Pengetahuan Bahan Dan Pengujian Bahan

?

I

JA-- - J. I

'1"',-1.

Ll_

Soal-soalPengetahuan Bahan danPengujian Bahan

Wolfgang Weiszbach,Uwe Bleyer,Manfred Bosse

PUSTAKA SINAR HARAPANJakarta, 1993

I

Perpustakaan Nasional

WOt.FGA}IG

Terbitan (KDT)

Soal-soal pengetahuan bahan dan pengujian bahan/Wolfgang, LIwe Blcycr,Manfred Bosse ; diterjemahkan dari bahasa Belanda oleh RochyatiJoedodibmto ; editing, Begjo Habsoro. - Jakarta : Pustaka Sinar Harapan,1993.

86 hlm. : ilus. ; 21 cm.

Judul asli : Vraagstukken materialenkennis en materiaalbeproeving.ISBN 979-416-234-5

KATA PENGAIYTAR

Pada beberapa mata pelaj aran dasar lain, cara yang lazim digunakanadalah membahas soal dan jawaban yang berangsur-angsur se-

makin sukar, sehingga bahan pelajarannya dikuasai oleh siswa.Dengan demikian siswa itu juga mengerti soal-sbal jenis mana yangdapat diselesaikan dengan apayang telah dipelajarinya.

Dengan kumpulan pertanyaan dan soal-soal dalam buku ini, makauntuk mata pelajaran Pengetahuan Bahan, hal ini juga telahdimungkinkan.

Dengan demikian untuk mata pelajaran Pengetahuan Bahan, bukuini menyajikan suatu sistem belajar-mengajar yang sangat sesuai,baik dalam penyajian bahan pelajaran maupun untuk mempelajaridan menguasainya.

Dengan berbagai pertanyaan dan soal di dalam buku ini, makakepada siswa yang bekerja secara teratur dan terarah, disediakankemungkinan untuk mencapai hasil studi yang diinginkan secaralebih pasti dan lengkap.

Untuk tujuan tersebut, maka bab-bab dalam buku pelajaran danbuku soal-soal ini dibahas dengan urutan yang sama (lihat daftar isi).Dengan demikian, maka pada setiap pertanyaan siswa tidak hanyamendapatkan jawabannya dengan cepat, tetapi sekaligus juga selu-ruh bahan pelajaran yang berhubungan dengan pertanyaan itu.

Untuk kritik dan saran, kami mengucapkan terima kasih sebelumdan sesudahnya. Akhirnya bagi semua yang menggunakan buku inikami ucapkan selamat mencapai hasil yang gemilang.

1. Bahan-Pengujian. I. Judul. II. Bleyer, Uwe.lV. Yudodibmto, Rokhyati. V. Habsoro, Begio.

Bosse, Manfred.

620.1 1

Pemrakarsa penerbitan buku-buku politeknik ini adalah:Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik, Departemen Pendidikan dan Kebu-dayaan; Stork Demtec bv, Nederland; PT Stork Demtec Indonesia; Yayasan DharmaBhakti ASTRA, Soedarpo Corp.; Penerbit harian umum Szaro Pembaruan; PustakaSinar Harapan.

SOALSOAL PENGETAHUAN BAHAN DAN PENGUJIAN BAI{AN

Pengarang: Wolfgang Weiszbach, Uwe Bleyer, Manfred Bosse

0I/PKS/g3Desain sampul oleh Tim PSHJudul Asli Bahasa Jermat Aufgabenmrnmlung Vlerhtoflhunde undWerkstoffprufungJudul Bahasa Belanda: Vraagstukken Materialenkennis enMateriaa.lbeproeuingTecnische Uitgeverij De Vey Mestdagh bv, 1981Hak terjemahan Indonesia pada Pustaka Sinar HarapanDiterjemahkan dari bahasa Belanda oleh Dr. Rochyati JoedodibrotoEditing teknis oleh Ir. Bagio Habaoro, MSMAEEditing bahasa oleh PSH

t)/ o48 /0D /f/ fg

Penerbit

DAFTAR, ISI

1. PENGETAHUAN DASAR.

1.2. Sifat-sifat Bahan 13

1.3. Pengetahuan Dasar dari Ilmu Logam 131.3.1. Penggolongan Logam dan Jumlah Terdapatnya............ 131.3.2. Sifat-sifat Logam dan Ikatan Logam 141.3.3. Berbagai Jenis Kisi Kristal Logam 151.3.4. Terjadinya Struktur... 161.3.5. Penggunaan Kalor Pengkristalan untuk Analisa

Termal....... 171.3.6. Pengaruh Struktur Kristal pada Sifat-sifat

Mekanis .......L.3.7. Penguatan D;;; ....................:.......................................1.3.8. Rekristalisasi................

1.4. Paduan Biner1.4.1. Peraturan UmumL.4.2. Terjadinya Sebuah Diagram Keadaan

(Diagram Fasa).........1.4.3. Cara Membaca Diagram Keadaan1.4.4. Sifat-sifat umum paduan dari golongan I ...........1.4.5. diagram keadaan dari golongan dasar II (sistem :

kristal campuran).L.4.6. Sifat-sifat umum dari suatu struktur kristal

campuran

Petuqiuk untuk Pemakai

. Buku pelajaran dan kumpulan pertanyaan serta soal untukmempelajari masalah ini, merupakan satu kesatuan dan salirngmelengkapi.

o Pembagian soal dan pertanyaan-pertanyaan untuk belajar dibagike dalam bab-bab dan pasal-pasal yang sama seperti dalambuku ajar.

. Namun untuk beberapajawaban perlu dipelajari juga pasal daribab yang'lain'.

. Jawaban untuk pertanyaan dan tugas dapat diberikan secarasingkat; jawaban jangan sekali-kali menjadi karangan' atau'ceritera'.

Soal-soal umumnya mengikuti teks dalam buku ajar; oleh sebabitu maka siswa dapat mempelajari kedua buku, buku ajar danbuku pertanyaan bersama-sama.

Pada pertanyaan kadang-kadang terdapat petunjuk (biasanya diantara kurung) mengenai luasnya isi jawaban yang diharapkan.

13

t7202L

2L21

232424

25

26

at

2.1.

2.2.

PADUAN BESI KARBON. 27

Grafik Pendinginan dan Bentuk Kristal Besi Murni... 27

Bentuk Beku.......... .. 29

2.3.2.3.t.2.3.2.

2.4.

2.4.L.2.4.2.

3.

Diagram Besi Karbon ................PembekuanPerubahan dalam keadaan Padat dan PembentukanPerlit

Sifat-sifat Paduan Baja dan Paduan Besi yang Ber-gantung pada Kadar Karbon dan Pengotoran ..............Pengaruh KarbonPengaruh Pengotoran dan Pencampuran

PEMBUATAN BESI MENTAII DAN BA,IA

Produksi Baja ..........

Pembekuan Baja ..........

4. PERI,AIruAN PANA,S PADA BAJA

3030

31

4.4.2. Perlakuan Panas 514.4.3. Arti dan Penerapan dari Pengerasan Endapan. .......... 52

4.5. Cara-cara Khusus untuk Memperkeras Permukaan.... 524.5.L. Umum 524.5.2. Pengarbonan................ 534.5.3. Penitroan 544.5.4. Pengerasan Permukaan dengan Pemanasan Setempat

dan Pengejutan .......... 544.5.5. Cara-cara Lain untuk Mendapatkan Lapisan Per-

mukaan yang Tahan Aus......... .................... bb

JD

35JI

3.6.

56

56

57

58

59

59

61

61

61

5.4.

39

39

40

43

43

434344

44454546

46474849

5050

b.

5.1.

5.2.

5.5.

5.6.

BAHAN COR BESI

Ikhtisar dan Pengelompokan

Baja Cor

Besi Cor PIat...........

Besi Cor Nodular

Besi Cor Tempa

5.3. Pembentukan Struktur dan Grafrt................. 574.t.

4.2.4.2.1_4.2.2.4.2.3.

4.2.4.4.2.5.4.2.6.

4.3.4.3.1.4.3.2.4.3.3.4.3.4.

4.3.5.

4.4.4.4.t.

8

Umum

Perlakuan PanasPerlakuan Panas (Penghalusan Butir)Perlakuan Panas KasarPerlakuan Panas Lembut (Pemanasan MenjadiSementit atau Berbutir atau Globular)Perlakuan Panas TeganganPerlakuan Panas DifusiPerlakuan Panas Rekristalisasi ..............

Pengerasan dan Pemuliaan ............MekanismeProses PengerasanPengerasan TembusPerubahan Bentuk oleh Pengerasan dan TindakanPencegahannya ...........Pemuliaan

Pengerasan Endapan

6. BAJAPADUAN

6.1. , Umum

6.2. Pengaruh lJnsur-unsur Paduan pada Struktur danPada Diagram Fe-C...

6.3. Pengaruh lJnsur-unsur Paduan pada KetahananKorosi Baja .......... .......,r.!........

5151Mekanisme dalam

62

7. LOGAM.LOGAMBI]KANBESI.........

'7-1.. IJmum7.2. Penamaan dan Petunjuk dari Logam- logam NF dan

Paduannya (Kodifikasi)

7.3. Aluminium7.3.1. Terdapatnya dan Cara Memperolehnya ..........7.3.2. Sifat-sifat dan Penerapan dari Aluminium Murni .......7.3.3. Paduan Aluminium-Pengaruh dari Unsur-unsur

Paduan7.3.4. Ikhtisar dari Paduan-paduan Aluminium7.3.5. Pengerasan Endapan Paduan Aluminium

7.4. Tembaga7.4.2. Sifat-sifat dan Penerapan Tembaga Murni7.4.3. Paduan Tembaga; Umum

METALIJRGI SEBBIII(, LOGAM SINTER 69

KOROSI DAN PERLINDI]NGAN TERIIADAPKOROSr... 70

BAITAN BUATAN/SrNIETrK.. ................... 72

10.1. Umum

10.2. Terjadinya Makro-molekul .............

10.3. Struktur Molekul dan Pengaruhnya pada Sifat- sifat.. 74

10.4. Pengaruh Penambahan................

10.5. Pengeras Termo (Iermoset)

10.6. Termoplast

11. PENGUJTAN BAHAN..... ...---.... 7964

64

64

1 1.1.tt.2.11.3.

tl.4.11.4. 1.

tl.4.2.

11.6.

Tujuan dari Pengujian BahanPenelitian Sifat-sifat Khas Bahan ................Pengukuran Kekerasan ........'.......

Uji Kekuatan dengan Beban StatisGejala Patah UmumUji Tarik

Uji Kekenyalan

797979

818182

656565

666767

686868

83

8.

9.

10.

72

72

75

76

10

77

11

1. PENGETAIIUAN DASAR

1.2. Sifat-sifat Bahan

Tujuan: Siswa harus dapatmenyebutkan sifat-sifat bahanyang terpenting, dapat memba-ginya menjadi empat golongandengan conto h- conto h sede r hana,dapat mene ranghan bagaimanasifat-sifat itu berhaitan denganempat ciri dari struktui dalam-nya.1) Sifat-sifat bahan dapat diba-

gi dalam empatgolongan uta-ma. Sebutkan golongan-go-longan tersebut dan berikanuntuk setiap golongan duasifat sebagai contoh !

2) Sifat-sifat tersebut dapat di-terangkan dari strukturdalam, yang dapat ditentu-kan dengan empat ciri pe-ngenal. Ciri pengenal mana-kah itu?

3) Untuk sesuatu zat, ciri pe-ngenal manakah yang dapatkita pengaruhi dalam batas-batas tertentu ?

4) Denganapa kitadapatmeng-ubah struktur halus (kisiatom) sesuatu bahan terten-tu, misalnya besi (a, b)?

5) Di antara empat ciri penge-nal dasar, yang manakah

yang paling berpengaruhpada sifat-sifat mekano-tek-nologis suatu bahan ?

6) Periksalah, bagaimana satusifat tertentu berubah, jikastruktur dari contoh-contohbahan yang disebut di bawahini diubah ?

Contoh: Beton bertulang denganbesi sedikiVbanyak (kekuatanbertambah):

a. isipensildari:grafiUgrafitdengan banyak lempung

b. termoplast: murni/de-ngan serat gelas

c. lapisan rem dengan: ka-dar logam rendah/tinggi

d. baja sinter dengan: porisedikiUbanyak

e. logam keras disinter de-ngan: wolfram karbida

1.3. Pengetahuan Dasardari Ilmu Logam

1.3.1. Penggolongan Logamdan Jurrlah Terdapat-nya

Tujuan: Sisua harus dapatmenyebutkan 3 syarat pentingyang harus dipenuhi bahan lo-

:

13

gam. Selain itu ia harus dapatmenggolonghan ba han- bahantersebut dengan tiga cara yangbiasa digunakan, dan berikancontoh-contohnya.

1) Apakah syarat-syarat pen-tingyang harus dipenuhi ba-han logam, dan juga produkyang dibuat daripadanya

a. dapat bemmur panjang(tahan lama)

b. dapatmenjalankanfung-sinya

c. tidak terlalu mahal ?

Logam-logam dibagi dalam 2golongan berdasarkan keta-hanannya terhadap penga-ruh kimia. Sebutkan dan beri-kan dua contoh untuk ma-sing-masing golongan !

Logam-logam dibagi dalamtiga golongan berdasarkanmassa jenisnya. Sebutkandan berikan dua contoh un-tuk masing-masing golongan !

Logam-logam dibagi dalamtiga golongan berdasarkansifat termisnya (titik leleh).Sebutkan dan berikan duacontoh untuk masing-masinggolongan !

Dua logam yang manakahyang paling banyak terdapatdi kulit bumi?

1.3.2. Sifat-sifat Logarn rlnnIkatan Logam

Tujuan: Siswa harusdapat meng-gam b ar han b ag a imana te rj ad i n -

ya ihatan logam, dan juga fungstdari elehtron-ualensinya, sertagaya-gaya yang bekerja, dan si-fat-sifat bahan yang dapat di-haraphan sebagai akibatnya.1) Perbedaanpentingmanakah

yang ada antara awan elek-tron logam dari atom logamdan atom metaloida (bukanlogam)?Mengapakah atom-atom lo-gam mempunyai kecende-rungan untuk berkaitan de-ngan atom lainnya ?

Bagaimanakah perubahanmuatan atom jika me-lepaskan elektronnya ?

Bagaimanakah kelakuandari elektron-valensi dalamsuatu logam ?

Gaya-gaya apakah yang be-kerja di dalam logam ?

Bagaiman akah ikatan logamterjadi ?

Apakah yang anda ketahuidalam ilmu logam mengenaikisi ruang atau kisi kristal ?

Pada suhu tertentu antaraion-ion logam terdapat jarakrata-rata l":a. Bagaimanakah perban-

dingan antara gaya tarikdan gaya tolak ?

b. Bagaimanakah jarak l"berubah, jika panasdiberikan ?

9) Apakah pengaruh pemanas-an pada gaya tarik antarapartikel, dan dengan caramanakah hal ini diman-faatkan?

10) Apakah dasar dari sifathantar listrik yang tinggi darilogam dibandingkan denganmetaloida ?

11) Apakah pengaruh kenaikansuhu pada kehantaran listrikdari logam-logam ? Jelaskanmengapa.

12) Berlawanan dengan rnisal-nya kristal garam atau kwar-sa, dalam batas-batas ter-tentu kita dapat membentuklogam dingin (misalnya de-ngan penarikan dalam).Terangkan gejala ini denganbantuan perbedaan jenis ika-tan !

13) Apakah pengaruh dari tata-letak-dalam ion-ion logamsetelah patah pada kenam-pakan luar dari bidang pa-tah?

1.3.3. Berbagai Jenis KisiKristal Logam

Tujuan: Siswa harus dapat me-neranghan struhtur dari empatjenis kristal yang paling penting(urutan dari lapisan atom, ang-ha hoordinat, nama, susu.nanatom dan sel satuan); ia harusdapat memberihan perbedaanant ara kri stal se sungg uhny a danhristal ideal, apa pengaruhnya

terhadap sifat-sifat serta sifatpengerjaannya.

1) Apakah yang dimaksud de-ngan'kisi kristal'?

2) Apakahyangmerupakan kisikristal yang terpenting yangterdapat pada logam ?

3) Sifat-sifat mekanis terpen-ting manakah yang tergan-tung dari kisi kristal ?

4) Pertanyaan-pertanyaan ser-ta soal-soal berikut ada kai-tannya dengan kisi heksago-nal:a. Apakahyangmenjadiciri

kisi kristal dengan susun-an atom paling rapat ?

b. Berapakah jumlah atomyang berjarak terdekat diantara atom yang ber-dampingan dari atom ma-napun dalam kisikristalheksagonal ?

c. Lapisan-lapisan atomyang manakah yangterletak saling tegaklurus di atas pada kisiheksagonal ?

d. Gambarkan sel satuansebuah kisi heksagonal.Sebutkan dua jenis logam

' yangberkisi heksagonal !

5) Apakah'angkakoordinat'itu?6) Apakah'sel satuan'itu ?

7) Apakah'konstanta kisi'itu ?

8) Pertanyaan dengan soal-soalberikut berkaitan den gan ki sikubus berpusat bidan g (kpb) :

a. Apakah kesamaan anta-

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

2)

3)

4)

5)

t4 15

ra kisi kubus berpusat bi-dang dengan kisi heksa-gonal ?

b. Apakah perbedaan anta-ra keduanya ?

c. Gambarlah sel satuandari kisi kubus berpusatbidang I

d. Sebutkanduajenislogamyang mempunyai kisikubus berpusat bidang I

9) Pertanyaan-pertanyaanberikut, dengan soal-soal, ber-kaitan dengan kisi kubus ber-pusat ruang (kpr):a. Tunjukkan bagaimana

kisi kubus berpusat ruangitu dibangun !

b. Apakah angka koordinatdari kisi itu ?

c. Dari angka koordinat iniapakah yang dapat di-simpulkan tentang kera-patan dan susunan atom-nya?

d. Gambarlah sel satuankisi kpr!

10) Pertanyaan-pertanyaan dansoal-soal berikut berkaitandengan kisi tetragonal:a. Tunjukkan bagaimana

kisi tetragonal dibangun !

b. Apakah yang dapat di-katakan mengenai kera-patan dari susunan atomsuatu kisi tetragonal ?

c. Gambarlah sel satuankisi tetragonal !

1,1) Tatalah keempat kisi kristalmenurut urutan menurun-

16

nya kertrpittlrrr tlrrrr susuniulatomnya.

12) Kesalah an-kesalirhirrr k risl,rr I

manakah yang terdapirt, 'l13)Terangkan sebab-sehirlr

'vakansi' dan translasi (per-geseran) dalam suatu kristal ?

14) Apakah dua penyebab atom-atom asing menempati kisikristal ?

15) Apakah pengaruh terhadapsifat-sifat dari suatu logamyang ditimbulkan oleh:a. tempat-tempat kisi yang

kosong (dislokasi)b. pergeseran (translasi)

1.3.4. Terjadinya Struktur

Tuj uan : S isw a ha rus me nget a huidasar-dasar ilmu logam menge-nai pembehuan seperti penger-jaan tehnologis yang berpe-ngaruh pada hristalisasi.

1) Apakah yang anda ketahuimengenai struktur ?

Dengan cara apakah strukturlogam dapat terlihat ?

Kapankah suatu strukturprimer terjadi, dan kapanstruktur sekunder ?

Apakah yang menyebabkanpeningkatan pembentukankristal dalam suatu leburan(a,b) ?

5) Dua jenis inti kristal mana-kah yang ada ?

6) a. Apakah yangdisebut intidarijenis sendiri ?

b. Apakah yang dimaksuddengan inti asing ?

Berikan contoh !

7) Dengan cara bagaimanakahkita dapat meningkatkanpembekuan demikian rupa,sehingga terjadi strukturberbutir halus (a,b) ?

1.3.5. Penggunaan KalorPengristalan untukAnalisa Termal

Tujuan: Siswa harus mengenalanalisa termal, kegunaannya,dasar-dasar ilmu pengetahuanlogam dan hasil yang berkaitdnserta istilah-istilahnya, begitujuga gejala-gejala fisika yangmempengaru hi pengukuran.

1) Dua besaran fisika manakahyang diukur pada analisatermal ?

Apakah nama grafik ataukurva yan g menggambarkanhasil pengukuran analisatermal ? Gambarkan kurva-kurva itu secara skematis.Ketidakteraturan yang ter-dapat pada grafik-grafik inidisebut apa ? Berikan simboldengan indeks dan artinya!Penyebab-penyebab apakahyang mengakibatkan keti-dakteraturan grafik-grafikini ?

Syarat-syarat apakah yangharus dipenuhi sebuah

dan titik beku terukur pada ,

temperatur yang sama ?

Titikleleh sengterukurpada :420o C, titik bekunya pada ':

418"C. Terangkan mengapaada perbedaan ini !

Apakah nama dari gejala ini?Apakah yang dapat menye-babkan perubahan perbeda-an temperatur antara titik- l

titik henti A" dan A, ?

Cara pengerjaan teknologi .

manakah yang memanfaat- Ikan gejala penggeseran ti- '

tik-titik henti pada pendi- ,,

nginan cepat, untuk meng- r

ubah sifat-sifat baja ?

1.3.6. Pengaruh StrukturKristal pada Sifat-sifatMekanis

Tujuan: Sisruo harus mengeta-hui bagaimana kisi kristal be-reaksi terhadap gaya-gaya luar,dan dapat meneranghan arti tek-stur, anisotropi, strrrktur jalurdan kemungh inan p e rge se ran.

1) Apakah yang disebut aniso-tropi ?

Berikan contoh dari sifat iso-tropi dan anisotropi dari sua-tu bahan !

2) Apayangdisebutteksturdanbagaimanakah pengaruhnyaterhadap sifat-sifat sesuatubahan ?

3) Apakah

6)

7)

8)

2)

3)

9\

3)

4)4)

5)perbedaan antaraberserat dan tek-

ffianalisa termal agar titik leleh tur

t7

4) a. Di dalam baja mengapaterjadi suatu strukturtempa berserat ?

b. Apakah pengaruh struk-tur berserat pada sifat-sifat benda uji (fesf specj-men) yang diambil darilempeng yang di-canaimenurut gambar berikut?

Nilailah 'kekuatan tarik' dan'regangan sesudah putus' (peru-bahanbentuk pada uji tarik)dari kedua benda uji de-n gan'l ebihtin ggi'atau'lebihrendah'.

benda uji kekuatan tarik tegangan

melintang

seJaJar

5) Pada keadaan tanpa tegang-an jarak antara dua bagiandalam kisi kristal adalah l";gaya tarik-menarik dan gayatolak-menolak ada dalamkeseimbangan.a. Apayangakan terjadi bila

dengan gaya dari luarjarak l" diperbesar ?

18

b. Keterbatasan apa yangberlaku sehubungan de-ngan a) dalam hal peru-bahan bentuk ?

c. Arah gelincir manakahyang terjadi karena keter-batasan menurut b) un-tuk sebuah kisi dengansusunan atom terpadat ?

Setiap perubahan bentukyang relatifbesar terdiri atasdua jenis perubahan bentuk.Apakah nama dari jenis-jenisini, dan bagaimanakah kitadapat membedakannya de-ngan pengukuran ?

Apakah arti dari:a. ketahanan terhadap ge-

seran,b. ketahanan terhadap pa-

tah,c. manakah yang paling

besar, a) atau b)?Untuk keterangandibuat pergunakanlahbar berikut

yanggam-

6)

7)

8) Apakah yang dimaksuddengan 'bidang gelincir' dan'kemun gkin an pergeseran'a. pada umumnyab. padakisikubusberpusat-

bidangc. padakisikubusberpusat-

ruangd. pada kisi heksagonalseluruhnya terhadap sel-selsatuan.

9) Nilailah kemampuan ber-ubah bentuk dalam keadaandingin dengan 'sangat baik',baik', dan'sedangl.

kisi atom kp. kpb heks

penilaian

10) Pada gambar berikut terteradua bidang atom dari suatukisi kristal. Keduanya meng-

alami pembebanan penarik-an sebagai akibat dari gayatarik vertikal F. Misalkan Fberangsur-angsur mening-kat. Bidang-bidang geseranterletak dalam kasus a) de-ngan sudutkecil searah gayadan pada kasus b) dengan su-dut besar Pada kedua kasustersebut setiap kali satulapisan atom dipisahkanuntuk memperlih atkan gaya-gaya dalamnya. Dimisalkanbahwa ketahanan terhadappergeseran dan ketahananterhadap patah pada bidang-bidang kristal sama besar.Apa yang terjadi denganbidang kristal selama gaya-gaya tarik bekerja pada keduakasus tersebut di atas ?

11) Apa perbedaan antara:a. translasib. pembentukankembaran

Terangkan dengan gam-bar !

19

derajat penrbahan bentuk.

12) Dari apakah dua kristalkembar dapat dikenali dibawah mikroskop ?

13) Logam-logam tidak hanyaterdapat dengan kisi kristalsederhana, tetapi ada jugalogam yang sel satuannyarumit yang terdiri dari atom-atom yang cukup banyak.Sebagai akibatnya kombinasisifat-sifat apa yang dipu-nyainya ? Terangkan lebihterperinci !

1.3.7. Penguatan Dingin

Tujuan: Sisruo harus mengenalsebab dan ahibat daripenguatandingin, serta penerapan tehnis-nya.

l) Terangkan arti'penguatandingin' logam dengan bantu-an perubahan dua sifatmeka-nis penting !

a. Apakah perbedaan anta-ra perubahan bentukdingin bahan kristaltunggal dengan bahanpolikristal.

b. Apa akibat dari pemblo-kiran terhadap pengge-linciran (translasi) padaketahanan kristal terha-dap penggeseran danpatah, yaitu terhadapsaling penggelinciran,dan terhadap terpisah-nya lapisan- lapisan atomsatu terhadap lainnya.

Bagaimanakah derajatperubahan bentuk e

didefinisikan ?

Sebuah lempengan se-tebal 1,5 mm dicanaimenjadi 0,3 mm. Berapa-kah derajat perubahanbentuknya ?

Sebuah lempengan sete-bal 0,2 mm mengalamiderajat perubahan ben-tuk 607o. Berapakah tebalbahan awal?

4) Buatlah pada palang sumbusecara skema kurva dari duasifat mekanis yang berubahsecara nyata dengan derajatperubahan bentuk yangsemakin meningkat (grafik,nama, simbol).

Terangkan mengapa temba-ga yang diubah bentuk secaradingin mempunyai dayahantar listrik yang lebih jelekdaripada tembaga dalamkeadaan lunak ?

Sebutkan beberapa penerap-an teknis praktis dari pe-nguatan secara dingin ?

1.3.8. Rekristalisasi

Tujuan: Sispo harus mengetd-hui bagaimana rekristalisasi ter-jadi secara internal dan apayangm emp en garuhi pe r ub ahan st ruk -

tur serta perubahan sifat-sifat-nya.

Apa yang disebut'pemulihankristal'?a. Apakah rekristalisasi

itu?b. Apakah syarat-syarat

terjadinya rekri stalisasi ?

c. Jelaskan, pada tempat-tempat manakah dalamstruktur rekri stalisasi itumulai ?

Apakah nama grafik dari be-saran-besaran yang berperandalam rekristalisasi, danjenis diagram apakah ini(sehubungan dengan jumlahvariabel) ?

Besar butir dari suatustruktur rekristalisasi dapatdipengaruhi. Tunjukkancaranya dan bagaimanahasilnya ?

Apakah perbedaan antarapembentukan dingin danpanas; dan di mana letakbatas antara keduanya?Apakah hubungan antaralaju rekristalisasi dan lajupembentukan pada penempa-an dan pencanaian ? (berlakuumum pada pembentukanpanas)

1.4. Paduan Biner

Tujuan: Sisruo harus mengeta-hui pengertian dasar dari padu-an biner; dapat meneranghan tipeda sa r dari'camp uran k ristal' dan'hristal campuran' dengan dia-gram keadaan, struktur dan si-

fat - s ifat nya, dan dapat m ene rdp -

kan w aw asan y ang didap at p adapenggabungan dua tipe dasar inipada suatu sistem kristal cam-puran dengan kemampuan larutberkurang.

1.4.1. Umum - Peraturan Fasa

Tujuan: Sisuro harus mengeta-hui dasar-dasar dari ilmu padu-an seperti pengertian 'komponen','fasa', 'hristal campuran' dan'campuran kristal', kemudiansyarat-syarat terjadinya, danme ngenal pe rbedaan - p er b edaanpohohnya.

1) Mengapadalamteknikhanyakadang-kadang saja diguna-kan logam murni ?

Beri argumentasi yangjelas !

2) Mengapa dalam teknikhampir selalu dipergunakanbahan paduan ?

3) Sifat-sifat manakah dari besiyang dapat diubah denganunsur-unsur paduan ?

Berikan contoh-contoh daripraktek !

4) Apa yang dimaksud dengan'homponen' suatu paduan ?

3) a.

b.

c.

1)

2)I

i

2)

a

xq)

3)

4)

c)

6)

5)

6)

27

5) Terangkan, apakah paduanitu campuran fisika atausenyawa kimia !

6) Kombinasi-kombinasi apasaja yang mungkin jikakomponen-komponen paduanbiner terdiri dari logam-logam, dan dari sebuah logamdan metaloida. Sebutkanuntuk masing-masing sebuahcontoh dari praktek.

7) Dengan memadu sebuahlogam dan sebuah metaloidasering terjadi senyawa kimia.Apakah penyebabnya ?

8) Jenis-jenis senyawa kimiaapakah yang sering terdapatdalam paduan ?

9) Bagisuatupaduan, apayangdimaksud dengan'fasa' ?

10) Sebutkan jumlah dan namakomponen serta fasa dari:a- besi cor kelabu (besi cor

dengan lamela grafit)b. baja konstruksi

11) Gambarkanlah pada palangsumbu secara skema grafik-grafik pendinginan dari:a. logam murnib. logam paduanc. bahan amorf

12) Apakah perbedaan antaragrafik pendinginan darilogam murni dengan logampaduan dan bahan amorf ?

13) Dalam ilmu logam apakahyang disebut dengan'derajatkebebasan'?

14) Tentukan dengan pertolong-an peraturan fasa, derajat ke-

22

bebasan pada tempat-tempat1, 2 dan 3 (dengan keterang-an):a. untuk logam murnib. untuk logam paduan

suhu

15) a. Bagaimanakah kelakuankompon en-kompon enpaduan dalam kaitannyadengan kelarutan dalamkeadaan cair (3 kemung-kinan) ?

b. Dari 3 kemungkinan ini,manakah yang palingbanyak terdapat padabahan konstruksi (beriketerangan) ?

16) Sebutkan dua sistem paduan(jenis dasar) ?Berikan contoh masing-masing.

17) Syarat-syarat apakah yangharus dipenuhi komponen-komponen agar dapat mem-bentuk sistem dengan kristalcampuran ?

18) Syarat-syarat apakah yangharus dipenuhi komponen-komponen agar dapat mem-bentuk sistem dengan cam-puran kristal ?

19) Termasuk golongan campur-an fisika manakah paduan-

paduan yang membeku me-numt sistem berikut:a. campuran kristalb. kristal campuranTunjukkan fasa-fasanya !

20) Apa arti'mampu larut dalamkeadaan padat'?

21) Apa arti 'tidak larut dalamkeadaan padat'?

1.4.2" Teiadinya sebuah Dia-gram Keadaan (Dia-gram Fasa)

Tujuan: Sisruo harus dapat me-neranghan terjad.inya sebuah di-agram kead.aan, dan dari serigrafik pendinginan dapat mem-buat sebuah diagram fasa seder-hana.

Gambarkan grafik pendi-nginan salah satu paduandari suatu sist6m'campurankristal'ITitik manakah pada grafikpendin gin an yangmenunjuk-kan permulaan pembekuan ?

Terangkan !

Bagaimanakah kelakuanpaduan dari sistem'campur-an kristal' pada pembekuan ?

Dengan bantuan grafik-grafik pendinginan dari sis-tem timbal-antimon (timbalkeras), buatlah suatu dia-gram keadaan !

) 20 t0 60 80 toov.sb

Mengapa pada sistem cam-puran kristal atau campurandari kristal-kristal titikpermulaan pembekuan ber-geser ke suhu yang lebihrendah di bawah pengaruhunsur- unsur dalam paduan?Gambarlah secara skemadiagram keadaan sistem'campuran kristal' dengankomponen A dan B, sertasebutkan nama garis-garisdan daerah-daerah fasa !

Untuk apakah kita memper-gunakan sebuah diagramkeadaan?

630600

100

347

247

200

5)

6)

1)

2)

3)

4)

,0 20 30 40 60 80 t00/. sb

waktu

23

114.3. Cara Membaca DiagramKeadaan

Tujuan: Siswa dengan bantuangaris uertikal yang menunjukkanpaduan dalam diagram, dangaris horisontaldari suhu, harusdapat meneranghan jalannyapendinginan dan menunjukkanfasa-fasa yang terjadi secarah,uantitatif dan kualit atif.

Pertanyaan-perbanyaan berikutmempunyai kaitan dengan me-kanisme pembekuan paduan Llpada diagram keadaan yang di-gambarkan di bawah ini (sistem:campuran dari kristal-kristal).

100Y. Bi0/.Ccl

Pada diagram, dimanakahletak permulaan pembekuandari paduan L1 ?

a. Fasamanakahyangpadapermulaan pembekuandipisahkan ?

b. Dalam hal apa susunancampuran berubah padapenurunan temperatur ?

Jelaskan!

3) Paduan L1 telahsuhu 144"C,a. Bagaimanakah

dari sisa cairanpa?

b. Apakah yang terjadidengan komponen-kom-ponen dari sisa cairan ji-ka pendinginan dilanju-kan ?

c. Hitunglah persen beratkristal Cd dan eutektik !

4) Gambarlah dengan skemastruktur paduan L1 padasuhu kamar dan tunjukkankristal-kristal manakah yang

5) Bagaimanakah susunan pa-duana. sebelah kiri dari eutektikb. sebelahkanandarieutek-

tik6) Hitunglah persen berat pada

suhu kamar, darijenis kristalyang mula-mula dipisahkan,dan dari eutektik daripadu-an Lryangterdiri dari 90VoBidan L|Vo Cd.

1.4.4. Sifat-sifat Umum Padu-an dari Golongan I

Tujuan: Siswa harus dapat me-nurunkan sifat-sifat umum de-ng an me m b and ing han log am - lo -gam murni dengan paduan he-terogen, dan dapat meneranghanhelakuannya pada pengecoran,pembub utan dan pembent uhan.

Sifat-sifat mekanis dan tek-nologis dari tipe dasar I (cam-puran kristal-kristal) terle-tak di antara sifat kompo-nen-komponen murninya.Terangkan !

Bandingkanlah kelakuanpaduan di dekat susunaneutektik dengan kelakuankomponen-komponen murnipada:a. pengecoranb. pembubutanc. pembentukan dingin

(terangkan)d. apa kesimpulannya ter-

hadap metoda pengerja-an?

Sebutkan dua contoh daripaduan eutektik atau hampireutektik yang dapat dicordengan baik.

4) Berikanlahpendapatmenge-nai sifat pengecoran dari bajacor (0,2-0,67o C) dan besi cor$-47o C) berdasarkan dia-gram besi-karbon (buku ajargambar 2.12b).

1.4.5. DiagramKeadaan dariGolonganDasarll (Sis-tem: Kristal Cam-puran)

Tujuan: Siswa harus dapat me-ne r ang han j al anny a p end inginansuatu paduan tertentu dalam di'agram keadaan yang diberikande ng an b ant uan t im b ang an p e ng'unghit (balans), dan dapat meng-hitung atau memperkirakan su-sunan struktur.

t

Gambarlah grafik pen-dinginan sembarang paduandari sistem kristal campur-an!Bagaimana kelakuan pembe-kuan semua paduan darisistem ini ?

Dalam hal apakah berbagaipaduan dari sistem ini salingberbeda ?

4) Gambarlah dengan skemadiagram keadaan si stem kri s-

tal campuran yang ter-diriatas komponen A dan B,serta beri.nama garis-garisdan daerah-daerah fasa !

Pertanyaan berikut berkaitandengan pembekuan dari padu-an L1 serta diagram keadaan (di-agram kristal campuran)berikut.

Dalam diagram untuk padu-an yang diberikan, dimana-kah letak permulaan pembe-kuan ?

Fasa manakah yang terpisahpada permulaan pembekuan?

mencapal

susunan? Menga-

1)

2)

3)

r)

2)

3)

0 20 a0 60 70 A OO/.Cu,@ 80 60 .0 g a o%Ni

1)

2)

5)

6)

K!

fi

24 25

!7) a. Perkirakan dengan ban-

tuan 'balok'timbanganteratas jumlah dari se-tiap fasa dan susunan-nya dibanding denganpaduan L,

b. Kerjakanjugayangsamadengan bantuan balokbawah.

Terangkan hasil dari soal 7

a. Bagaimanakah susunandari semua kristal cam-puran pada paduan L,sesudah pembekuanlengkap, (terangkan) !

b. Apakahpersyaratanagarsusunan ini tercapai ?

c. Pada pendinginan cepatperubahan apa yangterjadi pada kristal ?

10) Bagaiman akah menghindarisegr"egasi kristal ?

11) Bagaimana kita dapat me-ngeliminasi segregasi kri stal?

12) Dalam ilmu logam apakahyang dimaksud dengan'difusi'?

13) Lima faktor manakah yangberpengaruh pada difusi ? 3)(berikan juga keterangan) !

1.4.6. Sifat-sifat Umum dariStruktur KristalCampuran

Tujuan: Dengan membanding-han logam murni pada paduonhomogen (serba sama), siswa ha-rus dapat menurunhan sifat-si-fat umumnya dan juga kelakuan-nya sewahtu pengecoran, pembu-butan dan pembentuhan.

Mengapakah kekerasan dankekuatan tarik dari paduantertentu'sistem kristal-cam-puran' mempunyai nilai yanglebih tinggi daripada kom-ponen-komponen murninya ?

Bagaimanakah kelakuanpaduan dari 'sistem kristal-campuran'pada:a. pembentukan dinginb. pengecoranc. pembubutan (terangkan

juga)?d) metoda pembuatan yang

dapat diterapkan kare-nanya?

berikan dua contoh daripaduan yang pembentukandinginnya baik, denganstruktur yang hanya terdiridari kristal campuran!Dalam rangka pembuatandari bahan-bahan ini, bagai-mana kita dapat memperolehmampu bubut yang lebihbaik?

2. PADUAN BESI.KARBON

21. Grafik Pendinginan dan Bentuk Kristal Besi Murni

8)e)

,

t

j}

Tuj uan : Sisw a harus dapat meng'gambar grafik pendinginan daribesi murni, menyebut titik-titikhentinya, menunjukkan bebera-p a suhu p e rub ahanny a dan padabagian marlct. dari grafik terda-pat jenis-jenis kristal tertentuyang diketahui.

1) Gambarlah secara skemahasil dari analisa termal besimurni yang dipanaskan dandidinginkan secara cepat, dansebutkan nama titik hentiserta titik perubahan denganindeks yang berkaitan !

2) Tuliskan pada baris teratas('perubahan') dari daftar dibawah ini, angka 1 - 5 menu-rut suhu yang menunjukkanterj adinya peri stiwa berikut:1. perubahan E -12. perubahan T- cr

3. perubahan 0-Y4. pembekuan5. besimenjadimagnit(titik

curie), dan pada bariskedua indeks dari titik-titik perubahan.

Suhu 1536 L402 911 769.c

perubahan

titik henti

Gambar pada PertanYaan 7

3) Gambarkan sel satuan darikedua kisi kristal besi danberikan petunjuk metalogra-fisnya atau namanya.

4) Besid dan omempunyaikisikubus berpusatMereka berbedahanya dalam

Tujuan: Slsuro harus dapat me'nurunkan sifat- sifat fisika-tekno -

logisbesi y dan adarikisinya,juga dapat menunjukkan danmenerangh,an daya melarutkankarbon s erta k et e r gantung annY apado suhu.

1)

2)

4)

pcDcnp.t ndirgonal

27

5) Berikan penilaian untuk dayapembentukan dingin besi ydan cr dengan'sedang','baik'dan 'sangat baik', terangkanmengapa !

Jenis kristal campuran apayang dapat dibentuk karbondengan besi dan mengapa ?

Bandingkan pada kedua kisikristal besi, besar atom yangterletak antar ruang (bolahitam dalam gambar), danbuatlah kesimpulan menge-nai kelarutan karbon dalamkisi-kisi itu.a. Kisimanakah yangmem-

punyai daya larut terbe-sar untuk karbon ?

b. Hitung dengan bantuangambar berikut diameteratom antarruangd =f(D)

Dimisalkan bahwa dalam kprbola-bolanya saling menyen-tuh pada arah diagonalruang, dan dalam kpb padaarah diagonal bidang.

8) Berapa jumlah karbon yangpalin g banyak dapat terlarutdalam ferit dan austenit ?

9) Daribesaranfisikamanakahdaya larut-karbon dalamaustenit itu bergantung ?

Terangkan berapa karbonyang masih dapat larut dalamaustenit pada nilai terendahdari besaran tersebut; berapabesarkah nilai terendah ini ?

10) Dari tiga jenis kristal besiyang manakah yang bersifatmagnit ?

11) Jenis kristal manakah yangmempunyai koefisien pe-muaian termal yang terbe-sar? ferit atau austenit ?

12) Apakah akibat pada panjangbatang logam jika secara tiba-tiba berubah dari tatananatom dalam kisi dengansusunan padat ke kisi padasusunan atom kurang padat.

13) Apa nama grafik yangmenunj ukkan hubungan dariukuran panjang dengan suhupada batang dari soal 12.

14) Gambarlah secara skemapadagrafik di bawah ini leng-kungan yang menunjukkanperubahan panjang sebagaifungsi suhu paduan yangterkristal pada suhu kamardalam kpb, dan pada suhuyang lebih tinggi dalam kpr.

15) Apa akibat suatu Perubahanvolume secara tiba-tiba Padabenda-kerja dengan berbagaipenampang ?

16) Apa akibat dari perubahanvolume secara tiba-tiba dariplat baja bukan Paduanberlapisan oksida, yang diPa-naskan selang seling samPaidi atas A", dan didinginkankembali, seperti yang terjadipada baja plat yang diguna-kan membuat kotak Pengar-bonan baja.

2.2. Bentuk Beku

Tujuan: Siswa harus daPat me'neranglzan pengaruh karbon se'

bagai unsur paduan pada grafihpendinginan dan pada pemben'tuhan struhtur.

1) Bagaimanakah perubahangrafik pendinginan dan letaktitik perhentian oleh adanyakarbon dalan besi ?

Kapan dan bagaimanakahkarbon masuk dalam besi ?

Sifat-sifat mekanis man akahyang sudah dapat diPer-baiki dengan kadar karbonsedikit?Dapatkah besi murni diPer-keras dengan pengejutan ?

Dibandin gkan dengan unsur-unsur paduan lainnya (Cr,Mo, V, W) apakah karbonmahal atau murah ?

Sebutkan empat alasanmengapa karbon sebagai

unsur paduan begitu Penting(rangkuman dari soal 2-5) ?

Sebutkan kedua sistempembekuan dari paduan besi-karbon!Pada suhu kamar keduasistem tersebut terdiri darijenis-jenis kristal apa, danapa nama metalografi nya?Mengapa pada sistem Fe - Cada dua cara pembekuan ?

Terangkan hal ini denganbantuan teori ikatan kimia I

10) Di bawah ini ada beberaPateknologi yang diberikanyang mempunyai Pengaruhpada sistem pembekuan.

Berikan tanda silangpada tabel,apakah mereka meningkatkankestabilan atau kemetastabilanpembekuan.

a. pembekuan cepatb. kadar karbon rendahc. pendinginan lambatd. kadar karbon tinggie. Mn sebagai unsurPaduanf. S sebagai unsur Paduan

g) Terangkankemungkinana) dan b) mengaPa andamemberinya tanda si-lang ?

11) Pembekuan paduan itu,apakah sekali seluruhnya

7)

8)

9)

6)

7)

2)

3)

4)

5)

6)

teknologi a b c d e I

stabil

meta stabil

28

a. Baja Fe 360

b. Besi cor GG 15

c. Besi cor GG 4O

d. Besi cor GH

e. Besi cor Nod. GN l-15

f. Besi cor Nod. GN 6O

g. Besi cor putih GW

h. Besi cor tempa GSmT 35

stabil dan kali lainnyaseluruhnyd metastabil atau-kah ada juga tumpangtindih(ouerlap) dari kedua sistem ?

Jika ya, bagaimanakah haltersebut mungkin ?

12) Termasuk dalam sistem ma-nakah bahan-bahan berikut.Tuliskan untuk sistem stabilangka 1, untuk yang meta-stabil angka 2, dan untukgabungannya 3.

13) Besi cor putih harus mem-beku tanpa pembentukangrafit. Hal apakah yangharusdiperhatikan konstrukturagar syarat ini dapat di-penuhi ?

14) Benda kerja dari besi cor ke-labu sering mempunyai kulitcor yang keras, yang susahdibubut. Bagaimanakahterjadinya kulit cor yangkeras ini ?

15) Benda cor seringmempunyaiberbagai ketebalan dindingdan penampang. Sistempembekuan manakah yangterjadi di bagian yang tebal,kemudian di bagian yangtipis, dalam kaitannyadengan kondisi pembekuanpada soal 10.

2.3. Diagram Besi Karbon

Tujuan: Sisruo harus mengeta-hui diag ram Fe - C se b agai homb i.nasi dari dua sistem pembehuandan dapat menempathan bentukhristalisasi yang terjadi padabagian diagram Fe-C. Ia teruta-ma harus menguasai benar-be-nar bagian baja dari diagram; iaharus dapat meneranghan jalan-nya pendinginan dari dua he-lompoh baja yang hhas dengangambar struhtur secara shema.

2.3.1. Pembekuan

Besaran-besaran yang ma-nakah yang diletakan padaabsisa (sumbu horisontal)dan ordinat (sumbu vertikal)dari diagram Fe-C ?

a. Mengapakah sistem me-tastabil dalam diagramFe-C dibatasi pada 6,67Voc?

b. Hitungkadarkarbondaribesi karbida FerC !

Bandingkanlah jalannyagaris teratas dalam diagramFe-C yang disederhanakandengan diagram keadaan daritipe dasar I dan II (campurankristal-kristal dan kristalcampuran)a. Dalam daerah manakah

(pada kadar karbon yangmana) terdapat hanyakristal campuran besikarbon ?

b. Dalam daerah manakahdari kadar karbon, padu-an Fe- C terdiri atas cam-puran kristal-kristal ?

c. Fasa-fasa manakah yangada pada kedua daerahteratas dari diagram Fe-C ?. Terangkan apa garislikuidus (cair) dan apagaris solidus (padat) !

Berapa jumlah kelompokpaduan pada diagram Fe-Cyang harus dipelajari untukdapat menggambarkan se-

tiap bentuk yang mungkindari pembekuan ?

Sebutkan jenis-jenis kristaltepat setelah berhentinyapembekuan untuk daerah-daerah berikut.a. baja,b) besi di bawah eutektik,c. besi di atas eutektik.Diagram-diagram keadaanhanya berlaku untuk pendi-nginan yang sangat lambat.Apakah pengaruh pendingin-an yang lebih cepat padakristal campuran y ?

7) Gambarlah struktur secaraskema untuk peristiwaberikut seperti yang tampaksegera setelah pembekuan.a. bajab. besi di bawah eutektikc. besi di atas eutektik;

berikan nama-nama me-talografinya.

2.3.2. P erttbahan dalam Ke-adaan Padat danPembentukan Perlit

1) Dengan tipe paduan mana-kah (tipe dasar I atau II)kita dapat membandingkansudut baja dari diagram Fe-C?Temukan fasa-fasa apa yangterdapat dalam 'sudut baja'dari diagram Fe-C denganmembandingkannya dengantipe dasar I (campuran kris-tal-kristal). Gambarlah su-dut baja dan berikan nama-nama metalografinya !

Apakah perbedaan yangpalin g penting antara'sudutbaja'diagram Fe-C dan tipedasar I (campuran kristal-kristal) ?

Berapa jenis paduan dari'su-dut baja'diagram Fe-C yangharus diambil untuk dapatmenggambarkan seluruhdaerah baja ?

Sebutkan daerah karbon(kadar C) dan nama-namadari setiapjenis paduan !

3)

2)

1)

4)

5)3)

4)

6)

31

5) Pertanyaan-pertanyaan dansoal berikut mempunyaikaitan dengan perubahandari baja perlit murni denganO,9Vo C.

I667v.c

e.

6)

a. Dalam kisi manakahpaduan L, terkristalisasidi atas 723.C, dan dalamkisi manakah dibawah723,C ?

Berapakah karbon yangdapat larut di atas 723"C,dan berapa di bawah723,c ?

Apa pengaruh kadarkarbon pada permulaanperubahan T - a?Apakah akibat darijawaban dari peristiwayang disebut pada a dan bterhadap kelakuan dariatom-atom karbon, jikapaduan pada pendingin-an meliwati suhu 723"C7Gambarkanlah secaraskema butirkristal dalamkeadaan di atas 723,Cdan satu di bawah 723,C,

untuk memperlihatkanperubahan struktur yangterjadi pada perubahan ^y

Berikan juga istilah-istilah metalografi nya.

f. Apakah akibat pendi-nginan cepat pada per-ubahany - cdanapaartinya ini untuk struk-tur?

Struktur manakah yangterjadi pada perubahan y - opada 723"C, dan apa yangdapat anda katakan menge-nai kecepatan perubahan kisiserta terjadinya difusikarbon?Pertanyaan -pertanyaan dansoal -soal berikut mempunyaikaitan dengan perubahandan pengubahan dari paduanLrC perlit-bawah (lihatgambar).

Pada jawaban pergunakanlahgaris-garis bantu yang tergam-bar dalam diagram.

a. Pengubahan manakahmulai, jika paduan L,

pada penurunan suhumemotong garis GS ?

Fasa manakah yangpadapermulaan pengubahandipisahkan ?

Pada suhu manakahpengubahan ini berakhir?Bagaimana susunan aus-tenit sisa berubah seba-gai akibat dari pemisahanfasa tersebut di atas?Terangkan.Sampai suhu berapakahsusunan austenit si sa be-rubah pada pendinginandan berapakah kadarkarbon pada suhu ter-sebut ?

Perubahan manakahyang dialami austenit sisapada waktu meliwatigaris PS ?

Hitung dalam persenjumlah ferit dan perlityang pada suhu kamarterdapat dalam struktur-nya.

h. Gambar secara skemastruktur paduan padaempat titik yang ditun-jukkan gambar dan beri-kan nama- nama meta-lografinya !

Perbedaan-perbedaan apa-kah yang ada dalam strukturdari berbagai paduan perlit-bawah ?

Apakah akibat pendinginancepat pada pembentukanstruktur ?

10) Pertanyaan dan soal berikutmempunyai kaitan denganperubahan dan pengubahanyang terjadi pada paduanperlit-atas L, (lihat gambar).Pergunakanlah untuk jawab-an garis-garis bantu yangtergambar pada diagram.

Proses apakah yangdimulai, jika pada penu-runan suhu garis paduanL. memotong garis SE ?

Berikan juga alasannya.Pada suhu berapakahproses ini berakhir ?

Dalam bentuk apakahpemisahan terjadi ?

Apa yang berubah padasusunan austenit sebagaiakibat dari pemisahanini? Apakah kadarkarbondari austenit apabila di-capai garis SII yaitu suhu723"C? Terangkan.Perubahan apakah yangdialami austenitjik a garisSK diliwati ?

c.

L

9"

c.

d.

8)

-K', -)+-

32

e.e)

,le. Gambarlah skema dari

strukturpaduan L, padaempat titik yang terterapada gambar.

f. Hitunglah dalam persenjumlah yang terdapatpada suhu kamar: perlitdan sementit sekunder,secara berurutan ferit dankadar sementit total

g. Tentukanlah denganbantuan garis bantujumlah karbon yangpadasuhu T, dan T, terlarutdalam austenit.

11) Perbedaan-perbedaan apayang ada dalam strukturber-bagai paduan perlit-atas ?

12) Pertanyaan-pertanyaan dansoal-soal berikut mempunyaikaitan dengan perubahandan pengubahan paduan Lo

danLu darigambaryangdi-sertakan. Untuk jawabannyagunakan garis-garisbantupada gambar tersebut.

b

c.

Proses apakah yangmul ai terjadi j ika paduanL4 terus mendinginsesudah membeku padalL47"C, dan pada suhuberapakah proses iniberakhir ?

Dalam bentuk apakahpemisahan terjadi ?

Apa yang berubah padasusunan austenit karenaadanya pemisahan, ber-apakah kadar karbon jikagaris SI! jadi suhu 723"Cdicapai ? Terangkan !

Apa yang terjadi denganaustenit jika garis SKdiliwati ?

Berikan gambar skemadari struktur paduan L,pada suhu kamar danberikan nama-namametalografi dari bagian-bagian struktur.Hitunglah jumlah bagian-bagian struktur dalampersen dari paduan Lopada suhu kamar:

- perlit dan ledeburit- ferit dan keseluruhan

sementit

t.

g. Apa perbedaan strukturantara berbagai paduanentektik-bawah ?

h. Terdiri dari jenis-jeniskristal apakah eutektikledeburit ?

1. pada suhu tepat di

bawah garis solidus(padat)

2. pada suhu tepat diatas garis PSK,

3. pada suhu kamarHitung persen bagian-bagian struktur dari

2.4.1. Pengaruh Karbon

Tujuan: Sisua harus mengeta-hui bagaimana stfat'sifat me-

hanis dan teknologis dari Padu'an baja dan besi bergantung he'pada hadar karbon.

1) Struktur dan juga sifat-sifatpaduan besi-karbon se-betulnya ditentukan olehIima faktor. Sebutkan faktor-faktor tersebut !

2) Faktor-faktor yang disebutdalam soal 1 saling mempe-ngaruhi dan kadang-kadang

paduan eutektik L, padasuhu kamar1. dari perlit dan se-

mentit2. dari ferit dan kese-

luruhan sementit

berulan g-ul ang. Berikan duacontoh !

Berikan dalam tabel padasetiap baris, jawaban yangmungkin dari pilihan 1,2 dan3 yang menunjukkan sifat-sifat dari tiap jenis kristal.Pergunakanlah tabel dibawah.Sifat-sifat mekanis kekuatantarik, kekerasan dan pem-bentukan dingin terutamabergantung pada prosentaseferit dan sementit.Terangkan hal ini untuk bajaFe 360 dengan 0,2Vo C,

a,

2.4. Sifat-sifat Paduan Baja dan Paduan Besi yang Bergan'tung pada Kadar Karbon dan Pengotoran

d.

e.

3)

4)

Sifat Jawaban Ferit Austenit Sementit Grafit

Kisi hexa kpr kpb

Kekerasan tinggi sedan6 -^- ,l ^L

Dapat berubah bentuksecara elastis

sangatbaik

tidakbaik rda

Sifat-sifat magnetik ada tidak

35

KadarKarbon

BagianStruktur

Jenis kristal dan bentuk

ferit sementit

butir halus,bulat

lamellar lamellar bentukjaring

0-o,8 feritper'lit

0,8 - 2.0 perlitsementitsekunder

T t

:

dibandingkan dengan baja Fe690 dengan 0,6Vo C.

5) Dalam bentuk apakah feritdan sementit terdapat dalam

Dalam bentuk apakah grafikterdapat dalam struktur ?

Terangkan pengaruh kadarkarbon yang makin mening-kat pada sifat-sifat mekanis

a. kekuatan tarikb. kekerasanc. regangan setelah patah,

'pengecilan' dan nilai uji-takiknya.

Apa pengaruh kadar karbonyangmakin meningkat terha-dap kemampuan pembentuk-an dingin dan panasdaribajaSifat-sifat m ekan is manakahyang terutama menentukankemampuan las baja, danmengapa ?

baj a?tabel di

10) Apakah pengaruh peningkat-an kadar karbon padakesesuaian baja untuk dilas ?

Sampai kadar karbon berapa-kah baja dapat dilas secaranormal ?

11) a. Sifat-sifatmekanis mana-kah yang terutama me-nentukan kemampuanpemesinan ?

b. Apakah pengaruh pe-ningkatan kadar karbonpada kemampuan peme-sinan paduan Fe - C, danmengapa ?

1. dalam sistem meta-stabil

2. dalam sistem stabil

2.4.2. P engaruh Pengotorandan Pencampuran

Tujuan: Siswa harus dapatmenyebutkan pengotoran danpencampuran, dan dapat me-nyampaikan secara kualitatifpengaruh-nya (baih ltidak baik)pada struktur dan pada sifat-si-fat terpenting dari baja.

IJnsur-un sur kimia manakahyang dalam paduan Fe - Cterdapat dalam bentuk:;. pengotoran (tidak di-

inginkan)b. pencampuran (tidak

mengganggu)Bagaimanakah un sur-unsurini dapat masuk dalam baja ?

Uraikan hal ini untuk ma-sin g-masing secara terpi sah.Mengapakah penghilangankotoran (yang tidak di-inginkan) secara sempurnatidak mungkin ?

Dalam bentuk apakah Siterdapat jika ada dalam jum-lah yang sedikit? Apakah ke-rugiannya pada kemampuanpembentukan dingin danpanas, dan pada pengelasan?Perubahan-perubah an meng-untungkan manakah yangdisebabkan Si dalam:a. jenis-jenis baja untuk

teknik elektro ?

b. bahan besi cor Fe - C ?

Mangan terdapat dalamjumlah sedikit sebagai MnSdan MnO sehingga pada de-formasi panas struktur seratatau j alur terbentuk. Apakahpengaruhnya terhadap sifat-sifat mekanis benda-uji yangdibuat dari padanya (ani stro-pi) ?

Baja kon struksi untukkerangka baja Fe 510-Dmenurut EURO 25 (juga St42-3 menurut DIN 17100)mengandung 1,9 1,6 Mn.Mengapa demikian ?

Apa pengaruh mangan padacara pembekuan paduan Fe-C?

9) Perubahan-perubahan sifatmanakah pada baja yang di-sebabkan oleh fosfor ?

Persyaratan umum manakahyang disimpulkanmengenaikadar maksimum fosfor ?

10) a. Dalam bentuk apakahbelerang terdapat dalambaja ?

b. Penurunan kualitas apa-kah yang terjadi sebagaiakibatnya ?

11) Meskipun baja automatmengandung sampai 0,25Vo

S, namun masih dapatditempa (bukan kerapuhanpanas).Terangkan hal ini !

12) Mengapakah baja automatmengandung belerang ?

gambarBerikanbawah.

strukturtanda pada

6)

1)

7)

8)

2)

3)

4)

6)

7)

c)

8)

e)

37

!

i

13) a. Dalam bentuk apakahoksigen terdapat dalambaja ?

b. Terangkan penurunankualitas apa yang terjadisebagai akibatnya !

14) Apa yang dimaksud dengan'penuaan'baja ?

15) Nitrogen menyebabkan pe-nuaan baja. Sifat-sifat pen-ting apa dari baja yangberubah karenanya ?

16) a. Proses dalam manakahyang menyebabkan pe-nuaan ?

b. Apa yang menyebabkanpercepatan proses penua-an?

17) Pelat dicanai untuk kon-struksi las tidak boleh menujukkan kecenderungan pe-

nuaan. Mengapakah hal inidipersyaratkan ?

18) Bentuk penyediaan bajamanakah yang pada waktuini terutama diterapkan agarkadar nitrogen tetap rendah ?

19) a. Dalam bentuk apakah

c.

hidrogen terdapat dalamstruktur ?

Sifat mekanis apakahyang terutama diper-buruk oleh hidrogen ?

Dengan cara bagaimana-kah padapembuatanbajakadar hidrogen dijagaagar tetap rendah ?

20) Berikan contoh daribajayangpada proses pembuatannyadapat menjadi rapuh olehhidrogen.

3. PEMBUATAN BESI MENTAH DAN BAJAI

i

3.4. Produksi Baja

Tujuan: Sisioo harus tahu bera-pa kadar harbon besi mentah danbaja, daru daPat menentukanbagaimana berbagai Proses Pem'bentuhan baja harus dilahsana-han. Kemudian ia harus menge'tahui perbedaan antara berbagaiproses pembuatan dan Pengaruh-nya terhadap susunannYa.

1) Sebutkan secara umumkadar karbon besi mentahdan baja!

2) {Jnsur-unsur merugikan aPa

saj a yang terdaPat dalam besimentah ?

3) Apakah pengaruh darikadarfosfor dan belerang Yangterlalu tinggi pada sifat-sifatbaja ?

4) Berikan tanda silang Padatempat di mana kira-kiraletak suhu leleh besi mentahdan baja.

Sebutkan tiga sYarat Yangselalu harus dipenuhi Padasetiap proses pembuatanbaja!Cara menghilangkan unsurpengotoran dari besi mentahialah melalui proses kimia.Untuk itu digunakan duaistilah:a. tradisional teknisb. ilmiah

Sebutkan istilah-istilahini,

c. unsurapakahYangdiPer-lukan untuk jalannYaproses.

Pada proses pembuatan bajaadatiga cara di mana oksigenberhubungan dengan besimentah.Sebutkan tiga proses ini danbagaimana cara oksigendimasukkan.Sebagian dari baja diPerolehdari besi bekas.Ada dua jenis besi bekas.

patnya unsur-unsur aslngdi dalamnya ?

9) Untuk reaksi kimianYa sa-

ngatlah penting bahwabejana pelelehan bergerak

5)

6)

7)

8)

Sebutkan dua jenis ter-sebut !

Apakah perbedaan anta-ra dua jenis ini sehu-bungan dengan terda-

Suhu, "C I 100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

Besi mentah

Baja

a.

thomas siemens-marti n LD, LDAC

Kapur ditambahkansebagai

Permulaanpengeluaran P

Kadar P dalambaja (lebih besar/lebih kecil)

agar terak dan lelehanmempunyai bidang persen-tuhan yangbesar. Bagaimanagerakan ini dilaksanakan:a. pada proses thomasb. pada proses siemens-

martinc. pada proses LDd. pada proses kaldo

10) Mengapa kita tidak dapatmenghi lan gkan un sur-un surseperti Cu, Ni atau Sn darilelehan baja ?

i1) a. Dalam bentuk apakahfosfor terdapat dalamadonan baja ?

b. Dengan cara bagaimana-kah fosfor ini dapatdihilangkan ?

c. Bagaimanakah carafosfor ini dalam berbagaiproses pembentukan bajadikeluarkan dari Ielehan.

Isilah untukini.

tabel bawah

12) Dengan cara bagaimanakahproses di bawah inimencapaisuhu kira-kira 300"C ?

Sebutkan sumber energipada:a. proses thomasb. proses siemens-martinc. proses LD dan LDACd. proses elektro

13) Sebutkan mengapa prosesbaja oksidajelas lebih banyakbesi bekas yang dapat ditam-bahkan daripada prosesthomas yang klasik ?

14) MenuruL proses manakahjenis-jenis baja paduan tinggidibuat ? Terangkan I

3.6. Pembekuan Baja

Tujuan: Siswa harus dapatme ne rang lzan p ros e s pem be huan(t e r bentu kny 0. segregasi, lubang -

lubang s usut, ge lemb ung - ge lem -

bung gas), juga dasar-dasarhimia yang mendasari upayauntuh mempengaruhi prosespembehuan.

Apa yang disebut segre-gasi balok ?

Bagaimanakah terjadi-nya zona segregasi Padabalok- balok baja ?

IJnsur-unsur manakahyang terutama terdaPatdalam zona seg:regasi ?

Apakah yang disebutlubang susut ?

Apakah sebab fisikaterjadinya lubang susut ?

Ada dua upaya Pentinguntuk mencegah terjadi-nya lubang susut, carakonstruktif dan carateknik pengecoran.Apakah yangdimaksud ?

Istilah'dicor gelisah'kaitannya dengan aPa ?

Berikan persamaan reak-si di mana sewaktuPenge-coran terjadi gas !

_-

yang dicor gelisah ?

Mengapa'gelembung Pori-pori dalam' sering sekaliharus dicegah ?

Berikarr contoh penting dari i

keharusan ini !

a. Dengan dua cara mana- :

kah kita dapatmencegahterjadinya CO ?

gah oksidasi dan berikan I

persamaan-persamaan ,

reaksi yang berkaitan. ,'a. Baja cor tenangmemPer-

lihatkan tiga gejala Padabalok cor; sebutkan I

b. Sifat-sifat khusus mana-kah yang membedakanbaja cor tenang dari bajacor gelisah ?

c. Jenis-jenisbajamanakahyang harus dicor dengantenang ?

9) Perubahan-Perubahanapakah yang terjadi, jikasebuah lelehan baja diletak-kan dalam vakum ?

10) a. Proses vakum daPat di-bagi ke dalam dua go-

longan. Sebutkan !

b. Perbedaan nYata mana-kah yang terdaPat antaragolongan ini ?

c. Menurut Proses mana-kah baja vakum dalammasing-masing golonganterutama diPeroleh ?

1) a.

b.

c.

2) a.

b.

c.

6)

7)

8)

3) a.

b.

4)

c. Apa yang diakibatkanpersamaan reaksi Pada b?

Dalam lelehan baja terjadikeseimbangan antar kadarFeO dan kadar C. APakahkesimpulan yang daPatditarik untuk kadar FeOpada:a. jenis-jenis baja miskin

karbon ?

b. jenis-jenis baja kaYakarbon ?

a. Pada pengecoran gelisahgelembung-gelembungCO naik. Ini menYebab-kan tiga gejala Padabalokcor; sebutkan !

5)

41

11) Perbedaan-perbedaan apa-kah yang terdapat antarabaja yang dicairkan secarabiasa (terbuka) dan yang

dicairkan dalam vakum ?

a. dalam struktur ?

b. dalam sifat-sifat meka-nis?

4. PERI,AI{UAN PANAS PADA BAJA

Tujuan: Siswa harus mengetahuitujuan dari perlakuan pands,proses-proses perlakuan panasyang paling penting, apd yctngterjadi di dalam bahan danperubahan-pe rubahan strukturyang menyebabkan perubahan-pe r ubahan sifat yang diing inkan ;ia juga harus mengetahui bahan-bahan dan benda kerja apa sajayang sesuai untuk perlakuanpanas.

4.1. Umum

1) Apakahkegunaanperlakuanpanas pada baja ?

2) Dalam tiga golongan mana-kah proses perlakuan panasdibagi ?

3) Sebutkantigalangkahdalamproses perlakuan panas ?

4) Dua proses fisika yangmanayang memungkinkan per-ubahan sifat-sifatbajada-lam keadaan padat ?

5) Mengapa suhu-suhu per-ubahan keadaan (titik-titikhenti) pada perlakuan pa-nas dinyatakan denganhuruf-huruf tetap dan tidakdengan suhu dalam oC

?

4.2. Perlakuan Panas

Tujuan: Siswa harus tahumengenai proses perlahuanpanas, ndnla-namanya, per-ubahan-perubahan sifat danp e r ub a han -pe rub ahan da lambahan yang terjadi. Ia harusdap at menggamb arkan j alanny aperubahan suhu sebagai fungsiwaktu dan menyebutkan contoh-contoh penerapannya.

1) Dalam daerah mana daridiagram Fe-C terletak suhuyang digunakan untukperlakuan panas baja ?

2) Sebutkan enam prosesperlakuan panas penting ?

4.2.1 Perlakuan Panas Nor-mal (Penghalusan Butir)

1) Mengapakah baja di'normal-'kan ?

2) Jawablah pertanyaan-perta-nyaan dan soal-soal berikutmengenai perlakuan panasnormal masing-masing:1. untuk jenis-jenis baja

perlit-bawah,2. untuk jenis-jenis baja

perlit-atas

43

a. Sampai suhu berapa di-panaskan dan mengapa ?

b. Bergantung dari apakahlama waktu pemanasandan mengapa?

c. Bagaimanakah pendi-nginan harus dilakukandan mengapa ?

d. Gambarkanlah secaraskema jalannya waktudengan suhu untukperlakuan panas normal(dengan waktu pema-nasan).

Sebutkan beberapa contohpenerapan dari perlakuanpanas normal ?

Berikan dalam tabel di bawahini tanda silang untukmenunjukkan sampai berapajauh sifat-sifat yang tercatatdiperbaiki oleh perlakuanpanas normal.

4.2.2.Perlakuan PanasBerbutirKasar

1) Sifat apakah yang diperbaikioleh pemanasan berbutirkasar ?

2) a. Pada suhu berapa dipa-naskan dan mengapa ?

b. Berapa lama pemanasan

diperlukan untuk pema-na san berbutir kasar danmengapa ?

3) Jenis-jenis baja manakahyang diperlakukan panasberbutir kasar ?

4.2.3. Perlakuan Panas Lembut (Pemanasan Men-jadi Sementit Berbutiratau Globular)

Mengapa dilakukan perlaku-an panas lembut ?

Selesaikan pertanyaan beri-kut mengenai perlakuan pa-nas lembutmasing-masing:1. untuk jenis baja perlit

bawah2. untuk jenis baja perlit

atasSampai suhu berapakahharus dipanaskan, danmengapa ?

Untuk itu berapa lama-kah biasanya dilakukanpemanasan ?

c. Gambarkanlah skemahubungan suhu danwaktu untuk perlakuanpanas lembut dari keduajenis baja.

3) Dalam tabel di bawah ini adatiga golongan baja. Tunjuk-kan untuk setiap golongandengan mengisi satu ataulebih huruf pengenal padakemungkinan yang tersebutdi bawah ini. Mengapa bajadari golongan itu diper-lakukan panas lembut ?

1)

2)3)

4)

a.

bPerubahan dari: lemah aedang kuat

Kekutan

regangan setelahpatah

nilai takik

baja perkakas I

baja dengan > O,5 Vo C ,

baja semua jenis

A =Memperkecil kekerasanpendinginan kejut

B =Untuk pembentukantanpa bubut

C =Untuk pengerjaan pe-mesinan

D =Sebagai praperlakuanuntuk pengerasan

4.2.4. P erlakuan Panas Pembuang Tegangan

1) Pada pemanasan pembuangtegangan, tegangan dalamdihilangkan.a. Apa yang menyebabkan

terjadinya tegangan da-lam ?

c.

Apakah tegangan iniseluruhnya dapat dihi-langkan ? Terangkan !

Pada poros yang ditarikdingin terdapat tegangantarik pada zona luar.Padanya difrais alur.Apa akibat hal ini padabentuk poros ?

Terangkan apakah hal inicocok diperlihatkan olehgambar a atau oleh gam-bar b berikut.,

2) Jawablah pertanyaan-perta-nyaan berikut mengenai pe-manasan pembuang te-gangan:a. Padasuhuberapadilaku-

kan pemanasan; danmengapa?

b. Berapa lamakah waktupemanasan ?

c. Bagaimanakah seharus-nya cara pendinginan danmengapa ?

3) Sebutkan beberapa contohpenerapan dari pemanasanpembuang tegangan ?

4.2.5. P erlakuan Pan as Difusi

1) Apa tujuan dari perlakuanpanas difusi ?

2) Jawablah pertanyaan-perta-nyaan berikut mengenaiperlakuan panas difusi:a. Pada suhu berapakah

dilakukan pemanasandan mengapa ?

I

i

I

I

45

b. Berapa lama dilakukanpemanasan ?

c. Perubahan-perubahanyang tak diinginkanmanakah yang dapatterjadi dalam struktursebagai akibat perlakuanpanas difusi ?

d. Apa yang dapat dilaku-kan untuk mencegahperubahan struktur ini(lihat pada c) atau meng-hilangkannya?

3. Sebutkan beberapa contohpenerapan perlakuan panasdifusi.

42.6. Perlakuan PanasRekristalisasi

Sifat-sifat apakah yangdiperbaiki dengan perlakuanpanas rekristalisai ?

Rekristalisai hanya terjadijika dua syarat telah dipe-nuhi. Syarat-syarat apakahini ?

Jawablah pertanyaan-perta-nyaan mengenai perlakuanpanas rekristalisasi.a. Pada suhu berapakah

dilakukan pemanasan ?(Suhu pemanasan itubergantung pada faktor-faktor apa ?)

b. Apakah nama diagramyang menunjukkan hu-bungan dari berbagai fak-tor yang berpengaruh,

dan faktor- faktor apakahitu ?

c. Perubahan-perubahanstruktur yang tak di-inginkan manakah yangdapat terjadi, dan di ba-wah syarat-syarat apa-kah terjadinya ?

d. Gambarkansecaraskemacontoh-contoh strukturdari struktur berbentukdingin dan strukturterrekristalisasi ?

4) Sebutkan beberapa contohpenerapan dari perlakuanpanas rekristalisasi.

4.3 Pengerasan DanPemuliaan

Tujuan: Slsruo harus mengeta-hui tujuan dari pengerasan danpemuliaan; ia harus dapat m*neranghan terurainya austenitdan fahtor-faktor yang mempe-ngaruhinya, pembent ukan mar-tensit dan proses pemudaan(ontlaten) p ada baj a tak te rpadu,serta harus dapat menggambar-hanj alanny a pe rub ahan s uhu de-ngan wahtu secarct skema dandapat memberi contoh-contohdari produk yang diheraskan dandimuliakan.

1) Tunjukkan perbedaan-per-bedaan nyata antara penge-rasan dan pemuliaan (tujuan,jenis baja dan proses)

1)

2)

46 47

4.3.1. Mekanisme

1) a. Apa pengaruh laju pen-dinginan yang semakintinggi pada penguraianaustenit (= pembentukanperlit) ?

b. Apa pengaruhnya padastruktur jika dengan pe-nin gkatan I aju pendingin-an difusi karbon ter-halang ? Terangkan.

c. Gambarkan secara skemastruktur pada berbagailaju pendinginan (sema-kin tingi) dan sebutkanbagian-bagian struk-turnya ?

Struktur apakah yang terj adisetelah pengerasan dengancara yang benar ?

a. Apakah arti dari pendi-nginan kritis vk padapengerasan?

b. Apakah akibatnya ter-hadap struktur jika lajupendinginan kritis tidaktercapai pada keseluruh-an benda kerja?

a. Bandingkanlah sel satu-an martensit dengan yangdari ferit !

b. Bagaimanakah mene-rangkan kekerasan yangtinggi dan kerapuhanmartensit ?

c. Apa hubungan antarakadar karbon dan keke-rasan martensit ?

Apabila laju pendinginan ber-langsun g lebih cepat dari lajupendinginan kritis, maka ti-tik-titikhenti A.rdanA.rhi-lang. Apa yang lalu terjadidengan austenit ?

Tergantung pada apakahletak titik Mu ? Bagaimana-kah pergeserannya ?

7) Apakah pembentukan mar-tensit terjadi pada suhu kon-stan seperti pada pembentuk-an perlit ? (gunakanlah atur-an fasa padajawaban anda)

8) Pada jenis-jenis baja dengankadar karbon yang lebihtinggi letak titik akhirM, daripembentukan martensit dibawah suhu kamar. Apakahpengaruh hal ini pada:a. pembentukan struktur ?

b. kekerasan total ?

9) Dengan cara bagaimanakahsisa austenit dalam jenis-jenis baja kaya karbon dapatdiubah ?

10) Apakah arti dari'pemudaan'(ontlaten) baja ?

11) Mengapakah baja yang dike-raskan harus diJmuda'kan?

12) Apa yang berubah pada kisimartensit dengan mening-katnya suhu'pemudaan' dan

5)

6)

3)

4)

pada atom-atom karbondalam larutan yang kelewatjenuh ?

13) Apayangberubah pada sifat-sifat berikut dengan 'pe-mudaan':a. kekuatandankekerasan?b. keteguhanc. regangan setelah putus ?

14) Dengan cara bagaimanakahun sur-unsur paduan mempe-ngaruhi kelakuan'pemuda-an'dari baja ?

4.3.2. Proses Pen gerasan

1) Keseluruhan proses penge-rasan terdiri dari tiga tahapmanakah?

2) Untuk mengeraskan jenis-jenis baja berikut, sampaisuhu berapakah harusdipanaskan ?

a. Jenis-jenis baja perlitbawah; terangkan,

b. Jenis-jenis baja perlitatas; terangkan,

3) Perubahan struktur mana-kah yang harus dihindarkanpada pengejutan ?

4) a. Terurainyaaustenitmen-jadi perlit paling cepatterjadi pada kira kira550"C; mengapa ?

b. jalannya laju perubahanaustenit ke perlit padasuhu yang makin turun?

Bagaimanakah seharusnyakemampuan mendinginkandari suatu zat pendingin ideal(pertanyaan 4 b dan gambar4.19 pada buku pelajaran) ?

Dengan tindakan metalurgimanakah laju perubahanaustenit ke perlit dapatdiubah ?

a. Dengan cara-cara bagai-manakah kemampuanpendinginan cairan pe-ngejut dapat diubah ?

b. Sebutkan beberapa me-dia pendingin menuruturutan kemampuanpendinginannya (darirendah ke tinggi)

Daya mendinginkan semuazat pendingin cair memper-Iihatkan kesesuaian dengandikenalnya tiga fasa yangsaling bergantian, denganmasing-masing memilikikemampuan menyerap pa-nasnya sendiri.Proses-proses man akah yan gpada ketiga fasa ini terjadipada permukaan benda ker-ja, dan sejauh manakah halini mengakibatkan diserap-nya panas dari benda kerja ?

Tuliskan hal ini pada tabel dibawah !

5)

6)

7)

8)

Laju pembahan

48 49

fasa proses padapermukaan benda

penyerapan panasbanyak I sedikit

keterangan

1

,

3

9) Berapa lamakah boleh ber-lalu antara pengejutan danpemudaan? MengaPa ?

Berapa lama benda kerjadibiarkan pada suhu Pe-mudaan ?

10) Dua faktor mana yang me-nentukan pada Prqses Pe-mudaan ?

1 1) Mengapa baja-kerja-Panas(misalnya untuk matrestempa dan cor semProt) harusdimudakan pada 50-100"C diatas suhu yang Paling ting-gr yang dialami pada Pema-kaiannya ?

12) Dari apakah kita daPatmengetahui dan memper-kirakan dengan mudah suhupemudaan dari perkakassederhana ?

13) Bagaiman akah pendinginanbenda kerja setelah dimuda-kan?

4.3.3. Pengerasan Tembus

1) Sampai kedalaman beraPapengerasan jenis-jenis bajabukan paduan daPat dicaPai?Terangkan.

Tiga tindakan manakah yangmenghasilkan kedalamanpengerasan yang lebih besarpada baja ?

Air yang dibubuhi NaOH dangaram-garam sianida sebagaizat pendingin memberikankedalaman pengerasan Yan g

lebih besar. Apa sebabnya ?

Kerugian apakah yang dise-babkan oleh larutan garamdapur sebagai cairan Pen-dingin ?

a. Jika kadar unsur-unsurpaduan makin mening-kat, tiga akibat manakahyang terjadi pada Pem-bentukan perlit Padapendinginan baja ?

b. Apa yang diakibatkan a)dalam hal hubungan an-tara kadar unsur-unsurpaduan dan kedalamanpengerasan?

Sejumlah baja yang dihasil-kan menurut standar Yangsama tetapi berasal dari le-I eh an ( c h ar ge) berbeda, dap atmem perlihatkanperbedaandalam hal kedalaman Penge-rasan. Berikan dua PenYe-babnya.

2)

3)

4)

b.)

6)

4.3.4. Perubahan Bentukoleh Pengerasan danTindakanPencegahannya.

1) a. Tegangan sebagai akibatpengerasan mempunyaiberbagai sebab.Sebutkan dua jenis te-gangan pengerasan ?

b. Apakah yangmenyebab-kannya dan bagaimana-kah terjadinya?

c. Apakah akibat daritegangan pengerasanpadaproduk, dan apakahakibatnya pada kerjapenyelesaian ?

Karena alasan-alasan ekono-mis, maka perubahan bentukoleh pengerasan sebanyakmungkin harus dicegah.Sebutkan tiga tindakanuntuk mencegah perubahanbentuk itu ?

Pada pengerasan bertingkat,tingkat perlit dijalani secepatmungkin, untuk mencegahperubahan bentuk, yangdiikuti pendinginan secaralebih lambat. Apa pengaruhcara kerja ini pada timbul-nya tegangan termal dantegangan pengubahan ?

Gambarkanlah skala peru-bahan suhu dengan waktudari pendinginan pada be-berapa perlakuan panasberikut:a. pengerasan normal

(kejut)

b.c.

pengerasan terputuspengerasan bertingkat

waktu

4.3.5. Pemuliaan

1) Dua sifat mekanis manakahdari berbagai jenis bajakonstruksi yang diperbaikioleh pemuliaan ?

2) Mengapa letak kadarkarbondari jenis-jenis baja yangdimuliakan umumnya antara0,25 dan 0,60 Vo ?

3) Jenis-jenis baja perlit bawahdalam keadaan dimuliakanlebih uleUteguh dan kuat daridalam keadaan normal.Terangkan hal ini berdasar-kan struktur ?

4) Sampai diameter berapakahbaja bukan paduan dapatdimuliakan seluruhnya?

5) Apa yang dimaksudkan de-ngan berbagai jenis bajamulia ? (kadar karbon danunsur paduan)Pemuliaan ituterdiri dari apasaja ? (uraikan seluruh pe-ngerjaan)Sebutkan beberapa sukucadang, misalnya dari mobil,yang dibuat dari baja mulia ?

2)

3)

4)6)

7)

5051

B) Mengapa Pada Produk-Pro-duk dengan bentuk rumityang memPerlihatkan ba-nyak takik dan Perubahanpenampang melintang tiba-tiba, baja teguh memberikanlebih banyak kePastian ke-

tahanan terhadaP keretakanyang rapuh ?

9) ApakahkeraPuhanPemuda-an? Bagaimanakah cara men-

cegahnya ?

4.4. P engerasan EndaPan

Tujuan: Sisrlo harus mengenalmekanisme dalam dan daPatmelukiskan akibatnYa Padastruktur dan sifat-sifatnYa- Iahar us dap at mengenal Perb edaan

antara pengerasan keiut danpengerasan endaPan (Pengeras'

an sekunder), dan mengetahuimaknanya untuk Peneraqanjenis-jenis baja tertentu; ia harusdapat memberikan beberaqd con-

toh.

4.4. 1. lVlekanisme Dalam

Terangkan mengenar me-ningkatnya kekerasan oleh:

a. pengerasan kejutb. pengerasan endaPanSyarat-syarat apa Yangberlaku untuk kelarutan dualogam dalam keadaan Padat,agar dapat membentukpaduan dengan PengerasanendaPan ?

Apa yang menYebabkanproses endapan ?

Pengendapan berlangsungtergantung pada daerah suhumenurut tiga cara; lukiskanhal ini !

Pada pengerasan endaPansuatu bahan, aPa Pengaruhbesar butirdari ikatan an-

tar logam terhadaP kekuatan-nya ? Terangkan hal ini !

Apa perbedaan antara Pe-ngerasan dingin dan Panas ?

Banyak paduan Yang daPatdikeraskan baik dinginmaupun panas sesuka hati.Perbedaan penting aPakahdalam sifat-sifat mekanisyang terjadi sebagai akibat-nya ?

4.4.2. Perlakuan Panas

1) Pengerasan endaPan suatubahan adalah Perlakuanpanas yang terdiri dari tigatahap. Tuliskan hal ini Padaikhtisar di bawah ini !

tahap mekanisme dalam(perubahan bentuk

cara kerja

1

,

3

3)

4)

5)

6)

7)

1)

2)

-

4.4.3. Arti dan Penerapandari PengerasanEndapan

1) Apa yang dimaksud denganpenyepuhan baja dan apaakibatnya terh adap sifat-sifatmekanisnya ?

2) Apa yang dimaksud denganperubahan sepuh dari bajadan apa akibatnya terhadapsifat-sifat mekanisnya ?

3) Apakah yang disebut pe-nyepuhan baja buatan danuntuk kegunaan teknispraktis apa cara ini dipakai ?

4) Apakah yang merupakanperbedaan penting dalamstruktur dan pemuliaankekerasan pada pengerasan

endapan dan pada pengeras-anlpemuliaan ?

Jawablah pertanyaan -perta-nyaan padaikhtisar di bawahsehubungan dengan diagramberikut ini, yang menunjuk-kan secara skema jalannyawaktu-suhu dari pen gerasanendapan dan pengerasan/pemuliaan.

pertanyaan pengerasan/pemuliaan

pengerasanendapan

bagaimanakahstnrkturpada2pada 5

pada titikmanakah kekerasantertinggi

dimanakah bahanmasih tepat untukdibentuk

berapakah nilai kekerasanpada penampang bagian-bagian

52 53

4.5. Cara-cara Khusus untuk lVlemperkems Permukaan

Tujuan: Sisruo harus mengenalnama - n ama da ri b e rb agai P rose s

yang bertuiuan untuk menda-patkan zona tahan aus. Ia harusmengetahui perubahan strukturap a y ang te ri ad i, he unt ungan danhe r ugianny a dan daPat memb e r i'kan conto h -contoh P e ne raq annY a

4.5.1. Umum

1) Gabungan sifat-sifat aPakahyang didapat dengan mem-perkeras permukaan barang/produk ?

Sebutkan beberaPa sukucadang atau Produk-Produkyang mengalami perlakuanpengerasan permukaan ?

Pengerasan permukaan ter-jadi karena terjadinYamartensit atau karena difusiatom-atom asing kedalambahan, yang membentukikatan antar logam.a. Bagaimanakah volume

dari lapisan Permukaanberubah ?

b. DalamhalaPaumursukucadang atau barangberubah ?

4.5.2. Pengarbonan

1) Apa yang dimaksud denganpengarbonan ?

2) Bagaimanakah susunandarijenis-jenis baja karbon (kadar

karbon dan unsur-unsurpaduan) ?

Mengapa kita membuat rodagigi truck besar dari baja1?CrNiMv6 dan tidak dari16MnCr5 ?

Peristiwa-peristiwa fi sikaapakah yang meruPakandasar dari semua Prosespengarbonan ?

Kekerasan permukaan itubergan tun g dari faktor-faktorapa ?

Faktor-faktor apakah Yangmenentukan kadar karbon ?

Tuliskan pada ikhtisar diatas, dalam hal aPa ketigaproses pengarbonan salingberbeda ?

Sebutkan tiga kemun gkinanuntuk tetap mempunyai ataumemperoleh permukaan lu-nak pada temPat-temPat ter-tentu pada pengerasan Per-mukaan dengan pengarbon-an?

9) Mengapa kita tidak bolehlangsung memberikan Per-lakuan kejut mulai suhupengarbonan, Pada Produk-produk berbeban tinggi atauproduk-produk Yang meng-alami beban pukul ?

10) Apa yang dimaksud dengan'pengerasan langsung' daribaja karbon ? (keuntungan-kerugian)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

2)

3)

media pemberi karbon

pengarbonan olehbubuk I gu. ; mandi garam

ltsumber panas

ukuran produk

kedalaman pengarbonan

keuntungan

kerugian

11) Apa yang dimaksud dengan'pengerasan ganda' dari bajakarbon ? (keun tungan-kerugr-an)

12) Apa yang dimaksud denganpengerasan tunggal ?

13) Tiga kesalahan pentingapakah yang dapat terjadipada pengarbonan ?

4.5.3. Penitroan

1) Penambahankekerasanpadapermukaan bahan denganpenitroan itu disebabkan olehapa ?

2) Syarat-syaratapayangdiper-lukan pada umumnya untukpembentukan zona permuka-an keras di semua prosespenitroan?

3) Proses internal manakahyangterjadi pada penitroan ?

4) Sifat-sifat apakah yang adapada zona permukaan setelahpenitroan (empat yang baik,satu yang kurang baik) ?

5) Lapisan penitroan tentulebihtipis dari lapisan pengar-bonan^a. Akibatnya bahan dasar

harus memenuhi syaratapa ?

b. Apa akibatnya terhadaplapisan keras ?

6) Bahan-bahan apakah yangumumnya dapat dinitrokan,dan bahan manakah yangsangat cocok ?

7) Baja nitro biasanya dinitro-kan dalam keadaan mulia.Apa artinya dari segi suhupenitroan ?

8) Ada tiga cara penitroan.Sebutkan yang mana danmedia apakah pemberi nitro-gen ? Berikan untuk tiap carasuatu penerapan.

9) Apakah keuntungan peni-troan yang paling pentingdibanding dengan pengeras-an martensit ?

5455

---

4.5.4. P engerasan Pennuka'an dengan PemanasanSetempat dan Penge'jutan

1) Apakah yang merupakanperbedaan penting antarapengerasan sebagian danpengerasan pengarbonandalam hal:a. bahan dasarnya ?

b. struktur segera sebelumpengejutan dengan kece-patan yang sama denganatau lebih besar daripadalaju pendinginan kritis ?

c. struktur pada akhirproses.Sebagai contoh gunakan-lah poros berdiameter 30mm.

2) Sifat fisika baja manakahyang dimanfaatkan padapengerasan permukaan de-ngan cara pemanasan se-

tempat ?

3) a. Terutama tergantungdari apakah kekerasanzone permukaan, dandalam batas-batas apa-kah letak kekerasannya?

b. Tergantung dari apakahketebalan zona yang di-keraskan ?

c. Menurutprosesmanakahpenampang-penampangkecil juga dapat meng-alami pengerasan per-mukaan ?

4) Keuntun gan-keuntunganapakah yang didapat dari

pengerasan induksi diban-dingkan pengerasan api:a. dari segi energi ?

b. dari segi bahan ?

c. dari segi proses ?

5) Jenis-jenis baja manakahyang sesuai untuk pengeras-an permukaan ?

4.5.5.Cara-cara Lain untukMendapatkan LapisanPerrnukaanyangTahanAus

1) Menurut cara kimia-fisikamanakah proses-proses beri-kut terealisasikan ?

a. pembentukan martensitdengan kedalaman pe-ngerasan kecil

b. proses difusi yang me-nyebabkan terbentuknyaikatan keras

c. pembentukan Iapisan-lapisan keras, lapisan-lapisan keras manakahdapat dihasilkan danbagaimana ?

2) Dari lapisan yangdihasilkan,manakah yang mempunyaikekerasan tertinggi ?

3) Proses-proses manakahyang diterapkan untukmemperbaiki bagian-bagianmesin yang aus ? Berikancontoh untuk tiap proses.

4) Lapisan-lapisan permukaanmanakah yang diterapkanpada konstruksi perkakas;sifat-sifat apakah yang diper-baikinya ?

I

:

I

I

75. BAIIAN COR BESI

Tujuan: Sisr.r,,a harus mengeta-hui proses-proses peleburan danperlakuan panas yang mungkin,no rma- n o r ma stan da r, s ifat - s ifath,hus us dan menge nal pene rapanbahan cor Fe-C yang distand.ar-h,an.

5.1. Ikhtisar danPengelompokan

Tujuan: Slsrlo harus mengetd-hu i sifat - s ifat t e k no log is da ri b e r-bagai bahan pengecor, dapatmenge lompo hanny a b e rdas arkanstruktur, dan dapat menurunkansifat - sifat y ang berhaitan d.engan -

nya.

1) Bahan-bahan cor harus me-miliki kombinasi dari empatsifat teknologis. Sebutkankeempat-empatnya dan te-rangkan akibatnya bagi pem-buatan (fabrikasi) produkdan bagi produk itu sendiri.

sifat akibat (teknologis, ekonomis,kualitatif)

2) Dengan pengecoran dapatdibuatbarang dengan bentuk

apa pun. Apa keuntungan-nya untuk sifat-sifat mekanisdari barang yang dicor ?

3) a. Bahan cor besi dibagi da-lam lima kelompok utamaberdasarkan struktur-nya. Sebutkan nama-namayang distandarkanberikut singkatan danstruktur khasnya.

kelompok nama singkatan struktur

b. Setiapkelompokmempu-nyai pembagian yanglebih rinci berdasarkanstruktur matriks (bahandasar). Tuliskan hal inipada rangka berikut yangmasih harus menunjuk-kan bagaimana sifat-sifatyang dituliskan berubahpada struktur yang di-isikan (membesar/me-ngecil).

56

kekerasan dan

Strukturbahan dasar

kekenyalan

5.2. Baja cor

1) Menurut proses manakahbaja cor umumnya dibuat ?

2) Mengapabaja cor selaludicorsebagai baja tenang ?

3) Barang-barang baja cor se-

telah dibersihkan tidaklangsung dibubut.Pengerjaan apakqh yangdilakukan sebelumnya danmengapa?Sebutkan dua sifat cor yangmenonjol dari baja sebagaibahan cor dan akibatnyabagipengecoran dan cetakan ?

Bagaimanakah baja cor di-standarkan dan dalam dae-rah manakah ]etak kekuatantariknya ?

Sebutkan paling sedikit tigajenis baja cor yang distan-darkan untuk penerapankhusus?Dari sejumlah bahan-bahanbesi cor, baja cor paling ba-nyak mempunyai sifat-sifatyang kurang menguntung-kan Namun demikianterangkankan kapan kitaterpaksa membuat bendadari baja cor?

kekuatan

-

-l

iI

I

I

I

4)

5.3. PembentukanStrukturdan Grafit

Tujuan: Sisr.uo harus mengeta-hui apa pengaruh unsur paduanyang paling penting dan lajupendinginan pada struktur ba-han dasar, dan dapat menilaipengaruh bentuk dan ukuran be-

sar grafit pada hekuatan dan ke-

m.atnp uan pemb ent u kan p last is.

1) Bandingkanlah baja cor danbesi cor kelabu dalam tabelberikut:

Sistempembekuanmenumt

karbon dapatsebagai

baja cor

besi corkelabu

Terangkan dalam bentuk apa(Fe3C atau grafi t) kristali sasikarbon berjalan Iebih cepat!Unsur-unsur paduan mem-punyai pengaruh pada carapembekuan paduan Fe-C.Sebutkan unsur-unsur padu-an yang paling pentingyangmempunyai efek sebaliknya;sebutkan dua unsur paduanyang paling penting ?.

\1

5)

6)

7)2.

3.

4)

5)

bentuk beku unsur paduan

stabil (grafit)

metastabil (FerC)

Dengan tindakan apakahseseorang melaksanakandengan pasti pembekuanmenurut sistem stabil ?

Tuliskan dalam tabel berikutangka manakah dari daerahstruktur pada diagramWeichelt termasuk dalamsetiap bahan cor yangtersebut dalam tabel

o r0 110 50 $mtebal dinding -..._

7) Apapengaruh ukurankristalgrafi t pada sifat-sifat paduan-paduan Fe-C ?

kristal grafit menjadi halus

kekenyalan

kekerasan

kelnampuan pem-bentukan plastis.

B) Mengapa besi cor nodulardalam hal sifat-sifat palingmenyerupai baja ?

9) Kekuatan tarik dari paduancor yang sejenis dengankekerasan brinell yang samakadang-kadang sangat ber--beda. Mengapa ?

5.4. Besi Cor Lapis

1) a. Menurut lembaran-lembaran norrna, apakahsingkatan penunjukkangrafit lapis, dan apa artibilangan yan g mengikutihuruf penunjuknya ?

b. Daerah kekuatan mana-kah yang mencakup se-mua jenis besi cor kelabuyang dinormalkan ?

2) Berikan tanda silang padatabel di bawah ini bagai-manakah penilaian andaterhadap sifat-sifat tersebutpada besi cor; berikan jugaketerangan.

6) Apa pengaruh tebal dindingpada cara pembekuan danpada pembentukan struktur?

58

I'ai

O6

tL

no- bahan cor

besi cor kelabu feritis

besi cor ledeburitis

besi cor perlitis

besi cor campuran

besi cor fer-perl-kelabu

5.6. Besi Cor Tempa5.5. Besi Cor Nodular

1) Bagaimanakah caranyamemperoleh bentuk nodulardari pemisahan grafit ?

2) a. Apakahsingkatanpenun-juk besi cor nodular yangdistandarkan ?

b. Daerah kekuatan mana-kah yang mencakup ber-bagai jenis besi cor no-dular yang distrandar-kan?

c. Perbedaan apakah yangterdapat dalam strukturbesi cor dengan kekuatanrendah dan tinggi ?

3) Tiga sifat mekanis danteknologis dari besi cor lapisdan besi cor nodular sangatberbeda. Sifat-sifat danperbedaan-perbedaan apasaja ?

4) Jika sifat-sifat mekanis danteknologi s dari semua paduancor besi dibandingkan, ter-nyata bahwa untuk besi cornodular ada daerah penerap-an tertentu. Apakah daerahpenerapan itu, uraikan danterangkan hal ini ditinjaudari sifat yang membedakanbahan ini ?

1) a.

2) a.

b.

3) a.

b.

4) a.

c.

Terdiri dari strukturapakah bahan mula (besicor putih) untuk besi cortempa ?

Oleh perlakuan metalur-gi manakah terjadinyastruktur ini ?

Mengapa pada besi cortempa tebal dinding tidakboleh lebih besar darisuatu nilai batas terten-tu?Terdiri dari strukturapakah besi cor tempayang dipanaskan untukmenghilangkan karbon ?

Dengan proses teknologimanakah struktur inidapat terjadi ?

Terdiri dari strukturapakah besi cor tempayang dipanaskan tidakuntuk dihilangkan kar-bonnya?Menurut proses teknolo-gis manakah struktur initerjadi ?

Apakahnama-namayangdistandarkan dan sing-katan penunjuk dari besicor tempa ?

Sifat baik tidak baik keterangankemamDuan corkemamouan oemesinanmampu pembentukankekuatan tekanperedamanketahanan korosisifat ialan darurat

59

7b. Daerah kekuatan mana-

kah yang mencakup se-mua jenis yang distan-darisasi ?

c. Apakah penerapan khu-sus dari GTW-S38 menu-rut DIN 1692?

5) Bagaimanakah kita mempe-ngaruhi pembentukan struk-

tur matriks pada besi-cortempa; apakah struktur dariberbagai jenis besi-cor tempaini ?

Dalam cabang industri apa-kah kebanyakan besi-cor tem-pa yangdiproduksi itudikon-sumsikan? Sebutkan contoh-contoh suku cadang yangdibuat dari bahan ini ?

6)

60 61

3)

4)

5)

1)

6. BAJAPADUAN

Tujuan: Sisuo harus mengeta-hui p engaruh un sur - unsur Padu'an pa.da letak huru a-kurua dalamdiagram Fe-C dan pada struk'tur. Ia harus mengetahui aPapengaruhnya pada sifat'sifatseperti hetahanan pa-nas,mam'pu las, ketahanan korosi dan ke'tnampuan pengerasan.

6.1. Umum

Sebutkan beberapa peri stiwadimana syarat-syarat Padabahan dituntut sedemikianrupa, sehingga baja bukanpaduan tidak lagi memenuhi-nya dan jenis-jenis baja padu-anlah yang harus dipakai ?

Sifat-sifat mekanis danteknologis manakah yangdipengaruhi oleh kehadiranunsur-unsur paduan ?

6.2. PengaruhUnsur-unsurPaduan pada Strukturdan pada DiagramF'E.C

1) Hampir semua unsur-unsurpaduan dalam jumlah kecillarut dalam ferit. Apa penga-ruhnya pada:a. ferit dan kekuatannya ?

b. pojok'baja' dari diagramFe-C ?

2) a. Sebutkan paling sedikit

empatunsurpaduanyangmempunyai afinitaskuatuntuk karbon !

b. Apa akibat dari hal ini,dan zaL-zat apa yang ter-jadi karenanya ?

c. Zat-zaL ini mempunyaistruktur kisi apa, dankombinasi sifat-sifatapakah yang diakibat-kannya ?

Untuk kelompok jenis bajaapakah kehadiran karbida sa-

ngat penting, dan mengaPa ?

Kadar unsur-unsur paduanberapa yang dituntut sebagaiakibat dari afinitasnya ter-hadap karbon ?

lJnsur-unsur paduan dapatmengubah daerah austenit.a. ljnsur-unsur manakah

yang membuat daerahaustenit lebih besar ?

b. Gambar secara skemapengaruh unsur paduanpada letak titik Ar3 daribesi murni (gambar seba-gian dari diagram unsurpaduan Fe).Apa akibat kadar tinggidari un sur-un sur paduanpada struktur baja ?

Sebutkan lima perbedaanpentin g dari sifat-sifat di-bandingkan dengan j enisbaja bukan paduan ?

Beberapa jenis baja de-

2)

c.

d.

ngan struktur ausbenitpadasuhukamar, menda-patkan struktur ini tidakhanya berdasarkan ka-dar unsur-unsur paduanyang tinggi, tetapi dengancara lain. Bagaimana?;uraikan.Kekerasan dari jenis-jenis baja austenit (bajamangan, baja Cr-Ni) me-ningkatdengan pemben-tukan dingin; terangkanhal ini.IJnsur-un sur paduanmanakah yang memper-kecil daerah austenit ?

Gambarkan secara skemabagian kiri dari diagramkeadaan seperti itu untuk

unsur paduan Fe.Apa akibat kadar tinggidari un sur-un sur paduanini pada struktur baja ?

Sebutkan empat perbeda-an penting dari sifat-sifat,dibandingkan denganjenis-jenis baja yangbukan paduan ?

Jika paduan besi-khromjuga mengandung kar-bon, terjadilah berbagaistruktur menurutjumlahkarbon. Tuliskan pada ta-bel berikut struktur-struktur yang termasukdalam kadar C dan Cryangdibe rikan, dan beri-lah tanda silang sepertitampak pada baris per-Lama?

Untuk mencapai ketahanankorosi baja, paling sedikitharus adal3%o khrom bebas,apa yang dimaksud dengan'137o khrom bebas'?Mengapa baja tahan korosimampu keras dalam keadaan

c.

e.

d.

6) a.

b.

6.3. Pengaruh Unsur-UnsurPaduanPadaKetahananKorosi Baja

1) Bergantung pada apakahketahanan korosi dari jenis-jenis baja tahan korosi ?

62

2)

3)

strllrtur )Vo Cr Vo tahan korosi dapat dikeraskar alaL-al at

dari bajakonstruksibajaya tidak ya tidak

ketahanan < 0,1 tinggi x x x

, tinggi

0,2-7 tinggi

< 0,5 rendah

< 1,5 rendah

4)

keras lebih tahan korosidaripada dalam keadaanIunak ?

Pada waktu Pengelasan kar-

bida dapat memisahkan diridi zonayang diPengaruhi Pa-

nas; dengan tindakan aPa,

vans berhubungan dengan

,.r.rinr., baja tahan korosi

austenit, hal ini daPat di-

cegah ?

Afa penga.uh molibden Pada

korosi ?

b)

,,

I

t;

i,;

63

77. LOGAM.LOGAM BUKAN BESI

7.1 Umum

Tujuan: Siswa harus mengetahuiapa sifat-sifat hhusus -logam_

logam bukan besi d,an pojuon_nya, dibandingkan dengan baja.Ia harus mengenal ,olr,o_roiop aduanny a j ug a pe na mua n y angdi s tanda r i sa s ik an, da n p e, i e di-an antara paduan untuh pemben_tukan dan untuh pengecoran.

1) Dari logam-logam berikutmanakah yangpaling banyakterdapat di bumi: Zi,Wtg,f;,AL, Fe, Cu, pb ?Buatlah urutan menurutjuml ah (persentsss) terdapat_nya Iogam_logarn ini.

2) Sebutkan paling sedikitempat sifat dari logam_logambukan besi yang sangatmenyimpang dari sifat_sifatbaja tak terpadu, dan berikanjuga beberapa yang khasmewakili logam-logam yangmemperlihatkan penyim-pangan ini.

Contoh:

7.2 Penamaan dan KodifikasidariLogam-logam NF danPaduannya

1) Bagaimanakodifikasi logam_logam NF secara singkal ?Berikan beberapa contoh.

2) Bagaimana kodifikasi pa_duan-paduan NF ,u.u.usingkat ? Berikan beberapacontoh.

3) Logam-logam NF, berdasar-kan cara-cara pengerjaannyamenjadi produk, dibagi men-jadi dua kelompok. SeLutkankel ompok-kelompok ini ; beri _

kan beberapa sifat khususdari setiap kelompok Qugastruktur yang menandai-nYa) ?

4) a. Dari kombinasi huruf_huruf apakah kita me_ngetahui dari kodifikasi-nya teknik pengecorandari masing_ masingjenispaduan cor ?

b. Apapengaruhcarapenge-coran pada jalannyapendinginan dan dengandemikian pada struklurdan kekuatan sertaregangan yang berkaitan.

Sifat lngam (paduan)

absorbsi cahaya timbal

64

7.3. Aluminium

7.3.1. Terdapatnya dan CaraMemperolehnya

Tujuan: Slsrlo harus mengeta-hui tahap-tahap proses dari bijihsampdi logam, demihian jugareaksi-reaksi fisika-kimia yangmendasarinya.

1) Bagaimanakah mendapat-kan aluminium murni daribijih ?;

Jawablah untuk itu:a. Apakah nama bahan

dasarnya dan bagaimana-kah susunannya ?

b. Menurut cara apa bahandasar ini dipisahkan daribijih? Sebutkan limaproses dasar dan uraikan.

c. Apa nama produk akhirdari cara ini (nama +rumus kimia) ?

d. Lukiskan cara reduksiuntuk membuat alumi-nium dari bahan dasar(sebutkan jenis oven,proses, jenis anoda,katoda dan elektrolit)

2) A1203 murni mempunyaititik leleh di atas 2000oC.Mengapa dimungkinkanbahwa reduksi terjadi dalamtangki leleh pada suhu k.l.950oC ?

3) Kalor pembentukan darioksida aluminium adalah16,7 .105 J/mol.

Berapa energi, dinyatakan l

dalamkWh,yangdiperlukan l

untuk mendapatkan 1 kg i

aluminium dari Al2O3 (nilaiteoritis tanpa kerugian) ? l

7.3.2. Sifat-sifat dan Pene- -

rapan dariAluminium i

Murni ;

I

Tujuan: Siswa harus dapat imenurunhan sifat-sifat dan ;penerapan-penerapan dari datafisiha-kimia (potensial, kisi,suhu /titih leleh)

1) a. Apa arti kpb pada sifat-sifat mekanis alumi-nium ?

b. Sifat-sifat apa secara i

kualitatif terdapat padaaluminium sesuai tem-patnya dalam sistem pe-riodik ?

2) a. Bagaimanakah kita da-pat menilai ketahananterhadap korosi alumi-nium, jika yang harus i

deret ketegangan: jauh I

disebelah kiri (antara Mg i

dan Mn) ,

b. Berdasarkan apakah !

dalam praktek ketahan-an korosi yang baik darialuminium murni ?

c. Bagaimana ketahanan

7korosi dapat diperbaikiIagi (metoda dan prinsip-nYa)

d. Bahan-bahan apa sajayang dapat rnerusak alu-minium, dan mengapa ?

3) Sebutkanbeberapa penerap-an di mana aluminium murnidigunakan oleh karena keta-hanan korosinya yang baikdan oleh karena sifatnyayang:a. mampu dibentuk dinginb. mampu menghantar lis-

trikc. mampu digosok meng-

kilapd. massa jenisnya yang

rendah4) Sebutkanbeberapa penerap-

an aluminium yang didasar-kan atas panas pembentuk-an yang tinggi dari oksidanya.

7.3.3. Paduan Aluminium-Pengaruh dari Unsur-unsur Paduan

Tujuan:Siswa harus dapat men-jelaskan pengaruh dari unsur-unsur paduan pada struktur dansifat - sifat b a han, m eng golong hanjenis-jenis paduan dan meng-uraikan proses pengerasan endap(keras presipitasi).

1) Tujuan pemaduan ialahuntuk mengubah sifat-sifatdari aluminium murni.

Dua sifat mekanis yangmana yang harus diper-baiki?Sifat-sifat yang manayang harus dipertahan-kan ?

Sebutkan tiga dari antaraIima unsur paduan yangterpenting.Apakah akibat penam-bahan jumlah kecil un-sur paduan pada struk-tur ?

Apakahdengan demikianjuga kekuatan dan mam-pu bentuk plastisnyaikutberubah ?

Apakah pengaruh padastruktur dari penambah -

an unsur paduan dalamjumlah yang relatif ba-nyak ?

Apakah akibatnya terha-dap kekuatan dan mam-pu bentuk plastisnya?Apakah pengaruh unsur-unsur paduan terh.adapketahanan korosi atauketahanan iklim, ber-hubungdengan keduduk-an masing-masingdalamderet ketegangan ?

Apakah akibat terha-dap produk akhir daripenggunaan aluminiumbekas untuk pembuatanpaduan-paduan alumi-nium ?

a.

C.

2) a.

b.

3) a.

b.

4) a.

666?

7.3.4. Ikhtisar dari Paduan'Paduan Aluminium

1) Paduan Pembentukan daPat

dibagi menjadi tiga kel omPok'

Tuliikan ini dalam tabelberikut dan catatlah Pada ko-

lom kedua unsur-unsurpaduan Yang khas untukmasing-masing kelomPok'

D Paduan-Paduan keras-endaPmanakah Yang:a. sangat tahan korosi

b. kurang tahan korosi

d. mamPudioksidasianodise. selain sangat baik tahan

korosinYa j,ga baikmampu cor dan mampulasnya

f. kuat dan tahan air laut

S. kuat dan baik mamPukilaPnYa

7.3.5. Pengerasan EndaPPaduan Aluminium

Tujuan: Sisuo harus daqatmenguraikan P rose s P en ge r a san

danj u ga mene rangkan Pengar u h'nyapada struktur dan sifat-sifat'

c. sangat kuatd. mengeras Pada suhu

kamarPaduan cor aluminium Yangdistandarisasi, berdasarkanpen erapan dan sifat-sifatnYa,aiUugi dalam tiga kelomPok'Tiga kelomPok manakah ini ?

Paduan cor manakah (buku

ajar tabel 7.3) Yang:a. sangat baik mampu

cornyab. tidak tahan air lautc. tahan air laut

3)

4)

1) a. Tigaperlakuan manakahyang mencakuP keselu-ruhan Proses PengerasanendaP; uraikan dalamsetiap bagian Proses apa

yang terjadi di dalam ?

b. Apakah bagian terakhirproses daPat diPerlambatutuo tu*u *ekali dicegah?

Apakah untuk Pengerasanendap atau memPerkeraspaduan aluminium kitai,n*t menahannYa Padasuhu tertentu selama waktutertentu, atau hal itu bebas

di atas suhu tertentu'Terangkan.

2)

IJnsur-unsur paduan (atau kombinasi unsur)

Mg (miskin Cr)

Keiompok

1 Paduan sangat mengkilat

3. Apakah arti dan apa akibatdari pengerasan dingin(pengerasan endap pada suhukamar) untuk:a. paduan pembentukanb. paduan pengecoran

7.4. Tembaga

7 .4.2. Sifat-sifat dan Penerap-an Tembaga Murni

Tujuan: Sisruo harus mengenalsifat-sifat terpenting danpenerapan tembaga murni serladar i pad uan t e mb aga te rp e nting.

1) Sebutkan beberapa sifatyangbaik dan yangtidakbaik daritembaga murni ?

2) a. Apakah untuk dayahantar listrik yang baiktembaga harus bebasoksigen ?

b. lJnsur-unsur apakahyang mempunyai penga-ruh tidak baik pada mam-pu hantar listriknya ?

3) Apa yang dimaksud dengan'penyakit hidrogen' padatembaga ?

7.4.3. Paduan Tembaga;Umum

1) Sifat-sifattembaga manakahyang diperbaiki oleh pema-duan ?

Apa pengaruh kadar sengpada kekuatan dan mampubentuk dingin serta panasdalam paduan tembaga-seng?Dalam dua kelompok mana-kah paduan tembaga-sengitudibagi ?

Apa kelebihan paduan tem-baga timah (enis 6rozs) daripaduan tembaga seng (jeniskuningan) ? Apakah juga adakekurangannya ?

Apa sifat-sifat baik yangpaling penting dari paduantembaga-aluminium ? Apa-kah anda juga mengetahuisifat yang kurang baik ?

Sebutkan beberapa penggu-naan dari paduan cor temba-ga aluminium dan ceritera-kan atas dasar sifat-sifat apapenerapan ini ?

Palu yang digunakan dilingkungan di mana terdapatgas yang mudah terbakar,pada waktu dipukulkan tidakboleh menimbulkan percikanapi. Bahan apakah yangdigunakan ?

Apa yangmendasari kekeras-an, dan apa yang mendasarisifat tidak ada percikan api ?

2)

3)

4)

5)

6)

7)

68 69

8. METALURGI SERBUK, LOGAM SINTER

Tujuan: Sisr.uo harus daPat me-

neranghan Proses dengan bantu-an fisika logam; ia harus mengp'

tahui apa yang memqengaruhihekompakan, hehuatan danp enge rutan se rt a b a han aP a Y angsesudi untuk metalurgi serbuk ?

1) Termasuk dalam teknik 5)pembuatan manakah meta-lurgi serbuk itu ? Dua teknikmanakah termasuk dalam 6)kelompok yang sama ?

2) Sebutkan limatahaP Pentingdari proses rnetalurgi serbuk?

3) a. Penerapan tekanan Pe-ngempaan adalah 4-6kbar. Berapakah gaYayang diPerlukan untukmenekan suatu bendakerja dengan bidang te-kan seluas 4em2 dengantekanan sebesarG kbar ?

b. Besaran-besaranaPakahyang menentukan kera-patan tekan Yang daPatdicaPai ?

c. BergantungPadaaPakahkekuatan barang Yangtelah dipres ?

d. Apakah yang menentu-kanbesarmaksimumdaribenda kerja ?

4) a. Apa arti PenYinteran ?

b. Dua proses fisika mana-kah yang berPeran Padapenyinteran ?

c. Pada suhu beraPakahbahan besi disinter

d. Apakah bahan melelehpada penyinteran

e. Apa pengaruh Prosessinter pada massa jenisdan ukuran dari barangyang disinter.

Pengerjaan apakah Yangbiasanya mengikuti PenYin-teran ?

Bahan sinter dibagi dalamdua kelompok.a. Kelompok pertama men-

cakup bahan Yang me-lalui jalan metalurgi lelehtidak dapat dibuat, atauhanya dapat dibuat de-

ngan sifat-sifat Yang ti dakbaik.Berikan ti ga al asan untukitu dan berikan contoh-contoh produk setelahpembuatan melalui jalanmetalurgi serbuk.Kelompok kedua menca-kupcampuran serbukun-tuk produk sinter. Sebut-kan tiga jenis di antara-nya.Hubungan apa yang adapada produk sinter antarakekuatan tarik, regangsetelah patah dan kera-patan tekan ?

b.

I

i

9. KOROSI DAN PERLINDUNGAN TERHADAPKOROSI

1)2)

Tujuan: Sisrao harus dapat me-neranghan sebab-sebab fisiha-himia dari gejala korosi, dapatmeny e but han ah ib at pent ing dari -

padanya untuk bahan dan sifat-sifatnya, dan mengetahui tin-dakan apa yang harus diambilsebagai perlindungan aktif danpasif terhadap korosi.

Berikan definisi dari korosi.Bahan logam dapat meng-alami tiga jenis reaksi. Sebut-kan ini dan berikan contohuntuk masing-masing.Apakah akibat kehilanganbahan karena korosi padasuatu bagian konstruksi:a- pada pembebanan statis?b. pada pembebanan dina-

mis ?

Terangkan besaran "lajukorosi linier" dan "ketah anankorosi" sehubungan dengansatuannya.Apakah yang membedakanantara reaksi kimia danreaksi elektrolitik ?

Apakah komponen-kompo-nen terpenting dari elemengalvanis.Dengan bahan bantuan apa-kah anda tentukan manakahdari dua logam yang palingtidak mulia ?

Perbedaan penting apakah

yang terdapat antara elemengalvanis dalam teknik elektro(batere saku) dan elemenkorosi (elemen lokal).

9) Dalam peristiwa berikutterjadi korosi karena adanyaelektrolit. Jenis elemen lokalapakah terjadi (ada tigajenis)dalam peristiwa di bawah ini;suku cadang atau logammanakah yang terserang?a. Sekrup baja dalam se-

buah benda cor dari tem-baga

b.

c.

Bagian-bagian pelat bajayang saling dilas titikLogam yang sebagiandibentuk dingin

d. Sandaran baja daritempat berlabuh yangsebagian terendam air

e. pelatbajadenganlapisanoksida berpori sebagian

10) Lima macam korosi apa, yangberbeda penampilan luarnya,yang anda kenal ?

11) Padakorosi dan pembebananmekanis yang terjadi bersa-maan tanpa adanya kehilang-an bahan yang dapat diukurdapat terjadi retak tiba-tiba.Bentuk-bentuk korosimanakah yang bertanggungjawab untuk hal ini ?

12) Ada tiga bentuk perlindung-an aktif terhadap korosi.

3)

4)

5)

7)

8)

70

71

Sebutkan Yang mana; beri-

kan contoh untuk masing-

masing.13) Apaka-h Perlindungan Pasif

terhadaP korosi ?

14) Berbagai macam laPisan Pe-

lindung,atasdasarcara Pe-

lapisan kimia-fisikanYa' di-

bag! dalam beberaPa golon ga-

n utama.Sebutkan,selain conloh di

bawah, sebanYak mungkingolongan lainnYa'

15) Nilailah kelakuan kombinasilogam di bawah menurutderet tegangan

logam anoda katoda menyerang:

Zn

Fe

Sn

Fe

pelitur atau lilin Pada

karoseri mobillapisan gemuk, minYak atau

tetes air

lapisan Zri

pelat baja

lapisan Sn

7'.

10. BAIIAN BUATAN/SINTETIK

10.1 Umum

Tujuan: Siswa harus mengenalperbedaan penting strukturantara logam dan bahan sintetihdan dari perbedaan ini d,apatme ne rang h,an s ifat - s ifatny a.

1) Logam terdiri dari kristal-kristal, yang kisinyadiben-tuk oleh ion-ion logam dalamhimpunan bola yang rapatsampai sangat rapat, dengan'gas elektron' yang disatukanoleh ikatan logam yangkuat.Sebagai bahan asing dalamlogam masih terdapat sebagi_an kecil terak. Jika diban_dingkan dengan itu,terdiridari apakah bahan sintetikitu ?

2) a. Sebutkan paling sedikitempat unsur yang mem_bentuk bahan sintetik.

b. Tempatkan unsur-unsurdan bahan berikut dalamurutan massa jenisnyadalam tabel.

Al, Fe, Cu, Zn, pb, Mg, Ti,kayu, bahan sintetik.

3) Jawablah pertanyaan berikutberdasarkan perbedaanstruktur antara logam danbahan sintetika. Mengapakah bahan sin_

tetik umumnya tahan ter-hadap pengaruh kimia ?

b. Bagaimanakah mampuhantar listrik dari bahansintetik ?

c. Apakah bahan sintetikdapatmenyala dan dapatterbakar?

d. Mengapakah modulus Edari bahan sintetik jauhlebih rendah daripadalogam ?

4) Molekul-molekul senyawakimia (misalnya metanaCI{4) selalu mempunyaisusunan dan ukuran yangsama. Bagaiman akah h alnyadengan bahan sintetik ?

lO.2 Terjadinya MakroMolekul

Tujuan:Sisuo harus dapat me-nerangk.an sifat-sifat hhususatom-atom harbon sebagai dasarpembentukan makromolehul. Iaharus dapat meluhislzan danmenerangh,an tiga bentuk reahsiatas dasar suatu polimer khas.Lagi pula ia harus mengetahuisyarat-syarat untuk terjadinya

massa jenis P < 1.? L.7-5 5-1( >10

dalam kg/dmi

7273

molekul-molekul berbentuk ran'tai dan jaringan dan dengandem ikian dap at men er anghan ke -

m dmp uan p e nxb ent ukanny a.

Perilaku atom-atom karbonpada pengikatan atom-atomhidrogen dalam senyawahidrokarbon adalah dasardari kimia polimer. Dua sifatkhas atom karbon manakahyang menentukan perilakuini ?

a. Bahan sintetik dibagidalam tiga golongan besarberdasarkan reaksi pem-bentukannya. Berikannama- nama reaksi inidan sebutkan dari setiapgolongan sebuah polimerdengan nama dan kodi-fikasinya.

b. Menurut setiap dari tigareaksi pada a. dapat ter-jadi makro-molekul yangmemiliki dua bentukruang yangberbeda, yangmempunyai sifat-sifatmekanis-teknologis yangberlawanan. Terangkan

hal ini dengantabel di bawah.Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikutmengenai polikonden-sasi.Apa arti'kondensasi'?Bagaimanakah terjadi-nya makromolekul darimolekul-molekul mono-mer, misalnya dari poli-formaldehida PF ( denganrumus) ?

c. Apakahsyarat-syaratnyauntuk terjadinya mole-kul-molekul rantai ?

d. Apakahsyarat-syaratnyaagar terjadinya molekul-molekul jaringan tigadimensi ?

e. Uraikan secara singkatreaksi polikondensasi

f. Sebutkan paling sedikittiga bahan sintetik kon-densasi, berilah nama,sebutan singkat danbeberapa nama dagang.

4) Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut mengenaipolimerisasi.

3)

1)a.b.

2)

Stnrktur molekul Jenis bahan Sintetik Sifat-sifat mekanis-teknologis

1

2

a. Bagaimanakah terjadi-nya molekul-molekul ma-kro dari molekul-molekulmonomer misalnya daripoli-etena (PE) ?

b. Apakah arti 'derajatpolimerasi'?

c. Bentuk makromolekulyang bagaimanakahyangdituju dan mengapa ?

d. Apakah arti'kopolimeri-sasi'?

e. Uraikan secara singkatreaksi polimerisasi.

f. Sebutkan paling sedikittiga bahan sintetik poli-merisasi; berikan nama-nya, kodifikasinya danbeberapa nama dagang.

5) Jawablah pertanyaan-per-tanyaan berikut mengenaipoliadisi.a. Terangkan reaksinya

dengan menggambarkangaris- garis valensi atom-atom dari gugus-gugusreaktif(O dengan dua, Ndengan tiga dan C denganempat garis ikatan)

b. Apakah syarat-syaratyang harus dipenuhimonomer agar:1. terjadimolekul-mole-

kul rantai2. terjadimolekul-mole-

kul tiga dimensic. Uraikan secara singkat

reaksi poliadisid. Sebutkan paling sedikit

dua bahan sintetik polia-disi, berikan nama,kodifikasi dan beberapanama dagang.

10.3 Struktur Molekul danPengaruhnya padaSifat-sifat

Tuj uan : S i s w a harus me nget ahuiberbagai kekuatan dalam poli-mer, ia harus dapat menguraikanpengaruh dari panjang rantai,bentuk-bentuk molekul danpenataan dalamnya pada sifat-sifat bahan sintetik.

1) Apakah pengaruh arah-arahtertraeder dari keempat va-lensi atom karbon pada:a. bentuk dari molekul

rantai ?

b. perilaku mekanis terha-dap peregangan dari mo-lekul rantai.

2) Dalam sebuah polimer adaduajenis gaya ikatyangmem-punyai kekuatan berbeda.Sebutkan keduanya, berikankekuatannya dan pada apa

monomer

sianatalkohol

NCHO-

polimer

o

@

NCHO

74

o

-@

75

b.

3)

4)

gaya ikat itu bekerja dan aPa

yang mempengaruhinYa.Dengan makin panjangnYa

rantai molekul, kekuatantarik polimer juga berubah.Mengapa hal ini terjadi ?

a. Susunlah Pengertian-pengertian berikut dalamtabel.1. molekul rantai2. molekul rantai de-

ngan beberapa (sedi-

kit) ikatan3. molekul jaringan tiga

dimensia. keras, getasb. elastis karetc. mampu dibentuk

plastis.A. elastomerB. plastomerC. termoset (duromer)

Apakah yang mendasankemampuan pembentuk-an plastis dari termoPlastpada suhu lebih tinggi ?

Apakah akibat suhuterlalu tinggi dari bahanmakromolekular ?

Oleh sebab aPakah ter-moset tidak daPat me-leleh?Bagaimanakah caranYauntuk mendaPatkan ikat-

an sekunder yang lebihkuat antarmolekul rantai(sebutkan prosedurnYadan berikan dua syarat)?Bentuk molekul mana-kah yang paling sesuaiuntuk kristalisasi ?

Berikan namadan kodifi-kasi dari dua contoh.Bentuk molekul Yangbagaimanakah yang ti-dak sesuai untuk krista-lisasi ?

Berikan nama dan kodi-fikasi dari dua contoh.

d. Apa perbedaan antarakristalisasi dari logamdan dari bahan sintetik ?

e. Apa pengaruh dari kris-talisasi Yang makinberlanjut dari sebuahpolimer pada sifat-sifatmekanis dan teknologi-nya ?

f. Dengan cara bagaimanapolimer amorf-Pun mem-peroleh kekuatan tarikyang lebih besar; Padaproduk- Produkmanakahhal ini diteraPkan ?

10.4 Pengaruh Penambahan

Berdasarkan aPakah Penam-bahan-penambahan Padabahan sintetik itu dibagi ?

Sebutkan pada efek-efek Yan g

disebut berikutjenis zat Yangditambahkan dan Perubahanyang dihasilkan terhadaPsifat dan perilakunYa.

c.

b.

1)

2)d.

5) a.

1

2

.)

Ta.b.

kimiaperbaikan mampu peme-sinanmengapung di atas airmengisimemperkuat

I 0.5. Terrnoset (Temroharder)

Tujuan: Si.sruo harus mengenalbentuk-bentuh asal dari bahansintetik termoset, proses-prose s-nya yang paling penting dan da-pat menggambarkan cara-carapembuatan produk, dan ber-dasarkan berbagai sifat dapatmembuat pilihan untuk penera-pannya.

paling penting dalamproses fabrikasi padapembuatan produk-pro-duk dari suatu massa presseperti PF (dengan mem-berikan hal-hal pentingmengenai suhu, tekanandan waktu)

b. Tigajenisbahanpresdaribahan sintetik termosetmanakah yang terdapatdalam bentuk pelat.

c. Bahan-bahan sintetiktermoset apakah yan g di-gunakan untuk dekorasipada arsitektur interiordan dalam industri meu-bel ?

Berikan beberapa sifatyang harus dimiliki, dansebutkan jenis termosetdengan kodifikasi danjuga (satu atau lebih)nama dagangnya.

a. Keuntungan-keuntung-an apakah yang dimilikiresin poliester dibanding-kan resin fenol danureum?

b. Apakahakibatkeuntung-an-keuntungan yang di-maksud pada a. terha-dap bentuk dari produkyang akan dibuat ?

a. ZaL apakah yang palingbanyak ditambahkanpada UP dan EP untukmemperkuatnya?Dengan tiga bentuk ba-gaimanakah zat ini di-

c.

d.e.

1) a.

b.

Pada umumnya massapres itu terdiri dari apa ?

Sebutkan paling sedikittiga jenis resin yangdigunakan sebagai dasaruntuk pembuatan massapresZat-zat apakah yangditambahkan kepadamassapres untuk menda-patkan1. sifat-sifatlistrikyang

baik ?

2. kesesuaian untukdigunakan pada suhuyang lebih tinggi?

3. kekuatan yang Iebihbesar

4. harga yang lebihrendah ?

Fasa-fasa apakah yang

3)

c.

4)

2) a.

76

olah, dan apakah akibatdari masing-masing ben-tuk pada sifat-sifatkekuatannya ?

b. Perbedaan apakah yangpaling menonjol antarasifat-sifat UP dan EPyang masing-masingdiperkuat dengan seratgelas.

10.6 Termoplast

Tuj uan : S isw a har us dap at rneng'gambarkan pengaruh suhu danwaktu pada modulus E danheh uat an t e rmopl ast s ecar a kw al'itatif dengan b ant uan dari str uk'tur molekul, dan juga peruba-han-perubahan sebagai akibatk ri st ali sa si dan p enamb ahan zat'zat untuh rnemperkuat.

1) Garis dari gambarberikutinisecara skema memberikankelakuan termis dari sebuahtermoplasta. Besaran apakah yang

diletakkan pada ordinat(sumbu }0 ?

b. Suhu-suhu manakahyang merupakan batasdari daerah I, II, dan III ?

daerah, keadaanmekanis

keadaaninternal

III

Itr

I

c. Dalam masing-masingdari ketiga daerah itu,polimer menunjukkansifat mekanis tertentuyang dapat dikembalikanpada struktur rantaiinternal. Berikan hu-bungan ini untuk masing-masing dari tiga daerahpada tabel di atas.Dalam keadaan bagai-mana (pertanyaan c)termoplast itu1. diolah ?

2. digunakan sebagaiproduk ?

r-\ a) ohu\-/ v

,rt,e. Apakah akibat dari

pengkristalan sebagiandari polimer pada bentukdan letak dari grafik ?

2) Padapengujian dalam waktuyang singkat termoplastmenunjukkan tiga kurvagrafik khas seperti tamPakpada gambar.a. Berikan untuk masing-

masing kurva grafrk Peri-laku mekanisnya dantermoplast yang terma-suk di dalamnya dengannama dan kodifikasinya.

d.

C

b. Kurva mana menunjuk-kan termoplast yangbaikuntuk suku cadangmesin seperti roda gigr,sekrup isolasi, sukucadang kopling, rumahmesin gurdi dan seba-gainya.

b.

bl a.

percobaan-percobaan apaperilaku itu diuji.

Apakah rnod,ilo.-"r""p(-merayap) itu ?

Sebutkan beberapa pene-rapan, yang memanfaat-kan modulus E yang ren-dah dari bahan termo-plast.Apabila membuat sukucadang konstruksi daribahan sintetik sebagai

b.

6)

7)

3)

4)

kurva sifat mekanis contoh

I

T

m

Grafik yang tergambar mem-berikan hubungan antara te-gangan dan rqgangBn sepertiyang diperoleh dalam waktusingkat kira-kira 5 menit.Bagaimanakah bentuk grafikjika prosesnya terjadi lebihlambat dan patah baru terjadisetelah beberapajam ?

a. Gejala apa yang terlihatpadapembebanantermo-plast yang lama padasuhu kamar, dan dengan

pengganti baja, makasuku cadang itu akanmemiliki kekakuan yanglebih rendah karenamodulus E-nya yanglebihrendah. Sebutkan empatcara bagaimana mening-katkan kekakuan itu.

Apakah pengaruh penguatanserat gelas pada:a. sifat-sifat mekanis ?

b. sifat-sifat termisc. sifat-sifatpengolahannyaTermoplast dijadikan barangjadi atau barang setengah jadidengan dua cara utama.Sebutkan dua cara ini danuntuk setiap cara beberapacontoh produk.

7879

11. PENGUJIAN BAIIAN

11.1 Tujuan dari PengrfiianBahan

11.2. Penelitian Sifat'sifatKhas Bahan

1) Pengujianbahan daPatdibagimenjadi emPat golonganmenurut tujuannYa.Isilah tabel di bawah ini Padatiga bagian Yang masihkosong, berikan untuk ma-sing-masing sebuah contoh.

Dari segi pandang Pentingmanakah pengambilan con-

toh uji (- pemisahan dari ba-

han) dan pembuatanbatanguji harus dilakukan'Apakah ciri-ciri Penting daria. pengujian statis,b. pengujian dinamis ?

Sebutkan contoh-contoh daria. pengujian statis,b. pengujian dinamis ?

11.3. Pengukuran Kekerasan

Tuj uon : S isw a ha r u s daP at meng'gambarkan tiga metoda ter'p enting u ntuk me ng uk u r h e h e r as'an (nanla, badan Yang masuh,

beban uji, nilai kekerasan), dae'rah penerapan dan batas-batas'nya.

1) a. Apakah definisi darikekerasan logam ?

b. SebutkanduaalasanPen-tin g untuk melaksan akanpengukuran kekerasanberulang-kali sewaktuproses fabrikasi.

c. Pada tiga cara uji keke-rasan terPenting terjadibekas tekan Pada Permu-kaan bahan Yang diukur.Syarat aPakah Yangharus dipenuh i Permuka-an bahan?

Lukiskan badan yang masukdan besaran-besaran Yangdiukur; berikan hubungankualitatif antar beban uji danperhitungan dari nilai keke-rasan menurut metoda dari:a. Brinellb. Vickersc. RockwellAmbilkan dari tabel 11.1,

2)2)

3)

4)

3)

pengujian dari/pada contoh

1 sifat-sifatpengolahan

uji lentur,uji tarik

2

3

4

ataugambar 11.3 dari bukupelajaran derajat beban C,diameterpeluru D dan bebanuji F untuk:a. logam bantalan tebal 3

mm, kekerasan k"l. 20HB,

b. pelat AlMgMn, tebal 1,5mm, kekerasan k.l. 70HB,

c. bahan cor semprot sengGD-ZnAi4, tebal 1,5 mm,kekerasan k.l. 90 HB.

d. apakah yang menjadidasar pilihan daridiameter peluru ?

4) Suatupengukurankekerasanbaja menghasilkan untuk D

= 5 mm bekas tekan dengandiameterd=1,5mm.

Di samping pengukurankekerasan vickers yangnormalmasih adaduatu-runannya yang penting.Apakah itu; beban bera-pakah yang diterapkandan dimanakah diterap-kannya.Keun ggul a n -k eun ggul anapakah yang dimilikimetoda vickers diban-dingkan dengan metodabrinell dan rockwell ?

Metoda Rockwell berlang-sung melalui tiga tahap.Uraikan hal itu dansebutkan juga beban,serta perilaku dari badanyang masuk dan alatukurnya.

c.

7) a.

5)

Tentukan beban uji dan nilaikekerasannya (sebutkankodifi kasi menurut standar).a. Kapanpengukurankeke-

rasan menurut Brinelltidak sesuai (bahan,ukuran) dan rnengapa ?

b. Untukbahanapametodabrinell rnerupakan satu-satunya metoda yangrnemberikan nilai yangdapat diulang ?

c. Metoda brinell, selainuntuk pengukuran keke-rasan, diterapkan untukhal yangpenting apa lagi?

a. Sebuah bahan mempu-nyai kekerasan 859 IIV30, berapakah nilai yang 8)diukur ?

b. Untuk hal-hal manakahpengukuran kekerasanmenurut metoda Rock-well tidak sesuai (bahan,ukuran) dan mengapa ?

c. Pada pengukuran suatubenda kerja menurutmetoda HRC terbaca nilaipengukuran sebesar tb =0,09 mm pada alat uji.Berapakah kekerasanrockwellnya (berikankodifikasi standar)

d. Keunggulanapakahyangdimiliki metoda rockwelldibandingkan denganmetoda brin ell danvickers ?

Berikan untuk penerapanberikut cara mengukur ke-

6)

80 81

-/

kerasan yang Paling sesuai(HB, HV, HRC, HRA)a. penutuP silinder motor

torak dari GG'25b. pelat pahat bubut dari

baja kerasc. rodagigrdari4lCr4Yang

dimuliakand. lapisan permukaan sete-

bal 1 mm yang dikar-bonisasi dan diPerkeras

e. lapisan permukaan se-

tebal 0,1 m Yang dinitrasif. hanya satu bagian dari

struktur, misalnYa la-pisan kristalit Pendu-kung yang keras darilogam bantalan

g" logam bantalanh. trapisanPelindungdari G-

CuZn 33 Pbi. menurut metoda aPakah

bahan-bahan besar Yangtak dapat diPindah-pindahkan itu diukur ?

9) Metoda apakah:a. yang memberikan nilai

kekerasan Yang tidak ber-gantung pada beban uji ?

b. yang dapat diautomasi-kan berdasarkan alatukur ?

c. yang digunakan untukpemeriksaan tidak de-

struktif dari kekuatantarik.

11.4 Uji Kekuatan DenganBeban Statis

11.4.1. Gejala Patah lJmum

Tujuan: Sisuro harus daPat me-

neranghan Perilakubahan danpengaruhnya pada Patah getas

d.an patah perubahan bentuk-

Bagaimana dapat dilihatbahwa suatu suku cadangpatah sebagai akibat daria. patah getas ?

b. patahperubahanbentuk?Apakah akibat dari keadaanyang tertera di a-fterhadaPperilaku patah ? Tuli skan halini pada tabel dengan B =patah getas dan V - Patahperubahan bentuk.a. struktur berbutir

halusb. struktur berbutir

kasarc. struktur heterogen

dengan fasa getasd. laju perubahan

yang meningkate. suhu yang rnenu-

runf. ketajaman yang

meningkat dari ta-kik-takik dan peru-bahan diameter

g. terangkanjawabandarie) dengan bantuan Pe-

ngetahuan dasar dariilmulogam(kekuatanbahan dan teganganpada suku cadarrgkonstruksi/benda uji)

3) Apakah hubungan antarapengertian : kekuatan bah an,

1)

2)

r-dan tegangan dalam sukucadang honstruksi (bendauji)?

11.4.2. Uji Tarik

Tujuan: Siswa harus dapatmenggambarkan skema suatudiagram tegangan-reg angan dandengan demikian dapat mene-ranghan danmenghitung fasa-fasa sewahtu uji tarik d,an sifat-sifat yang terpenting dari bahan.Ia harus mengetahui mekanismeintern bahan, dan atas dasardiagramnya mengenali berbagaibahan sebagai lunak dan uleLatau keras dan getas. Ia jugaharus dapat menunjukkanpengaruh dari perlakuan panaspada jenis-jenis baja terhadaphasil percobaan.

1) Sifat-sifat bahan yangbagaimanakah yang dapatditentukan atau diuji denganbantuan uji tarik.

2) Apakah yang dimaksuddengan batang uji yangproporsional ?

3) a. Dua besaran fisis mana-kah yang dapat digam-barkan satu sebagaifungsi dariyanglain padadiagram yang diperolehpada bangku tarik ?

b. Bagaimanakahcaranyamengubah, dari diagramyang bergantung padabatang uji, menjadi

82

diagram yangmenunjuk-kan sifat bahan dan apanama diagram itu ?

4) a. Sempurnakanlah dia-gram yang digambar darisej enis baj a lunak (Fe 360)dengan menunjukkansifat-sifat bahan mana-kah yang dinyatakandengan angka-angkadalam lingkaran.Berikan untuk berbagaifasa dalam uji tarik: pe-tunjuk -petunj uk khusus,kalau perlu nama titik-titik yang menonjol,mekanisme internal da-lam batang uji untukbagian-bagian kurvaberikut:

b. ABc. BCd. CDe. DEf. EFUntuk jenis-jenis bahanman akah batas regan gan 0,2(RP0,2) harus ditentukan danapa arti sifat ini ?

Pada suatu uji tarik denganbatang uji yang proporsionalpendek dengan diameter 8mm terukur: panjang sesu-dah patah 48 mm, penam-pang terkecil setelah patah35 mm2, beban pada batasregangan 22 kN, bebantertinggi 30 kN.Berapakah besar kekuatantarik, batas regangan setelahpatah dan pengecilan ?

5)

6)

7) Suatuj enis baja mulia denganRp 0,2 = 1000 nlmm2 harusdiuji-coba. Untuk ini diguna-kan batang uji yang propor-sional panjang dengandiameter 6 mm.a. Berapa gayayang harus

ditimbulkan oleh mesin ?

b. Berapakah perubahanpanjang tetap yang akanterjadi?

Gambarlah skema padasilang sumbu diagram tega-ngan- regangan dari:a. paduan aluminium dan

sejenis baja, dengananggapan bahwa kedua-duanya mempunyai ke-kuatan tarik dan rega-ngan setelah patah yangsn6s (ingat akan per-bedaan E)logam lunak dengankemampuanubah bentukplastis yang tinggi(misalnya Cu) dan logamyang keras yang jugagetas (misalnya GG)

---_-..........-

9) Tunjukkan pada gambarberikut garis-garis yangsesuai:a. baja dikeraskanb. baja muliac. baja dinormalisir

Berikan juga keterangan.

f 1.6. Uji Keuletan

Tujuan: Sisruo harus dapat me-ngenal definisi keuletan dari lo-gam, d a n fa ktor -fa ht or y ang mem -

pengaruhinya; kemudian ia ha-

ujinn dan penerapannya. l

1) a. Besaran fisika apa yangdikaitkan dengan "keulet-an" ?

b. Apa yang dimaksuddengan keuletan ? .

2) Tiga faktor manakah yang i

berpengaruh pada perilakupatah dan dengan demikianjuga pada keuletan; berikancontoh-contoh dalam urutanmakin menurunnya keulet-an.

3) Sebutkan sebuah suku- i

cadang konstruksi dimanaterdapat keadaan tegangan:a. bersumbu satu :

b. bersumbu duac. bersumbu tiga

8)

b.

4) Baja tak berpaduan dapalmemperlihatkan kelakuan

@ patah yang berbeda padawaktu membandingkan ujitarik dan uji pukul-takik,

83

5)

Jelaskan mengapa. Apayangditunjukkan men genai sifat-sifat mampu bentuknya ?

a. Apakah pengaruh daribeban pukulan pada me-kanisme patah sewaktuuji-pukul-takik ?

b. Apakah pengaruh daritakik pada batang uji pa-da mekanisme patah se-waktu uji-pukul-takik ?

c. Apakah syarat yangdisimpulkan dari a) danb)jikakita ingin memban-dingkan nilai pukul takikdari suatu bahan denganyang lainnya.

Bagaimanakah kerja pukul-an pada uji'pukul-takikdiukur?

Lukiskan jalun.,rl k,r.uuyang menunjukkan hu-bungan antara nilaipukul-taliik (keuletan)dan suhu pada logam-logam dengan;1. kisi kubus berpusat

bidang2. kisi kubus berpusat

ruang

I

II

Apakah nama suhu dimana nilai pukul-takiksangat menurun ?

Apakah letak penurunanyang sangat ini untukbahan tertentu pada sua-tu suhu yang tetap,ataukah ada faktor-faktor yan g da pat mempe -

ngaruhi letaknya ?

Tempatkan pengertian-pengertian berikut de-ngan cara yang tepatmenjadi satu;1. patah a. nilai

campuran pukultakikrendah

2.paLah ber- b. suhuubah ben- peru-tuk bahan

getas-ulet

3. patah c. nilaigetas pukul-

takiktinggi

Terangkan dengan gambar4.74 dari buku ajar, bagai-mana pada baja C 45 keuletanterbesar dapat diraih.Kita dapat pula menilaikeuletan dari penampilanbidang patah. Jenis patahmanakah yang dihadapi jika :

a. permukaan patah datarbertepi licin

b. permukaan patah berce-lah bertepi tak licin ?

d.

6)

7) a. e)

84