itu, dokumen juga menjelaskan fenomena seperti mulur dan kelelahan pada material logam.

1. Sifat Mekanis
Logam
Bramadita Satya
2406479126

3. Definisi
• SIFAT MEKANIK, yaitu merupakan respon atau
perilaku material terhadap pembebanan yang
diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau
penggabungan keduanya.

4. Factor yang mempengaruhi sifat
mekanik:
1. Kadar karbon
Semakin tinggi kadar karbon maka
kekerasan akan semakin tinggi
namun akan menjadi rapuh.
Kandungan karbon ini juga
mempengaruhi keuletan,
ketangguhan, dll.

5. 2. Unsur kimia
Penambahan unsur kimia pada logam
dapat mempengaruhi sifat mekaniknya.
Unsur kimia yang dapat bersenyawa
antara
lain:
• Nikel untuk meningkatkan.
• Meningkatkan kekuatan dan
kekerasan.
• Meningkatkan ketahanan terhadap
korosi.
• Meningkatkan keuletan dan tahan
gesek.
• Chromium, untuk
• Menambah kekerasan baja.
• Membentuk karbida.
• Menambah keuletan, sehingga baik
untuk pegas.

6. 3. Ukuran butir
Ukuran butir pada logam sangat berpengaruh. Ukuran butir yang besar dan homogen membuat
logam mempunyai sifat yang ulet. Sedangkan untuk ukuran butir yang kecil dan tidak homogen
maka logam tersebut akan bersifat kaku dan keras.
4. Fasa dan struktur
Fasa dapat mempengaruhi sifat mekanik logam, karena pada tiap-tiap fasa pada logam memiliki
struktur mikro sendiri dengan sifat mekanik, fisik dan kimia yang berbeda-beda,
Logam yang memiliki struktur yang teratur mempunyai sifat mekanik yang lebih baik
dibandingkan dengan logam yang strukturnya tidak teratur sebab tegangan dalam yang timbul
lebih besar. Tegangan di dalam berbanding terbalik dengan sifat mekanik.

7. 5. Cacat
Cacat terjadi kemungkinan besar selama proses pertumbuhan kristal atau pada proses
heat treatment (perlakuan panas). Cacat ini dibedakan menajdi cacat titik, cacat garis,
cacat bidang, dan cacat ruang. Cacat yang terjadi pada logam menyebabkan kerusakan
pada struktur logam misalnya terjadinya kekosongan (vacancy), sisipan dan slip.
Kerusakan ini menyebabkan menurunnya sifat mekanik logam.
6. Endapan
Reaksi pengendapan merupakan kebalikan dari reaksi pelarutan yang terjadi akibat proses
pendinginan. Pengendapan terjadi bila logam didinginkan sampai daerah suhu dan fasa
setelah larut yang dipengaruhi laju waktu pendinginan

8. SIFAT MEKANIK :
• Kekuatan Tarik ( Tensile
Strenght )
• Kekerasan ( Hardness )
• Keuletan ( Ductility )
• Ketangguhan ( Toughness )
• Elastisitas
• etc

9. Sifat Mekanik
• Kuat (strength) 🡪 Kemampuan suatu logam untuk logam untuk menahan gaya yang bekerja atau
kemampuan logam menahan deformasi.
• Ulet/liat (ductile) 🡪 Logam dapat dibentuk dengan tarikan tanpa menunjukkan gejala putus.
• Ketangguhan (toughness) 🡪 Kemampuan suatu logam untuk dibengkokkan beberapa kali tanpa
retak.
• Keras (hardness) 🡪 Ketahanan suatu logam terhadap penetrasi/penusukan logam lain.
• Getas (brittleness)
• Ketahanan mulur (creep resistance) 🡪Menyatakan kecenderungan logam mengalami deformasi
platis yang besarnya merupakan fungsi waktu saat menerima beban yang besarnya tetap.
• Ketahanan lelah (fatigue) 🡪 Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima
tegangan berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas.
• Elastis (elasticity) 🡪 Kemampuan logam untuk kembali ke bentuk semula tanpa mengalami
deformasi plastis akibat gaya yang bekerja.

10. Pembebanan pada
material terbagi 2,
yaitu
• BEBAN STATIK, yakni
pembebanan yang tidak
dipengaruhi oleh fungsi
waktu
• BEBAN DINAMIK, yakni
pembebanan yang
dipengaruhi oleh fungsi
waktu.
Pembebanan STATIK
terbagi 3, yaitu BEBAN
TARIK (Tension),
BEBAN DESAK
(Compression) dan
BEBAN GESER
(Shear).

11. BAGAIMANA SIFAT MEKANIK
DAPAT DITENTUKAN ?
PENGUJIAN
• Pengujian Tarik
• Pengujian Kekerasan
• Pengujian Puntir
• Pengujian Impact
• Pengujian Lelah
• Pengujian Mulur

12. Konsep tegangan-regangan
• Beberapa pengujian mekanik yang umum;
a. pengujian tarik,
b. pengujian tekan,
c. pengujian geser,
d. pengujian puntir/torsi.
(a) (b) (c) (d)
δ
t

13. SIFAT-SIFAT MEKANIK MATERIAL YANG PERLU DIKETAHUI:
• Kekuatan material terbagi 2 jenis, yaitu:
• Kekuatan Luluh (Yield Strength = YS), yakni
kekuatan material terhadap deformasi awal.
• Kekuatan Tarik (Tensile Strength = TS), yakni
kekuatan maksimum material dapat menahan
beban.
• Untuk mengetahui kekuatan material, maka dilakukan
uji pembebanan statik, yaitu Uji Tarik (Tension), Uji
Desak (Compression) dan Uji Geser (Shear)
Kekuatan
(Strength),
ukuran besar
gaya yang
dibutuhkan untuk
mematahkan
atau merusak
material.

15. Elastisitas (Elastic Deformation), yaitu kemampuan material untuk
kembali ke bentuk semula ketika gaya yang diberikan dihilangkan.
• Pada material elastis, hubungan tegangan dan regangan bersifat berbanding lurus
(proporsional), yang disebut deformasi elastis.
• Pada deformasi elastis berlaku hukum Hooke, yaitu:
• dimana: E = modulus elastisitas

16. 1. Kondisi
awal
2. Beban
kecil
3. Beban
dilepas
Elastic means
reversible!
DEFORMASI ELASTIS

17. DEFORMASI PLASTIS (LOGAM)
Deformasi plastis
bersifat
tetap (permanen)

18. Keuletan (Ductility), yaitu derajat deformasi plastis hingga terjadinya
patah.
• Lawan dari sifat ulet adalah sifat getas (brittle).
• Keuletan suatu material dinyatakan dalam persentase elongasi dan persentase reduksi
area.
• Rumus persentase elongasi, yaitu: dimana, lt adalah panjang benda uji (spesimen) ketika
terjadi patah dan l0 adalah panjang awal spesimen.
• Rumus persentase reduksi area, yaitu: dimana, A0 adalah luas penampang spesimen
mula-mula dan Af adalah luas penampang spesimen ketika terjadi patah.

19. 2
• Ductile
fracture is
desirable!
• Classification:
Ductile:
warning before
fracture
Brittle:
No
warning
Adapted from Fig. 8.1,
Callister 6e.
DUCTILE VS BRITTLE FAILURE

20. Ketangguhan
(Toughness),
• yaitu ukuran kemampuan material
menyerap energi sampai terjadi patah.
• Untuk mengetahui nilai ketangguhan
material dilakukan pengujian impak (impact
testing) dengan memberikan takikan
(notch) sebagai tempat dimana konsentrasi
tegangan terjadi.
Ada 2 jenis
pengujian
impak, yaitu:
• Charpy, yakni jenis pengujian impak
dengan posisi benda uji horizontal dan
kedua ujung benda uji diberikan tahanan
dan pada tengah benda uji dilakukan
impak.
• Izod, yakni jenis pengujian impak dengan
posisi benda uji vertikal dan sekeliling
benda uji diberikan tahanan dan pada
ujung atas benda uji dilakukan impak.

23. Kekerasan (Hardness)
• Nilai kekerasan material dapat diukur melalui uji
kekerasan, yaitu dengan melakukan penekanan
menggunakan alat penekan (indentor) hingga
membentuk cekungan. Kedalaman cekungan
menunjukkan nilai kekerasan material.
Terdapat 4 jenis pengujian kekerasan,
yaitu Brinell, Vickers, Knoop dan
Rockwell. Berikut tabel pengujian
kekerasan beserta jenis indentor, beban
dan rumus:

25. Perbandingan beberapa kekerasan untuk beberapa
material

26. Mulur (Creep), yaitu deformasi plastis yang terjadi sangat lambat ketika terjadi
pembebanan.
Sifat mulur material dinyatakan dalam bentuk grafik regangan terhadap waktu,
sebagaimana kurva mulur berikut:

27. Kelelahan (Fatique), yaitu kemampuan material terhadap beban putaran.
Hasil uji kelelahan merupakan grafik logaritma antara amplitudo tegangan (S)
dengan jumlah putaran yang dialami material uji (N), biasa disebut kurva S-N,
yakni:

28. KURVA S-N UNTUK MATERIAL DENGAN NILAI TEGANGAN
DIMANA TERJADI PATAH KARENA KELELAHAN
(FATIQUE LIMIT = ENDURANCE LIMIT)

29. Daftar Pustaka
1. Anusavice KJ, Shen C, Rawls HR, editors. Phillips' science of dental materials. Elsevier Health Sciences;
2012 Sep 27.
2. Van Noort R, Barbour ME. Introduction to Dental Materials-E-Book: Introduction to Dental Materials-E-
Book. Elsevier Health Sciences; 2023 Jul 14.