19
padat. Sebagai contoh, diketahui dari pembahasan sebelumnya bahwa struktur FCC memiliki struktur yang berbeda dari struktur HCP hanya dari
urutan penumpukkannya. Baik HCP dan FCC, dua lapisan awalnya memiliki urutan yang sama, yaitu AB. Jika lapisan ketiganya A maka
urutannya akan menjadi ABA yaitu struktur HCP, dan susunannya menjadi ABABABAB. Namun jika atom lapisan ketiga C maka urutannya akan
menjadi ABC yaitu struktur FCC. Jadi jika struktur HCP berubah menjadi ABABABCABAB, maka telah terjadi salah susun. Demikian juga pada
susunan FCC dengan pola ABCABCABC. Salah susun dalam sebuah struktur FCC akan muncul jika salah satu bidang C hilang, sehingga
susunannya akan menjadi ABCABCAB_ABCABC. Jika salah susun tidak segera melakukan koreksi diri tetapi sampai beberapa bidang atom, maka
akan menghasilkan salah susun kedua yang mirip dengan lapisan pertama. Misalnya jika pola penumpukan ABABABAB tetapi berubah
menjadi ABCABCABC untuk jangka waktu tertentu sebelum beralih kembali ke ABABABAB, hal itu menyebabkan terbentuknya salah susun
kembar twin. Daerah yang digaris bawahi pada urutan penumpukan yang terjadi ABCABC
ACBACBABCABC adalah bidang kembar dan
batas-batas kembarnya adalah bidang A.
Gambar 3.14. Cacat planar menghasilkan daerah kembar twin.
D. Rangkuman
1. Ikatan logam terjadi karena atom-atom dari logam terikat bersama dengan ikatan yang terdelokalisasi. Ikatan ini dapat terjadi antar atom-atom logam
20
yang memiliki elektronegativitas yang tinggi dan tidak menarik elektron valensinya dengan kuat. Hal ini mengakibatkan elektron terluar dapat
dipakai oleh atom disekitarnya, menghasilkan ion-ion positif kation yang dikelilingi oleh lautan elektron atau lebih dikenal dengan “awan elektron”.
2. Struktur umum kristal logam adalah hexagonal close packing HCP, face- centered cubic FCC dan body-centered cubic BCC. Strukturnya
bergantung dari n susunan atom-atom pada tiap lapisanya. 3. Jumlah atom pada unit sel FCC adalah 4 atom dan pada BCC adalah 2
atom. 4. Pada kristal logam dapat terjadi cacat:
- Cacat titik
- Cacat garis
- Cacat planar
5. Cacat titik terjadi karena terdapat ruang kosong yang biasa disebut dengan lowong vacancies, dimana sebuah atau lebih atom yang hilang.
6. Terdapat kumpulan atom yang tersusun dengan tidak sebagaimana mestinya dan biasanya disebut dengan dislokasi. Dislokasi didefinisikan
sebagai cacat dimana dua daerah dari kristal yang sempurna terganggu oleh suatu susunan atom kristal yang tidak sejajar dengan susunan yang
sempurna tersebut. Ada dua jenis sederhana dari dislokasi, yaitu:
‐
Dislokasi tepi Edge dislocation
‐
Dislokasi ulir Screw dislocation 7. Cacat planar terjadi pada permukaaan homogen antar butir material. Hal
ini terjadi karena adanya gangguan pada susunan urutan atom-atom. Cacat planar ada dua jenis yaitu:
‐
Salah tumpuk stacking fault
‐
Daerah kembar twin region.
E. Latihan
Jawablah kerjakan soal latihan berikut: 1. Mengapa ikatan logam membentuk ikatannya dengan cara terdelokalisasi?
Gambarkan ikatannya 2. Tuliskan struktur kristal logam dari :
21
- Aluminum - Nikel
- Perak - Titanium
- Emas - Besi
3. Gambarkan dislokasi tepid an ulir 4. Apa yang disebut dengan daerah kembar?
22
BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM
A. Pendahuluan
Material adalah suatu substansi yang dapat dibuat dan dimodifikasi komposisinya. Sejak peradaban manusia dimulai, material dan energi secara
bersama-sama digunakan oleh manusia untuk meningkatkan taraf hidup. Material berada dimana-mana disekitar kita. Beberapa material yang umum
yang biasa dilihat sehari-hari diantaranya kayu, beton, batu bata, plastik, kaca, aluminum, tembaga ,kertas dan masih banyak jenis material yang ada
disekitar kita. Dengan semakin banyaknya penelitian yang dilakukan, maka semakin pesat penemuan material baru saat ini.
Ini adalah suatu keahlian dasar yang wajib dimiliki oleh seorang penera ahli untuk memahami bagaimana berbagai sifat mekanik diukur dan sifat ini
mewakili untuk apa, para penera ahli mungkin diminta untuk merancang suatu struktur komponen dari suatu alat ukur dengan menggunakan material yang
telah ditentukan yang dan telah memperhatikan faktor tertentu sehingga tingkat deformasi dan atau kegagalan suatu alat ukur tidak akan terjadi.
Banyak materi, ketika dalam pemakaian akan menjadi sasaran kekuatan atau beban; contohnya pada pisau di timbangan meja yang terbuat dari besi
karbon yang didisain memiliki kekerasan tertentu dan pelat baja yang digunakan dalam pembuatan tangki timbun dan tutsit.
Dalam situasi seperti itu diperlukan untuk mengetahui karakteristik material dan untuk merancang bagian per bagian bagian dari alat tersebut dibuat
sedemikian rupa sehingga apapun yang dihasilkan deformasi dan pengaruh
Indikator keberhasilan:
Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan mampu : 1. Mengetahui sifat-sifat mekanik logam.
2. Mengetahui cara menentukan sifat-sifat mekanik.
23
dari lingkungan yang terjadi tidak akan berlebihan dan tidak akan mengubah karakteristik pengukuran dari alat yang ditera.
Perilaku mekanik suatu material mencerminkan hubungan antara respon atau deformasi ke beban yang diterapkan atau kekuatan yang diberikan. Beberapa
sifat mekanik yang penting adalah kekuatan, kekerasan, keuletan, dan kekakuan. Sifat mekanis bahan harus dipastikan dengan hati-hati dan
dilakukan perancangan dan pengujian dengan kondisi pemakaian.
Gambar 4.1. Pisau penunjuk dan bantalannya pada timbangan meja.
Gambar 4.2. Korosi pada tangki silinder. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan termasuk sifat beban yang akan
diterima, lama pemakaian serta kondisi lingkungan. Hal ini dimungkinkan untuk beban yang akan mengalami beban tarik, tekan, atau geser, dan
24
besarnya mungkin akan terus-menerus pada waktu tertentu, atau mungkin beban yang diberikan berfluktuasi terus menerus. Aplikasi waktu mungkin
hanya sepersekian detik, atau mungkin bisa berlangsung selama bertahun- tahun. Selain itu pengaruh suhu pemakaian dapat menjadi faktor penentu
lainnya. Sifat mekanik dari suatu bahan material akan penting bagi beberapa pihak
misalnya, produsen dan konsumen dari suatu bahan material, organisasi penelitian, lembaga pemerintah yang akan berbeda tingkat kepentingannya.
Akibatnya, sangat penting akan ada konsistensi dalam cara suatu tes dilakukan, dan dalam interpretasi hasil dari suatu pengujian. Konsistensi ini
dilakukan dengan menggunakan teknik pengujian yang telah di standarkan. Pengadaan dan publikasi standar ini sering dikoordinasikan oleh masyarakat
profesional. Di Amerika Serikat organisasi yang paling aktif adalah American Society for Testing and Materials ASTM. Referensi dalam pengujian dan
pemilihan material di Indonesia sebagian masih menggunakan acuan dari ASTM.
B. Konsep Tegangan dan Regangan
