Sifat-sifat Mekanik Logam
SIFAT MEKANIK LOGAM DAN FAKTOR YANG MEMPENGARUHINYA
Sifat mekanik logam adalah suatu sifat terpenting karena sifat mekanik logam menyatakan kemampuan suatu logam untuk menerima beban atau gaya dari luar tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut.Beberapa sifat-sifat mekanik antara lain:
1. Kekuatan (Strength) [N/mm3, kg/mm2, lb/in2]
Merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut patah. Kekuatan ada beberapa macam tergantung pada jenis beban yang bekerja. Contohnya:
kekuatan tarik,tekan, geser, torsi, dan kekuatan lengkung.
2. Kekerasan (Hardness) [BHN, VHN, HRc]
Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menerima penetrasi benda runcing, goresan, kikisan tanpa mengalami deformasi.
3. Kekenyalan (Elasticity) [%]
Kekenyalan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi).
4. Plastisitas (Plasticity) [%]
Merupakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi platis (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Mekanisme yang mempunyai plastisitas yang tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material yang getas (brittle).
5. Ketangguhan (Toughness) [kg/mm]
Merupakan kemampuan bahan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.
6. Kekakuan (stiffness)
Kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi.
7. Kelelahan (Fatigue) [siklus]
Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima tegangan berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas.
8. Mulur (Creep) [siklus]
Menyatakan kecenderungan logam mengalami deformasi platis yang besarnya merupakan fungsi waktu saat menerima beban yang besarnya tetap.
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, maupun sifat mampu mesin.
2. Unsur kimia
Penambahan unsur kimia pada baja dapat mempengaruhi sifat mekaniknya.Pembebanan karbon pada logam akan membuat logam semakin keras tapi rapuh. Unsur kimia yang dapat bersenyawa antara lain:
a. Nikel untuk meningkatkan.
- Meningkatkan kekuatan dan kekerasan.
- Meningkatkanketahanan terhadap korosi.
- Meningkatkankeuletan dan tahan gesek.
b. Chromium, untuk
- Menambah kekerasan baja.
- Membentuk karbida.
- Menambah keuletan, sehingga baik untuk pegas.
3. Ukuran butir
Ukuran butir pada baja sangat berpengaruh. Ukuran butir yang besar dan homogen membuat baja mempunyai sifat yang ulet. Sedangkan untuk ukuran butir yang kecil dan tidak homogen maka baja 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, misalnya fasa martensite memiliki sifat-sifat keras, rapuh, magnetic dengan nilai kekerasan 650-700 BHN. Jadi dapat dikatakan fasamartensite memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada ferrite. Logam yang memiliki struktur yang teratur mempunyai sifat mekanik yang lebih baikdibandingkan denganlogam yang strukturnya tidak teratur sebab tegangan dalam yang timbul lebih besar. Tegangan didalam berbanding terbalik dengan sifat mekanik.
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. Pada laju waktu pendinginan cepat terjadi endapan serta fasa dan pada laju pendinginan lambat dapat terjadi endapan dua fasa sehingga pengendapan yang terjadi berpengaruh pada sifat mekanik logam.
Mengenai sifat mekanik ini, dikenal 2 macam pembebanan, yaitu:
1. Pembebanan statik
Yaitu pembebanan yang sifatnya statik atau besarnya tetap atau berubah-ubah dengan sangat lambat.
2. Pembebanan dinamik
Yaitu pembebanan yang besarnya beban berubah-ubah atau dinamis.
Sifat mekanik logam adalah suatu sifat terpenting karena sifat mekanik logam menyatakan kemampuan suatu logam untuk menerima beban atau gaya dari luar tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut.Beberapa sifat-sifat mekanik antara lain:
Merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut patah. Kekuatan ada beberapa macam tergantung pada jenis beban yang bekerja. Contohnya:
kekuatan tarik,tekan, geser, torsi, dan kekuatan lengkung.
2. Kekerasan (Hardness) [BHN, VHN, HRc]
Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menerima penetrasi benda runcing, goresan, kikisan tanpa mengalami deformasi.
3. Kekenyalan (Elasticity) [%]
Kekenyalan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi).
4. Plastisitas (Plasticity) [%]
Merupakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi platis (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Mekanisme yang mempunyai plastisitas yang tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material yang getas (brittle).
5. Ketangguhan (Toughness) [kg/mm]
Merupakan kemampuan bahan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.
6. Kekakuan (stiffness)
Kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi.
7. Kelelahan (Fatigue) [siklus]
Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima tegangan berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas.
8. Mulur (Creep) [siklus]
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, maupun sifat mampu mesin.
2. Unsur kimia
Penambahan unsur kimia pada baja dapat mempengaruhi sifat mekaniknya.Pembebanan karbon pada logam akan membuat logam semakin keras tapi rapuh. Unsur kimia yang dapat bersenyawa antara lain:
a. Nikel untuk meningkatkan.
- Meningkatkan kekuatan dan kekerasan.
- Meningkatkanketahanan terhadap korosi.
- Meningkatkankeuletan dan tahan gesek.
b. Chromium, untuk
- Menambah kekerasan baja.
- Membentuk karbida.
- Menambah keuletan, sehingga baik untuk pegas.
3. Ukuran butir
Ukuran butir pada baja sangat berpengaruh. Ukuran butir yang besar dan homogen membuat baja mempunyai sifat yang ulet. Sedangkan untuk ukuran butir yang kecil dan tidak homogen maka baja 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, misalnya fasa martensite memiliki sifat-sifat keras, rapuh, magnetic dengan nilai kekerasan 650-700 BHN. Jadi dapat dikatakan fasamartensite memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada ferrite. Logam yang memiliki struktur yang teratur mempunyai sifat mekanik yang lebih baikdibandingkan denganlogam yang strukturnya tidak teratur sebab tegangan dalam yang timbul lebih besar. Tegangan didalam berbanding terbalik dengan sifat mekanik.
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. Pada laju waktu pendinginan cepat terjadi endapan serta fasa dan pada laju pendinginan lambat dapat terjadi endapan dua fasa sehingga pengendapan yang terjadi berpengaruh pada sifat mekanik logam.
Mengenai sifat mekanik ini, dikenal 2 macam pembebanan, yaitu:
1. Pembebanan statik
Yaitu pembebanan yang sifatnya statik atau besarnya tetap atau berubah-ubah dengan sangat lambat.
2. Pembebanan dinamik
Yaitu pembebanan yang besarnya beban berubah-ubah atau dinamis.
Komentar