1 / 129

Pendahuluan

Pendahuluan. Material Teknik. Buku Pustaka. Materials Science and Engineering, An introduction, William D. Callister Jr, Wiley, 2004 Ilmu dan Teknologi Bahan, Lawrence H. Van Vlack (terjemahan), Erlangga, 1995 Pengetahuan Bahan, Tata Surdia dan Shinroku Saito, Pradnya Paramita, 1995

Pat_Xavi
Download Presentation

Pendahuluan

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pendahuluan Material Teknik

  2. Buku Pustaka • Materials Science and Engineering, An introduction, William D. Callister Jr, Wiley, 2004 • Ilmu dan Teknologi Bahan, Lawrence H. Van Vlack (terjemahan), Erlangga, 1995 • Pengetahuan Bahan, Tata Surdia dan Shinroku Saito, Pradnya Paramita, 1995 • Principle of Materials Science and Engineering, William F. Smith, Mc Graw Hill, 1996

  3. Pokok Bahasan • Pendahuluan • Struktur dan ikatan atom • Struktur dan cacat kristal • Sifat mekanik • Diagram fasa • Proses anil dan perlakuan panas • Logam besi • Logam bukan besi • Keramik • Polimer • Komposit

  4. Material • Material adalah sesuatu yang disusun/dibuat oleh bahan. • Material digunakan untuk transfortasi hingga makanan. • Ilmu material/bahan merupakan pengetahuan dasar tentang struktur, sifat-sifat dan pengolahan bahan.

  5. Jenis Material • Logam Kuat, ulet, mudah dibentuk dan bersifat penghantar panas dan listrik yang baik • Keramik Keras, getas dan penghantar panas dan listrik yang buruk • Polimer kerapatan rendah, penghantar panas dan listrik buruk dan mudah dibentuk • Komposit merupakan ganbungan dari dua bahan atau lebih yang masing-masing sifat tetap

  6. Logam

  7. Keramik

  8. Polimer

  9. Komposit

  10. Struktur dan Ikatan Atom Material Teknik

  11. Pendahuluan • Atom terdiri dari elektron dan inti atom • Inti atom disusun oleh proton dan neutron • Elektron mengelilingi inti atom dalam orbitnya masing-masing • Massa elektron 9,109 x 10-28 g dan bermuatan –1,602 x 10-19 C • Massa proton 1,673 x 10-24 g dan bermuatan 1,602 x 10-19 C • Massa neutron 1,675 x 10-24 g dan tidak bermuatan • Massa atom terpusat pada inti atom • Jumlah elektron dan proton sama, sedangkan neutron neutral, maka atom menjadi neutral

  12. Model atom Bohr

  13. No. Element K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 s s p s p d s p d  f s p d  f s p d  f s 1 H 1 2 He 2 3 Li 2 1 4 Be 2 2 5 B 2 2 1 6 C 2 2 2 7 N 2 2 3 8 O 2 2 4 9 F 2 2 5 10 Ne 2 2 6 11 Na 2 2 6 1 12 Mg 2 2 6 2 13 Al 2 2 6 2 1 14 Si 2 2 6 2 2 15 P 2 2 6 2 3 16 S 2 2 6 2 4 17 Cl 2 2 6 2 5 18 Ar 2 2 6 2 6 19 K 2 2 6 2 6 -  1 20 Ca 2 2 6 2 6 -  2 21 Sc 2 2 6 2 6 1  2 22 Ti 2 2 6 2 6 2  2 23 V 2 2 6 2 6 3  2 24 Cr 2 2 6 2 6 5* 1 25 Mn 2 2 6 2 6 5 2 26 Fe 2 2 6 2 6 6 2 27 Co 2 2 6 2 6 7 2 28 Ni 2 2 6 2 6 8 2 29 Cu 2 2 6 2 6 10 1* 30 Zn 2 2 6 2 6 10 2 31 Ga 2 2 6 2 6 10 2 1 32 Ge 2 2 6 2 6 10 2 2 33 As 2 2 6 2 6 10 2 3 34 Se 2 2 6 2 6 10 2 4 35 Br 2 2 6 2 6 10 2 5 36 Kr 2 2 6 2 6 10 2 6 Konfiguration elektron unsur *Note Irregularity

  14. Tabel Periodik

  15. Elektronegatip dari Unsur

  16. Ikatan Atom Ionik

  17. Ikatan Atom Kovalen

  18. Ikatan Atom Logam

  19. Ikatan Atom Hidrogen

  20. Bilangan Koordinasi utk Ikatan Atom

  21. Struktur dan Cacat Kristal Material Teknik

  22. a b c d a b x Pendahuluan z • Kristal adalah susunan atom-atom secara teratur dan kontinu pada arah tiga dimensi • Satuan sel adalah susunan terkecil dari kristal • Parameter kisi struktur kristal • Panjang sisi a, b, c • Sudut antara sumbu a, b, d y

  23. z [111] y c a [110] b x Sistem Kristal Parameter kisi diklasifikasikan dalam tujuh sistem kristal dan empat belas kisi kristal • Arah kristal dinyatakan sebagai vektor dalam [uvw] • uvw merupakan bilangan bulat • Himpunan arah <111> terdiri dari [111], [111], [111], [111], [111], [111], [111], [111] [100]

  24. z Proyeksi pd sb y: b Proyeksi pd sb x: a/2 c y a b x Menentukan Indeks Miller Arah Kristal • Prosedur menentukan arah kristal x y z Proyeksi a/2 b 0 Proyeksi (dlm a, b, c) ½ 1 0 Reduksi 1 2 0 Penentuan [120]

  25. z Bid (110) mengacu titik asal O y c a b x Bid. (110) ekivalen z Bid (111) mengacu titik asal O y c a b x Bid. (111) ekivalen Bidang Kristal • Dinyatakan dengan (hkl) • hkl merupakan bilangan bulat

  26. Menentukan Indeks Miller Bidang Kristal z z’ • Prosedur menentukan bidang kristal x y z Perpotongan ~a -b c/2 Perpotongan (dlm a, b dan c) ~ -1 ½ Resiprokal 0 -1 2 Penentuan (012) c y a b x x’ bid.(012)

  27. 14 kisi kristal

  28. Kristal Kubik Berpusat Muka • Faktor tumpukan padat = total volum bola / total volum satuan sel = Vs/Vc = 4x(4/3 r3)/16r32 = 0,74 • Kerapatan = A / VcNA = (4x63,5) / (162x (1,28x10 -8)x(6,02x 1023)) g/cm3 = 8,89 g/cm3.

  29. Kristal Kubik Berpusat Bidang

  30. Kristal Heksagonal Tumpukan Padat

  31. Cacat Kristal • Cacat Kristal • Cacat titik • Kekosongan • Pengotor • Pengotor Intersisi • Pengotor Subtitusi • Cacat garis (dislokasi) • Dislokasi garis • Dislokasi ulir • Cacat bidang • Batas butir • Permukaan • Cacat volum

  32. Cacat Titik

  33. Dislokasi Garis

  34. Dislokasi Ulir

  35. Batas Butir

  36. Permukaan

  37. Inklusi

  38. Sifat Mekanik Material Teknik

  39. Sifat Mekanik • Material dalam pengunanya dikenakan gaya atau beban. • Karena itu perlu diketahuo kharater material agar deformasi yg terjadi tidak berlebihan dan tidak terjadi kerusakan atau patah • Karakter material tergantung pada: • Komposisi kimia • Struktur mikro • Sifat material: sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia Gaya/beban Material

  40. Sifat mekanik • Kekuatan (strength): ukuran besar gaya yang diperlukan utk mematahkan atau merusak suatu bahan • Kekuatan luluh (yield strength): kekuatan bahan terhadap deformasi awal • Kekuatan tarik (Tensile strength): kekuatan maksimun yang dapat menerima beban. • Keuletan (ductility): berhubungan dengan besar regangan sebelum perpatahan

  41. Sifat Mekanik • Kekerasan (hardness): ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaannya • Ketangguhan (toughness): jumlah energi yang mampu diserap bahan sampai terjadi perpatahan • Mulur (creep) • Kelelahan (fatique): ketahanan bahan terhadap pembebanan dinamik • Patahan (failure)

  42. Konsep tegangan (stress) dan regangan (strain) F • Pembebanan statik: • Tarik • Kompressi • Geser F F F F Beban kompressi Beban tarik F Beban geser

  43. Uji tarikStandar sampel untuk uji tarik • Tegangan teknik,  = F/Ao (N/m2=Pa) • Regangan teknik,  = (li-lo)/lo • Tegangan geser,  = F/Ao 2¼’ 0,505’ ¾’ 2’ R 3/8’

  44. Deformasi elastis Beban dihilangkan • Pada pembebanan rendah dalam uji tarik, hubungan antara tegangan dan regangan linier Teg. Modulus elastis Pembebanan Reg.

  45. Mesin uji tarik (Tensile Test)

  46. Deformasi elastis • Hubungan tsb masih dalam daerah deformasi elastis dan dinyatakan dengan • Hubungan diatas dikenal sebagai Hukum Hooke • Deformasi yang mempunyai hubungan tegangan dan regangan linier (proporsional) disebut sebagai deformasi elastis

  47. Hubungan tegangan geser dan regangan geser dinyatakan dengan  = G  • Dengan  = teg.geser  = reg.geser G = modulus geser

  48. Sifat elastis material Z • Ketika uji tarik dilakukan pada suatu logam, perpanjangan pada arah beban, yg dinyatakan dlm regangan z mengakibatkan terjadinya regangan kompressi pada x sb-x dan y pada sb-y • Bila beban pada arah sb-z uniaxial, maka x = y . Ratio regangan lateral & axial dikenal sebagai ratio Poisson z y x Z

  49.  = x/y • Harga selalu positip, karena tanda x dan y berlawanan. • Hubungan modulus Young dengan modulus geser dinyatalan dengan E = 2 G (1 + ) • Biasanya <0,5 dan utk logam umumnya G = 0,4 E

More Related