Sifat Mekanik Yang Harus Dimiliki Oleh Bahan

Sifat mekanik suatu bahan adalah suatu sifat yang dimiliki oleh bahan yang berhubungan dengan kekuatan bahan tersebut pada saat menerima berbagai aspek pembebanan.

Sifat-sifat mekanik  dari bahan yang paling penting antara lain :

Kekuatan Bahan (strenght of materials)

Kekuatan bahan atau strenght of materials merupakan kemampuan dari bahan untuk menahan tegangan tanpa bahan mengalami kerusakan atau bisa diartikan juga kemampuan suatu bahan pada saat menerima beban, semakin besar beban yang dapat diterima oleh bahan maka bahan tersebut dapat dikatakan mempunyai kekuatan yang tinggi.

Dalam kurva tegangan-regangan (stress-strain) pada gambar dibawah ini dapat dilihat, bila semakin tinggi nilai tegangannya (stress) pada suatu bahan maka bahan tersebut akan lebih kuat.

Gambar. Perbandingan Kurva Stress dan Strain Hasil Uji Tarik untuk 3 Jenis Baja

Pada gambar diatas, untuk kurva yang diberi label strongest atau terkuat digambarkan sebagai kurva yang memiliki nilai stress yang tertinggi, kemudian untuk kurva yang diberi label toughest atau tangguh merupakan kurva yang memiliki nilai ketangguhan tertinggi.

Nilai ketangguhan pada suatu bahan dapat dilihat dari luas daerah yang berada di bawah kurva stress-strainnya. Semakin besar luas daerah yang berada di bawah kurva, maka bahan tersebut dapat dikatakan semakin tangguh. Lalu untuk nilai keuletan dari suatu bahan dapat di gambarkan dari kurva yang diberi label most ductile. Nilai keuletan menggambarkan bahwa bahan tersebut akan sulit untuk mengalami patah (fracture). Bahan yang memiliki nilai keuletan tertinggi dapat di gambarkan sebagai kurva yang memiliki nilai strain  (regangan) tertinggi.

Contoh aplikasi penggunaan kekuatan atau strenght pada benda yaitu pada pengaplikasian poros engkol pada mesin, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Poros Engkol

Pada saat berlangsungnya kerja mesin maka poros engkol ini akan menerima beban kombinasi secara dinamis yaitu baik beban puntir, beban tekan maupun beban gesek. Agar poros engkol ini mampu menahan ketiga beban tersebut sekaligus maka diperlukan pemilihan bahan, perhitungan komposisi bahan dan pengujian bahan secara tepat saat pembuatan poros engkol.

Elastisitas Bahan (elasticity)

Elastisitas bahan merupakan sifat dari benda yang cenderung mengembalikan keadaan benda ke bentuk semula setelah benda tersebut mengalami perubahan bentuk karena pengaruh gaya tekan atau gaya tarik dari luar.

Benda-benda yang memiliki nilai elastisitas atau memiliki sifat elastis contohnya adalah karet, pegas, dan lain-lain. Benda-benda yang memiliki nilai atau sifat elastisitas disebut dengan benda elastis. Sedangkan benda-benda yang tidak memiliki nilai atau sifat elastisitas atau tidak kembali ke bentuk awalnya setelah benda tersebut diberi gaya tekan atau gaya tarik dari luar disebut dengan benda plastis. Benda-benda plastis contohnya adalah tanah liat, lilin dll.

Gambar. Pegas

Jika suatu benda diberi gaya maka benda tersebut akan mengalami yang disebut dengan deformasi. Deformasi yaitu perubahan ukuran atau bentuk dari benda ketika benda tersebut diberikan gaya. Karena benda tersebut diberikan gaya, maka molekul-molekul benda akan bereaksi dan memberikan gaya balik untuk menghambat terjadinya deformasi. Gaya yang diberikan kepada benda tersebut dinamakan dengan gaya luar, sedangkan gaya reaksi oleh molekul-molekul benda dinamakan dengan gaya dalam. Ketika gaya luar dihilangkan, maka gaya dalam cenderung akan mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan awal atau semula.

Contohnya, apabila sebuah pegas diberikan gaya F (Perhatikan gambar dibawah), maka panjang pegas akan berubah.

Gambar. Gaya Diberikan Ke Pegas

Jika gaya yang diberikan ke pegas terus diperbesar, maka hubungan antara perpanjangan pegas dengan gaya yang diberikan dapat ditunjukkan pada grafik dibawah ini :

Gambar. Hubungan Perpanjangan Pegas Dengan Gaya

Berdasarkan grafik di atas, garis lurus OA memperlihatkan besarnya gaya F yang diberikan sebanding dengan pertambahan panjang x. Pada bagian ini pegas dapat dikatakan meregang secara segaris lurus atau linier. Jika gaya F yang diberikan ke benda diperbesar lagi sehingga melampaui titik A, maka garis sudah tidak lurus lagi (tidak linier). Hal ini dapat dikatakan jika batas linieritasnya sudah terlampaui, akan tetapi pegas masih bisa kembali ke bentuk awal atau semula.

Apabila gaya F yang diberikan ke benda diperbesar terus sehingga sampai melewati titik B, maka pegas akan bertambah panjang dan tidak akan kembali lagi ke bentuk awal atau semula setelah gaya tersebut dihilangkan. Hal ini disebut dengan batas elastisitas atau kelentingan pegas.

Jika gaya yang diberikan ke benda terus diperbesar lagi hingga mencapai di titik C, maka pegas tersebut akan putus.

Kesimpulannya, benda yang elastis memiliki batas elastisitas. Jika gaya yang diberikan ke benda telah melebihi batas elastisitasnya, maka akan mengakibatkan benda tidak akan mampu lagi untuk menahan gaya tersebut sehingga benda akan putus.

Kekerasan (hardness)

Kekerasan atau hardness dapat diartikan sebagai kemampuan yang dimiliki bahan untuk tahan terhadap pengikisan (abrasi), goresan dan penetrasi. Sifat kekerasan atau hardness ini juga berkaitan erat dengan sifat keausan (wear resistance). Dimana kekerasan atau hardness ini juga memiliki hubungan dengan kekuatan atau strenght.

Contoh aplikasi penggunaan kekerasan atau hardness pada benda yaitu pada penggunaan mata bor, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Mata Bor

Karena untuk proses pengeboran (drilling) diperlukan bahan yang sangat keras untuk mampu mengikis dan menembus benda kerja, maka bahan yang sering digunakan untuk pembuatan mata bor ini adalah baja HSS (High Speed Steel).

Keuletan Bahan (ductility)

Keuletan bahan atau ductility merupakan kemampuan yang dimiliki oleh bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk pada bahan secara permanen. Setelah tegangan yang diberikan ke benda tersebut dihilangkan maka bahan tersebut akan kembali ke ukuran serta bentuk awal atau semula.

Contoh aplikasi penggunaan keuletetan atau ductility pada benda yaitu pada pengaplikasian untuk pegas suspensi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Pegas Suspensi

Ketangguhan (toughness)

Ketangguhan atau toughness merupakan kemampuan yang dimiliki oleh bahan untuk menyerap beberapa energi yang diberikan ke bahan tanpa membuat dan mengakibatkan terjadinya kerusakan pada benda tersebut. Ketangguhan atau toughness juga dapat diartikan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ketangguhan atau toughness ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ketangguhan atau toughness ini sulit untuk diukur.

Contoh aplikasi penggunaan ketangguhan atau toughness pada benda yaitu pada pembuatan blok mesin, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Blok Mesin

Share :

Facebook Google+ Twitter