Sifat sifat apa yang dapat dimanfaatkan dari material bahan

Disusun oleh: 1. Atabik Yusuf G1F008034 2. Sri Juwita Sari G1F008040

3. Nurmisni Rumodar G1F008082

ABSTRAK Banyak material yang terdapat di sekitar kita, dan telah menjadi bagian dari pola berpikir manusia bahkan telah menyatu dengan keberadaan kita. Bahan dengan sendirinya merupakan bagian dari alam semesta, secara terperinci bahan adalah benda yang dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk. Seperti : logam, keramik, semikonduktor, polimer, gelas, dielektrik serat, kayu, pasir, batu berbagai komposit dan lain-lain.

Pada dasarnya bahan atau material mempunyai beberapa sifat yang diklasifikasikan menjadi sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia. Sifat mekanik yang dimiliki oleh material antara lain hardness (kekuatan), ketangguhan (impak), keausan, fatik, dan kekuatan tarik.

Kata kunci : material, sifat mekanik

Sifat Mekanik Material 1. Hardness (kekuatan) Ketahanan suatu bahan terhadap deformasi (perubahan bentuk) yang permanen. Kekerasan linier dengan kekuatan, semakin tinggi kekuatan maka semakin keras benda tersebut. Beberapa metode yang digunakan untuk uji kekerasan antara lain: a. Metode Gores Metode ini dikenalkan oleh Friedrich Mohs yaitu dengan membagi kekerasan material di dunia ini berdasarkan skala (yang kemudian dikenal sebagai skala Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang paling rendah, sebagaimana dimiliki oleh material talk, hingga skala 10 sebagai nilai kekerasan tertinggi, sebagaimana dimiliki oleh intan. Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia ini diwakili oleh: 1. Talc 2. Gipsum 3. Calcite 4. Fluorite 5. Apatite 6. Orthoclase 7. Quartz 8. Topaz 9. Corundum 10. Diamond (intan) b. Metode Elastik/Pantul Dengan metode ini, kekerasan suatu material ditentukan oleh alat Scleroscope yang mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji c. Metode Indentasi

Pengujian dengan metode ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan (tergantung jenis indentor dan jenis pengujian).

2. Ketangguhan (Impak)
Ketangguhan (impak) merupakan ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba.

Ilustrasi skematis pengujian impak dengan benda uji Charpy

3. Keausan
Keausan umumnya didefinisikan sebagai kehilangan material secara progresif atau pemindahan sejumlah material dari suatu permukaan sebagai suatu hasil pergerakan relatif antara permukaan tersebut dan permukaan lainnya. Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan teknik, yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan aktual. Salah satunya adalah dengan metode Ogoshi dimana benda uji memperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (revolving disc). Pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada permukaan benda uji. Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah yang dijadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak keausan maka semakin tinggi volume material yang terlepas dari benda uji.

4. Fatik
Fatik merupakan ketahanan suhatu material menerima pembebanan dinamik. Benda yang tidak tahan terhadap fatik akan mengalami kegagalan pada kondisi pembebanan dinamik (beban berfluktuasi). Mengalami kegagalan (patah) pada tegangan jauh di bawah tegangan yang diperlukan untuk membuatnya patah pada pembebanan tunggal (statis). Kegagalan fatik biasanya terjadi pada tempat yang konsentrasi tegangannya besar, seperti pada ujung yang tajam atau notch.

Menunjukkan permukaan patahan poros akibat fatik yang bermula dari ujung yang tajam dari tempat pasak

Faktor-faktor Penyebab Patah Fatik Bersadarkan Penyebab utamanya, yaitu beban (tegangan) yang bekerja, patah Fatik tergantung pada : a. Besarnya tegangan maksimum yang bekerja b. Fluktuasi tegangan yang bekerja, yaitu besarnya amplitudo dari tegangan tegangan yang bekerja c. Siklus tegangan yang bekerja. Adalah banyaknya periode pembebanan yang terjadi d. Selain tegangan, faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi terjadinya patah fatik, antara lain : • Konsentrasi tegangan pada suatu bagian benda. • Terdapatnya porositas

e. Korosi akibat lingkungan dan penyelesaian permukaan benda

5. Kekuatan Tarik
Kekuatan suatu bahan, pada umumnya dinyatakan dengan kekuatan tarik atau tegangan tarik dimana tegangan sendiri adalah gaya per satuan luas. Tegangan tarik dinyatakan dalam σu (N/mm2), kekuatan luluh σy (N/mm2).

Alat Uji Tarik

Kesimpulan
Material mempunyai beberapa sifat yang diklasifikasikan menjadi sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia. Sifat-sifat mekanik meliputi: hardness (kekuatan), ketangguhan (impak), keausan, fatik, kekuatan tarik.

Daftar Pustaka Mangonon. P.L.1999. The Principles of materials Selection for Engineering Design, Printice-Hall International,Inc. Smith William F.1999. Principles of Material Science and Enginering, Mc –Granhill Book Company, New York. Sudihono, 1995, Teknologi Besi Tuang Kelabu, Politeknik Manifakturing ITB, Bandung.

Surdia, Tata dan Shinroku, Saitou. 2008. Pengetahuan Bahan. Departemen Metalurgi dan Material FTUI: Jakarta

This entry was posted in TSF Mahasiswa 2010. Bookmark the permalink.

Ada begitu banyak material di sekitar kita yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Tetapi sebelum memanfaatkannya, diperlukan pemahaman terhadap sifat-sifat mekanis material yang akan membantu menjelaskan respon suatu bahan terhadap deformasi yang terjadi dan beban yang bekerja. Berikut ini 8 sifat mekanis material yang wajib diketahui.

1. Kegetasan atau brittleness

Sifat ini menunjukkan tidak ada deformasi plastis sebelum suatu material mengalami kerusakan. Material getas secara mendadak rusak tanpa munculnya tanda-tanda terlebih dahulu. Material dengan sifat kegetasan ini tak memiliki titik mulur atau proses penampang yang mengecil dan kekuatan patah. Beberapa contoh material yang memiliki sifat kegetasan antara lain semen cor, batu, besi cor. Material seperti ini menggunakan uji tekan untuk menentukan kekuatannya.

1. Ketangguhan atau toughness

Sifat material ini memiliki keistimewaan yakni mampu menahan beban impact tinggi atau beban kejut. Ketika sebuah material mendapatkan beban impact, maka yang terjadi adalah sebagian energi dipindahkan dan sebagian energi diserap. Pengukuran ketangguhan ditentukan berdasarkan luasan di bawah kurva tegangan regangan dari titik asal hingga ke titik patah.

Sifat material yang satu ini ditentukan berdasarkan tegangan paling besar saat material mampu renggang sebelum akhirnya rusak. Material dengan sifat seperti ini tidak mempunyai nilai tertentu yang bisa mendefinisikan kekuatannya. Sebab perilaku material berbeda baik terhadap pembebanan maupun beban.

Material dengan sifat keuletan memiliki kemampuan deformasi terhadap beban tarik sebelum akhirnya patah. Material yang mempunyai sifat ulet adalah material yang bisa ditarik menjadi kawat tipis panjang dengan gaya tarik tanpa mengalami kerusakan. Keliatan material ditandai dengan persentase perpanjangan panjang ukur material selama melakukan uji tarik dan persentase pengurangan luas penampang.

Sifat material ini mempunyai kemampuan renggang pada tegangan tinggi dengan tidak diikuti regangan yang besar. Kemampuan inilah yang disebut ketahanan terhadap deformasi. Kekakuan material adalah fungsi dari modulus elastisitas dengan simbol E. Material dengan nilai modulus elastisitas yang tinggi berdeformasi lebih kecil terhadap beban jika dibandingkan dengan material dengan modulus elastisitas lebih rendah. Baja adalah salah satu contoh material dengan modulus elastisitas tinggi. Sedangkan kayu adalah contoh material dengan modulus elastisitas rendah.

1. Elastisitas atau elasticity

Material yang mempunyai sifat elastisitas adalah material yang dapat kembali ke dimensi awal sesudah beban dilepaskan atau dihilangkan. Tetapi sangat sulit untuk dapat menentukan nilai yang tepat untuk sifat elastisitas ini. Pengukuran yang dilakukan hanya untuk menentukan batas elastisitas ataupun rentang elastisitas sebuah material.

1. Kelenturan atau resilience

Sifat kelenturan ditandai dengan kemampuan material dalam menerima beban impact yang tinggi tanpa mengakibatkan tegangan lebih pada batas elastis. Keadaan ini menunjukkan, energi yang diserap selama masa pembebanan disimpan dan dikeluarkan saat material tidak lagi dibebani. Pengukuran terhadap kelenturan suatu material sama seperti pengukuran terhadap ketangguhan suatu material.

1. Kelunakan atau malleability

Sifat kelunakan yang dimiliki oleh suatu material membuat material tersebut mampu mengalami deformasi plastis terhadap beban tekan sebelum akhirnya patah. Pada umumnya, material yang sangat liat juga mempunyai sifat cukup lunak.

Selain memahami sifat-sifat mekanis material, perlu diketahui pula pengelompokan material untuk memudahkan pemanfaatannya. Dalam bidang tehnik, material-material dikelompokkan ke dalam tiga kelompok yakni material campuran, material non logam, dan material logam.

Material logam dengan sifat-sifatnya yang khas adalah salah satu kelompok material yang paling banyak dipakai pada bidang teknik dan juga industri. Material logam ini sesungguhnya masih dibedakan lagi ke dalam dua golongan yakni material logam ferro dan material logam non ferro. Material logam ferro seperti besi cor, besi dan baja adalah material logam yang mengandung ferro atau besi. Sementara material logam non ferro adalah material logam yang tidak mengandung unsur besi. Misalnya saja tembaga, magnesium, dan aluminium.

Meskipun material logam yang paling banyak digunakan dalam bidang industri dan teknik, bukan berarti jenis material lainnya diabaikan begitu saja. Sekali lagi dengan memperhatikan sifat-sifatnya, material non logam digunakan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan yang tidak bisa dipenuhi oleh sifat-sifat material logam.

Material non logam adalah material-material yang tidak memiliki kandungan logam di dalamnya. Misalnya saja kaca, polimer dan keramik. Kaca digunakan karena memiliki sifat yang unik yakni transparan, tidak bereaksi terhadap bahan kimia, keras dan kuat. Sedangkan contoh material polimer antara lain plastik dan karet. Sementara contoh material keramik yaitu ubin, gerabah hingga komponen-komponen elektronik.

Secara khusus, ada disiplin ilmu yang mempelajari tentang material. Disiplin ilmu ini disebut material science atau ilmu material. Ilmu material ini mempelajari hubungan antara sifat-sifat material dengan struktur material. Selanjutnya berbekal ilmu material tersebut dapat dilakukan rekayasa material. Rekayasa material hanya bisa dilakukan dengan mengetahui dasar hubungan struktur dan sifat bahan. Rekayasa material ini bertujuan untuk memperoleh sifat-sifat material yang diinginkan.

Nah, dengan memahami sifat-sifat mekanis material dan pengelompokkan material, maka kita bisa memilih serta memakai material untuk keperluan yang tepat. Kekeliruan dalam pemilihan material pun bisa dihindari. Selain itu, memadukan beberapa material yang berbeda juga menjadi lebih mudah dilakukan.