Diktat Material

7/24/2019 Diktat Material

1/72

BAB I

PENDAHULUAN

Bahan Teknik adalah benda dengan sifat-sifatnya yang khas, dimanfaatkan pada

bangunan, konstruksi mesin, paralatan atau produk, misalnya ; logam, keramik, semi

konduktor, polimer/plastik, gelas, dielektrik, serat, kayu, pasir, batu dan berbagai jenis

bahan komposit.

Semua bahan-bahan teknik ini mengikuti siklus bahan, yang dimulai dari ekstrusi,

pembuatan, pemakaian, hingga sampai pada pelapukan. Bahan-bahan mentah diambil

dari bumi melalui penambangan, pengeboran, penggalian, atau panen. Kemudian bahan-

bahan tersebut diolah menjadi bahan-bahan seperti ingot logam, batu belah, bahan petro

kimia, kayu gelondongan. Pada tahapan berikutnya diolah kembali menjadi benda-benda

teknik untuk memenuhi kebutuhan manusia. khirnya setelah digunakan selama jangka

!aktu tertentu, bahan-bahan tersebut kembali lagi ke asalnya "ke tanah/bumi# sebagai

bahan bekas/sisa atau s$rap.

Sebuah bahan teknik sama sekali digambarkan oleh sifat-sifat khasnya. Sifat-sifat

khasbahan teknik perlu dikenal se$ara baik, karena bahan tersebut dipergunakan untuk

berbagai ma$am keperluan dalam berbagai keadaan. Setiap sifat bahan berkaitan erat

dengan struktur internbahan itu sendiri. Struktur intern bahan men$akup atom-atom

dan susunannya di dalam suatu kristal, molekul atau struktur mikro. %engan demikian

sifat-sifat suatu bahan sangat tergantung pada struktur intern-nya. Bermanfaat atau

tidak, sifat akan selalu berubah bila terjadi perubahan struktur intern bahan selama proses

pembentukan.


2/72

Sifat-sifat bahan yang diinginkan sangat banyak antara lain; sifat-sifat mekanik

"kekuatan, kekerasan, kekakuan, keuletan, kepekaan takikan atau kekuatan impa$k,

hardenability, kelelahan dsb.#, sifat-sifat listrik "hantaran listrik, dielektrisitas, dsb.#,

sifat-sifat magnet "permeabilitas, koersifitas, histrisis,dsb.#. Sifat-sifat termal "panas

jenis, pemuaian, kondukti&itas panas, dsb.#, sifat-sifat kimia "reaksi kimia, kombinasi,

segregasi, ketahan korosi, dsb.#, sifat-sifat fisis" ukuran, massa jenis, struktur dsb.#, dan

sifat-sifat teknologi"mampu mesin, mampu keras, dsb.#. Kebanyakan sifat-sifat tersebut

ditentukan oleh jenis dan perbandingan atom-atom yang membentuk bahan yaitu unsur

dan komposisi. Sebagai suatu $ontoh kadar suatu unsur yang sangat rendah terabaikan

dalam suatu ketakmurnian bahan memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat mekanik

maupun sifat-sifat kimia.

1.1 ENIS-ENIS BAHAN !E"NI"

#1$ Logam.Bahan logam yang dipakai se$ara luas dalam teknologi modren adalah baja

dan besi $or, karena bahan-bahan ini mempunyai sifat-sifat yang ber&ariasi dan

fleksibel.. Bahan baja kuat dan mudah dibentuk menjadi bentuk-bentuk siap pakai.

Baja merupakan unsur paduan besi "'e# dengan unsur ( unsur logam maupun unsur-

unsur non logam. )enis-jenis logam lainnya yang banyak dipakai sebagai bahan

teknik seperti luminium "l# dengan paduannya, *agnesium "*g# dengan

paduannya, Titanium "Ti# dengan paduannya, +ikel "+i# dengan paduannya, seng

"n# dengan paduannya, Tembaga "u# dengan paduannya, dan sebagainya.


3/72

#%$ "eramik. )enis bahan keramik, terdiri dari unsur-unsur logam dan bukan logam.

Banyak $ontoh bahan keramik mulai dari semen adukan, beton, gelas bahan isolasi

busi, luminium oksida "l0#, sampai oksida bahan-bahan nuklir 1. Setiap jenis

bahan keramik memiliki sifat keras dan rapuh dan tahan terhadap temperatur tinggi,

maupun korosi. Sesuai dengan sifat-sifat dasarnya, unsur logam dapat melepaskan

elektron pada kulit terluarnya dan memberikannya pada atom non logam yang

mengikatnya. kibatnya elektron-elektron tersebut tidak dapat bergerak bebas,

sehingga bahan keramik umumnya bersifat isolator listrik dan isolator panas yang

baik. leh karena ion logam positip dan ion non-logam negatif saling tarik menarik,

maka setiap kation " ion positip# dikelilingi oleh ion negatip. %iperlukan energi yang

$ukup besar untuk memutuskan ikatan tersebut. leh karena itu tidak mengherankan

bahan keramik itu keras, tahan panas dan tahan korosi.

#&$ Polimer. Bahan yang terdiri dari unsur-unsur bukan logam, membagi elektron untuk

membentuk molekul yang besar, sehingga polimer disebut 2at molekul besar. *olekul

yang besar ini terdiri dari satuan yang berulang yang disebut dengan 'er. %engan

demikian Polimer ini terdiri dari rangkaian panjang dari 'er. Polimer mempunyai

berat jenis yang rendah dan dapat digunakan sebagai isolator panas dan listrik.

#($ "om)osit. Bahan komposit ini merupakan kombinasi dari jenis-jenis bahan

sebelumnya, yang merupakan pilihan alternatif yang sangat penting. Termasuk di

dalam komposit ini, bahan yang diberi lapisan, bahan yang diperkuat, dan kombinasi

lain yang memanfaatkan sifat-sifat khusus dari beberapa bahan yang ada. Biasanya

sifat-sifat bahan yang menyatu dalam komposit ini dapat die&aluasi dan diuji se$ara

0


4/72

terpisah. %engan demikian sifat-sifat bahan komposit masih dapat dihitung

berdasarkan sifat-sifat komponen penyusunnya.

#*$ Semi kon+uktor. Bahan semi konduktor adalah unsur-unsur logam maupun unsur-

unsur non-logam yang mempunyai sifat-sifat magnet dan sifat-sifat listrik yang

khusus. Bahan ini banyak digunakan sebagai bahan-bahan listrik maupun elektronik.

1.%. I"A!AN L,A'

#1$ Struktur atom. tom dianggap sebagai satuan dasar yang paling ke$il dari struktur

intern yang masih memiliki sifat-sifat yang sama dengan unsurnya. Semua 2at baik

dalam fasa $air, padat, maupun gas, tediri dari satu unsur atau gabungan dari beberapa

unsur yang terdiri dari atom-atom atau gabungan dari atom-atom. leh karena itu

sifat-sifat dari 2at yang dibentuk akan sangat tergantung dari sifat dan $ara

penggabungan dari atom-atom tersebut. Berhubung dengan hal tesebut maka perlu

untuk mempelajari struktur dari atom tersebut.

Berdasarkan pada model yang paling sederhana, tiap-tiap unsur kimia terdiri

dari inti atomyang dikelilingi oleh elektron. Inti atom tersusun dari neutron dan

sejumlah tertentu )roton. +omor atom dari suatu unsur, sama dengan jumlah proton

yang ada di dalam inti atom unsur tersebut. 1ntuk suatu atom yang netral jumlah

elektron yang mengelilingi inti atom sama dengan jumlah proton. 3lektron-elektron

ini selalu berputar pada lingkaran orbit. )umlah elektron pada orbit yang paling luar

akan menentukan sifat-sifat utama dari bahan tesebut yaitu 4 "5# menentukan sifat-

sifat kimia, "# menentukan jenis ikatan diantara atom-atom. %engan demikian

6


5/72

sekaligus akan menentukan sifat-sifat mekanisnya, dan "0# *empengaruhi

kondukti&itas listrik dari bahan tersebut.

Karena massa satu elektron hanya 7,7778 kali massa neutron atau massa

proton maka massa dari suatu atom hampir berbanding lurus dengan jumlah proton

dan neutron. )umlah neutron dan proton pada inti atom menjadi dasar dari identifikasi

kimia dari atom. Setiap proton maupun neutron mempunyai massa yang sama yaitu

sekitar 5.99 :57-6 gram. Besaran ini disebut dengan satuan massa atom #sma#.

Sebagai $ontoh diambil unsur isotop karbon5

9C artinya berat atom rata-rata unsur

di alam adalah 5.755 sma. nti atom mengandung 9 proton dan 9 neutron,

sehingga massa atom 5 sma.

Bilangan Aoga+ro / 020%& 3 10%(adalah suatu bilangan yang menyatakan

jumlah atom setiap gram-mol unsur, sehingga diperlukan 7,970 : 576atom untuk

menghasilkan 5 gram unsur tersebut.

am4ar 1.1 Se5ara skema elektron-elektron mengelilingi inti atom 6

8


6/72

Berat satu elektron yang besarnya gram tidak banyak pengaruhnya pada

sifat-sifat unsur, tetapi muatan listriknya yang besarnya 5,9 : 57 -5. tom +a

melepaskan elektron membentuk ion +aAyang mana ion ini mempunyai > elektron

pada kulit terluar "kehilangan satu kulit atom#. Begitu juga atom $hlorida menerima

satu elektron membentuk ion l-, sehingga jumlah elektron pada kulit terluarnya

9


7/72

menjadi >. on-ion +aA dan l-akan tarik-menarik membentuk ikatan ion. %alam

ikatan ion besarnya gaya tarik-menarik "gaya $oulomb# adalah 4

a

KFe

=

a @ jarak antar atom , K@ ko"25.#"2.#, 2 @ &alensi ion, @ muatan satu elektron

tunggal "7,59 : 57-5>#, dan ko@


8/72

am4ar 1.( "ura resultante gaya ikat

#%$ Ikatan "oalen. Telah dijelaskan diatas bah!a suatu atom akan stabil apabila jumlah

elektron pada kulit terluarnya @ >, dapat diambil $ontoh seperti gas-gas mulia tidak

bisa bereaksi dengan unsur lain. Sifat-sifat gas mulia ini memperlihatkan kestabilan di

dalam struktur atomnya. ?as-gas ini, ke$uali gas Felium mempunyai > elektron pada

lintasan kulit terluarnya. %engan demikian dapat dilihat bah!a atom-atom yang

jumlah elektron pada kulit terluarnya kurang dari delapan, akan berusaha menarik

elektron yang dimiliki oleh tetangganya yang juga memerlukan tambahan elektron.

>


9/72

katan yang terjadi karena pemilikan elektron bersama disebut ikatan koalen atau

homo)olar. katan ini biasanya terjadi pada unsur dengan elektron &alensi dari 6

sampai =, juga pada senya!a-senya!a, F6, +F0,F, FS, dsb.

am4ar 1.* Skematik ikatan koalen )a+a molekul gas 6l%

#&$ Ikatan Logam. 1nsur-unsur yang mempunyai elektron 5 sampai dengan 0 pada

lintasan "orbit# terluarnya mempunyai sifat ke$endrungan untuk melepaskan elektron

tersebut. 1nsur-unsur ini biasanya dimasukkan dalam kelas logam. Pada suatu ikatan,

unsur-unsur ini adalah ion-ion positip yang diikat satu sama lain oleh elektron-

elektron &alensi yang selalu bergerak. katan ini terjadi karena adanya ion positip dan

ion negatip, oleh karena itu ikatan logam tersebut dianggap sebagai ikatan ion. Tetapi

bila dilihat bah!a ion-ion tersebut pemilikan bersama elektron-elektron yang


10/72

bergerak, maka ikatan ini dapat dianggap sebagai ikatan ko&alen atau homopolar.

%engan demikian ikatan logam merupakan ikatan $ampuran atau tengah-tengah

antara ikatan ion dan ikatan ko&alen.

#($ Ikatan 9an +er :aals. katan ini disebabkan karena adanya ketidak rataan distribusi

elektron. Karena ketidak rataan ini maka terjadi gaya tarik yang lemah. Bila

dibandingkan dengan ikatan jenis lainnya, biasanya ikatan Can der Gaals ini tidak ada

artinya. Tetapi bila tidak ada ikatan lainnya misalnya gas mulia yang memadat pada

temperatur rendah, maka iktan Can der Gaals ini memegang peranan penting.

6ontoh-5ontoh Soal

5. %engan mempergunakan daftar lampiran, hitung gaya tarik-manarik oulomb

diantara +aAdan l-dalam +al dan berapa gaya tolak dalam iktan ini ini.

a;a4 5 nm

*aka 4 ao@ H+aAA Hl

-@ 7,7 A 7,5>5 nm @ 7,=>

( ) ( )

5>,7"

#5759,7#"5#"5759,7#"5#"/.57


11/72

. Fitung energy reaksi polimerisasi poly&inyl $hlorida "PC#. *olekul "PC# adalah

F0l

)a!ab 4

Se$ara umum setiap ikatan rangkap dua = dipatahkan menjadi kali bentuk

ikatan sehingga = dengan menggunakan tabel pada

lampiaran energy yang bersesuaian adalah 4 9>7 kj/mol "0=7 kj/mol# @ =67

kj/mol, maka energy reaksi "=67 ( 9>7# kj/mol @ 97 kj/mol

55


12/72

BAB II

SUSUNAN A!,' DALA' BAHAN PADA!

%.1 "ristal

Semua logam membentuk kristal se!aktu membeku. tom-atom mengatur diri

se$ara teratur dan berulang dalam pola 0 dimensi, struktur sema$am ini disebut kristal.

Pola teratur dalam kumpulan atom "dalam jangkau panjang# yang menyangkut puluhan

jarak atom dihasilkan oleh koordinasi atom dalam logam. %isamping itu pola ini kadang-

kadang menentukan pula bentuk luar kristal, sebagai $ontoh yang dapat disampaikan

adalah permukaan rata batu mulia, pasir kuarsa "Si#. %emikian pula garam meja +al,

merupakan penampilan luar dari pengaturan di dalam kristal itu sendiri. Struktur dalam

kristal kuarsa tidak berubah meskipun bentuk permukaan luar tergesek, sehingga

membentuk butir pasir pantai yang bulat-bulat.

am4ar %.1 Struktur kristal Na6l. "oor+inasi atom-atom menghasilkan susunan )erio+ik +alam

=angkauan )an=ang

%.% Sel Satuan

Tata jangkau panjang yang merupakan karakteristik kristal dapat dilihat pada

gambar .. diba!ah. ?ambar tersebut menyatakan susunan atom bila terdapat satu jenis

5


13/72

atom, karena susunan atom tersebut berulang se$ara tak terhingga, maka untuk mudahnya

kisi kristal ini dibagi dalam sel satuan. Sel satuan mempunyai &olume terbatas dan

memiliki $iri yang sama untuk seluruh kristal.

am4ar %.% "arakteristik "ristal

)arak yang selalu berulang, disebut konstanta kisi. Konstanta kisi menentukan

ukuran sel satuan dan juga merupakan dimensi sel satuan #a$. untuk kristal kubik

konstanta kisi "a# sama untuk ke 0 arah sumbu koordinat ":, y, 2#. Titik sudut sel satuan

dapat di tempatkan di mana saja salam suatu kristal. )adi sudut tersebut dapat berada di

pusat atom, tempat lain dalam atom-atom atau diantara atom-atom. %imanapun berada,

50

a

a

a

a

a

a a

a

A

a

A


14/72

" u 4 i k

,rtorom4ik

&olume yang ke$il tadi dapat di duplikasikan dengan &olume yang identik disebelahnya,

asalkan sel tadi memiliki orientasi yang sama dengan pola kristal. Setiap sel mempunyai

$iri-$iri geometrik, yang sama dengan kristal keseluruhan.

%.& Sistim "ristal

Kristal kubik memiliki pola yang sama sepanjang ke 0 sumbu ; a5@ a@ a0.

kebanyakan logam dan beberapa jenis keramik berbentuk kubik. Kristal bukan kubik

terjadi bila pola ulangnya tidak sama dalam ke 0 arah koordinatnya atau sudut antara ke 0

sumbu kristal tidak sama dengan


15/72

5

4

a

a

' o n o k l i n a1

a%

5

a

a

a

am4ar %.& Sistem "ristal

6ontoh soal %.1om4ohe+ral

!etragonal

!riklinn

4a

5


16/72

Sel satuan r adalah kubus pusat ruang "b.$.$# dan mempunyai atom. Tentukan 4

konstanta kisi "a# atom krom

a;a4 ,70>

=

%.(.% Logam ku4is )emusatan sisi.

Pengaturan atom dalam a, 'e pada suhu


19/72

a

a

H

H

H

kubis tidak terdapat tambahan atom. Iogam dengan kubus pusat ruang mempunyai lebih

banyak atom.

5/> atom pada titik-titik sudut sebanyak > @ 5 atom

J atom pada masing-masing bidang sisi 9 : J @ 0 atom

6 atom.

%alam kubus pusat ruang hubungan antara konstanta kisi a dengan jari atom H

dinyatakan oleh 4

A a@ " 6r#

a

@ 59 H

a@ > H

a @ H .

?aktor tum)ukan ku4us )usat sisi.

)umlah atom dalam satu unit sel 4 6 atom.

'.T. @

( ) >0

59

.0

59

0

66

0

0

0

0

0

0

==

R

R

R

R

a

R

@ .=6,790

0==

=

ontoh 4 u mempunyai struktur kubus pusat sisi dan jari-jari atom @ 7,5=> n m.

Fitung ; Berat jenis u

)a!ab 4

5


20/72

@ mnmnR 0958,7#5=>,7"

6

6 ==

)umlah atom dalam satu sel satuan 4 6059

5

>

>=+=+ x

Berat jenis @!"a

mn0

%imana 4

n 4 jumlah atom dalam satu unit sel

m 4 berat atom

+4 Bilangan a&ogadro " 7,97 : 576atom/mol#.

Berat jenis 4

@

( )

( ) .5797,70958,7

8,906

60

mol

atomxmn

mol

gratom

@( )

( ) ( )atomxgram

mn

atom60 5797,7

5

0958,7

8,906

@ 060


21/72

%.*. "ristal Heksagonal.

Struktur gambar .9.a dan b merupakan dua gambaran sel satuan heksagonal.

Colume sel pada .9.a tiga kali lebih besar dari pada sel pada gambar .9 b, demikian

pula sel pada .9. a mempunyai atom 0 : dari .9.b jumlah atom per satuan &olume tetap

sama logam tidak membentuk kristal dengan susunan atom seperti gambar .9.a karena

faktor tumpukannya terlalu rendah.

am4ar %.2. Sel satuan se+erhana #a$ "isi he3agonal #4$ kisi rom4ik

5


22/72

am4ar %.@ Struktur he3agonal tum)ukan )a+at #a$ am4ar skematik yang menam)ilkan )usat

atom #4$ 'o+el 4ola )a+at

%.2. Heksagonal tum)ukan )a+at.

Kisi heksagonal tumpukan padat diikuti oleh logam 4 *g, Be, sd, Ti, u, tampak

pada gambar .=. Struktur ini mempunyai tumpukan yang lebih padat dibandingkan

dengan gambar. .9 yang disebut heksagonal tumpukan padat. iri khasnya ialah bah!a

setiap atom dalam lapisan tertentu terletak tepat diatas atau diba!ah sela antara 0 atom

pada lapisan berikutnya. kibatnya setiap atom menyinggung 0 atom lainnya pada

lapisan ba!ahnya, 9 atom dibidangnya sendiri dan 0 atom dilapisan diatasnya. %alam

struktur heksagonal tumpukan padat terdapat 9 atom tiap sel satuan.

'aktor tumpukan logam Feksagonal tumpukan padat@ 7,=6.

ontoh 4

Iogam *g dengan heksagonal tumpukan padat '.T. @ 7,=6

Tentukan 4 Colume sel satuan.

)a!ab 4

%ari lampiran B diperoleh 4 berat jenis *g 5.=6 0=6,50cm

gm

Mg =

*assa atom *g 4 6,05 sma

%ari gambar 4 .=.a

)umlah atom tiap sel satuan 4

0 A : J A 5/9 : 5 @ 0 A 5 A @ 9 atom

%alam 5m04


23/72

atomxx

atomx

gr

grx#57"97,7

05,6

57=6,5

5797,7

05,6

57=6,5 69

6

9

=

@ atomxx

075797,7

05,6

=6,5

@ 0>5707>>,6 matom

Colume sel satuan 405706

9> matomx

atom

@ 5,6 : 57->m0@

@ 7,56 : "57-

@ 5,90a @ 8,07066

%ari tabel 4 $ @ 8,7


24/72

n @ 5,>8

Fal ini berarti bah!a harus dibayangkan atom *g, Ti sebagai bulatan yang tertekan

sedikit "gepeng# sedang atom n sebagai bulat telur.

ontoh 4 Col sel satuan Ti heksagonal tumpukan padat pada 77 7,579 m0lihat gambar

.=. a. 8


25/72

tom Ti dan sel satuan sedikit tertekan dalam arah .

%.@ Polimorfi

Polimorfi adalah atau lebih ragam kristal dengan komposisi yang sama. ontoh

yang paling terkenal ialah polimorfi karbon berupa bentuk ganda grafit dan intan. ontoh

polimorfi logam ialah besi, kemampuan laku panas bahan dan kemungkinan untuk

merubah sifat-sifatnya tergantung pada hal ini. Bila besi dipanaskan maka sisinya

berubah bentuk kpr menjadi kps. Perubahan ini mampu balik pada !aktu pendinginan

besi. Pada suhu ruang besi kpr mempunyai bilangan koordinasi S "BK bilangan

koordinasi adalah suatu bilangan yang menunjukkan jumlah tetangga terdekat suatu

atom#. 'aktor tumpukan atom ; 7,9> dan jari-jari atom4 7,565 nm. Besi murni berubah

menjadi kps pada


26/72

%.. Arah "ristal

1ntuk mempelajari kaitan antara berbagai sifat dengan struktur kristal, maka

perlu memahami berbagai arah kristal, karena banyak sifat berubah dengan arah. Sebagai

$ontoh modulus elastisitas dalam arah diagonal ruang untuk besi kpr moduluselastisitas

9


27/72

5,5,5

5,5,

7,7,7

L

dlam arah rusuk kubus. Sebaliknmya permeabilitas maknit dari besi memiliki nilai

terbesar dalam arah // rusuk sel satuan.

rah kristal diberi indeks sesuai berkas yang berasal dari titik asal melalui titik

dengan indeks untuk terke$il. *isalnya 4 arah " 5 5 5 # melalui titik "7,7,7# dan "5,5,5#

Perlu diingat bah!a arah ini akan melalui titik-titik "J , J , J# dan ",,# juga.

%emikian pula "5,5,# melalui titik "J,J,5# tetapi untuk mudahnya digunakan penandaan

utuh. ndeks arah dituliskan dalam tanda kurung persegi [ ]#V$

=

[ ]775

[ ]557


28/72

BAB II

SI?A!-SI?A! 'E"ANIS BAHAN !E"NI"

Pada setiap pembahasan persoalan yang kompeks asumsi, dan definisi merupakan

suatu titik tolak yang penting. Pada bagian pertama dari buku ini telah di bahas tentang

susunan atom dari logam yang di anggap paling mendekati keadaan sebenarnya. Ternyata

bah!a hal ini pada analisa-analisa selanjutnya, mengenai kekuatan logam memberikan

kesukaran-kesukaran yang sangat rumit.

Fal-hal yang rumit kemudian disederhanakan dengan mempergunakan asumsi-

asumsi yang kemudian dibuat defenisi-defenisi berdasarkan asumsi tersebut. )adi jelas

bah!a dengan pengambilan asumsi-asumsi ini hasil yang di$apai hanya suatu

pendekatan. Fal yang demikian ini la2im dipergunakan di dalam dunia ilmu pengetahuan.

%.1 Be4era)a Asumsi

Iogam-logam digunakan dalam peran$angan teknik untuk beberapa alasan, tetapi

pertimbangan utama dalam pemakaian logam untuk keperluan teknik adalah sifat-sifat

mekanik dari logam tersebut. Sifat-sifat mekanik merupakan suatu sifat khas yang

menggambarkan )erilaku bahan terhadap aksi yang dikenai oleh gaya luar. Sifat-sifat

mekanis ini meliputi kekuatan, kekerasan, kekakuan, hardenability, keuletan, dll., dari

logam. Sifat-sifat ini sangat penting baik untuk penggunaan logam tersebut maupun

untuk pengerjaannya.

Sifat-sifat mekanik dari logam ini sangat erat sekali hubungannya dengan gaya-

gaya dalam perubahan bentuk dan beban-beban luar. %i dalam menganalisa kekuatan

>


29/72

material, diasumsikan bah!a material atau logam yang dianalisa adalah kontinu

homogen +an isotro)is. sumsi-asumsi tersebut dimaksudkan adalah sebagai berikut4

Suatu bahan/material yang kotinu adalah bahan/material yang tidak mempunyai

ruang-ruang kosong di dalamnya.

Suatubahan/material yang homogen adalah bahan/material yang mempunyai sifat-

sifat yang sama ditiap-tiap titik yang terdapat di dalam bahan tersebut.

Suatu bahan/material yang isotropis bila sifat-sifat yang dipunyai oleh material

tersebut tidak dipengaruhi oleh arah dan orientasi yang terdapat di dalamnya.

Kenyataannya jelas bah!a logam-logam teknik sama sekali tidak memenuhi

batasan-batasan atau asumsi-asumsi tersebut di atas. Fal ini disebabkan karena 4

a. Pada umumnya logam-logam teknik terdiri lebih dari pada beberapa fasa

dengan sifat-sifat mekanis yang berlainan, sehingga jelas bah!a hal ini tidak

dapat disebut homogen.

b. Iogam-logam terdiri dari atom-atom dan ruang-ruang kosong, jadi tidak

kontinu.

$. Iogam-logam terdiri dari kristal-kristal dengan sifat-sifatnya yang sangat

tergantung dari arah, jadi jelas tidak isotropis.

Galaupun telah dijelaskan di atas bah!a logam-logam teknis pada umumnya tidak

memenuhi keadaan-keadaan kontinu, homogen dan isotropis, tetapi dalam batas-batas

tertentu anggapan-anggapan tersebut masih berlaku. Fal ini disebabkan karena besar

butir-butir kristal relatif sangat ke$il terhadap ukuran benda yang di buat dari logam yang

bersangkutan, sehingga setiap bentuk logam dengan &olume yang agak besar se$ara

statistik dapat dianggap memenuhi asumsi-asumsi tersebut di atas.


30/72

%.% Elastis +an Plastis

Pengalaman menujukkan bah!a semua bahan bila dikenai beban/gaya dari luar

akan berubah bentuknya "deformasi#. Per$obaan-per$obaan menunjukkan bah!a sampai

pada suatu beban tertentu benda-benda padat yang dikenai beban tersebut kembali

kebentuk semula bila bebannya dilepaskan. Sifat atau keadaan kembali kebentuk semula

bila beban dilepaskan disebut sifat elastis.Batas tegangan atau beban dimana benda

padat kembali kebentuk semula disebut 4atas elastis.Bila batas elastis ini dilampaui

maka benda padat tersebut akan mengalami perubahan bentuk tetap "deformasi

permanen$, sifat ini disebut sifat )lastis.

Pada beberapa material, pada daerah elastis hubungan yang terdapat antara beban

dan pertambahan panjang adalah berbanding lurus "linear#. Fubungan ini dikenal sebagai

Hukum Hooke.Berdasarkan hubungan antara beban dengan pertambahan panjang dalam

hukum Fooke, maka pada daerah elastis tegangan juga akan berbanding lurus dengan

regangan. Fasil-hasil pengujian menunjukkan bah!a tidak semua bahan memenuhi

hukum Fooke. Banyak bahan-bahan, antara lain karet dan plastik yang pada daerah

elastisnya, hubungan antara tegangan dan regangan tidak garis lurus. Pada logam,

perubahan bentuk "deformasi# yang terjadi akibat dari beban luar relatif sangat ke$il bila

dibandingkan dengan bahan lain, karena itu untuk menentukan besarnya regangan dan

batas elastis diperlukan alat-alat yang teliti. %engan makin tingginya ketelitian

pengukuran maka batas elastis menjadi makin rendah, juga daerah dimana hukum Fooke

betul-betul berlaku menjadi sangat sempit sekali. Tetapi !alaupun demikian, untuk

keperluan peren$anaan teknik, hukum Fooke dianggap berlaku untuk seluruh daerah

elastis dari logam.

07


31/72

%.& !egangan +an >egangan

nalisa untuk menentukan sifat-sifat mekanis dari logam, pertama-tama dianggap

bah!a bagian-bagian konstruksi atau benda-benda kerja ada dalam keadaan seimbang.

Berhubung dengan hal tersebut maka persamaan-persamaan keseimbangan statis

dipergunakan untuk mendapatkan hubungan antara gaya-gaya luar yang bekerja dan

gaya-gaya dalam yang mela!an gaya-gaya luar tersebut.

?aya-gaya dalam yang mela!an gaya-gaya luar tersebut dinyatakan sebagai

tegangan yaitu gaya-gaya yang bekerja pada suatu permukaan yang luasnya mendekati

nol, sehingga besarnya gaya dalam, dapat dinyatakan sebagai jumlah dari perkalian

antara tegangan dan deferensiasi dari luas di mana tegangan tersebut bekerja. Pernyataan

ini dapat dituliskan dalam bentuk rumus matematika seperti dalam persamaan

= !dF .

".5#

dimana 4 ' @ gaya dalam

@ tegangan

d @ luas penampang

%alam menge&aluasi rumus di atas perlu diketahui distribusi dari tegangan pada

bidang dimana tegangan tersebut bekerja. Berhubung tegangan tidak dapat diukur se$ara

fisik, maka yang diukur adalah pertambahan panjang yang diakibatkan oleh beban yang

dikenakan. Pertambahan panjang tiap satu satuan panjang batang, yang juga disebut

reganganuntuk deformasi yang relatif ke$il ternyata sebanding dengan tegangan. )adi

05


32/72

dengan menentukan distribusi regangan, maka dengan sendirinya distribusi tegangan juga

dapat ditentukan.

Berdasarkan uraian di atas maka regangan dapat dirumuskan sebagai berikut 4

= ldl

".#

dimana 4 @ regangan ,

dl @ pertambahan panjang

l @ panjang batang

%.( !egangan +an >egangan rata-rata

Pada penjelasan sebelumnya telah dinyatakan bah!a adanya beban luar yang

bekerja akan menimbulkan gaya perla!anan di dalam benda. ?aya dalam ini dinyatakan

sebagai tegangan yang didistribusikan pada semua penampang di dalam benda.

Berhubung distribusi tegangan ini sukar untuk diketahui, maka didefinisikan suatu

pengertian tentang tegangan rata-rata.

Sebagai $ontoh misalnya suatu batang mendapat beban luar ' "gambar .5# maka4

I I

I

0

?


33/72

?

#a$ #4$ #5$

am4ar %.1. a. Batang +engan )an=ang Lose4elum a+a 4e4an.

4. Sesu+ah a+a 4e4an )an=ang 4eru4ah men=a+i Lo7

5. "eseim4angan gaya +alam +an 4e4an

di dalam batang tersebut akan terjadi suatu tegangan yang mengimbangi besarnya gaya '

"gambar .5 $# yang bekerja pada setiap penampang batang misalnya penampang .

Berdasarkan keseimbangan gaya-gaya maka besarnya gaya dalam harus sama dengan

besarnya beban seperti yang dinyatakan oleh persamaan ".5# yaitu 4

Fd! = .

bila tegangan rata-rata dinyatakan dengan r maka 4

== Fdd !!r ..

atau 4 Fd!r =

r. @ '

r @

' ".0#

dimana 4 r @ tegangan rata-rata,

' @ beban luar,

@ luas penampang batang

00


34/72

%engan pertimbangan yang sama regangan rata-rata dapat dirumuskan sebagai

berikut 4oo

or

I

M

I

IIN =

= ".6#

dimana 4 r @ regangan rata-rat

I @ panjang batan

Io@ panjang batang semula

@ pertambahan panjang

dengan menggabungkan persamaan-persamaan sebelumnya maka hukum Fooke dapat

dituliskan sebagai berikut 4 r@ 3 r, atau

@ 3. ".8#

dimana 4 @ tegangan .

@ regang

3 @ konstanta yang disebut modulus elastis/modulus Ooung.

Perlu ditekankan kembali bah!a hukum Fooke ini hanya berlaku pada daerah

elastis saja

%.* "ekuatan !arik

06


35/72

Kekuatan tarik (strength)merupakan ukuran besar gaya yang diperlukan untuk

mematahkan atau merusak suatu bahan. Kekuatan tarik merupakan sifat mekanis yang

sangat penting dari logam. Terutama untuk perhitungan-perhitungan dalam konstruksi.

%alam hal sifat ini terdapat dua definisi yang penggunaannya berlainan. %isamping hal

tersebut, dalam menganalisa kekuatan tarik ini terdapat beberapa besaran mekanis

lainnya yang pada umumnya merupakan konstanta dari logam yang harus pula dibahas.

Beberapa penyimpangan dari asumsi yang telah dibahas sebelumnya, yang

mengakibatkan penyimpangan pada sifat mekanis dibahas pemanfaatannya.

%.*.1 "ura tegangan-regangan teknik

Sifat-sifat mekanis dari logam dapat ditentukan dengan pengujian tarik. Fingga saat

ini pengujian tersebut digunakan se$ara luas untuk menentukan informasi-informasi dasar

dari bahan dan telah diterima sebagai $ara pengujian untuk menentukan spesifikasi dari

material.

Pada pengujian tarik, batang per$obaan (speciment) seperti gambar . dikenai

beban aksial yang makin besar se$ara kontinu. Pada saat yang bersamaan dilakukan

pengukuran-pengukuran yang diperlukan untuk menentukan besarnya tegangan dan

regangan.

o

08


36/72

o

ot

I

IIN

=

Io

am4ar %.% Batang u=i #s)esiment$ untuk u=i tarik

1ntuk menentukan kur&a tegangan-regangan teknik, yang dipergunakan adalah

tegangan dan regangan rata-rata seperti yang telah dirumuskan dalam fasal sebelumnya

Perumusan-perumusan tersebut menjadi 4

t@o

'

dimana 4 t @ tegangan teknik rata-rata,

' @ beban,

o@ luas penampang semula dari batang uji

Sedangkan untuk regangan teknik persamaan menjadi 4

dimana4 t @ regangan rata-rata

I @ panjang sesudah perpanjangan

Io @ panjang mula-mula

Kemudian tegangan teknik rata-rata di gambarkan dalam suatu sistem koordinat.

1ntuk kebanyakan logam bentuknya akan mendekati kur&a pada gambar .0

09


37/72

u

y

7

am4ar %.& a. "ura tegangan-tegangan untuk logam 4ukan 4a=a 4. "ura tegangan-

tegangan untuk logam 4a=a

%.*.% Besaran-4esaran +ari tegangan-regangan teknik

0=


38/72

%ari hasil pengujian tarik ini akan didapatkan besaran-besaran sebagai berikut4 "a#

Kekuatan tarik, "b# kekuatan mulur, "$# perpanjangan, "d# modulus elastis dan beberapa

besaran lainnya. Besaran-besaran tersebut di jelaskan sebagai berikut4

#a$ "ekuatan tarik. Kekuatan tarik dari suatu bahan dinyatakan sebagai beban

maksimum yang dapat diterima oleh bahan dibagi dengan luas penampang semula

dari batang uji. Kekuatan tarik adalah suatu sifat mekanis yang banyak ditonjolkan

yang dianggap sebagai kekuatan bahan. Tetapi dalam kenyataan untuk keperluan

peren$anaan teknik kekuatan tarik ini tidak begitu berarti. Sebenarnya sifat mekanis

yang paling penting untuk menentukan kekuatan adalah batas elastis, karena titik ini

merupakan suatu batas antara terjadinya perubahan bentuk tetap dan kembali

kebentuk semula.

o

maksu

!

F=

dimana 4 u @ kekuatan tarik dari bahan

'maks @ beban maksimum

o @ luas penampang mula-nula dari batang uji.

0>


39/72

#4$ "ekuatan 'ulur. Telah dijelaskan di atas bah!a sifat mekanis yang terpenting

adalah batas elastis, sehingga batas ini perlu ditentukan dalam pengujian tarik. Tetapi

kenyataannya penentuan titik ini di dalam pengujian hampir tidak mungkin.

Berhubung dengan hal tersebut maka diadakan suatu pembatasan baru yang disebut

batas mulur atau kekuatan mulur "y#. Kekuatan ini didefenisikan sebagai tegangan

yang timbul pada saat terjadi suatau regangan tetap atau regangan plastis yang telah

ditentukan. Biasanya diambil harga regangan plastis sebesar 7,775 atau 7,77 yang

dinyatakan dalam persen, yaitu 7,5 atau 7,. %engan demikian kekuatan mulur

dirumuskan sebagai berikut4

( )( )

o

%!

F 775,75,7

==

atau

( )( )

o

%!

F 77,7,7

==

Suatau hal yang penting dari kekuatan mulur ialah bah!a harga tersebut dapat di

pergunakan untuk meramalkan batas mulur statis untuk konstruksi-konstruksi yang

mendapat pembebanan yang kompleks dengan mempergunakan teori tentang energi

distorsi. Kekuatan mulur lebih dekat dari pada kekuatan tarik terhadap perubahan-

perubahan dalam perlakuan panas dan $ara-$ara pengujian.

#5$ Per)an=angan. Perpanjangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang

seluruhnya yang diukur pada batang uji yang telah patah terhadap panjang semula

0


40/72

dari batang uji. Perpanjangan ini pada umumnya dinyatakan dalam persen, sehingga

perumusannya menjadi4

577x

&

&&

o

o

maks

=

dimana 4 maks @ perpanjangan

I @ panjang batang sesudah pengujian

Io @ panjang mula-mula dari batng uji

Pertambahan panjang batang uji dianggap merata pada seluruh panjang batang sampai

dengan ter$apainya beban maksimum. Setelah melampaui beban maksimum maka

akan terjadi penge$ilan setempat pada batang uji. Perpanjangan ini sangat penting

untuk melihat kemampuan logam untuk dirubah bentuknya.

#+$ >e+uksi )enam)ang. Heduksi penampang adalah perbandingan antara pengurangan

luas penampang batang uji sesudah pengujian terhadap luas penampang semula dan

biasanya dinyatakan dalam persen. Besaran tersebut dapat dirumuskan sebagai

berikut4

Heduksi penampang dapat digunakan sebagai ukuran k!alitatif dari kemampuan

untuk di bentuk. Suatu harga reduksi penampang yang tinggi menunjukkan bah!a

logam dapat mengalami deformasi yang ekstensif tanpa terjadi keretakan.

67


41/72

#e$ 'o+ulus elastis. *odulus elastis adalah konstanta dari perbandingan lurus antara

tegangan dan regangan. )adi jelas bah!a besarnya modulus ini sama dengan angka

kemiringan dari kur&a tegangan-regangan yang berupa garis lurus pada bagian yang

dekat dengan titik nol. *odulus elstatis "3# atau disebut juga modulus Ooung

menunjukkan kekakuan dari logam. ni berarti bah!a makin besar harga 3, makin

kaku logam tersebut. )adi harga ini penting sekali untuk menghitung defleksi atau

lendutan dari suatu konstruksi. Besarnya harga 3 ditetntukan oleh gaya-gaya pengikat

antara atom-atom. Karena letak atom tidak berubah dengan berubahnya struktur

mikro dari material, maka modulus elastis adalah sifat mekanis yang tidak peka

terhadap strukturmikro dari suatu bahan. Farga modulus elastis hampir tidak berubah

karena adanya pen$ampuran perlakuan panas atau pengerjaan dingin.

#f$ >esilien. Hesilien adalah kemampuan logam untuk menyerap energi deformasi elastis

dan melepaskannya kembali setelah beban ditiadakan. Kemampun ini biasanya

dinyatakan sebagai suatu modulus dan disebut modulus resilien, yang sebenarnya

adalah enersi regangan elastis persatuan &olume.

)adi berdasarkan kur&a pada gambar =.. modulus ini dapat dirumuskan sebagai

berikut 4

N:Q

N:Q1

yyelelH ==

dimana 4 1H @ modulus resilien

y@ tegangan mulur

y@ regangan mulur

65


42/72

*odulus ini biasanya dipergunakan untuk mengukur kemampuan bahan untuk

menyerap enersi yang disebabkan oleh beban luar, misalnya penentuan bahan untuk

pegas.

#g$ "euletan logam. Keuletan logam adalah suatu kemampuan logam untuk menyerap

enersi deformasi plastis. Kemampuan logam dalam hal ini sangat penting untuk

bagian-bagian yang kadang-kadang harus menerima beban tegangan yang melebihi

batas elastis misalnya kopling-kopling, sambungan gerbong kereta api, roda-roda

gigi, rantai-rantai dan lain-lainnya. Berdasarkan definisi di atas maka dapat

disimpulkan bah!a keuletan logam dapat di!akili oleh seluruh luas bagian diagram

yang ada di ba!ah kur&a tegangan-regangan "?ambar =.0.#.

?ambar =.0. menunjukkan dua kur&a tegangan-regangan, yang satu dari baja

karbon tinggi sedangkan yang lain dari baja karbon rendah. Bagian yang diarsir, yang

terdapat di ba!ah daerah elastis menunjukkan besarnya modulus resilien. %i sini dapat

dilihat bah!a baja karbon tinggi mempunyai resilien yang lebih besar bila dibandingkan

dengan banya karbon rendah. Fal ini disebabkan karena batas elastisnya yang lebih

tinggi. Tetapi sebaliknya keuletan baja karbon rendah lebih besar, hal ini menunjukkan

bah!a baja karbon rendah lebih mampu dirubah bentuknya daripada baja karbon tinggi.

Berdasarkan definisi di atas, keuletan dari suatu logam adalah 4

%imana 4 1I@ keuletan

@ tegangan

m@ regangan maksimum

6


43/72

persamaan =.57. di atas masih merupakan suatu pendekatan, karena di dalam

tegangan regangan teknik, hal-hal yang terjadi setelah melampaui batas elastis tidak

menggambarkan gambaran-gambaran yang sebenarnya. Fal ini akan dibahas lebih lanjut

pada bab berikut.

Beberapa harga besaran yang dapat dihitung dari hasil pengujian tarik dapat

dilihat dalam Tabel =.5.

Bahan 3"kg/$m# y"kg/$m# 1H"kg $m/$m0#

Baja karbon sedang

Baja karbon tinggi

%uralumin

Tembaga

7,8 : 578

7,8 : 578

=,5: 578

57,< : 578

0777

7

5,59

7,09

%.2 "ura tegangan-regangan se4enarnya

Kur&a tegangan-regangan teknik tidak menunjukkan gambaran yang sebenarnya

tentang sifat-sifat deformasi dari logam. Fal ini disebabkan karena dalam perumusannya

atau definisinya tidak diperhitungkan tentang adanya perubahan bentuk dari batang uji.

Sedangkan keadaan sebenarnya pada !aktu pengujian, bentuk dari batang uji selalu

berubah terus.

1ntuk mendapatkan sifat-sifat yang sebenarnya, diadakan defenisi baru. %alam hal

ini tegangan didefinisikan sebagai gaya dibagi dengan luas penampang yang sebenarnya,

yaitu luas penampang pada saat beban masih dikenakan sebenarnya. Hegangan

didefinisikan sebagai pertambahan panjang dibagi dengan panjang yang sebenarnya.

Kedua definisi tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut 4

Tegangans

s

d'dQ =

60


44/72

sehingga 4s

s

'Q = =.55.

dimana 4 s@ tegangan sebenarnya

' @ beban

s @ penampang sebenarnya

regangan IdI

ds =

Sehingga 4o

sI

I.5n= =.5.

Bila harga-harga s dan s yang dihitung berdasarkan rumus tersebut di atas

digambarkan dalam suatu sistim koordinat, maka akan didapatkan suatu kur&a tegangan-

regangan. Kur&a ini disebut kurga tegangan-regangan sebenarnya. Bentuk dari kur&a

tersebut bersama-sama dengan kur&a tegangan-regangan teknik ditunjukkan dalam

?ambar =.6.

?ambar =.6. Kur&a tegangan-regangan sebenarnya, dan kur&a tegangan-regangan

teknik.

Fubungan antara tegangan dan regangan teknik dan tegangan dan regangan

sebenarnya dapat di$ari se$ara matematika sebagai berikut 4

66


45/72

s

s

'Q =

dengan asumsi bah!a &olume batang uji tidak berubah, maka 4

Colume @ sIs@ oIo@ tetap

Sehingga 4

s

oos

I

I =

jadi 4

oo

s

s

sI

I.'

'Q ==

atau 4

#I

MI"

'Q

o

o

o

s

+=

#N"5/Q tts += =.50.

untuk regangan nyata dapat dihitung sebagai berikut 4

#I

MI5n"

I

I5n.N

o

o

o

s

+==

#N5n"5N ts += =.56.

hubungan sebaliknya, yaitu tegangan dan regangan teknik dinyatakan

dengan tegangan dan regangan sebenarnya ialah 4

sN

st eQQ

= =.58.

atau 4

5eN sN

t = =.59.

68


46/72

Pada permulaan dari bagian ini disebutkan bah!a tegangan-regangan teknik tidak

menunjukkan sifat-sifat logam yang sebenarnya. Fal ini tidak berarti bah!a hasil-hasil

yang didapat dari tegangan-regangan tersebut tidak dapat dipergunakan, sebab pada harga

regangan yang sangat ke$il perubahan bentuk dari batang uji sangat ke$il sekali sehingga

dapat diabaikan. %engan kenyataan bah!a untuk konstruksi atau bagian-bagian

peralatan, logam hanya dibebani dengan tegangan di ba!ah batas mulur, berarti bah!a

untuk keperluan ini tegangan-regangan teknik dapat dipergunakan sepenuhnya.

Sedangkan untuk keperluan pengerjaan yang berdasarkan perubahan bentuk di mana

regangan yang terjadi sangat besar, maka harus dipergunakan harga-harga yang

didapatkan dari kur&a tegangan-regangan sebenarnya.

%.@ Persamaan tegangan-regangan se4enarnya.

Perhitungan-perhitungan kekuatan, tegangan dan regangan akan menjadi lebih

mudah bila hubungan antara tegangan dan regangan dapat dinyatakan dalam bentuk

matematik. *isalnya pada daerah elastis di mana berlaku hukum Fooke, kur&anya

dinyatakan.

69


47/72

%. "ekerasan Logam

%i antara sifat-sifat mekanis dari logam, kekerasan adalah sifat yang paling tidak

jelas definisinya. Fal ini disebabkan karena banyaknya orang yang memberikan definisi

dan $ara mendefinisikannya yang diarahkan untuk keperluan bidang mereka masing-

masing. Salah satu defenisi yang dapat diutarakan disini adalah sebagai berikut;

Kekerasan (hardness)adalah ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya.

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan yang sangat penting karena banyak sifat-sifat

yang lain yang berhubungan dengan kekerasannya. Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan, oleh karena itu imformasi kekerasan bahan sangat penting dalam peran$angan

teknik.

Pada !aktu ini dikenal tiga kelompok $ara penentuan kekerasan yaitu kekerasan

goresan, kekerasan indentor dan kekerasan dinamik. %i antara ketiga kelompok $ara

penentuan kekerasan hanya $ara penentuan kekerasan dengan indentor yang sering sekali

dipergunakan di dalam teknik. Sedangkan kekerasan goresan banyak dipergunakan oleh

ahli-ahli mineral. Pada $ara penentuan kekerasan dengan goresan ini dikenal skala

kekerasan menurutMohs.Pada skala kekerasan *ohs ini, bahan mineral dibagi menjadi

sepuluh kelas kekerasan dengan mineral yang paling lunak yaitu talkum diberi skala satu

dan intan skala kekerasan sepuluh. Iogam yang paling keras mempunyai harga kekerasan

pada skala *ohr antara 6 s/d >

Pengukuran kekerasan dengan $ara dinamik adalah dengan jalan menjatuhkan bola

baja pada permukaan bahan. Tinggi pantulan bola menyatakan energi tumbuk yang

merupakan ukuran kekerasan logam. ara ini dikenal Shore Soeleros$ope.

6=


48/72

Penentuan kekerasan dengan $ara penekanan pada permukaan dengan

menggunakan alat penekan "indentor# adalah $ara yang paling banyak dipakai.

1mumnya dilakukan untuk pengukuran kekerasan bahan-bahan logam. ara ini adalah

$ara Brinell, Ci$kers dan Ho$k!ell.

%..1 "ekerasan Brinell

Penentuan kekerasan melalui pengukuran lekukan bekas indentor diajukan oleh

)..Brinell pada tahun 5.

dimana 4 ' @ beban tekanan "kg#

% @ diameter bola indentor "mm#

d @ diameter bekas indentor "mm#

%engan mengadakan perubahan-perubahan, persamaan .> dapat berubah menjadi 4

#

#%

d"5

5#"

%

P#"

R

"F

BH

=

.


49/72

dari persamaan .< dapat dilihat bah!a hasil-hasil kekerasan Brinell dapat dibandingkan

dengan tepat bila harga #%

P"

sama untuk setiap pengukuran.

%alam menentukan kekerasan ini kesalahan yang terbesar yang timbul adalah hasil

pengukuran bekas indentor. Fal ini disebabkan karena batas bekas indentor yang tidak

jelas seperti digambarkan dalam ?ambar


50/72

intan. tau angka kekerasan Ci$kers "FC#. %idefenisikan sebagai beban dibagi luas

permukaan lekukan. Pada prakteknya, luasan ini dihitung dari pengukuran panjang

diagonal bekas injakan indentor dengan bantuan mikroskop. Kekerasan Ci$kers dapat

dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut 4

o

&I

5,>86P

I

9>sinPsinF ===

&

'

dimana 4 P @ beban tekanan "kg#

I @ panjang rata-rata diagonal bekas indentasi "mm#

@ sudut antara dua permukaan piramid intan @ 5097

FC @ angka kekerasan Ci$kers

1ji kekerasan Ci$kers banyak dilakukan pada pekerjaan penelitian karena metode

tersebut memberikan hasil dengan skala yang kontinue, untuk suatu beban tertentu. %apat

digunakan pada logam yang sangat lunak yaitu FC-nya 8, hingga logam yang sangat

keras dengan FC-nya 5877. Pengujian kekerasan lainnya seperti Brinell atau Ho$k!ell,

biasanya diperlukan perubahan beban pada nilai kekerasan tertentu, sehingga pengukuran

pada suatu skala kekerasan yang ekstrim, tidak bisa dibandingkan denga skala kekerasan

yang lain. Pada metode Ci$kers ini, karena indentor berbentuk piramida, maka se$ara

geometris tidak terdapat persoalan mengenai ukurannya, sehingga kekerasan Ci$kers

tidak tergantung besarnya beban. Beban yang biasanya digunakan pada uji Ci$kers

berkisar antara 5 hingga 57 kg, tergantung kepada kekerasan logam yang akan diuji.

%..& "ekerasan >o5k;ell

Ho$k!ell mempergunakan $ara yang agak berlainan dalam penentuan kekerasan

logam dengan metode lainnya. 1ntuk mendapatkan daerah penggunaan yang luas,

Ho$k!ell membuat kombinasi antara 0 ma$am identor dan 0 ma$am beban utama. Tiap-

87


51/72

tiap kombinasi antara indentor dan beban diberi nama skala sendiri mulai dari sampai

dengan K. )enis indentor yang dipakai yaitu keru$ut intan dan bola-bola baja dengan

diameter

S

59

5dan

S

>

5. Prinsip pengukuran kekerasan didasarkan kepada dalam

atau dangkalnya keru$ut intan atau bola baja masuk kedalam logam pada beban tertentu.

*akin keras logam makin dangkal masuknya keru$ut atau bola baja.

Skala dapat dipakai pada pengukuran kekerasan logam dari yang paling keras,

dimana digunakan ke$ut intan sebgai indentor dengan beban 97 kg. Skala B dipakai pada

pengukuran kekerasan logam yang lebih lunak dengan mempergunakan bola baja

S

595 dengan beban 577 kg. Skala biasanya dipakai pada penggunaan kekerasan

baja yang telah dikeaskan dan dipergunakan keru$ut intan dan beban 587 kg. Skala-skala

lainnya dipakai pada pengukuran kekerasan logam yang lunak. *etode pengujian

kekerasan Ho$k!ell banyak sekali dipakai di dalam industri. Fal ini disebabkan karena

$epatnya pengukuran. Pada metode kekerasan Ho$k!ell, angka kekerasan ditentukan

oleh dalamnya bekas indentor yang dapat diba$a langsung dari alatnya. *etode Ho$!ell

ini kurang teliti dibandingkan dengan metode Brinell dan Ci$kers.

85


52/72

"om4inasi kekerasan >o5k;ell ini +a)at +ilihat )a+a !a4el

Skala "ekerasan

>o5

k;ell

"om4inasi in+entor +an 4e4an

In+entor Be4an Utama #kg$

B

%3

'

?F

K

Keru$ut intan

Bola baja @ 5/59Keru$ut intan

Keru$ut intan

Bola baja @ 5/>Bola baja @ 5/59Bola baja @ 5/59Bola baja @ 5/>Bola baja @ 5/>

97

577

587

577577

97

58797

587

%..( "ekerasan 'ikro

Kekerasan-kekerasan yang dijelaskan pada bagian-bagian sebelumnya, bekas

indentornya mempunyai ukuran antara 7,8 sampai mm. Berhubung dengan hal ini maka

$ara-$ara tersebut tidak dapat dipakai untuk mengukur kekerasan pada bagian-bagian alat

yang ke$il, permukaan yang sempit, butir kristal atau struktur logam lainnya yang

termasuk dalam kategori struktur mikro. 1ntuk keperluan ini Tukon telah membuat alat

pengukur kekerasan yang dilengkapi dengan mikroskop dan $ara pembebanan yang dapat

dirubah-rubah dengan beban yang ke$il, sehingga bekas indentor yang terjadi juga ke$il.

ndentor yang dipergunakan adalah indentor piramid intan dari Ci$kers atau

indentor intan dari Knoop. Bekas ndentor ini dapat dilihat pada ?ambar


53/72

yang telah disediakan dalam alat Tukon tersebut, baru kemudian indentor ditekankan

dengan beban yang telah dipilih sebelumnya.

Perhitungan kekerasan sama dengan perhitungan pada kekerasan Brinell dan

Ci$kers yaitu beban dalam kg dibagi dengan luas bekas dalam mm . kekerasan yang

didapat dengan indentor Ci$kers untuk kekerasan mikro ini disebut angka kekerasan

piramid "KP# dan bila dipergunakan indentor Knoop disebut dengan angka kekerasan

Knoop "KK#.

"a# "b#

?ambar


54/72

sertakan bersama alat-alat pengukur kekerasan. Beberapa harga kekerasan untuk

beberapa jenis pengukuran kekerasan ditabelkan dalam Tabel


55/72

"eterangan gam4ar &.1

- Pada suhu 5809 7 disebut kristal point pertama menunjukkan titik beku atau titik

leleh besi murni.

- Pada suhu 50


56/72

&.%. Ba=a +an Besi

Baja dan besi paling banyak banyak dipakai sebagai bahan dalam industri, karena

sifat-sifatnya yang ber&ariasi. Baja dan besi ini mempunyai berbagai sifat, dari yang

paling lunak dan mudah dibuat sampai yang paling keras. %ari unsur besi berbagai

bentuk struktur logam dapat dibuat. leh karena itu baja dan besi ini disebut bahan yang

kaya dengan sifat-sifatnya.

Diagram fasa ?e-6

at karbon "# adalah merupakan unsur paduan besi yang sangat penting. %engan

kandungan 2at karbon "# yang relatif masih rendah, karakter dan sifat-sifat besi dapat

berubah. Baja dengan kandungan

89


57/72

&.(. Besi 5or #5ast iron$

Besi $or adalah paduan 'e yang mengandung , Si, *n, S, dan P, dengan

persentase . Besi $or merupakan bahan yang sangat penting yang dipergunakan

sebagai bahan $oran lebih dari >7. Struktur mikro dari besi $or terdiri dari ferit,

pearlite, sementit, atau grafit. Besi $or dapat diklasifikasikan menjadi; besi $or kelabu,

besi $or mutu tinggi, besi $or kelabu paduan, besi $or putih, besi $or bergrafit bulat, besi

$or yang dapat ditempa, dan besi $or $il.

a. Besi $or yang paling banyak dipakai adalah besi $or kelabu. Sturuktur mikro dari

besi $or ini terdiri dari grafit yang berbentuk serpih-serpih berada pada matrik

ferit. Garna patahannya kelabu, disebabkan oleh serpihan-serpihan grafit.

Besi $or kelabu terdiri dari beberapa kelas, yang ber&ariasi menurut komposisi

kimia, dan sifat-sifatnya. 1nsur " ,8( 0,># , dan kekuatan tarik "57 ( 68#

kg/mm.

8=


58/72

b. Besi $or mutu tinggi. Besi $or jenis mutu tinggi ini mengandung lebih sedikit

karbon maupun sili$on, dan ukuran grafiknya lebih halus dibandingkan dengan

besi $or kelabu, sehingga kekuatannya meningkat "07 ( 87# kg/mm. Proses

pembuatan besi $or mutu tinggi dengan jalan menambahkan sedikit kalsium

silikon atau ferro silikon beberapa saat sebelum penuangan. Tujuannya adalah

untuk men$egah terjadinya besi $or putih. %engan demikian grafit yang halus

terdistribusikan se$ara merata. Proses penambahan paduan tersebut dinamakan

inokulasi.

c. Besi $or kelabu paduan, selain unsur-unsur utama seperti yang disebutkan diatas,

juga mengandung unsur-unsur tambahan dan grafit. 1nsur-unsur yang

ditambahkan adalah r, +i, *o, Ca, Ca, dsb. Sehingga ketahanan panas, aus,

korosi, dan mampu mesin dari besi $or ma$am ini baik sekali.

d. Besi $or putih. )enis besi $or ini mempunyai struktur mikro, dimana atom yang

bebas pada besi $or kelabu terikat seluruhnya, menjadi sementit "'e0#. %isebut

besi $or putih karena mempunyai patahan ber!arna putih. Besi $or ini dapat

dibuat dengan jalan mendinginkan dengan $epat, sehingga terbentuk sementit.

Sifat-sifat dari besi $or ini adalah keras tetapi getas, dengan demikian

penggunaannya untuk komponen-komponen yang memerlukan ketahanan aus

yang tinggi.

8>


59/72

e. Besi $or bergrafit bulat "besi $or nodular#. )enis besi $or ini, grafitnya berbentuk

bulat sehingga kekuatan dari besi $or ini lebih baik dibandingkan dengan jenis-

jenis besi $or lainnya. Kekuatannya berkisar "67 ( =7 # kg/mm. 1nsur "0,6-

6,5#.

Proses pembulatan grafit dilakukan dengan jalan inokulasi yaitu penambahan

sedikit unsur- unsur seperti *g, a, +a, K, Ti, dsb. pada $airan besi $or sebelum

penuangan, tetapi karena masalah harga maka umumnya digunakan *g.

Besi $or ini disebut juga dengan besi $or liat, karena mempunyai keuletan dan

ketahan panas yang baik. leh karena itu dipakai untuk berbagai ma$am

keperluan misalnya pipa-pipa, rol-rol penggiling, $etakan, komponen-komponen

mekanik, dan komponen-komponen untuk tungku.

f. Besi $or mampu tempa. Besi $or mampu tempa dibuat dari besi $or putih yang

dilunakkan didalam sebuah tanur dalam !aktu yang lama. Struktur sementit dari

dari besi $or putih berubah menjadi ferit atau pearlite dan karbon mengendap.

Besi $or ini sangat baik keuletannya dan perpanjangannya dibandingkan dengan

besi $or kelabu, teapi harganya lebih mahal karena proses pelunakan.

g. Besi $or il. Besi $or $air yang mempunyai komposisi kimia yang $o$ok

dituangkan dalam sebuah $etakan logam atau $etakan sebagian dari logam, bagian

yang mengenai $etakan logam tersebut terdinginkan se$ara $epat menjadi besi $or

putih yang sangat keras, sedangkan pada bagian dalamnya menjadi besi $or

8


60/72

kelabu yang memberikan keuletan yang lebih baik. Penge$oran ini dinamakan

penge$oran $il.

Penggunan $oran $il. oran $il mempunyai sifat keras pada permukaannya. %an

se$ara keseluruhannya masih ulet, banyak dipergunakan untuk roda-roda rel, rol-

rol untuk pengerolan logam, Hol untuk kertas, perkakas pertanian pompa air, dsb.

Perlakuan panas besi $or $il. Pada $oran $il mempunyai perbedaan laju

pendinginan disetiap tempat dan mempunyai struktur mikro yang ber&ariasi,

sehingga menyebabkan tegangan-tegangan sisa yang bisa menyebabkan

deformasi dan keretakan, jadi tegangan sisa ini perlu dihilangkan. Sebaiknya

dilakukan perlakuan panas supaya sementit yang tumbuh se$ara kasar pada laXisan

$il

Tembaga dan Paduannya

Tembaga murni. Tembaga murni yang telah mengalami annealing mempunyai mampu

tarik maksimum 77 +/mmdan kekerasan 67 s/d 87 FB. Sifat-sifat fisik dari Tembaga

"u# yang paling penting adalah 4

5. %aya hantar listrik yang tinggi, oleh karena itu sebagian besar hasil produksi dari

tembaga dipergunakan pada industri listrik seperti kabel dan lain-lain.

. Penghantar panas yang tinggi, dengat sifat ini tembaga banyak dipergunakan

sebagai peralatan pendingin, seperti radiator dll.

0. Tahan terhadap korosi, merupakan sifat tembaga yang $ukup penting, sehingga

tidak jarang dijumpai tembaga diperguankan sebagai bahan pelapis, seperti untuk

baja, besi, dll.

97


61/72

Tembaga paduan

Tembaga mudah dibuat dalam bentuk paduan denga logam lain, karena titik lelehnya

yang tinggi 57>07. Tembaga paduan yang paling penting adalah 4

5. Kuningan "u-n#. Kuningan dengan konsentrasi u-n @ 97467 merupakan

paduan yang mempunyai kekuatan tinggi.

. Kuningan khusus. Oang dimaksud dengan kuningan khusus adalah kuningan yang

diberikan unsure paduan tambahan dengan tujuan meningkatkan/ memperbaiki

sifat-sifatnya, seperti meningkatkan kekerasan, kekuatan tarik, ketahan korosi dan

ketahanan gesek. 1nsur-unsur yang ditambahkan pada kuningan adalah +i, *n,

'e, Pb, Sn, l, dan Si.

0. Perunggu "Brons#. Paduan antara tembaga dengan timah putih dikenal dengan

nama perunggu dalam arti sempit. Tetapi dalam arti yang luas perunggu berarti

paduan u dengan unsure-unsur logam lainnya selain dari n. Perunggu

merupakan paduan yang mudah di$or dan mempunyai kekuatan yang lebih tinggi,

ketahanan aus dan korosi yang lebih baik dibandingkan dengan tembaga murni

dan kuningan. leh karena itu banyak digunakan untuk berbagai komponen

mesin, bantalan, pegas, $oran artisti$, dll.

)enis-jenis perunggu "Brons#

a. Perunggu timah putih "u-Sn#. Sn lebih mahal dari kuningan. leh karena itu

kuningan dipergunakan sebagai bahan baku, dan selanjutnya bahan yanh di$ampur

"6-8# Sn dipergunakan untuk keperluan benda-benda $oran.

b. Perunggu posfor "u-P#. Pada paduan tembaga pospor berguna sebagai penghilang

oksidasi, oleh karena itu penambahan posfor "7,78-7,8# memberikan ke$airan

95


62/72

logam yang lebih baik, sehingga mempunyai sifat-sifat yang lebih baik

keelastisannya, kekuatannya, dan keausannya.

$. Brons luminium . Paduan ini juga banyak diguankan dalam industri, dimana

paduan ini mempunyai sifat-sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan

borons timah putih, sehingga penggunaannya lebih luas. Tetapi mampu $ornya

kurang baik, sehingga membutuhkan teknik yang lebih rumit dalam penge$orannya.

luminium Paduan

luminium murni dan aluminium paduan merupakan logam yang $ukup banyak

dipergunakan didalam dunia industri yaitu setelah penggunaan baja dan besi tuang.

luminium murni mempunyai sifat lunak, tahan korosi, penghantar panas dan listrik

yang baik dan ringan. Karena sifat-sifat mekanisnya yang rendah maka aluminium

banyak dipergunakan dalam bentuk paduan.

1nsur-unsur paduan yang sering dipergunakan adalah Si, u, *g. n, dan *n, se$ara

satu persatu atau bersama-sama memberian peningkatan sifat-sifat mekaniknya.

luminium murni didapatkan dengan $ara elektrolisa, dengan bahan dasarnya bauksit.

luminium murni mempunyai kemurnian


63/72

luminum paduan diklasifikasikan dalam berbagai standard oleh berbagai negara

di dunia. Saat ini klasifikasi yang sangat terkenal dan sempurna adalah standard

luminium ssosiasi di merika "#, yang didasarkan atas standard terdahulu dari

l$oa "luminium ompany of merika#, dimana paduan tempaan dinyatakan satu atau

dua angka YS, sedangkan paduan $oran dengan 0 angka. Standard menggunakan

penandaan dengan 6 angka, sbb4 angka pertama menyatakan system paduan dengan

unsure-unsur yang ditambahkan yaitu; angka 5 menyatakan l-murni, angka

menyatakan paduan l-u, angka 0 menyatakan paduan l- *n, angka 6 menyatakan

paduan l-Si, angka 8 menyatakan paduan l-*g, angka 9 menyatakan paduan I-*g-

Si, dan angka = menyatakn paduan l-n. Sebagai $ontoh 4 Paduan l-u dinyatakan

dengan angka 777. ngka pada tempat kedua menyatakan kemurnian dalam paduan,

Sedangkan angka ketiga dan keempat dimaksudkan untuk tanda l$oa terdahulu ke$uali

S. Sebagai $ontoh ; 0 S ditulis sebagai 0770 dan 90 S sebagai 9790.

Paduan-Paduan luminium yang utama 4

5. l-u. Sebagai paduan $oran dipergunakan paduan yang mengandung "6-8#

u. Paduan dapat di$or dengan baik apabila ditambahkan sedikit Si. Pada

penambahan Ti sangat efektif untuk memperhalus butir yang mengakibatkan

perbaikan sifat-sifat mekanisnya.

. l-u-*g. Paduan yang mengandung 6 u dan 7,8 *g, dapat mengeras

dengan sangat dalam beberapa hari oleh pemanas pada temperatur biasa.

%uralium adalah adalah jenis dari paduan ini dengan penambahan sedikit unsure

*n. %uralium ini adalah paduan praktis yang sangat terkenal disebut paduan

75=, komposisi standardnya adalah l -6u-7,8*g-7,8*n. )enis lain dari

90


64/72

duralium ini adalah %uralium super dengan komposisi l-6,8u-5,8*g-

7,8*n, banyak dipakai sebagai bahan pesa!at terbang.

0. l-*n. *n adalah unsure yang memperkuat l tanpa mengurangi ketahanan

korosi dan digunakan untuk membuat paduan yang tahan korosi. Paduan l-

5,*n dan l-5,*n-7,5*g dinamakan paduan 0770 dan 0776 yang

dipergunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas.

6. Paduan l-Si. Karena kelarutan Si dalam l sangat ke$il, maka dengan

penambahan sedikit natrium 'lourida akan dapat meningkatkan kelarutan Si

didalam l. Paduan l-Si sangat baik ke$airannya, mempunyai permukaan yang

bagus sekali, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk Xpaduan $oran,

ketahanan korosi yang baik, tahan aus. Paduan l-Si sangat banyak digunakan

untuk paduan $oran.

8. l-*g. Paduan ini mempunyai sifat kemampuan penuaan yang baik, tahan

korosi, mudah ditempa, dirol dan diekstrusi.

9. Paduan l-*g-Si. *empunyai penuaan yang baik, dan mempunyai sifat mampu

bentuk yang tinggi pada temperatur biasa dan dapat dikeraskan.

=. Paduan l-*g-n. Sifat paduan dapat dibuat keras sekali dengan penuaan

setelah perlakuan palarutan, tetapi bersifat patah getas akibat tegangan korosi.

96


65/72

Polimer

Plastik, serat, film, dsb. yang biasa dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari

mempunyai berat molekul diatas 57.777. Bahan dengan berat molekul yang besar ini

disebut polimer. 1mumnya polimer dibangun oleh satuan struktur tersusun se$ara

berulang, yang diikat oleh gaya tarik-menarik yang kuat yang disebut ikatan ko&alen,

dimana setiap atom dari pasangan terikat menyumbang satu ele$tron untuk membentuk

sepasang elektron.

Bahan polimer menunjukkan sifat berbeda dengan bahan organik yang

m!empunyai berat molekul rendah. Bahan organik yang mempunyai berat molekul

rendah, berubah menjadi $air dengan &is$ositas rendah, atau menguap kalau dipanaskan.

Sedangkan polimer men$air dengan &is$ositas sangat kental dan tidak menguap.

Banyak bahan yang mempunyai berat molekul rendah, larut pada pelarut yang

mempunyai &is$ositas rendah, sedangkan sejumlah bahan polimer umumnya tidak larut

pada 2at pelarut dan kalau pun bisa larut &is$ositasnya sangat tinggi. Bahan polimer biasa

terbentuk oleh satuan struktur se$ara berulang, dimana unit tersebut dinamakan monomer.

Sebagai $ontoh adalah polietilene.

98


66/72

5. Berat molekul dan derjat Polimerisasi

Polipropilen terdiri dari banyak monomer propilen dalam rantai kombinasi

Polipropilen dibentuk oleh n satuan monomer propilen. )umlah satuan struktur yang

berulang ini "n# dikenal sebagai derjat polimerisasi. Berat molekul dari polimer "*#

adalah berat molekul satuan "a#, dikalikan dengan derjat polimerisasi "n#. )adi 4

* @ n.a

*olekul polimer disusun 4

a. %alam satu struktur rantai, seperti polietilen dan polipropilen.

b. %alam struktur tiga dimensi dengan ikatan ko&alen, seperti phenol dan

resin epoksi

$. %alam struktur hubungan silang seperti karet, dimana sebagian molekul

rantai terikat satu sama lain.

Sifat-sifat thermik dan mekanik dari polimer sangat berbeda tergantung pada

keadaan. Sebagai $ontoh; kebanyakan molekul rantai memberikan sifat thermoplastik

dengan menaikkan temperatur, dapat men$air dan mengalir. Bahan tersebut disebut bahan

polimer t(ermoplastik. %ilain pihak polimer yang struktur tiga dimensinya terkeraskan

karena pemanasan, tidak bersifat dapat mengalir lagi karena pemanasan, bahan ini

dinamakan resin termoset. Polimer yang dihubung-silangkan se$ara tepat dengan S atau

99


67/72

lainnya, seperti halnya karet, menunjukkan sifat elastomer, dapat berdeformasi karena

diregangkan dan kembali ke asal apabila dilepas.

Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut 4

5. *ampu $etak adalah baik. Pada temperatur relatif rendah bahan dapat di$etak

dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi dsb. Oang menyebabkan ongkos

pembuatan lebih rendah dari pada logam dan keramik.

. Produk yang ringat dan kuat dapat dibuat. Berat jenis polimer rendah,

dibandingkan dengan logam dan keramik "Berat jenis 5,7 ( 5,=#

0. Banyak diantara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik.

6. Baik sekali dalam ketahanan air dan 2at kimia.

8. Produk-produk dengan sifat-sifat yang $ukup berbeda dapat dibuat tergantung

pada $ara pembuatannya.

9. 1mumnya bahan polimer lebih murah

=. Kurang tahan terhadap panas

>. Kekerasan permukaan yang sangat kurang, bahan polimer yang keras ada, tetapi

masih jauh diba!ah kekerasan logam dan keramik.


68/72

. H3S+ 1+T1K P3+??1++ 1*1*

%ipakai sebagai bahan untuk memproduksi barang-barang yang diperlukan sehari-

hari, berbagai barang ke$il, kotak alat-alat listrik, film, dan lembaran tipis. Beberapa

$ontoh adalah 4

5. Polietilen.

%apat dikelompokkan berdasarkan massa jenis ; 7,


69/72

)enisnya 4 a#. polistiren keperluan umum adalah plastik yang paling umum dipakai.

B#. Polistiren yang mempunyai kekuatan impak yamg tinggi yaitu dengan $ara

penambahan $ampuaran karet sintetik.

Penggunaan polistiren keperluan umum dan yang mempunyai kekuatan impak tinggi,

dipakai untuk radio, TC, refrigrator, dan peralatan listrik lainnya, demikian juga untuk

barang-barang rumah tangga.

6. Polimetil *etakrilat.

*empunyai sifat, tembus $ahaya yang baik, kekuatannya 57 kali berat dari pada gelas

dan tahan $ua$a, dan mempunyai mampu $etak yang baik. Polimetil metakrilat yang

dimodifikasi untuk memperbaiki kekerasan permukaannya, ada yang keras sekeras

gelas, dipergunakan sebagai lensa optik "ka$amata#.

8. Poli&inil Klorida

Sifat dari jenis plaltik ini tahan korosi yang tinggi. Bahan poli&inil dibuat untuk

selang, pembungkus, kabel listrik, film, kulit imitasi, lembaran tipis, dan pipa lunak,

botol-botol, $at, dan alat perekat, mainan, sarung tangan tahan air, kulit berbusa, dan

pipa kaku.

9. Poli&inil asetat, dan Poli&inil al$ohol

Hesin &inil asetat, digunakan sebagai perekat. da dua jenis emulsi dan jenis larutan,

dimana sangat banyak dipakai. Perekat tersebut terutama dipakai untuk kayu lapis,

perekat kayu, kertas karton, pembuatan kantong, pengepakan dan untuk bahan busa.

9


70/72

Sedangkan Poli&inil alkohol, bahan ini dipergunakan untuk membuat serat tiruan.

Pada saat ini terutama dipakai untuk benang ban mobil, ban mesin dan bahan industri

lainnya.

=. Hesin Kopolimer

Hesin 3C "3tiln-Cinil-setat kopolimer#. ni adalah kopolimer dari etilen "3#, dan

&inil asetat "C#. Sifat-sifatnya berubah tergantung pada kadar dan berat molekul dari

C. Kalau C kurang dari = mendekati sifat polietilen dan kalau lebih dari itu akan

menjadi $airan yang sangat kental. )enis polimer ini banyak banyak digunakan dalam

pembuatan alat-alat listrik seperti peti es, mesin $u$i, radio, TC, dan lain-lain alat

rumah tangga, mainan anak-anak, alat-alat jam, alat-alat optik, perabot rumah tangga,

bahan konstruksi dsb.

. PISTI +%1STH

)enis polimer ini adalah plastik yang dapat digunakan sebagai bahan dan bagian-

bagian industri.

5. Poliamid "+ylon#

Sifatnya menunjukkan sifat khas dari nilon yang dipakai sebagai resin industri.

Bahan-bahan ini sifat khas yang kuat yaitu unggul dalam kekuatan tarik dan ketahan

impak dan juga unggul dalam pelumasan, ketahanan abrasi dan ketahanan kimia,

tetapi akibat sifat serap airnya, maka kestabilan dimensinya dan sifat listriknya jelek.

Penggunaannya kebanyakan bahan digunakan dalam bentuk serat. Bahan ini masa

jenisnya ke$il, koefisien gesek tinggi, kekuatan tekuk tinggi. +ilon sebagai serat

industri banyak dipakai untuk pembuatan tambang, benang ban mobil, jarring ikan,

=7


71/72

ban kon&eyor dan sebagainya. 1ntuk konstruksi banyak juga dipakai untuk bantalan,

bantalan lun$ur, roda gigi tanpa bunyi dan mengabsorb getaran, $am, dsb.

. Poliasetal

Bahan ini adalah resin termoplastik yang kristalin dengan struktur polyester yang

terdiri dari rantai molekuler gugus metilen "F# dan oksigen yang berulang. Bahan

ini unggul ditinjau dari kekuatan, ketahanan lelah, ketahan melar dan ketahanan

absrasi. Bahan ini juga lebih ringan dari pada logam, unggul dalam ketahan air,

pelumasan sendiri, dan menguntungkan dalam kemampuan pen$etakan, sehingga

bahan ini digunakan se$ara luas untuk roda gigi, bantalan, $am, roda ban, dan

komponen-komponen mesin lainnya.

0. Polikarbonat romatik.

)enis ini sangat baik ketahanan impak. %engan sifat-sifat ini, bahan ini dipergunakan

se$ara luas untuk komponen elektronik dan listrik, misalnya untuk tombol kontak,

penutup, komponen komputer, mesin listrik, kipas listrik dsb. %alam bidang mekanik

digunakan juga se$ara luas dan efektif untuk berbagai struktur, kipas, sambungan

pipa, mesin jahit, berbagai alat ukur, topi pelindung, badan kamera. )uga digunakan di

luar untuk alat lampu lalu-lintas, rangka jendela, dsb.

6. Hesin Poliester termoplastik jenuh

%engan sifat-sifatnya yang halus mengkilat, titik leleh yang yang relatif tinggi, maka

bahan unggul dalam kestabilan dimensi, karena serapan airnya dan koefisien ekspansi

termalnya rendah. Bahan ini mempunyai kekuatan tinggi, kekuatan mekanik yang

unggul, yaitu tekanan impak, ketahanan absrasi, koefisien gesek, ketahanan melar,

ketahanan retak tegangan yang baik.

=5


72/72

Bahan ini kebanyakan digunakan untuk pembuatan serat, film, botol, dsb.

8. Polisulfon

Bahan ini sukar dioksidasi karena adanya gugus sulfon. Sehingga bahan ini dapat

digunakan sampai temperatur 587o, dan bahan ini juga unggul dalam ketahanan

kimia. Galaupun tahan pada temperatur 587o dalam !aktu yang $ukup lama, sifat-

sifat mekanik dan listriknya tidak berubah. Karena sifat-sifat diatas maka bahan ini

banyak digunakan untuk komponen listrik, komponen mekanik, maupun komponen

mobil, dan juga digunakan se$ara luas untuk keperluas lainnya.

Documents

Diktat Material