Klasifikasi Material Teknik:
Secara garis besar material teknik dapat diklasifikasikan menjadi :
1. Material logam
2. Material non logam
Berdasarkan pada komposisi kimia, logam dan paduannya dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu:
1. Logam besi / ferrous
2. Logam non besi / non ferrous
Logam-logam besi merupakan logam dan paduan yang mengandung besi (Fe) sebagai unsur utamanya.
Logam-logam non besi merupakan meterial yang mengandung sedikit atau
sama sekali tanpa besi. Dalam dunia teknik mesin, logam (terutama logam
besi / baja) merupakan material yang paling banyak dipakai, tetapi
material-material lain juga tidak dapat diabaikan. Material non logam
sering digunakan karena meterial tersebut mempunyai sifat yang khas yang
tidak dimiliki oleh material logam.
Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu:
1. Keramik
2. Plastik (polimer)
3. Komposit
Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa
(compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge)
dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam. material jenis keramik
semakin banyak digunakan, mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu
tahan api, kaca, dan lain-lain, bahkan teknologi roket dan penerbangan
luar angkasa sangat memerlukan keramik.
Plastik (polimer) adalah material hasil rekayasa manusia, merupakan
rantai molekul yang sangat panjang dan banyak molekul MER yang saling
mengikat. Pemakaian plastik juga sangat luas, mulai peralatan rumah
tangga, interior mobil, kabinet radio/televisi, sampai konstruksi mesin.
Komposit merupakan material hasil kombinasi dari dua material atau
lebih, yang sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing material
asalnya. Komposit selain dibuat dari hasil rekayasa manusia, juga dapat
terjadi secara alamiah, misalnya kayu, yang terdiri dari serat selulose
yang berada dalam matriks lignin. Komposit saat ini banyak dipakai dalam
konstruksi pesawat terbang, karena mempunyai sifat ringan, kuat dan non
magnetik.
Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material /
komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan
kerusakan pada material/komponen tersebut.
Beberapa sifat mekanik yang penting antara lain:
1. Kekuatan (strength)
Merupakan kemampuan suatu material untuk menerima tegangan tanpa
menyebabkan material menjadi patah. Berdasarkan pada jenis beban yang
bekerja, kekuatan dibagi dalam beberapa macam yaitu kekuatan tarik,
kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.
2. Kekakuan (stiffness)
Adalah kemampuan suatu material untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya deformasi atau difleksi.
3. Kekenyalan (elasticity)
Didefinisikan sebagai kemampuan meterial untuk menerima tegangan tanpa
mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan
dihilangkan, atau dengan kata lain kemampuan material untuk kembali ke
bentuk dan ukuran semula setelah mengalami deformasi (perubahan bentuk).
4. Plastisitas (plasticity)
Adalah kemampuan material untuk mengalami deformasi plastik (perubahan
bentuk secara permanen) tanpa mengalami kerusakan. Material yang
mempunyai plastisitas tinggi dikatakan sebagai material yang ulet
(ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah
dikatakan sebagai material yang getas (brittle).
5. Keuletan (ductility)
Adalah sutu sifat material yang digambarkan seprti kabel dengan aplikasi
kekuatan tarik. Material ductile ini harus kuat dan lentur. Keuletan
biasanya diukur dengan suatu periode tertentu, persentase keregangan.
Sifat ini biasanya digunakan dalam bidan perteknikan, dan bahan yang
memiliki sifat ini antara lain besi lunak, tembaga, aluminium, nikel,
dll.
6. Ketangguhan (toughness)
Merupakan kemampuan material untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.
7. Kegetasan (brittleness)
Adalah suatu sifat bahan yang mempunyai sifat berlawanan dengan
keuletan. Kerapuhan ini merupakan suatu sifat pecah dari suatu material
dengan sedikit pergeseran permanent. Material yang rapuh ini juga
menjadi sasaran pada beban regang, tanpa memberi keregangan yang terlalu
besar. Contoh bahan yang memiliki sifat kerapuhan ini yaitu besi cor.
8. Kelelahan (fatigue)
Merupakan kecenderungan dari logam untuk menjadi patah bila menerima
beban bolak-balik (dynamic load) yang besarnya masih jauh di bawah batas
kekakuan elastiknya.
9. Melar (creep)
Merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik
bila pembebanan yang besarnya relatif tetap dilakukan dalam waktu yang
lama pada suhu yang tinggi.
10. Kekerasan (hardness)
Merupakan ketahanan material terhadap penekanan atau indentasi /
penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance)
yaitu ketahanan material terhadap penggoresan atau pengikisan.
Load
Didefinisikan sebagai kekuatan eksternal yang mendukung bagian dari sutau mesin. Beban ini terdiri dari 3 tipe, yaitu:
1.Beban tetap (steady load), dikatakan beban tetap apabila beban dalam
keadaan diam dimana benda tersebut tidak dapat erubah arah.
2.Beban gerak (variying load), apabila beban dapat dipindahkan secara kontiyu.
3.Beban kejut (shock load), apabila bebam digunakan dan dipindahkan secara tiba-tiba.
Tegangan
Saat gaya atau beban dari system eksternal terjadi pada benda kerja,
gaya internal aka muncul dari dalam benda kerja baik searah ataupun
berlawanan arah sebagai reaksi atas gaya eksternal tersebut. Stress
adalah besarnya gaya internal yangtimbul per satuan luas area pada benda
kerja.
1.Regangan
Adalah gaya yang diberikan pada suatu benda dengan memberikan tegangan
tarik sehingga benda tersebut juga mengalami perubahan bentuk.
2.Tensile Stress / Tegangan Tarik
Adalah suatu sifat bahan hubungan tegangan-regangan pada tarikan
memberikan nilai yang cukup berubah tergantung pada laju tegangan
temperature dll. Umumpnya kekuatan tarik lebih rendah daripada umpannya
seperti baja, duralumin dll.
Compressive Stress / Tegangan Tekan
Compressive in terjadi bila suatu benda kerj ayang menjadi sasaran
aksial yang sama ata berlawanan, dimana tekanan ini disebabakan pada
setiap sisi dari benda kerja dan inilah yang disebut dengan compressive
stress. Pertimbangan lain akan menunjukkan bahwa dengan adanya tegangan
beban, akan ada penurunan penjang benda kerja dimana perbandingan
pengurangan panjang dengan panjang asli suatu benda kerja dikenal
sebagai tegangan regangan.
Shear Stress / Tegangan Geser
Ketika benda kerja menjadi sasaran dua kekuatan yang sama atau
berlawanan, bergerak secara tangensial dengan sisi yang berlawanan,
dimana ini disebabkan pada setiap sisi dari benda kerja dan inilah yang
disebut shear stress. Dan yang berhubungan dengan regangan dikenal shear
strain, yang diukur dengan sudut deformasi yang berdekatan dengan shear
stress
Hukum Hook menyatakan bahwa ketika benda kerja pada sutu bahan yang
elastis maka tegangan akan seimbang dengan regangan. Dimana E adalah
konstanta maka dapat dikatakan modulus young, dan satuan yang digunakan
adalah kg/cm3 atau N/mm2.
Bearing Stress / Tegangan Dukung
Pembatasan compressive stress pada area antara 2 bagian dikenal sebagai
bearing stress. Bearing stress ini dapat digunakan dalam mendesign
penyambungan paku. Distribusi dari bearing stress ini tidak selalu sama
tetapi bergantung pada bentuk permukaan benda kerja dan sifat-sifat
fisik dari dua material tersebur. Sedangkan distribusi tekanan akan
sama. Bila pendistribusian stress sulit untuk ditentikan oleh karena itu
bearing stress biasanya dikalkuasikan dengan membagi beban pada beberap
area.
Bending Stress / Tegangan Tekuk
Dalam kegiatan perteknikan, bagian-bagian atau anggota structural
mungkin menjadi sasaran pada beban static atau dinamis yang disebut
sebagai bending stress. Sedikit pertimbangan akan menujukkan karena
adanya moment bending, kabel pada bagian atas benda kerja akan
diperpendek karena akompresi terebut.
https://teknikmesin10.wordpress.com/2011/06/25/pengertian-material-teknik/