Perlakuan Logam

 Perlakuan Logam

Pembahasan tentang perlakuan logam tidak dapat dilepaskan dari sifat-sifat material yang penting untuk diketahui, beberapa diantaranya adalah sifat fisis, kemis teknologi dan mekanik.

Sifat fisis suatu bahan adalah bagaimana keadaan logam itu apabila mengalami peristiwa fisika. Misalnya keadaan saat terkena pengaruh panas dan pengaruh listrik. Karena pengaruh panas yang diterimanya pada suhu tertentu, bahan akan mencair atau hanya mengalami perubahan bentuk dan ukurannya. Dari sifat fisis ini, dapat ditentukan  titik cair suatu bahan dan titik didihnya, sifat menghantarkan panas, keadaan pemuaian pada waktu menerima panas, perubahan bentuknya karena panas, dan sebagainya. Sifat fisis juga dapat diartikan suatu sifat yang dimiliki oleh suatu bahan yang tidak terpengaruh oleh keadaan luar, misalnya warnanya.

Sifat kemis atau sifat kimia adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan atau bereaksi dengan zat kimia. Misalnya tingkat kelarutan dalam asam atau basa, kemudahan teroksidasi atau korosi dan sebagainya.

Sifat teknologis merupakan kemampuan suatu bahan dalam proses pengerjaannya secara teknis. Sifat-sifat itu meliputi kemampuan bahan untuk dilas (welding), kemampuan untuk dikerjakan dengan mesin, kemampuan untuk bahan tuangan (casting), dan kemampuan untuk penempaan. Sifat-sifat teknologis dari suatu bahan itu perlu diketahui sebelum pengolahan bahan dilakukan, misalnya: mampukah bahan itu dikerjakan dengan mesin bubut dengan hasil yang baik, dapatkah bahan itu dituang atau dicor tanpa penyusutan ukuran yang berarti, dapatkah bahan dilas dan sebagainya.

Sifat mekanik adalah sifat bahan teknik yang berhubungan dengan respon atau deformasi terhadap beban atau gaya yang bekerja misalnya kekuatan tarik, kekerasan, keuletan, dan kekakuan. Modul ini membahas tentang sifat mekanik suatu bahan berikut variabel-variabel penting yang berpengaruh dan review pengujian untuk menentukan veriabel tersebut. Dalam pemakaiannya, semua partikel dan struktur logam akan terkena pengaruh gaya luar yang dapat menimbulkan tegangan- tegangan sehingga menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk. Untuk menjaga terhadap akibat yang timbul dari adanya tegangan- tegangan tersebut serta mempertahankannya pada batas- batas yang diperbolehkan bagi suatu pembebanan, maka diperlukan pemahaman tentang bahan-bahan yang cocok untuk suatu keperluan dari berbagai perencanaan. Pembuatan barang jadi atau setengah jadi, mestinya sudah didasarkan atas sifat- sifat yang khas dari bahan, baik kekerasanya, keuletannya, kekokohannya, dsb. Pengetahuan yang mendalam dari sifat- sifat yang khas tersebut didasarkan pada hasil percobaan yang diselenggarakan berbagai keadaan beban, arah beban, serta dalam waktu pembebanan.

            Percobaaan bahan untuk mengetahui sifat- sifat yang dimiliki itu dapat dilakukan dengan beban statis, dinamis, atau kedua-duanya. Percobaan dengan beban statis ialah apabila beban ditingkatkan secara teratur sedikit demi sedikit. Misalnya pada percoban tarik, percobaan puntir, percobaan bengkok, dan kompresi. Percobaan dengan beban dinamis adalah apabila beban ditingkatkan secara cepat dan mendadak. Percobaan berulang- ulang atau fatique (gabungan antara beban statis dan beban dinamis), ialah apabila bebannya diberikan secara berulang-ulang dan berubah- ubah arahnya maupun besarnya beban.

a.      Pengujian Tekan (Compression test)

Pada pengujian tekan, bahan uji diberikan gaya tekan. Rumus tegangan dan regangan sama dengan yang dipakai pada uji tarik, hanya tanda beban negative (tekan). Hasil uji akan memberikan harga negative.

tegangan geser di rumuskan :

b.      Pengujian Tarik (Tensile test)

Adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan dibentuk menjadi spesimen tarik seperti terlihat pada Gambar 2 kemudian ditarik sampai putus. Bentuk patahan dari sasil pengujian tarik menunjukkan sifat keuletan seperti terlihat pada Gambar 3.

Pengujian tarik dan spesimen uji tarik

Regangan Teknik

Tegangan Teknik

Pemaknaan hasil uji tarik tidak terlepas dari sifat-sifat tarik yang meliputi:

1)        Luluh dan Kekuatan Luluh

Titik luluh terjadi pada daerah dimana deformasi plastis mudah terjadi pada logam grafik σ-ε berbelok secara bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan kurva σ-ε dari linier ke lengkung. Titik ini di sebut batas proporsional ( titik p pada gambar). Pada kenyataannya titik p ini tidak bisa ditentukan secara pasti. Kesepakatan di buat dimana di tarik garis lurus paralel, dengan kurva σ-ε dengan harga ε = 0.002. Perpotongan garis ini dengan kurva σ-ε didefinisikan sebagai kekuatan luluh τy.

2)        Kekuatan Tarik

Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik maksimum dan kemudian menurun sampai akhirnya patah. Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum pada kurva σ-ε . Hal ini berhubungan dengan tegangan maksimum yang bisa di tahan struktur pada kondisi tarik

Kurva tegangan-regangan hasil uji tarik

3)        Keuletan

Memgukur derajat deformasi plastis pada saat patah. Bahan yang mengalami sedikit atau tidak sama sekali deformasi plastis di sebut rapuh

Kurva regangan – tegangan untuk material ulet dan rapuh.

Keuletan bisa di rumuskan sebagai persen perpanjangan atau persen pengurangan luas.

4)        Resilience

Adalah kapasitas material untuk menyerap energi ketika mengalami deformasi elastis dan ketika beban dilepaskan, energi ini juga dilepaskan.

5)        Modulus resilience

Adalah energi regang persatuan volume yang diperlukan sehingga material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ketitik luluh. 

Modulus resilience

Material yang mempunyai sifat resilience adalah material yang mempunyai tegangan luluh tinggi (σ_y ) dan modulus elastisitas rendah. Contoh : alloy untuk pegas.

6)        Ketangguhan ( Toughness ).

Adalah kemampuan bahan untuk menyerap energi sampai patah.

Satuan ketangguhan = satuan resilience

bahan ulet   ->  bahan tangguh

bahan getas ->bahan tidak tangguh

7)        Tegangan dan Regangan Sebenarnya

Tegangan dan regangan sebenarnya diukur berdasarkan luas penampang sebenarnya pada saat diberikan beban

Regangan dan teangan sebenarnya

 

Untuk beberapa logam dan paduan, tegangan sebenarnya pada kurva σ-ε pada daerah mulai terjadinya deformasi plastis ke kondisi terjadinya necking (pengecilan penampang) dirumuskan :

<script async src="https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js?client=ca-pub-8117135876239638"

     crossorigin="anonymous"></script>