ILMU BAHAN Material Science “SIFAT MEKANIK LOGAM: RESPON LOGAM TERHADAP TARIKAN” Mochamad Yusuf Santoso, S.T., M.T., M.Sc. Program Studi D4 Teknik Keselamatan dan Kesehatan (K3) Jurusan Teknik Permesinan Kapal Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Mengapa Belajar Sifat Mekanik Logam? Merupakan suatu kewajiban bagi seorang engineer untuk mengerti tentang bagaimana berbagai macam sifat mekanis dari bahan diukur dan representasinya. Ketika akan merancang struktur atau komponen menggunakan bahan yang telah ditentukan, maka tingkat deformasi (kerusakan) yang tidak diinginkan tidak perlu terjadi. Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Tegangan dan Regangan Jika beban statis dan berubah relatif lambat terhadap waktu (laju pertambahan pelan) dan dikenakan secara seragam pada penampang atau permukaan bahan, sifat mekanis dapat ditentukan dengan uji tegangan-regangan yang sederhana (stress-strain test) Pengujian pada metal umumnya dilakukan pada suhu ruang. Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Teknik Pengujian Stress-Strain (1): Empat cara bagaimana beban dikenakan terhadap bahan uji: Tensile load Compression load Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Teknik Pengujian Stress-Strain (2): Empat cara bagaimana beban dikenakan terhadap bahan uji: Shear load Torsional load Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Tension test (uji ketegangan) Metode paling umum dalam stress-strain test Spesiemen mengalami perubahan bentuk  patah Standard Ukuran Spesimen Tension Test Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Tension test (uji ketegangan) Peralatan untuk Tension Test Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Tegangan Teknik dan Regangan Teknik Engineering Stress: Engineering Strain: Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Compression test (uji tekan) Mirip dengan tensile stress, namun bebannya berupa tekanan Tegangan teknik dan regangan teknik dapat dihitung dengan persamaan yang sama dengan tensile stress, namun dengan perjanjian tertentu Informasi yang dihasilkan dari uji tekan sedikit Digunakan ketika ingin mengetahui sifat meterial terhadap tekanan yang besar dan tetap, atau ketika bahan rapuh terhadap gaya tarik Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Kemampuan bahan dalam menerima tegangan berbeda-beda Hukum Hooke Kemampuan bahan dalam menerima tegangan berbeda-beda Hubungan antara tegangan dan regangan adalah:  Hukum Hooke  Modulus Elastisitas / Modulus Young Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Modulus Elastisitas Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Modulus Elastisitas Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Poisson Ratio (Rasio Poisson) Perbandingan regangan lateral dan aksial Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Contoh Soal Tegangan tarik dikenakan pada batang silinder kuningan yang memiliki diameter 10 mm (0.4 in). Tentukan nilai dari beban yang dibutuhkan untuk mengasilkan perubahan diameter sebesar 2.5 x 10-3 mm (10-4 in) jika perubahan bentuk dalam keadaan elastis! v = 0.34 E = 97 x 103 MPa = 14 x 106 psi Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Perubahan dimana tegangan dan regangan adalah proporsional Elastic Deformation Perubahan dimana tegangan dan regangan adalah proporsional Ketika beban dilepas, maka spesimen akan kembali ke bentuk semula Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Plastic Deformation Perubahan bentuk yang tidak dapat kembali ke keadaan semula, walaupun beban tarik sudah dilepas Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Kekuatan Luluh (Bengkok) / Yield Strength Tingkat tegangan dimana perubahan bentuk plastis terjadi, atau ketika fenomena bengkok muncul Titik awal bengkok  P Tidak ditentukan secara presisi σy  kuat luluh Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Nilai maksimum tegangan pada kurva stress-strain Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Elastisitas (Ductility) Nilai dari perubahan bentuk plastis yang bertahan sampai patah Bahan yang mengalami sedikit atau tidak mengalami deformasi plastis saat patah disebut Brittle (rapuh) Ilmu Bahan: Genap 2014/2015

Elastisitas (Ductility) Dinyatakan dengan persentase elongasi (pemanjangan) atau persentase reduksi penampang panjang patah luas penampang pada daerah patahan Ilmu Bahan: Genap 2014/2015