Mekanika dan Bahan

Pengenalan tentang bahan-bahan industri

JENIS-JENIS BAHAN

JENIS-JENIS BAHAN1. Metallics (metal and alloys) : ferrous, nonferrous, powdered materials2. Polymerics : human-made, natural, animal3. Ceramics : crystalline compounds, glass4. Composites : polymer-based, metallic-based, ceramics-based, cermets5. Others : electronic materials, lubricants, fuels, protective coatings, biomaterials, inert materials

METALLICS (METAL N ALLOYS) Metal are elements that can be defined by their properties such as : hardness, toughness, malleability, electrical-conductivity,thermal expansion.Mainly refers to Fe, Au, Al and Pb

METALLICS (METAL AND ALLOYS)Alloys : mengandung unsur logam yang dikombinasikan dengan unsur lain.Baja adalah alloy dari besi yang dibuat dengan menggabungkan antara besi, karbon dan beberapa unsur lain. Penggabungan ini diperlukan untuk memperbaiki properties dari masing-masing bahan penyusunnya.

JENIS-JENIS METALLICSFerrous : adalah logam besi atau alloy dengan paling sedikit 50 % adalah besiContoh ferrous : cast iron, wrought iron, steel dan stainless steelSemua alloys ini memiliki sifat-sifat yang sangat tergantung kepada jumlah unsur karbon yang ada dalam kandungannya

Various ferrous materials

JENIS-JENIS METALLICSNonferrous : unsur selain besi.Termasuk logam ringan seperti titanium (Ti) dan berilium (Be)Termasuk logam berat seperti copper (Cu), lead (Pb), zinc (Zn)Termasuk logam berat suhu tinggi seperti chromium (Cr), nickel (Ni), tantalum (Ta), tungsten.Tungsten memiliki titik didih tertinggi, 3400 0C

Various nonferrous materialsKawat tembagaLembaran sengTungsten

JENIS-JENIS METALLICSPowdered metals / sintered metals : alloys yang dihasilkan melalui penggerusan, penambahan additive, pemadatan, dan sintering (pemanasan mendekati titik leleh)Hasilnya adalah padatan nonporousDipakai karena kadang tidak praktis membuat alloys (mis terlalu mahal padahal butuhnya sedikit)Powdered metals bisa ferrous, nonferrous atau kombinasi keduanya

Various sintered materials

CONTOH PERKEMBANGAN High-temperature Materials

A requirement common to many material uses is combination of toughness (i.e. ductility), strength at high temperatures, inflammability, corrosion and oxidation resistance, and minimum weight.

Table High temperature materials: Non-dimensionalized parameters and performance index

MaterialYearDuctilityIndexNimonic19410.8120.271S-81619430.2460.357Nimonic 80A19440.3910.174Nimonic 9019450.9710.374L-60519470.5510.278M 25219490.0870.229Rene 4119500.4780.370Udimet19550.2750.361GMR 235195500.347Alloy 713c19550.2460.512Udimet 70019570.4200.405Nimonic 10519580.4930.310Nimonic 11519590.2900.369IN-10019600.0430.580B-190019620.0580.603Alloy 7131C19640.2750.510MM 50919640.3330.434MM 24619650.0720.679HA-18819661.0000.415MM 200 (DS)19660.0720.691Unitemp19700.1740.605

POLYMERICSPolymerics : bahan yang terbuat dari polimer baik buatan maupun alamiTerdiri dari : plastik, kayu dan elastomerPlastik dalam banyak hal telah berhasil menggantikan peran logam karena keunggulannya dalam - kemudahan proses- sifat-sifatnya dapat didisain pada waktu proses pembuatan

PolymericsPolimer biasanya ada dalam dua bentuk, yakni padatan semi kristalin dan padatan gelas

Various plastic materials

CERAMICSCeramics : crystalline compounds combining metallic and non-metallic elements. Termasuk :porselinrefractories (tahan panas) spt tantalum karbida structural clay spt bataglass (dimasukkan karena sifatnya mirip, amorf)

Various ceramics materialsFurnace part

CERAMICSSifat-sifat ceramics :kerasrapuh (no internal slip)kakutitik didih tinggiSecara struktur terdiri dari dua bagian- Atom pembentuk struktur kristal- Atom pembentuk glassy substance

COMPOSITESComposite is a material containing two or more integrated materials (constituents) with each materials keeping its own identity.Termasuk : bahan-bahan yang dikembangkan dalam industri bangunan, elektronik, teknologi ruang angkasa dan industri Tidak termasuk : natural material seperti kayu (lignin dan cellulose)

COMPOSITESJenis composites berdasar stukturnya :layersfibersparticleskombinasi ketiganya

COMPOSITESLayer composites :plywoodlaminated boardthermocouples (different metals welded together)safety glass (plastic sandwiched between sheets of glass)Particle composites :betonparticle board (wood chips in resin matrix)

COMPOSITESFiber composites : - fiber glass (glass fibers in polyester plastic matrix)- hardboard (vegetable fibers in adhesive matrix)- reinforced glass (wire mesh in glass matrix)- graphite epoxy (graphite fibers in an epoxy plastic matrix)

Various composites materialplywoodthermocouples

Various composites materialConcreteParticle board

Various composites materialsGraphite epoxy as wings aircraftSilicone fiberglass

The continuing trend in high-temperature materials capabilities. Based on their known properties, ceramic-matrix composites seem to offer a potential of raising turbine inlet temperatures from about 1,850F (1,000C) to as much as 2,700F or about 1,500C

AL-HAMDULILLAH