TUGAS METALURGI FISIK

Oleh

SIHAR F LUBIS (03061005090)

JURUSAN MESINFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA2010

1) Jelaskan jenis-jenis pengerasan dan penguatan pada bajaJb aPengerasan regang (strain hardening)- Terjadi selama proses deformasi (forging rolling dll)- Jumlah dislokasi dan interaksi dislokasi meningkat mobilitas dislokasi berkurang Diperlukan gaya yang lebih besar agar deformasi dapat berlangsung

b Penguatan besar butir (grain boundary strengthening)- Batas butir = hambatan pergerakan dislokasi- Hall dan Patch menurunkan rumus kekuatan luluh (yield)

σys = σI + kyd-12Dimana σys = kekuatan yieldσI = resistansi overall kisi terhadap pergerakan dislokasiKy = parameter kunci yang menjadi ukuran kontribusiukuran pengerasan relatif dari batas butirD = ukuran butir

c Penguatan larutan padat (solid solution strengthening)- Bila dua unsur atau lebih membentuk fasatunggal maka ada interaksi medan tegangan atom yang larut dan dislokasi- Interaksi menyebabkan dislokasi sulit bergerak

d Pengerasan Presipitasi (Precipitate Hardening)- Bila kelarutan dalam paduan melampaui batas maka tumbuh partikel fasa kedua- Paduan dipanaskan hingga fasa tunggal (solution treatment)- Quench cepat terbentuk larutan padat lewat jenuh α (super saturated solid solution)- Bila paduan dipanaskan (aging) akan terjadi presipitasi partikel β didalam butir α atau pada batas butirnyaPresipitasi fasa kedua dalam matriks mempersulit pergerakan dislokasi dalam matriks Fungsi dari Fraksi volume (jumlah)1048707 Ukuran1048707 Distribusi1048707 Jenis1048707 Bentuk presipitasi

e Penguatan Dispersi (Dispersion Strengthening)- Menambah partikel oksida (Al2O3 dan ThO2 dalam Al atau Ni) yang menghalangi pergerakan dislokasi- Keunggulan ketahanan dan kemampuan menahan beban pada temperatur tinggi- ODS (Oxide-Dispersion Strengthening)- Cr sebagai larutan pada ketahanan korosi temperatur tinggi- Y2O3 untuk pengerasan dispersi- Untuk sudu turbin fan turbin gas dan lembaran tahan oksidasi atau korosi

2) Aluminium murni dalam bentuk plat kemudian dilakukan pengerolan dingin dengan beberapa tingkat reduksi pengerolan Estela itu dilakukan pengerjaan panas pada material yang telah diroll tersebutCoba anda jelaskan pengaruh proses pengerjaan panas tersebut terhadap perubahan sifat mekanikstruktir mikro dan sifat-sifat fisik logam tersebutJb

Gambar Struktur mikro dari aluminium murni

Table menunjukan sifat fisik aluminiumNama Simbol dan Nomor Aluminium Al 13Sifat FisikWujud PadatMassa jenis 270 gramcm3

Massa jenis pada wujud cair 2375 gramcm3

Titik lebur 93347 K 66032 oC 122058 oF

Titik didih 2792 K 2519 oC 4566 oFKalor jenis (25 oC) 242 Jmol KResistansi listrik (20 oC) 282 nΩ mKonduktivitas termal (300 K) 237 Wm KPemuaian termal (25 oC) 231 micromm KModulus Young 70 GpaModulus geser 26 GpaPoisson ratio 035Kekerasan skala Mohs 275Kekerasan skala Vickers 167 MpaKekerasan skala Brinnel 245 Mpa

Sifat Mekanik AluminiumSifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi Hal ini

disebabkan oleh fenomena pasivasi yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh Namun pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik karena dapat mencegah oksidasi aluminium

3) Jelaskan pengertian dari deformasi plastis dan elastis dan jelaskan mekanisme dislokasi dan cacat-cacat logam terhadap deformasi pada material bajaJb Secara makrokopis deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran Deformasi dibedakan atas deformasi elastis dan plastis Deformasi elastis perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang berkerja serta akan hilang bila bebannya ditiadakan (benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula) Deformasi plastis perubahan bentuk yang permanen meskipun bebannya dihilangkan

Dislokasi yaitu cacat bidang atau cata garis yang mempermudah terjadinya slip Dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam Hal ini disebabkan adanya tegangan geser Dislokasi yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi dalam skala mikroskopis Dislokasi dibedaka atas 2 jenis secara model ekstrem 1 dislokasi sisi (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya dan arah gerakan dislokasi searah dengan vektor Burgernya)

2 dislokasi ulir (garis dislokasi searah dengan vektor Burger arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger)

Hubungan deformasi dengan dislokasi a Akibat adanya tegangan maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar sehingga terjadi deformasib Selama bergerak dislokasi ndash dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerakc Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 1011 dislokasi per cm2 )d Akibat naiknya kerapatan dislokasi maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerake Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam

4) Kelarutan padat (Solid Solution) pada logam dapat terjadi dalam beberapa bentuk antara lain

aCampuran Mekanik (Mechanic Mixture)bIntersisi (Intersition)Jelaskan bagaimana pola campuran ini dapat terjadi pada logamberikan contoh logamnyaJb a Larutan padat sistem dua phasa (Campuran mekanik)

Adalah sistem campuran logam yang terjadi secara merata dan sempurna dimana masing-masing unsur masih memiliki sifat dan ciri aslinya Terdapat dua bentuk logam dengan campuran mekanik (mechanical mixture) yaitu

1 Logam kedua berbentuk sebagai partikel2 halus yang tersebar merata didalam grain-grain logam induk Partikel-partikel ini berfungsi sebagai phase kedua Misalnya pada campuran Tembaga dan Lead (timah hitam)

2 Logam dengan porsi volumetrik yang hampir sama dengan logam induk dan menempati posisi yang proporsional dengan logam induk Ikatan kedua logam bersifat mekanikal dan

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip

1) Jelaskan jenis-jenis pengerasan dan penguatan pada bajaJb aPengerasan regang (strain hardening)- Terjadi selama proses deformasi (forging rolling dll)- Jumlah dislokasi dan interaksi dislokasi meningkat mobilitas dislokasi berkurang Diperlukan gaya yang lebih besar agar deformasi dapat berlangsung

b Penguatan besar butir (grain boundary strengthening)- Batas butir = hambatan pergerakan dislokasi- Hall dan Patch menurunkan rumus kekuatan luluh (yield)

σys = σI + kyd-12Dimana σys = kekuatan yieldσI = resistansi overall kisi terhadap pergerakan dislokasiKy = parameter kunci yang menjadi ukuran kontribusiukuran pengerasan relatif dari batas butirD = ukuran butir

c Penguatan larutan padat (solid solution strengthening)- Bila dua unsur atau lebih membentuk fasatunggal maka ada interaksi medan tegangan atom yang larut dan dislokasi- Interaksi menyebabkan dislokasi sulit bergerak

d Pengerasan Presipitasi (Precipitate Hardening)- Bila kelarutan dalam paduan melampaui batas maka tumbuh partikel fasa kedua- Paduan dipanaskan hingga fasa tunggal (solution treatment)- Quench cepat terbentuk larutan padat lewat jenuh α (super saturated solid solution)- Bila paduan dipanaskan (aging) akan terjadi presipitasi partikel β didalam butir α atau pada batas butirnyaPresipitasi fasa kedua dalam matriks mempersulit pergerakan dislokasi dalam matriks Fungsi dari Fraksi volume (jumlah)1048707 Ukuran1048707 Distribusi1048707 Jenis1048707 Bentuk presipitasi

e Penguatan Dispersi (Dispersion Strengthening)- Menambah partikel oksida (Al2O3 dan ThO2 dalam Al atau Ni) yang menghalangi pergerakan dislokasi- Keunggulan ketahanan dan kemampuan menahan beban pada temperatur tinggi- ODS (Oxide-Dispersion Strengthening)- Cr sebagai larutan pada ketahanan korosi temperatur tinggi- Y2O3 untuk pengerasan dispersi- Untuk sudu turbin fan turbin gas dan lembaran tahan oksidasi atau korosi

2) Aluminium murni dalam bentuk plat kemudian dilakukan pengerolan dingin dengan beberapa tingkat reduksi pengerolan Estela itu dilakukan pengerjaan panas pada material yang telah diroll tersebutCoba anda jelaskan pengaruh proses pengerjaan panas tersebut terhadap perubahan sifat mekanikstruktir mikro dan sifat-sifat fisik logam tersebutJb

Gambar Struktur mikro dari aluminium murni

Table menunjukan sifat fisik aluminiumNama Simbol dan Nomor Aluminium Al 13Sifat FisikWujud PadatMassa jenis 270 gramcm3

Massa jenis pada wujud cair 2375 gramcm3

Titik lebur 93347 K 66032 oC 122058 oF

Titik didih 2792 K 2519 oC 4566 oFKalor jenis (25 oC) 242 Jmol KResistansi listrik (20 oC) 282 nΩ mKonduktivitas termal (300 K) 237 Wm KPemuaian termal (25 oC) 231 micromm KModulus Young 70 GpaModulus geser 26 GpaPoisson ratio 035Kekerasan skala Mohs 275Kekerasan skala Vickers 167 MpaKekerasan skala Brinnel 245 Mpa

Sifat Mekanik AluminiumSifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi Hal ini

disebabkan oleh fenomena pasivasi yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh Namun pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik karena dapat mencegah oksidasi aluminium

3) Jelaskan pengertian dari deformasi plastis dan elastis dan jelaskan mekanisme dislokasi dan cacat-cacat logam terhadap deformasi pada material bajaJb Secara makrokopis deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran Deformasi dibedakan atas deformasi elastis dan plastis Deformasi elastis perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang berkerja serta akan hilang bila bebannya ditiadakan (benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula) Deformasi plastis perubahan bentuk yang permanen meskipun bebannya dihilangkan

Dislokasi yaitu cacat bidang atau cata garis yang mempermudah terjadinya slip Dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam Hal ini disebabkan adanya tegangan geser Dislokasi yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi dalam skala mikroskopis Dislokasi dibedaka atas 2 jenis secara model ekstrem 1 dislokasi sisi (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya dan arah gerakan dislokasi searah dengan vektor Burgernya)

2 dislokasi ulir (garis dislokasi searah dengan vektor Burger arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger)

Hubungan deformasi dengan dislokasi a Akibat adanya tegangan maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar sehingga terjadi deformasib Selama bergerak dislokasi ndash dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerakc Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 1011 dislokasi per cm2 )d Akibat naiknya kerapatan dislokasi maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerake Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam

4) Kelarutan padat (Solid Solution) pada logam dapat terjadi dalam beberapa bentuk antara lain

aCampuran Mekanik (Mechanic Mixture)bIntersisi (Intersition)Jelaskan bagaimana pola campuran ini dapat terjadi pada logamberikan contoh logamnyaJb a Larutan padat sistem dua phasa (Campuran mekanik)

Adalah sistem campuran logam yang terjadi secara merata dan sempurna dimana masing-masing unsur masih memiliki sifat dan ciri aslinya Terdapat dua bentuk logam dengan campuran mekanik (mechanical mixture) yaitu

1 Logam kedua berbentuk sebagai partikel2 halus yang tersebar merata didalam grain-grain logam induk Partikel-partikel ini berfungsi sebagai phase kedua Misalnya pada campuran Tembaga dan Lead (timah hitam)

2 Logam dengan porsi volumetrik yang hampir sama dengan logam induk dan menempati posisi yang proporsional dengan logam induk Ikatan kedua logam bersifat mekanikal dan

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip

e Penguatan Dispersi (Dispersion Strengthening)- Menambah partikel oksida (Al2O3 dan ThO2 dalam Al atau Ni) yang menghalangi pergerakan dislokasi- Keunggulan ketahanan dan kemampuan menahan beban pada temperatur tinggi- ODS (Oxide-Dispersion Strengthening)- Cr sebagai larutan pada ketahanan korosi temperatur tinggi- Y2O3 untuk pengerasan dispersi- Untuk sudu turbin fan turbin gas dan lembaran tahan oksidasi atau korosi

2) Aluminium murni dalam bentuk plat kemudian dilakukan pengerolan dingin dengan beberapa tingkat reduksi pengerolan Estela itu dilakukan pengerjaan panas pada material yang telah diroll tersebutCoba anda jelaskan pengaruh proses pengerjaan panas tersebut terhadap perubahan sifat mekanikstruktir mikro dan sifat-sifat fisik logam tersebutJb

Gambar Struktur mikro dari aluminium murni

Table menunjukan sifat fisik aluminiumNama Simbol dan Nomor Aluminium Al 13Sifat FisikWujud PadatMassa jenis 270 gramcm3

Massa jenis pada wujud cair 2375 gramcm3

Titik lebur 93347 K 66032 oC 122058 oF

Titik didih 2792 K 2519 oC 4566 oFKalor jenis (25 oC) 242 Jmol KResistansi listrik (20 oC) 282 nΩ mKonduktivitas termal (300 K) 237 Wm KPemuaian termal (25 oC) 231 micromm KModulus Young 70 GpaModulus geser 26 GpaPoisson ratio 035Kekerasan skala Mohs 275Kekerasan skala Vickers 167 MpaKekerasan skala Brinnel 245 Mpa

Sifat Mekanik AluminiumSifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi Hal ini

disebabkan oleh fenomena pasivasi yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh Namun pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik karena dapat mencegah oksidasi aluminium

3) Jelaskan pengertian dari deformasi plastis dan elastis dan jelaskan mekanisme dislokasi dan cacat-cacat logam terhadap deformasi pada material bajaJb Secara makrokopis deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran Deformasi dibedakan atas deformasi elastis dan plastis Deformasi elastis perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang berkerja serta akan hilang bila bebannya ditiadakan (benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula) Deformasi plastis perubahan bentuk yang permanen meskipun bebannya dihilangkan

Dislokasi yaitu cacat bidang atau cata garis yang mempermudah terjadinya slip Dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam Hal ini disebabkan adanya tegangan geser Dislokasi yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi dalam skala mikroskopis Dislokasi dibedaka atas 2 jenis secara model ekstrem 1 dislokasi sisi (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya dan arah gerakan dislokasi searah dengan vektor Burgernya)

2 dislokasi ulir (garis dislokasi searah dengan vektor Burger arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger)

Hubungan deformasi dengan dislokasi a Akibat adanya tegangan maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar sehingga terjadi deformasib Selama bergerak dislokasi ndash dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerakc Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 1011 dislokasi per cm2 )d Akibat naiknya kerapatan dislokasi maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerake Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam

4) Kelarutan padat (Solid Solution) pada logam dapat terjadi dalam beberapa bentuk antara lain

aCampuran Mekanik (Mechanic Mixture)bIntersisi (Intersition)Jelaskan bagaimana pola campuran ini dapat terjadi pada logamberikan contoh logamnyaJb a Larutan padat sistem dua phasa (Campuran mekanik)

Adalah sistem campuran logam yang terjadi secara merata dan sempurna dimana masing-masing unsur masih memiliki sifat dan ciri aslinya Terdapat dua bentuk logam dengan campuran mekanik (mechanical mixture) yaitu

1 Logam kedua berbentuk sebagai partikel2 halus yang tersebar merata didalam grain-grain logam induk Partikel-partikel ini berfungsi sebagai phase kedua Misalnya pada campuran Tembaga dan Lead (timah hitam)

2 Logam dengan porsi volumetrik yang hampir sama dengan logam induk dan menempati posisi yang proporsional dengan logam induk Ikatan kedua logam bersifat mekanikal dan

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip

Sifat Mekanik AluminiumSifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi

oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi Hal ini

disebabkan oleh fenomena pasivasi yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh Namun pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik karena dapat mencegah oksidasi aluminium

3) Jelaskan pengertian dari deformasi plastis dan elastis dan jelaskan mekanisme dislokasi dan cacat-cacat logam terhadap deformasi pada material bajaJb Secara makrokopis deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran Deformasi dibedakan atas deformasi elastis dan plastis Deformasi elastis perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang berkerja serta akan hilang bila bebannya ditiadakan (benda akan kembali kebentuk dan ukuran semula) Deformasi plastis perubahan bentuk yang permanen meskipun bebannya dihilangkan

Dislokasi yaitu cacat bidang atau cata garis yang mempermudah terjadinya slip Dengan demikian adanya dislokasi akan menurunkan kekuatan logam Hal ini disebabkan adanya tegangan geser Dislokasi yang mencapai permukaan luar dapat diartikan menimbulakan suatu deformasi dalam skala mikroskopis Dislokasi dibedaka atas 2 jenis secara model ekstrem 1 dislokasi sisi (garis dislokasi tegak lurus terhadap vektor slipnya dan arah gerakan dislokasi searah dengan vektor Burgernya)

2 dislokasi ulir (garis dislokasi searah dengan vektor Burger arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger)

Hubungan deformasi dengan dislokasi a Akibat adanya tegangan maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar sehingga terjadi deformasib Selama bergerak dislokasi ndash dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerakc Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 1011 dislokasi per cm2 )d Akibat naiknya kerapatan dislokasi maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerake Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam

4) Kelarutan padat (Solid Solution) pada logam dapat terjadi dalam beberapa bentuk antara lain

aCampuran Mekanik (Mechanic Mixture)bIntersisi (Intersition)Jelaskan bagaimana pola campuran ini dapat terjadi pada logamberikan contoh logamnyaJb a Larutan padat sistem dua phasa (Campuran mekanik)

Adalah sistem campuran logam yang terjadi secara merata dan sempurna dimana masing-masing unsur masih memiliki sifat dan ciri aslinya Terdapat dua bentuk logam dengan campuran mekanik (mechanical mixture) yaitu

1 Logam kedua berbentuk sebagai partikel2 halus yang tersebar merata didalam grain-grain logam induk Partikel-partikel ini berfungsi sebagai phase kedua Misalnya pada campuran Tembaga dan Lead (timah hitam)

2 Logam dengan porsi volumetrik yang hampir sama dengan logam induk dan menempati posisi yang proporsional dengan logam induk Ikatan kedua logam bersifat mekanikal dan

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip

2 dislokasi ulir (garis dislokasi searah dengan vektor Burger arah gerakan dislokasi tegak lurus terhadap vektor Burger)

Hubungan deformasi dengan dislokasi a Akibat adanya tegangan maka dislokasi akan bergerak menuju permukaan luar sehingga terjadi deformasib Selama bergerak dislokasi ndash dislokasi tersebut bereaksi satu dengan yang lainnya Hasil reaksinya ada yang mudah bergerak dan ada pula yang sukar bergerakc Hasil reaksi yang sukar bergerak justru akan berfungsi sebagai sumber dislokasi baru sehingga kecepatan dislokasi akan bertambah (dari 106 108 dislokasi per cm2 dapat naik menjadi 1010 1011 dislokasi per cm2 )d Akibat naiknya kerapatan dislokasi maka gerakan dislokasi akan lebih sulit akibat makin banyaknya hasil reaksi yang sukar bergerake Akibat nyata dari sukarnya gerakan dislokasi adalah naiknya kekuatan logam

4) Kelarutan padat (Solid Solution) pada logam dapat terjadi dalam beberapa bentuk antara lain

aCampuran Mekanik (Mechanic Mixture)bIntersisi (Intersition)Jelaskan bagaimana pola campuran ini dapat terjadi pada logamberikan contoh logamnyaJb a Larutan padat sistem dua phasa (Campuran mekanik)

Adalah sistem campuran logam yang terjadi secara merata dan sempurna dimana masing-masing unsur masih memiliki sifat dan ciri aslinya Terdapat dua bentuk logam dengan campuran mekanik (mechanical mixture) yaitu

1 Logam kedua berbentuk sebagai partikel2 halus yang tersebar merata didalam grain-grain logam induk Partikel-partikel ini berfungsi sebagai phase kedua Misalnya pada campuran Tembaga dan Lead (timah hitam)

2 Logam dengan porsi volumetrik yang hampir sama dengan logam induk dan menempati posisi yang proporsional dengan logam induk Ikatan kedua logam bersifat mekanikal dan

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip

masing-masing logam masih memiliki ciri dan sifat masing-masing

b Larutan Padat Interstisi yaitu senyawa logam dimana atom logam yang larut menduduki sela antar atom-atom logam induk

Syarat terjadinya larutan padat interstisi - Atom2 logam terlarut harus memiliki valensi lebih dari satu - Radius atom harus 59 lebih kecil dari logam induk

5) Logam pemadu (Alloying elements) memberikan efek terhadap sifat mekanik materialantara lain Chormium dapat memberikan efek tahan terhadap korosi terhadap logam Carbon memberikan dampak meningkatnya kekerasan baja Jelaskan bagaimana efek-efek itu dapat terjadi pada bajaJb Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsure pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada kisi Kristal (christal lattice) atom besi Unsure paduam lain yang bisa ditambahkan adalah mangan (manganese) krom (chromium) vanadium dan tungsten Drngan menvariasikan kandungan karbon dan unsure paduan yang lain berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan Penambahan kandungan karbon dalam baja bisa meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile strength) namun di sisi lain bisa membuatnya getas (brittle) serta menurunkan kruletannya (ductility)

6) Strain Hardening merupakan fenomena pengerasan logam akibat deformasi plastis Ceritakan bagaimana pengerasan ini dapat terjadi Bagaimana kaitannya dengan proses slip pada logam

Jb Mekanisme deformasi secara mikro Secara mikro perubahan bentuk baik deformasi elastis maupun plastis disebabkan oleh bergesernya kedudukan atom-atom dari tempatnya semula Pada deformasi elasitis adanya tegangan akan menggeser atom-atom ke tempat kedudukannya yang baru dan atom-atom tersebut akan kembali ke tempatnya yang semula bila tegangan tersebut ditiadakan Jarak pergeseran atom secara elastis yaitu tidak kuran dari 05 Pada deformasi plastis atom-atom yang bergeser menempati kedudukannya yang baru dan stabil meskipun beban (tegangan) dihilangkan atom-atom tersebut tetap berada pada kedudukan yang baru Model pergeseran atom-atom tersebut disebut slip

Mekanisme slipAtom-atom logam tersusun secara teratur mengikuti pola geometris yang tertentu Adanya tegangan geser yang cukup besar maka atom akan bergeser dan berpindah serta menempati posisinya yang baru Bidang-bidang atom yang jaraknay berjauhan adalah yang kerapatan atomnya tinggi Maka bidang slip adalah bidang yang rapat atomnya tinggi Pergeseran atom-atom ini juga mempunyai arah yang disebut arah slip