Pengetahuan Bahan Teknik

(1)

Bahan Ajar 14.DKK.1 1

PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK

A. Diagram Material Teknik

Secara garis besar material teknik dibagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu 1. Logam (metal) dan 2. bukan logam (non metal). B. Material Logam (Metal) 1. Logam ferro (besi) adalah logam yang mengandung besi a. Besi dapat berarti: - Besi murni (Fe) diperoleh dengan jalan reaksi kimia - Besi teknik adalah besi yang sudah bercampur dengan unsur lain (S, P, C, dan lain‐lain) - Besi mentah (besi kasar) adalah besi dengan zat arang lebih dari 3,7% b. Besi tuang adalah besi dengan zat arang 2,3 ‐3,6% c. Baja/besi tempa adalah besi dengan zat arang kurang dari 1,7% d. Besi karbon/baja karbon adalah campuran antara Fe + C + unsur lain seperti Mn, P, S, dan lain‐ lain. 2. Logam bukan besi (non ferro)

adalah logam yang tidak mengandung unsur Fe (besi). Kebanyakan sebagai paduan dengan logam lain kecuali logam mulia. Keterangan: Cu : Tembaga Cr : Krom Si : Silikon Ni : Nikel Al : Almunium Mg : Magnesium Be : Belium Au : Emas Ag : Perak Pt : Platina Kuningan : Cu + Zn Perunggu : Cu + Pb Logam (Metal)

Logam besi (ferro)

Besi/Baja Tempa

Baja Karbon

Besi/ Baja Tuang

bukan besi (non ferro)

Logam Mulia Au, Ag, Pt Logam Berat Logam Murni Cu, Cr, Si, Ni Logam Paduan - Kuningan - Perunggu Logam Ringan Logam Murni Al, Mg, Be Logam Paduan - Anticorodal - Aluman

Bukan logam (non metal)

Sintetis Termoplastik Termosetting Elastomers Bahan Alam - Karet - Gelas - Batu - Minyak - dll

(2)

Bahan Ajar 14.DKK.1 2 a. Logam berat adalah logam yang berat jenisnya di atas 5 kg/dm3

b. Logam ringan adalah logam yang berat jenisnya di bawah 5 kg/dm3

c. Logam mulia adalah logam yang sudah langsung dapat di pakai walau tanpa dicampur. Sifat: memiliki ketahanan kimia dan daya hantar listrik yang baik dan cukup kuat tetapi karena harganya mahal maka hanya dipergunakan untuk keperluan khusus. - Sifat Logam murni antara lain: a) Kadar kemurnian 99,9% b) Kekuatan tarik rendah c) Titik lebur tinggi d) Daya hantar listrik baik e) Daya tahan terhadap karat baik - Sifat Logam paduan antara lain: a) Kekerasan dapat ditingkatkan b) Kekuatan tarik dapat diperbesar c) Pemuaian dapat dikurangkan d) Titik lebur dapat dinaikkan atau diturunkan 3. Bukan Logam (non metal) dibutuhkan dalam teknik bangunan dan mesin, bangunan umum, teknik

proses, maupun keperluan lainnya. Digunakan sebagai bahan pengganti logam untuk beberapa keperluan, sebagai bahan utama dengan kemampuan yang dimiliki dan sifat‐sifat khas untuk berbagai keperluan. - Bahan pelumas: minyak, gemuk - Bahan baker: padat, cair, gas - Bahan Paking: perapat cairan dan gas - Bahan isolasi, bahan asah, bahan las, karet dan plastik

C. Sifat‐sifat Material Logam

1. Sifat logam antara lain:

a. Sifat mekanis adalah kemampuan logam untuk menahan beban yang dikenakan padanya,

baik statis, dinamis, berubah‐ubah dalam berbagai keadaan, suhu tinggi atau di bawah nol derajat. Berupa: kekenyalan, kekuatan, keuletan, liat, kegetasan , ketahanausan dan kekuatan tekannya.

b. Sifat Fisis adalah keadaan logam itu mengalami peristiwa fisika. Misalnya: terkena pengaruh

panas/ listrik, logam mencair atau berubah bentuk.

c. Sifat Kemis adalah kondisi bahan tersebut mampu menahan adanya zat kimia yang

dikenakan. Misalnya: pengaruh terkena zat asam, basa dan garam.

d. Sifat teknologis adalah kemampuan suatu bahan dalam pengerjaan secara teknis yaitu:

kemampuan dilas, dimesin, dituang, dan ditempa.

2. Ciri‐ciri dan kegunaan a. Besi

- Bidang patah berwarna kelabu sampai hampir hitam - Keuletan rendah (getas)

(3)

Bahan Ajar 14.DKK.1 3 - Mampu bentuk - Sifat konduktor rendah b. Baja karbon - Keuletan tergantung dari kadar karbon - Mampu bentuk - Konduktor yang baik c. Besi tuang Besi tuang adalah besi dengan komposisi sebagai berikut: C kadar 3–4 %, Si 1‐3%, Mn 0,5‐ 1%, S di atas 0,1%, dan P di atas 1%. d. Tembaga - Berwarna merah muda - Konduktor listrik dan panas yang baik - Mampu tempa dan bentuk - Patahan mempunyai butir yang halus mengkilap - Berat jenis 8,9 gr/cm3 - Titik lebur ± 11000C - Kekuatan tarik 200‐300 N/mm2 - Regangan 30% - Kegunaan: peralatan teknik pendingin, alat‐alat listrik, penutup baja, dll) e. Almunium (Al) - Lunak dan liat - Daya hantar panas dan listrik yang baik - Tahan terhadap korosi - Mudah dibentuk tetapi sukar dituang, sukar dilas - Warna putih keperakan - Berat jenis 2,6 gr/cm3 - Titik lebur ± 700 0C - Kegunaan: cincin paking, Pelapis baja, bahan baku cat f. Nikel (Ni) - Berat jenis 8,9 gr/cm3 - Titik lebur ± 1455 0C - Kekuatan tarik ±700 N/mm2 - Kuat, liat, tahan korosi - Warna keabu‐abuan - Sebagai pelapis logam dan unsur paduan - Kegunaan: gelang paking g. Magnesium (Mg) - Berat jenis 1,74 gr/cm3 - Titik lebur ± 650 0C - Sebagai unsur paduan

(4)

Bahan Ajar 14.DKK.1 4 - Dipergunakan untuk bangunan pesawat terbang dan bangunan mesin h. Seng (Zn) - Warna kelabu - Berat jenis 7,1 gr/cm3 - Titik lebur ± 4200C - Kekuatan tarik ±140 N/mm2 - Lunak, ulet, tahan korosi - sebagai pelapis plat, unsur paduan, bahan baku cat i. Timbel (Pb) - Lunak, empuk, tahan korosi - Warna keabu‐abuan - Berat jenis 11,4‐11,5 gr/cm3 - Titik lebur ± 3300C - Sebagai pelapis, logam paduan, bahan solder, gelang paking, bahan cat j. Logam paduan 1) Baja paduan Baja yang dipadu dengan unsur antara lain: Cr, Mn, Si, Ni, W, Mo, Ti, Al, Cu Contoh penggunaan sebagai:

a) Baja konstruksi (dipergunakan sebagai konstruksi bangunan, pembuatan bagunan‐ bangunan mesin)

b) Baja perkakas (sebagai bahan membuat alat‐alat perkakas, seperti: alat potong, caliber, stempel) c) Baja khusus (sifat tahan karat, tahan panas seperti Stainless steel). 2) Paduan tembaga a) Kuningan/Brass adalah paduan antara tembaga (Cu) dan Seng (Zn) b) Perunggu/Bronze adalah paduan antara tembaga (Cu) dan timah (Pb) D. Bahan Bukan Logam

Dibutuhkan dalam teknik bangunan dan mesin, bangunan‐bangunan umum, teknik proses, maupun keperluan lainnya. Digunakan sebagai bahan pengganti logam untuk beberapa keperluan, sebagai bahan utama dengan kemampuan yang dimiliki dan sifat‐sifat untuk berbagai keperluan.

1. Plastik/Polimer a. Termosetting

1) Poliester

Poliester terbuat dari batu bara, sifat keras dan tidak mudah dibengkokkan, penggunaan karosesi mobil, dinding perahu, alat‐alat listrik, dan lain‐lain.

2) Fenol Formadelhit (bakelit, pertinaks, novoteks)

Fenol Formadelhid bening seperti kaca, sebagai barang cetakan, bentuk plat dan lembaran. - Bakelit merupakan bahan pengisi bubuk kayu, serat asbes, bubuk grafit, bubuk mika

- Pertinaks/Novoteks mempunyai sifat tahan aus tinggi, digunakan sebagai bahan bantalan

(5)

Bahan Ajar 14.DKK.1 5 b. Termoplastik 1) Polieten Polieten mempunyai sifat: - Tahan terhadap kimia - Sebagai isolator frekuensi tinggi - Sifat mekanis sedang, lunak, kenyal untuk mainan anak‐anak dan alat rumah tangga 2) PVC (Poli Vinil Clorida) - Sebagai pipa dengan sifat mekanis baik tapi rapuh - Tahan terhadap zat kimia sehingga digunakan sebagai keran pompa, ventilator 3) Teflon Teflon mempunyai ciri‐ciri lunak sehingga bisa dibengkokkan, digunakan sebagai bantalan luncur dari perunggu, alat‐alat masak. 2. Pengolahan plastic a. Injection b. Ekstrusion c. Cetak Hembus (blowing)

(6)

Bahan Ajar 14.DKK.1 6 d. Cetak tekan (compression moulding) 3. Keramik

Dalam keteknikan, keramik mencakup berbagai jenis misal gelas/kaca, bata, batuan, beton, bahan ampelas, enamel porselen, isolator dielektrik, batu tahan apai, dan lain‐lain. 4. Kaca Kaca terdiri dari berbagai jenis, antara lain: a. Kaca natron (kaca jendela biasa) dipergunakan sebagai bahan pembuat botol b. Kaca kali/kaca bohemia dipergunakan sebagai alat‐alat laboratorium c. Kaca kristal dipergunakan sebagai alat optik d. Kaca corona dipergunakan sebagai alat optik 5. Asbes - Berwarna abu‐abu - Tidak terbakar - Isolator - Sebagai serat, batu tahan api, isolator listrik. 6. Bahan Perapat Adalah bahan yang dipakai untuk mengantarai dan menutup rapat dua buah ruangan (gas/cair). Contoh: karet, kertas, karton, fiber, gabus, kulit, dan lain‐lain.

(7)

Bahan Ajar 14.DKK.1 7 7. Bahan isolat Bahan yang digunakan untuk menahan pancaran panas, meredam suara, getaran dan menyekat listrik. 8. Bahan Komposit Komposit terdiri atas dua atau lebih bahan yang berbeda menjadi satu kesatuan. Matrik adalah bahan utama komposit yang membalut penguat (serat).

(8)

LEMBAR KERJA

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar! 1. Apakah perbedaan antara logam ferro dan non ferro? Berikan contohnya! 2. Sebutkan bahan‐bahan yang termasuk dalam kelompok logam? 3. Apakah yang dimaksud dengan logam berat? Berikan contohnya! 4. Apakah yang dimaksud dengan logam ringan? Berikan contohnya! 5. Apakah yang dimaksud dengan logam mulia? Berikan contohnya! 6. Sebutkan sifat dari logam murni? Berikan contohnya! 7. Sebutkan sifat dari logam paduan? Berikan contohnya! 8. Pemakaian logam sebagai bahan teknik didasarkan atas sifat‐mekanis, kemis, teknologi. Jelaskan pengertian masing‐masing sifat tersebut? 9. Buatlah perbandingan antara thermosetting dan thermoplastik? 10. Sebutkan dan jelaskan cara pengolahan plastik? 11. Sebutkan bahan keramik yang penting! Bahan mana yang paling banyak digunakan sebagai isolator busi? 12. Dibuat apakah kaca itu? 13. Sebutkan cirri‐ciri asbes dan kegunaannya? 14. Apakah yang dimaksud isolator? Berikan contohnya! 15. Apakah yang dimaksud dengan komposit? Berikan contoh komposit?

(9)

LEMBAR PENILAIAN

A.

Berilah tanda silang pada jawaban yang benar! 1. Logam ferro adalah logam yang mengandung ……. a. Fe b. Be c. Au d. Cu 2. Berikut ini adalah logam berat adalah ……. a. Cr, Cu, Si, Ni b. Cr, Cu, Si, Al c. Cu, Cr, Mg, Be d. Cu, Al, Mg, Be 3. Bronze adalah campuran antara ……. a. Tembaga dan mangan b. Timah dan tembaga c. Tembaga dan silikon d. Silikon dan almunium 4. Simbol Al, Mg, Be adalah nama dari ……. a. Alumin, mangan, belerang b. Almunium, magnesium, belium c. Almunium, magnesium, belerang d. Alumin, mangan, belium 5. Ringan, lunak, sukar dilas, sukar dituang, penghantar panas yang baik adalah ciri‐ciri dari ……. a. Tembaga b. Perak c. Almunium d. Magnesium 6. Contoh penggunaan baja perkakas adalah ……. a. Rangka bangunan b. Bagian‐bagian mesin c. Alat potong/pahat d. Stainless steel 7. Nama lain dari plastik adalah ……. a. Thermoplastik b. PVC c. Thermosetting d. Polimer 8. Plastik yang digunakan sebagai alat masak adalah ……. a. Nilon b. Poliester c. PVC d. Teflon 9. Kaca yang dipergunakan sebagai bahan botol ……. a. Natron b. Bohemia c. Kristal d. Korona 10. Karet, kertas, karton, kulit adalah bahan ……. a. Perapat b. Plastik c. Komposit d. Asbes

B.

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan dengan singkat dan benar!

1.

Apakah perbedaan antara logam ferro dan non ferro? Berikan contohnya!

2.

Apakah yang dimaksud dengan komposit? Berikan contohnya!

(10)

DAFTAR PUSTAKA

Sucahyo, Bagyo. 1999. Ilmu Logam. Jakarta: Tiga Serangkai. FTI/TM‐ITS. ………… Teknologi Mekanik. Surabaya: FTI/TM‐ITS