Sifat Mekanik Material Logam

A. Sifat  mekanis logam

Sifat mekanik suatu bahan adalah kemampuan bahan untuk menahan beban-beban yang dikenakan kepadanya. Dimana beban-beban tersebut dapat berupa beban tarik, tekan, bengkok, geser, puntir,atau beban kombinasi. Beberapa sifat mekanis logam antara lain:

Kekuatan (strenght)

Menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut menjadi patah.

Kekerasan (hardness)

Dapat didefinisikan sebagai kemampuan bahan untuk tahan terhadap goresan , pengikisan (abrasi), penetrasi. Sifat ini berkaitan erat dengan sifat keausan (wear resistance).

Kekenyalan (elasticity)

Menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan.

Kekakuan (stiffness)

menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan / beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi.

Plastisitas (plasticity)

Menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastis (yang permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai proses pembentukan seperti, forging, rolling, extruding dan sebagainya. Sifat ini sering juga disebut sebagai keuletan atau kekenyalan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastis yang cukup tinggi dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan atau kekenyalan tinggi, dimana bahan tersebut dikatakan ulet atau kenyal (ductile).

B. Pengujian material logam

Melalui pengujian kita dapat mengetahui sifat – sifat mekanik logam dan sifat fisik lainnya. Seperti kekerasan, kekuatan, kekenyalan, kekakuan dan plastisitas bahan. Adapun jenis pengujiannya antara lain:

Uji kekerasan

Kekerasan suatu bahan pada umumnya, menyatakan terhadap deformasi dan untuk logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap deformasi plastik atau deformasi permanen. apabila yang menyatakan kekerasan sebagai ukuran terhadap lekukan dan ada pula yang mengartikan kekerasan sebagai ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai kekuatan dan perlakuan panas dari  suatu logam.

Terdapat 3 jenis ukuran kekerasan secara umum, yang bergantung pada cara pengujian ketiga jenis tersebut adalah:

Kekerasan goresan ( Stracht Hardness ), adalah kekerasan yang diukur dari hasil goresan yang terdapat pada benda kerja. misalnya cara pengujian MOHS.

Kekerasan Lekukan ( Identation Hardness ), adalah harga kekerasan yang diukur dari hasil lekukan yang terdapat pada benda kerja.

Kekerasan Pantulan (Rebound) atau kekerasan dinamik (Dinamic Hardness), adalah harga kekerasan yang diukur dari hasil pantulan yang lakukan pada saat pengujian.
Misalnya cara penekanan: BRINELL,  MEYER, VICKERS, ROCKWELL, dan lain-lain.

Penentuan kekerasan untuk keperluan industri biasanya digunakan metode. Pengukuran ketahanan penetrasi bola kecil, kerucut atau piramida. Pengujian kekerasan adalah salah satu dari sekian banyak pengujian yang dipakai. Karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa kesukaran mengenai spesifikasinya.

Pengukuran kekerasan digolongkan dalam kelompok pengujian tak merusak. dan diterapkan untuk inspeksi sebagai suku cadang karena kekerasan dengan kekuatan tarik sedang ketahanan aus berbanding terbalik dengan kekerasan.

Uji Tarik

Tujuan pengujian tarik adalah untuk mengetahui sifat mekanis dari suatu logam terhadap tarikan dimana sifat mekanis tersebut antara lain meliputi batas lumer. Kekuatan tarik, kekenyalan, pertambahan panjang dan pengecil luas penampang.

Uji impact

Uji impact adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading), sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan mudah patah. Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi yang besar ketika beban menumbuk spesimen.

Uji Fracture Toughness

Fracture toughness merupakan indikasi untuk menentukan berapa harga stress yang
diijinkan untuk meminimalisir perambatan cacat yang sudah ada sebelumnya,cacat yang terjadi mungkin muncul sebagai retak, void, inklusi, cacat las, desain diskontinuitas, semuanya.

Uji Creep

Definisi creep adalah aliran plastis yang dialami material pada tegangan tetap. Meskipun sebagian besar pengujian dilakukan dengan kondisi beban tetap, tersedia peralatan yang mampu mengurangi pembebanan selama pengujian sebagai kompensasi terhadap pengurangan penampang benda uji. Pada temperatur relatif tinggi, creep terhadi pada semua level tegangan, tetapi pada temperatur tertentu laju creep bertambah dengan meningkatnya tegangan.

Uji Puntiran

Uji puntiran adalah suatu perlakuan yang diberikan torsi tegak lurus terhadap diameter material tersebut pada kedua ujungnya secara berlawanan.fungsinya untuk mengatahui kekuatan puntir suatu material.

Struktur Mikro

Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui struktur mikro logam serta sifat – sifatnya. Selain itu juga untuk mengetahui pengaruh Heat Treatment terhadap perubahan struktur mikro dan perubahan sifat logam serta membandingkannya dengan sifat mekanik yang diinginkannya. Sifat – sifat logam, terutama sifat mekanik sangat dipengaruhi oleh struktur logam disamping komposisi kimianya. Misalnya suatu logam atau paduan  (dengan komposisi kimia tertentu) akan mempunyai sifat mekanik yang berubah – ubah, bila struktur mikronya diubah.

Struktur mikro dapat diubah dengan jalan memberikan  proses perlakuan panas atau Heat Treatment pada logam atau logam paduan, selain proses perlakuan panas, proses deformasi juga dapat mengubah struktur mikro dari logam atau logam paduan. Dalam pemeriksaan metalografi ini akan dilakukan dahulu perlakua panas, kemudian dilakukan pemeriksaan struktur mikro pada beberapa sample. Perubahan sruktur mikro berpengaruh terhadap sifat bahan.

Manfaat utama dalam metalografi untuk mengamati perubahan struktur mikro akibat proses yang dilakukan terutama untuk kualiatas komponen dan mengalisis perubahan struktur mikro, dimensi cacat, penjalaran retak, dan menghubungkan dengan prediksi kerusakan komponen. Beberapa sifat mekanis yaitu:
Ferrit
Austenit
Sementit
Bainit
Martensit dan lain – lainnya.