KLASIFIKASI dan SIFAT MEKANIK MATERIAL

Klasifikasi Material

Penggelompokkan atau klasifikasi material merupakan sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari, dengan adanya penggelompokan ini kita dapat memilih, menggunakan suatu material sesuai dengan yang diperlukan. Secara umum khususnya dalam bidang teknik, material teknik dikelompokkan pada tiga kelompok, yakni: logam, non logam, dan campuran (komposit).

A.      Logam
Material logam merupakan salah satu material yang paling banyak digunakan pada bidang industri dan teknik. Secara garis besar logam dikelompokkan pada dua kelompok, yakni: logam ferro dan logam non ferro. Logam ferro meruapakan logam yang mengandung unsur besi (ferro), seperti: besi, baja, dan besi cor . Sedangkan, Logam non ferro merupakan logam yang tidak mengandung unsur besi didalam kandungannya, seperti, aluminum, tembaga, magnesium, dan paduan-paduannya.

B.       Non logam atau material bukan logam

Material ini adalah material yang tidak mengandung unsur logam. Seperti: Polimer, Keramik, Kaca dan karet

·   Polimer merupakan senyawa yang besar yang terbentuk dari hasil penggabungan sejumlah unit unit molekul yang kecil. Polimer meliputi: thermoset dan thermoplastic yang di dalamnya termasuk juga karet dan plastic.

·   Keramik merupakan suatu bentuk bahan yang terbuat dari tanah liat dan bahan tambahan lainnya yang diproses dengan cara pembakaran, material ini meliputi keramik konvensional dan keramik modern. Seperti: gerabah, genting ubin, alat rumah tangga, semikonduktor, dan sampai komponen elektronik sampai pada komponen pesawat luar angkasa yang tahan temperatur tinggi.

·    Kaca (Glass) banyak dipakai karena sifat-sifatnya yang transparan, non toxic, inert (tidak bereaksi dengan berbagai bahan kimia), tidak mengakibatkan kontaminasi dan cukup kuat/keras. Kaca dibuat dari campuran berbagai oksida. Pada umumnya kaca adalah non kristalin/amorph, atom/molekulnya tidak tersusun menurut suatu pola tertentu seperti halnya logam, tetapi berupa suatu network tiga dimensi yang acak. Sebagian dari oksida itu berfungsi sebagai glass former yaitu yang membentuk network dari kaca. Sebagian berfungsi sebagai modifier biasanya akan memperlemah ikatan pada network sehingga menurunkan titik leburnya. Ada juga yang berfungsi sebagai intermediates.

C.       Komposit

Material komposit merupakan gabungan sebagai gabungan beberapa bahan, ataupun suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut. Sebagai contoh: beton, ban mobil, dan fiberglass. Beton merupakan komposit gabungan keramik dengan logam, yang bila beton dipotong masih termati atau terlihat logam baja dan tembok sebagai bahan keramiknya. Ban mobil merupakan bahan komposit gabungan polimer dan logam, yang bila potong, akan terlihat karet sebagai bahan polimer dan kawat baja sebagai bahan logamnya. Fiberglass merupakan bahan komposit gabungan polimer dengan keramik, dimana pada bahan tersebut terlihat serat-serat sebahan bahan keramiknya, dan plastik sebagai bahan polimernya yang juga merupakan matriknya.

SIFAT MEKANIK MATERIAL

       Sifat mekanik Material adalah Respon material terhadap beban meknaik atau kemampuan suatu bahan atau material dalam menerima beban. Sifat material ini sangat penting untuk diketahui terutama dalam pemilihan dan pembuatan suatu material atau produk, penggunaan bahan-bahan teknik secara tepat dan efisien akan meningkatkan nilai dari suatu material. Sifat-sifat mekanik material diantaranya sebagai berikut:

A.    Kekuatan (Strenght)

Merupakan kemampuan bahan untuk menahan tegangan tanpa kerusakan atau kemampuan suatu material dalam menerima beban, semakin besar beban yang mampu diterima oleh material maka benda tersebut dapat dikatakan memiliki kekuatan yang tinggi. Kurva yang diberi label strongest (terkuat) digambarkan sebagai kurva yang memiliki nilai sb-y tertinggi. Kemudian kurva yang diberi label Toughest adalah kurva yang memiliki nilai ketangguhan tertinggi. Ketangguhan suatu material dapat dilihat dari luas daerah sibawah kurva stress-strain nya. Semakin besar luas daerah di bawah kurva, maka material tersebut dikatakan semakin tangguh. Lalu untuk keuletan material digambarkan dari kurva yang diberi label most ductile. Keuletan menggambarkan bahwa material tersebut sulit untuk mengalami patah (fracture) yang dalam kurva dapat dilihat sebagai kurva yang memiliki nilai sumbu-x (strain / regangan) tertinggi.

Dalam Sifat ini bisa dikelompokkan lagi menjadi beberapa, seperti:

·    Tensile Strenght (Kekuatan Tarik) adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan material. Untuk logam ulet, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban lmaksimum, diman logam dapat menahan bebansesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut dengan kekuatan logam, kecil sekali kegunaannya. Kecenderungan yang banyak ditemui adalah, mendasarkan rancangan statis logam ulet pada kekuatan luluhnya. Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dipakai.Kekuatan tarik adalah besarnya beban maksimum dibagi dengan luas penampang lintang awal benda uji.

·   Compressive Strength( Kekuatan tekan) Kekuatan tekan ini adalah kemampuan bahan untuk menahan beban tekan tanpa hancur atau rusak. bahan tersebut dalam tekan.

·   Shear Strength ( Kekuatan Geser) Meruapakan kemampuan bahan untuk menahan offset atau melintang beban tanpa pecah terjadi. Keling menghubungkan dua bar yang ditampilkan di geser sementara bar sendiri dalam ketegangan. Perhatikan bahwa keling masih akan di geser jika bar berada di kompresi.

B.     Kekenyalan (Elastisitas)

Elastisitas adalah sifat kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran dan bentuk semula setelah diberi beban yang menyebabkan atau cenderung menyebabkan deformasi (perubahan bentuk), setelah beban dihilangkan. Sifat ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah.

C.     Plasticity

plastisitas adalah mnyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi permanen (deformasi plastis) tanpa terjadi kerusakan/pecah/putus. kecenderungan dari bahan untuk menjalani deformasi permanen di bawah beban ketika dikompresi.

D.      Kekakuan (Stiffness)

Merupakan kemampuan sifat yang didasarkan pada kemampuan bahan untuk menerima beban tanpa mengakibatkan terjadinya deformasi. Ukuran kekakuan suatu bahan adalah modulus elastisitasnya, yang diperoleh dengan membagi tegangan satuan dengan perubahan bentuk satuan-satuan yang disebabkan oleh tegangan tersebut.

E.     Keliatan (Ductility)

Ductility adalah sifat dari suatu bahan yang memungkinkannya bisa dibentuk secara permanen melalui perubahan bentuk yang besar tanpa kerusakan, Misalnya seperti tembaga yang dibentuk menjadi kawat. Tembaga, alluminium, dan besi tempa termasuk logam-logam yang ulet. Ukuran keliatan adalah presentase pertambahan panjang suatu spesium uji patah. Keliatan diperlukan pada batang atau bagian yang mungkin mengalami beban yang besar secara tiba-tiba, karena perubahan bentuk yang berlebihan akan memberikan tanda-tanda ancaman kerusakan.

F.      Kemamputempaan (Malleability)

Merupakan sifat suatu bahan yang bentuknya bisa diubah dengan memberikan tegangan-tegangan tekan kerusakan, seperti misalnya tembaga, aluminium, atau besi tempa yang dipukul menjadi berbagai bentuk atau baja yang dirol menjadi bentuk struktur atau lembaran.

G.    Kekerasan (Hardness)

Kekerasan adalah kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap tekik atau kikisan atau Kekerasan dapat diartikan ketahan suatu material terhadap deformasi lokal, misalkan ketahanan terhadap goresan. Bila suatu material digores maka yang akan menerima beban adalah bagian permukaannya saja bukan keseluruhannya, itulah mengapa goresan dikatakan hanya menghasilkan deformasi lokal. Kekerasan umumnya diukur dengan beberapa pengujian, seperti : uji Brinell, Vickers dan Rockwell

H.    Daya lenting (Resilience)

merupakan sifat bahan yang mampu menyerap energi yang terjadi akibat beban benturan atau pukulan secara tiba-tiba tanpa menyebabkan perubahan bentuk yang permanen. Sifat ini pada baja digunakan pada pegas, seperti pegas mobil, kereta api, jam dan sebagainya dimana energi harus cepat diserap tanpa menyebabkan perubahan bentuk permanen. Daya lenting kadang-kadang disebut sebagai “keuletan elastis”, mengingat energi harus diserap tanpa menegangkan bahan diluar batas elastisitasnya. Ukuran daya lenting adalah jumlah energi di mana volume satuan dari bahan telah menyerap tegangan sampai batas elastisnya.

I.       Keuletan (Toughness)

Keuletan adalah sifat dari suatu bahan yang memungkinkan menyerap sejumlah energi pada tegangan yang tinggi tanpa mengaibatkan terjadinya kerusakan, yang biasanya di atas batas elastis. Karena di atas batas elastis, tegangan tersebut akan menyebabkan perubahan bentuk permanen. Besi tempa, misalnya, adalah ulet, oleh karena itu dapat dibengkokkan tanpa mengalami kerusakan.

J.       Kemuluran (Creep)

Kemuluran merupakan sifat yang menyebabkan beberapa bahan pada tegangan konstan mengalami perubahan bentuk dengan perlahan, tetapi makin lama bertambah dalam suatu selang waktu. Kemuluran terjadi akibat dari perubahan waktu.

K.    Getas

Getas dari suatu material dapat diartikan ketidak mampuan suatu material untuk berdeformasi plastis. Material yang getas berarti bila diberi suatu beban dia hanya akan berdeformasi elastis, dan selanjutnya akan mengalami patah (fracture).

L.     Mampu mesin (Machinability)

Machinability adalah kesiapan suatu bahan dibentuk tertentu dengan alat-alat pemotong. Sifat sifat diatas adalah sifat mekanik suatu material. sifat mekanik itu sendiri ada karena ada suatu beban pada material tersebut. untuk mengetahui sifat tersebut dapat dilakukan beberapa pengujian material.

M.    Kelelahan (Fatigue)

Merupakan kecenderungan dari material untuk rusak bila menerima tegangan yang masih dibawah batas elastisnya yang bekerja berulang-ulang.

Sumber:

http://blog.ub.ac.id/sidiqdarmawan/2012/01/09/sifat-mekanik-suatu-material/

http://staff.unila.ac.id/atusi/files/2013/03/Sifat-Material.pdf

http://engineershandbook.com/Materials/mechanical.htm

http://dialegteknik.blogspot.com/2013/03/klasifikasi-dan-sifat-material.html

http://en.wikipedia.org

 Terima Kasih :)