1551_soal Soal Pengetahuan Bahan Dan Pengujian Bahan 6o2f6y

?

I

JA -- - J. I

'1"',-

1.

Ll_

Soal-soal Pengetahuan Bahan dan Pengujian Bahan Wolfgang Weiszbach, Uwe Bleyer, Manfred Bosse

PUSTAKA SINAR HARAPAN

Jakarta,

1993

I

KATA PENGAIYTAR

Terbitan (KDT)

Perpustakaan Nasional

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

-

86 hlm. : ilus. ; 21 cm.

Judul asli : Vraagstukken materialenkennis en materiaalbeproeving. ISBN 979-416-234-5 1. Bahan-Pengujian. I. Judul. II. Bleyer, Uwe. lV. Yudodibmto, Rokhyati. V. Habsoro, Begio.

Manfred.

Bosse,

620.1

Pada beberapa mata pelaj aran dasar lain, cara yang lazim digunakan

adalah membahas soal dan jawaban yang berangsur-angsur semakin sukar, sehingga bahan pelajarannya dikuasai oleh siswa. Dengan demikian siswa itu juga mengerti soal-sbal jenis mana yang dapat diselesaikan dengan apayang telah dipelajarinya.

1

Dengan kumpulan pertanyaan dan soal-soal dalam buku ini, maka untuk mata pelajaran Pengetahuan Bahan, hal ini juga telah

dimungkinkan. Pemrakarsa penerbitan buku-buku politeknik ini adalah: Pusat Pengembangan Pendidikan Politeknik, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan; Stork Demtec bv, Nederland; PT Stork Demtec Indonesia; Yayasan Dharma Bhakti ASTRA, Soedarpo Corp.; Penerbit harian umum Szaro Pembaruan; Pustaka Sinar Harapan.

Dengan demikian untuk mata pelajaran Pengetahuan Bahan, buku

ini menyajikan suatu sistem belajar-mengajar yang sangat

sesuai,

baik dalam penyajian bahan pelajaran maupun untuk mempelajari dan menguasainya. Dengan berbagai pertanyaan dan soal di dalam buku ini, maka kepada siswa yang bekerja secara teratur dan terarah, disediakan kemungkinan untuk mencapai hasil studi yang diinginkan secara lebih pasti dan lengkap.

SOALSOAL PENGETAHUAN BAHAN DAN PENGUJIAN BAI{AN Pengarang: Wolfgang Weiszbach, Uwe Bleyer, Manfred Bosse

0I/PKS/g3 Desain sampul oleh Tim PSH Judul Asli Bahasa Jermat Aufgabenmrnmlung Vlerhtoflhunde und

Untuk tujuan tersebut, maka bab-bab dalam buku pelajaran dan

Werkstoffprufung Judul Bahasa Belanda: Vraagstukken Materialenkennis en Materiaa.lbeproeuing Tecnische Uitgeverij De Vey Mestdagh bv, 1981 Hak terjemahan Indonesia pada Pustaka Sinar Harapan Diterjemahkan dari bahasa Belanda oleh Dr. Rochyati Joedodibroto Editing teknis oleh Ir. Bagio Habaoro, MSMAE

buku soal-soal ini dibahas dengan urutan yang sama (lihat daftar isi). Dengan demikian, maka pada setiap pertanyaan siswa tidak hanya mendapatkan jawabannya dengan cepat, tetapi sekaligus juga seluruh bahan pelajaran yang berhubungan dengan pertanyaan itu.

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

Editing bahasa oleh PSH

Penerbit

t)/

o48

/0D

/f/

fg

Petuqiuk untuk Pemakai

.

DAFTAR, ISI

Buku pelajaran dan kumpulan pertanyaan serta soal untuk

mempelajari masalah ini, merupakan satu kesatuan dan salirng

melengkapi.

o

Pembagian soal dan pertanyaan-pertanyaan untuk belajar dibagi

1.

PENGETAHUAN DASAR.

buku ajar.

1.2.

Sifat-sifat

Namun untuk beberapajawaban perlu dipelajari juga pasal dari

1.3.

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

1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4. 1.3.5.

Pengetahuan Dasar dari Ilmu Logam Penggolongan Logam dan Jumlah Terdapatnya............ Sifat-sifat Logam dan Ikatan Logam Berbagai Jenis Kisi Kristal Logam

Soal-soal umumnya mengikuti teks dalam buku ajar; oleh sebab

1.3.6. Pengaruh Struktur Kristal pada Sifat-sifat

ke dalam bab-bab dan pasal-pasal yang sama seperti dalam

.

bab yang'lain'.

.

itu maka siswa dapat mempelajari kedua buku, buku ajar dan buku pertanyaan bersama-sama. Pada pertanyaan kadang-kadang terdapat petunjuk (biasanya di antara kurung) mengenai luasnya isi jawaban yang diharapkan.

13

Bahan

13

Terjadinya Struktur... Penggunaan Kalor Pengkristalan untuk Analisa

Termal.......

13 13 14 15 16 17

Mekanis ....... t7 L.3.7. Penguatan D;;; ....................:....................................... 20 1.3.8. Rekristalisasi................ 2L

1.4.

Paduan Biner 1.4.1. Peraturan Umum L.4.2. Terjadinya Sebuah Diagram Keadaan

1.4.3. 1.4.4. 1.4.5. L.4.6.

(Diagram Fasa)......... Cara Membaca Diagram Keadaan Sifat-sifat umum paduan dari golongan I ........... diagram keadaan dari golongan dasar II (sistem kristal campuran). Sifat-sifat umum dari suatu struktur kristal campuran

2L 21 23

24 24 :

25 26

KARBON.

at

PADUAN BESI

2.1.

Grafik Pendinginan dan Bentuk Kristal Besi Murni... 27

2.2.

Bentuk

Beku..........

27

..

29

2.3. Diagram Besi Karbon ................ 2.3.t. Pembekuan 2.3.2. Perubahan dalam keadaan Padat dan Pembentukan Perlit

Sifat-sifat Paduan Baja dan Paduan Besi yang Bergantung pada Kadar Karbon dan Pengotoran .............. 2.4.L. Pengaruh Karbon 2.4.2. Pengaruh Pengotoran dan Pencampuran

30

4.4.2. Perlakuan Panas 4.4.3. Arti dan Penerapan dari Pengerasan Endapan. ..........

31

4.5.

30

2.4.

JD

35 JI

Cara-cara Khusus untuk Memperkeras Permukaan.... 4.5.L. Umum 4.5.2. Pengarbonan................ 4.5.3. Penitroan 4.5.4. Pengerasan Permukaan dengan Pemanasan Setempat dan Pengejutan

..........

4.5.5. Cara-cara Lain untuk Mendapatkan Lapisan Permukaan yang Tahan Aus......... ....................

51 52 52 52 53 54 54 bb

PEMBUATAN BESI MENTAII DAN BA,IA

39

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

39

b.

BAHAN COR BESI

56

3.6.

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

40

5.1.

Ikhtisar dan Pengelompokan

56

4.

5.2.

Baja Cor

57

PERI,AIruAN PANA,S PADA BAJA

43

4.t.

Umum

5.3.

Pembentukan Struktur dan

43

4.2.

5.4.

43

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

58

5.5.

Besi Cor Nodular

59

5.6.

Besi Cor Tempa

59

4.2.4. 4.2.5. 4.2.6.

Perlakuan Panas Perlakuan Panas (Penghalusan Butir) Perlakuan Panas Kasar Perlakuan Panas Lembut (Pemanasan Menjadi Sementit atau Berbutir atau Globular) Perlakuan Panas Tegangan Perlakuan Panas Difusi Perlakuan Panas Rekristalisasi ..............

6.

BAJAPADUAN

61

4.3.

Pengerasan dan Pemuliaan ............

6.1.

Umum

61

Pengaruh lJnsur-unsur Paduan pada Struktur dan Pada Diagram Fe-C...

61

Pengaruh lJnsur-unsur Paduan pada Ketahanan Korosi Baja .......... .......,r.!........

62

3.

4.2.1_

4.2.2. 4.2.3.

Mekanisme Proses Pengerasan Pengerasan Tembus Perubahan Bentuk oleh Pengerasan dan Tindakan Pencegahannya ........... 4.3.5. Pemuliaan 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3. 4.3.4.

Pengerasan Endapan 4.4.t. Mekanisme dalam 4.4.

8

43

44 44 45 45 46 46 47 48 49 50 50 51 51

, 6.2. 6.3.

Grafrt.................

57

7.

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

64

'7-1.. IJmum

7.2.

64

Penamaan dan Petunjuk dari Logam- logam NF dan

Paduannya (Kodifikasi)

64

7.3.

Aluminium 7.3.1. Terdapatnya dan Cara Memperolehnya .......... 7.3.2. Sifat-sifat dan Penerapan dari Aluminium Murni ....... 7.3.3. Paduan Aluminium-Pengaruh dari Unsur-unsur Paduan

66 67 67

7.3.4. Ikhtisar dari Paduan-paduan Aluminium 7.3.5. Pengerasan Endapan Paduan Aluminium

7.4.

Tembaga

8.

METALIJRGI SEBBIII(, LOGAM

9.

KOROSI DAN PERLINDI]NGAN TERIIADAP

SINTER

KOROSr... BAITAN

...---.... 79

11.3.

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

79 79 79

tl.4.

Uji Kekuatan dengan Beban Statis

81 81 82

1

1.1.

tt.2.

11.4. 1. Gejala Patah Umum

tl.4.2. Uji Tarik 11.6.

Uji Kekenyalan

83

69

................... 72

10.1. Umum

72

10.2. Terjadinya Makro-molekul

.............

dan Pengaruhnya pada Sifat-

72

sifat..

74

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

75

10.5.

76

Pengeras Termo (Iermoset)

10.6. Termoplast

BAHAN.....

70

BUATAN/SrNIETrK..

10.3. Struktur Molekul

PENGUJTAN

68 68 68

7.4.2. Sifat-sifat dan Penerapan Tembaga Murni 7.4.3. Paduan Tembaga; Umum

10.

65 65 65

11.

77

11

10

1.

PENGETAIIUAN DASAR

1.2.

yang paling

Sifat-sifat Bahan

Tujuan: Siswa harus dapat

6)

berpengaruh

pada sifat-sifat mekano-teknologis suatu bahan ? Periksalah, bagaimana satu

menyebutkan sifat-sifat bahan yang terpenting, dapat membaginya menjadi empat golongan dengan conto h- conto h sede r hana, dapat mene ranghan bagaimana sifat-sifat itu berhaitan dengan empat ciri dari struktui dalam-

Contoh: Beton bertulang dengan

nya.

besi sedikiVbanyak (kekuatan

1)

Sifat-sifat bahan dapat dibagi dalam empatgolongan uta-

ma. Sebutkan golongan-go-

2)

3)

4) 5)

longan tersebut dan berikan untuk setiap golongan dua sifat sebagai contoh ! Sifat-sifat tersebut dapat di-

terangkan dari struktur dalam, yang dapat ditentukan dengan empat ciri pengenal. Ciri pengenal manakah itu? Untuk sesuatu zat, ciri pengenal manakah yang dapat kita pengaruhi dalam batasbatas tertentu ? Denganapa kitadapatmengubah struktur halus (kisi atom) sesuatu bahan tertentu, misalnya besi (a, b)? Di antara empat ciri pengenal dasar, yang manakah

sifat tertentu berubah, jika struktur dari contoh-contoh bahan yang disebut di bawah

ini diubah

?

bertambah): a. isipensildari:grafiUgrafit dengan banyak lempung

b. c. d. e.

termoplast: murni/dengan serat gelas lapisan rem dengan: kadar logam rendah/tinggi baja sinter dengan: pori sedikiUbanyak logam keras disinter dengan: wolfram karbida

1.3. Pengetahuan Dasar dari Ilmu Logam 1.3.1.

Penggolongan Logam dan Jurrlah Terdapatnya

Tujuan: Sisua harus dapat menyebutkan 3 syarat penting yang harus dipenuhi bahan lo13

:

gam. Selain itu ia harus dapat menggolonghan ba han- bahan tersebut dengan tiga cara yang biasa digunakan, dan berikan contoh-contohnya.

1) Apakah syarat-syarat pen-

dari elehtron-ualensinya,

haraphan sebagai akibatnya. 1) Perbedaanpentingmanakah yang ada antara awan elektron logam dari atom logam dan atom metaloida (bukan

dapat bemmur panjang (tahan lama) dapatmenjalankanfung-

logam)? ?

2)

Mengapakah atom-atom lo-

3)

gam mempunyai kecenderungan untuk berkaitan dengan atom lainnya ? Bagaimanakah perubahan

Logam-logam dibagi dalam 2 golongan berdasarkan keta-

hanannya terhadap pengaruh kimia. Sebutkan dan berikan dua contoh untuk masing-masing golongan

muatan atom jika lepaskan elektronnya

!

Logam-logam dibagi dalam tiga golongan berdasarkan massa jenisnya. Sebutkan dan berikan dua contoh untuk masing-masing golongan ! 4) Logam-logam dibagi dalam tiga golongan berdasarkan sifat termisnya (titik leleh). Sebutkan dan berikan dua contoh untuk masing-masing golongan ! 5) Dua logam yang manakah yang paling banyak terdapat di kulit bumi?

10)

4)

5) 6) 7)

8)

me-

?

Bagaimanakah kelakuan dari elektron-valensi dalam suatu logam ? Gaya-gaya apakah yang bekerja di dalam logam ? Bagaiman akah ikatan logam terjadi ? Apakah yang anda ketahui dalam ilmu logam mengenai kisi ruang atau kisi kristal ? Pada suhu tertentu antara ion-ion logam terdapat jarak rata-rata l": a. Bagaimanakah perbandingan antara gaya tarik dan gaya tolak ? b. Bagaimanakah jarak l" berubah, jika panas diberikan ?

Apakah pengaruh pemanasan pada gaya tarik antara partikel, dan dengan cara manakah hal ini dimanfaatkan?

Apakah dasar dari sifat hantar listrik yang tinggi dari logam dibandingkan dengan

fat-sifat bahan yang dapat di-

sinya

tidak terlalu mahal

9)

serta

yang dibuat daripadanya

c.

t4

Tujuan: Siswa harusdapat menggam b ar han b ag a imana te rj ad i n ya ihatan logam, dan juga fungst gaya-gaya yang bekerja, dan si-

b.

3)

Sifat-sifat Logarn rlnn Ikatan Logam

tingyang harus dipenuhi bahan logam, dan juga produk

a.

2)

1.3.2.

metaloida

?

11) Apakah pengaruh kenaikan suhu pada kehantaran listrik

dari logam-logam

?

Jelaskan

terhadap sifat-sifat serta sifat pengerjaannya.

1) Apakah yang dimaksud

2)

3) 4)

mengapa.

Berlawanan dengan rnisalnya kristal garam atau kwarsa, dalam batas-batas tertentu kita dapat membentuk logam dingin (misalnya dengan penarikan dalam). Terangkan gejala ini dengan bantuan perbedaan jenis ikatan 13) Apakah pengaruh dari tataletak-dalam ion-ion logam setelah patah pada kenampakan luar dari bidang pa12)

yang berjarak terdekat di antara atom yang berdampingan dari atom ma-

!

napun dalam kisikristal

c.

heksagonal

1.3.3. Berbagai Jenis Kisi

d.

Kristal Logam

heksagonal

ha hoordinat, nama,

susu.nan

' 5) 6) 7) 8)

?

Gambarkan sel satuan sebuah

atom dan sel satuan); ia harus dapat memberihan perbedaan ant ara kri stal se sungg uhny a dan hristal ideal, apa pengaruhnya

?

Lapisan-lapisan atom yang manakah yang

terletak saling tegak lurus di atas pada kisi

tah?

Tujuan: Siswa harus dapat meneranghan struhtur dari empat jenis kristal yang paling penting (urutan dari lapisan atom, ang-

de-

ngan'kisi kristal'? Apakahyangmerupakan kisi kristal yang terpenting yang terdapat pada logam ? Sifat-sifat mekanis terpenting manakah yang tergantung dari kisi kristal ? Pertanyaan-pertanyaan serta soal-soal berikut ada kaitannya dengan kisi heksagonal: a. Apakahyangmenjadiciri kisi kristal dengan susunan atom paling rapat ? b. Berapakah jumlah atom

kisi

heksagonal.

Sebutkan dua jenis logam

yangberkisi heksagonal ! Apakah'angkakoordinat'itu? Apakah'sel satuan'itu ? Apakah'konstanta kisi'itu ? Pertanyaan dengan soal-soal berikut berkaitan den gan ki si kubus berpusat bidan g (kpb) : a. Apakah kesamaan anta15

ra kisi kubus berpusat bi-

b. c. d.

dang dengan kisi heksagonal ? Apakah perbedaan anta-

ra keduanya

?

Gambarlah sel satuan dari kisi kubus berpusat bidang I Sebutkanduajenislogam

yang mempunyai kisi kubus berpusat bidang

I

9) Pertanyaan-pertanyaan berikut, dengan soal-soal, berkaitan dengan kisi kubus ber-

pusat ruang (kpr): a. Tunjukkan bagaimana kisi kubus berpusat ruang itu dibangun ! b. Apakah angka koordinat dari kisi itu ? c. Dari angka koordinat ini apakah yang dapat disimpulkan tentang kerapatan dan susunan atom-

d.

13)Terangkan sebab-sehirlr

'vakansi' dan translasi (pergeseran) dalam suatu kristal ? 14) Apakah dua penyebab atomatom asing menempati kisi kristal ? 15) Apakah pengaruh terhadap sifat-sifat dari suatu logam yang ditimbulkan oleh: a. tempat-tempat kisi yang kosong (dislokasi) pergeseran (translasi)

b.

1.3.4. Terjadinya Struktur Tuj uan

:S

isw a ha rus me nget

a

hui

dasar-dasar ilmu logam mengenai pembehuan seperti pengerjaan tehnologis yang berpengaruh pada hristalisasi.

nya?

Gambarlah sel satuan kisi kpr!

10) Pertanyaan-pertanyaan dan

soal-soal berikut berkaitan dengan kisi tetragonal: a. Tunjukkan bagaimana kisi tetragonal dibangun ! b. Apakah yang dapat dikatakan mengenai kerapatan dari susunan atom suatu kisi tetragonal ? c. Gambarlah sel satuan kisi tetragonal ! 1,1) Tatalah keempat kisi kristal menurut urutan menurun16

nya kertrpittlrrr tlrrrr susuniul atomnya. 12) Kesalah an-kesalirhirrr k risl,rr I manakah yang terdapirt, 'l

b.

dengan

7)

mengenai struktur

?

9\ Dengan cara apakah

struktur

logam dapat terlihat 3)

Kapankah

?

suatu struktur

primer terjadi, dan kapan struktur sekunder ? yang menyebabkan peningkatan pembentukan kristal dalam suatu leburan

4) Apakah

(a,b)

Dua jenis

6)

kah yang ada ? a. Apakah yangdisebut inti darijenis sendiri ?

inti kristal

Berikan contoh ! Dengan cara bagaimanakah

6)

kita dapat

sehingga terjadi struktur berbutir halus (a,b) ? 1.3.5.

Penggunaan Kalor Pengristalan untuk Analisa Termal

Tujuan: Siswa harus mengenal analisa termal, kegunaannya, dasar-dasar ilmu pengetahuan logam dan hasil yang berkaitdn serta istilah-istilahnya, begitu juga gejala-gejala fisika yang mempengaru hi pengukuran.

1)

termal

?

Apakah nama grafik atau

kurva yan g menggambarkan hasil pengukuran analisa termal ? Gambarkan kurvakurva itu secara skematis. 3) Ketidakteraturan yang terdapat pada grafik-grafik ini disebut apa ? Berikan simbol dengan indeks dan artinya! 4) Penyebab-penyebab apakah yang mengakibatkan keti-

mana5)

Titikleleh sengterukurpada 420o C, titik bekunya pada 418"C. Terangkan mengapa ada perbedaan ini !

Apakah yang dapat menyebabkan perubahan perbedaan temperatur antara titiktitik henti A" dan A, ? 8) Cara pengerjaan teknologi manakah yang memanfaatkan gejala penggeseran ti-

tik-titik henti pada pendi-

nginan cepat, untuk ubah sifat-sifat baja ?

meng-

1.3.6. Pengaruh Struktur Kristal pada Sifat-sifat Mekanis Tujuan: Sisruo harus mengetabagaimana kisi kristal bereaksi terhadap gaya-gaya luar, dan dapat meneranghan arti tekstur, anisotropi, strrrktur jalur dan kemungh inan p e rge se ran.

hui

1) Apakah yang disebut aniso-

2)

tropi ? Berikan contoh dari sifat isotropi dan anisotropi dari suatu bahan ! Apayangdisebutteksturdan bagaimanakah pengaruhnya terhadap sifat-sifat sesuatu bahan ?

sebuah

3) Apakah perbedaan antara

titik leleh

tur berserat dan tek-

analisa termal agar

: ':

Apakah nama dari gejala ini?

dakteraturan grafik-grafik ini ? Syarat-syarat apakah yang

harus dipenuhi

,

7)

Dua besaran fisika manakah

yang diukur pada analisa

?

5)

inti asing ?

meningkatkan pembekuan demikian rupa,

2)

1) Apakah yang anda ketahui

dan titik beku terukur pada temperatur yang sama ?

Apakah yang dimaksud

ffi

t7

l

.

I '

,, r

4) a.

b.

b.

Di dalam baja mengapa

terjadi suatu struktur tempa berserat ? Apakah pengaruh struktur berserat pada sifatsifat benda uji (fesf specjmen) yang diambil dari lempeng yang di-canai menurut gambar berikut?

c.

yang terjadi karena keter-

batasan menurut b) un-

tuk sebuah kisi

dengan

susunan atom terpadat 6)

Nilailah 'kekuatan tarik' dan

uji tarik) dari kedua benda uji de-

bahanbentuk pada

ini, dan bagaimanakah kita dapat membedakannya de-

gan'l ebihtin ggi'atau'lebih

rendah'.

ngan pengukuran 7) Apakah

?

arti dari:

a.

ketahanan terhadap ge-

b.

ketahanan terhadap patah,

c.

seran,

manakah yang paling besar, a) atau b)?

Untuk keterangan yang benda

uji

dibuat pergunakanlah gambar berikut

kekuatan tarik tegangan

9) Nilailah

kemampuan berubah bentuk dalam keadaan dingin dengan 'sangat baik', baik', dan'sedangl.

kisi atom

kp.

kpb

heks

penilaian

?

Setiap perubahan bentuk yang relatifbesar terdiri atas dua jenis perubahan bentuk. Apakah nama dari jenis-jenis

'regangan sesudah putus' (peru-

n

Keterbatasan apa yang berlaku sehubungan dengan a) dalam hal perubahan bentuk ? Arah gelincir manakah

berikut tertera dua bidang atom dari suatu kisi kristal. Keduanya meng-

10) Pada gambar

alami pembebanan penarikan sebagai akibat dari gaya tarik vertikal F. Misalkan F berangsur-angsur meningkat. Bidang-bidang geseran terletak dalam kasus a) dengan sudutkecil searah gaya dan pada kasus b) dengan sudut besar Pada kedua kasus

tersebut setiap kali satu lapisan atom dipisahkan untuk memperlih atkan gayagaya dalamnya. Dimisalkan bahwa ketahanan terhadap pergeseran dan ketahanan terhadap patah pada bidangbidang kristal sama besar. Apa yang terjadi dengan bidang kristal selama gayagaya tarik bekerja pada kedua kasus tersebut di atas ? 11) Apa perbedaan antara: a. translasi b. pembentukankembaran Terangkan dengan gambar !

melintang seJaJar

5)

18

Pada keadaan tanpa tegang-

an jarak antara dua bagian dalam kisi kristal adalah l"; gaya tarik-menarik dan gaya tolak-menolak ada dalam keseimbangan. a. Apayangakan terjadi bila dengan gaya dari luar jarak l" diperbesar ?

8)

Apakah yang dimaksud dengan 'bidang gelincir' dan 'kemun gkin an pergeseran' a. pada umumnya

b.

padakisikubusberpusatbidang c. padakisikubusberpusatruang d. pada kisi heksagonal seluruhnya terhadap sel-sel satuan. 19

Dari apakah dua kristal kembar dapat dikenali di

12)

bawah mikroskop

3)

b.

Tujuan: Sisruo harus mengenal sebab dan ahibat daripenguatan dingin, serta penerapan tehnisnya.

bentuknya ? Sebuah lempengan setebal 0,2 mm mengalami derajat perubahan bentuk 607o. Berapakah tebal bahan awal? Buatlah pada palang sumbu secara skema kurva dari dua sifat mekanis yang berubah secara nyata dengan derajat

4)

perubahan bentuk yang semakin meningkat (grafik, nama, simbol).

l) Terangkan arti'penguatan dingin' logam dengan bantuan perubahan dua sifatmekanis penting ! 2) a. Apakah perbedaan anta-

ra perubahan

tunggal dengan bahan

b.

polikristal. Apa akibat dari pemblokiran terhadap penggelinciran (translasi) pada ketahanan kristal terhadap penggeseran dan patah, yaitu terhadap

saling penggelinciran, dan terhadap terpisahnya lapisan- lapisan atom

satu terhadap lainnya.

Tujuan: Sispo harus mengetd-

Tujuan: Sisruo harus mengetahui pengertian dasar dari paduan biner; dapat meneranghan tipe da sa r dari'camp uran k ristal' dan 'hristal campuran' dengan diagram keadaan, struktur dan sifat - s ifat nya, dan dapat m ene rdp kan w aw asan y ang didap at p ada penggabungan dua tipe dasar ini pada suatu sistem kristal campuran dengan kemampuan larut berkurang.

hui bagaimana rekristalisasi terjadi secara internal dan apayang m emp en garuhi pe r ub ahan st ruk tur serta perubahan sifat-sifatnya. 1) Apa

2)

yang disebut'pemulihan

kristal'? a. Apakah rekristalisasi

b.

itu?

Apakah syarat-syarat

terjadinya rekri stalisasi ? Jelaskan, pada tempattempat manakah dalam struktur rekri stalisasi itu mulai ? 3) Apakah nama grafik dari besaran-besaran yang berperan dalam rekristalisasi, dan

c.

jenis diagram apakah ini

a

x

(sehubungan dengan jumlah

q)

variabel) 4)

bentuk

dingin bahan kristal

1.4. Paduan

c.

!

1.3.7. Penguatan Dingin

didefinisikan ? Sebuah lempengan setebal 1,5 mm dicanai menjadi 0,3 mm. Berapa-

sifat-sifat apa yang dipunyainya ? Terangkan lebih

?

Besar butir dari suatu struktur rekristalisasi dapat

hasilnya 5) Terangkan mengapa temba-

bentuk secara

dingin mempunyai daya hantar listrik yang lebih jelek daripada tembaga dalam keadaan lunak ? 6) Sebutkan beberapa penerap-

an teknis praktis dari nguatan secara dingin

?

1.4.1. Umum

pe-

?

c) Apakah perbedaan antara pembentukan dingin dan

panas; dan

di mana letak

batas antara keduanya? 6)

'fasa', 'hristal campuran' dan 'campuran kristal', kemudian syarat-syarat terjadinya, dan me ngenal pe rbedaan pohohnya.

1)

(berlaku umum pada pembentukan panas)

-p

er

b

edaan

Mengapadalamteknikhanya kadang-kadang saja digunakan logam murni ? Beri argumentasi yangjelas !

2) Mengapa dalam teknik 3)

pembentukan pada penempa?

Peraturan Fasa

an seperti pengertian 'komponen',

Apakah hubungan antara laju rekristalisasi dan laju an dan pencanaian

-

Tujuan: Sisuro harus mengetahui dasar-dasar dari ilmu padu-

dipengaruhi. Tunjukkan caranya dan bagaimana

derajat penrbahan bentuk.

ga yang diubah

Biner

1.3.8. Rekristalisasi

e

kah derajat perubahan

Sebagai akibatnya kombinasi

terperinci

Bagaimanakah derajat

perubahan bentuk

?

Logam-logam tidak hanya terdapat dengan kisi kristal sederhana, tetapi ada juga logam yang sel satuannya rumit yang terdiri dari atomatom yang cukup banyak.

13)

a.

4)

hampir selalu dipergunakan bahan paduan ? Sifat-sifat manakah dari besi yang dapat diubah dengan unsur-unsur paduan ? Berikan contoh-contoh dari praktek ! Apa yang dimaksud dengan 'homponen' suatu paduan

?

27

I i

5)

6)

Terangkan, apakah paduan itu campuran fisika atau

bebasan pada tempat-tempat 1, 2 dan 3 (dengan keterang-

senyawa kimia ! Kombinasi-kombinasi apa

an):

a. untuk b. untuk

saja yang mungkin jika

komponen-komponen paduan

logam murni logam paduan

suhu

biner terdiri dari logamlogam, dan dari sebuah logam

dan metaloida. Sebutkan untuk masing-masing sebuah contoh dari praktek. 7) Dengan memadu sebuah logam dan sebuah metaloida sering terjadi senyawa kimia. Apakah penyebabnya ? 8) Jenis-jenis senyawa kimia apakah yang sering terdapat dalam paduan ? 9) Bagisuatupaduan, apayang dimaksud dengan'fasa' ? 10) Sebutkan jumlah dan nama komponen serta fasa dari: a- besi cor kelabu (besi cor dengan lamela grafit) b. baja konstruksi 11) Gambarkanlah pada palang sumbu secara skema grafikgrafik pendinginan dari: a. logam murni b. logam paduan c. bahan amorf 12) Apakah perbedaan antara

22

630

600

100

347 247

200

,0 20 30 40 60 80 t00/. sb

1.4.2"

15)

a.

b.

Bagaimanakah kelakuan kompon en-kompon en paduan dalam kaitannya dengan kelarutan dalam keadaan cair (3 kemungkinan) ? Dari 3 kemungkinan ini, manakah yang paling banyak terdapat pada bahan konstruksi (beri keterangan) ?

16) Sebutkan dua sistem paduan

(jenis dasar)

Tujuan: Sisruo harus dapat meneranghan terjad.inya sebuah diagram kead.aan, dan dari seri

grafik pendinginan dapat membuat sebuah diagram fasa sederhana. 1)

dari suatu sist6m'campuran 2)

?

kan permulaan pembekuan

Terangkan

Syarat-syarat apakah yang harus dipenuhi komponen-

3)

komponen agar dapat membentuk sistem dengan kristal campuran ?

4)

Syarat-syarat apakah yang harus dipenuhi komponenkomponen agar dapat mem-

bentuk sistem dengan campuran kristal ? 19) Termasuk golongan campuran fisika manakah paduan-

Titik manakah pada grafik pendin gin an yangmenunjuk-

masing.

18)

Gambarkan grafik pendinginan salah satu paduan

kristal'I

Berikan contoh masing17)

Teiadinya sebuah Diagram Keadaan (Diagram Fasa)

waktu

grafik pendinginan dari

logam murni dengan logam paduan dan bahan amorf ? 13) Dalam ilmu logam apakah yang disebut dengan'derajat kebebasan'? 14) Tentukan dengan pertolongan peraturan fasa, derajat ke-

paduan yang membeku menumt sistem berikut: a. campuran kristal b. kristal campuran Tunjukkan fasa-fasanya ! 20) Apa arti'mampu larut dalam keadaan padat'? 21) Apa arti 'tidak larut dalam keadaan padat'?

?

!

Bagaimanakah kelakuan paduan dari sistem'campuran kristal' pada pembekuan ?

Dengan bantuan grafikgrafik pendinginan dari sistem timbal-antimon (timbal keras), buatlah suatu diagram keadaan

!

)

20 t0 60 80

toov.sb

5) Mengapa pada sistem cam-

puran kristal atau campuran

dari kristal-kristal titik

permulaan pembekuan bergeser ke suhu yang lebih rendah di bawah pengaruh unsur- unsur dalam paduan? 6) Gambarlah secara skema diagram keadaan sistem 'campuran kristal' dengan komponen A dan B, serta sebutkan nama garis-garis dan daerah-daerah fasa ! Untuk apakah kita mempergunakan sebuah diagram keadaan?

23

t

114.3. Cara Membaca

Diagram

Keadaan

3)

Tujuan: Siswa dengan bantuan garis uertikal yang menunjukkan paduan dalam diagram, dan garis horisontaldari suhu, harus dapat meneranghan jalannya pendinginan dan menunjukkan fasa-fasa yang terjadi secara h,uantitatif dan kualit atif. Pertanyaan-perbanyaan berikut mempunyai kaitan dengan mekanisme pembekuan paduan Ll pada diagram keadaan yang digambarkan di bawah ini (sistem: campuran dari kristal-kristal).

Paduan L1 telah mencapal suhu 144"C, a. Bagaimanakah susunan dari sisa cairan ? Mengapa?

b. Apakah yang terjadi

4)

5)

dengan komponen-komponen dari sisa cairan jika pendinginan dilanjukan ? c. Hitunglah persen berat kristal Cd dan eutektik ! Gambarlah dengan skema struktur paduan L1 pada suhu kamar dan tunjukkan kristal-kristal manakah yang

a. b.

Bi 0/.Ccl

100Y.

Pada diagram, dimanakah letak permulaan pembekuan dari paduan L1 ? 2) a. Fasamanakahyangpada permulaan pembekuan dipisahkan ? b. Dalam hal apa susunan campuran berubah pada penurunan temperatur ? Jelaskan! 1)

24

puran kristal-kristal) terletak di antara sifat komponen-komponen murninya. Terangkan ! 2) Bandingkanlah kelakuan paduan di dekat susunan eutektik dengan kelakuan komponen-komponen murni pada: a. pengecoran

b. pembubutan c. pembentukan d.

Bagaimanakah susunan paduan

6)

r) Sifat-sifat mekanis dan teknologis dari tipe dasar I (cam-

sebelah

kiri dari eutektik

sebelahkanandarieutek-

tik Hitunglah persen berat pada suhu kamar, darijenis kristal yang mula-mula dipisahkan, dan dari eutektik daripaduan Lryangterdiri dari 90VoBi dan L|Vo Cd.

1.4.4.

Sifat-sifat Umum Paduan dari Golongan I

Tujuan: Siswa harus dapat menurunkan sifat-sifat umum deng an me m b and ing han log am - lo -

gam murni dengan paduan heterogen, dan dapat meneranghan helakuannya pada pengecoran, pembub utan dan pembent uhan.

4)

dinginan sembarang paduan dari sistem kristal campur-

an! Bagaimana kelakuan pembe-

2)

kuan semua paduan dari sistem ini ? 3)

4)

Dalam hal apakah berbagai paduan dari sistem ini saling berbeda ? Gambarlah dengan skema diagram keadaan si stem kri s-

tal

dingin

(terangkan) apa kesimpulannya terhadap metoda pengerjaan?

3)

Gambarlah grafik pen-

1)

Sebutkan dua contoh dari

campuran yang ter-diri atas komponen A dan B, serta beri.nama garis-garis dan daerah-daerah fasa ! Pertanyaan berikut berkaitan dengan pembekuan dari paduan L1 serta diagram keadaan (di-

paduan eutektik atau hampir

agram kristal

eutektik yang dapat dicor

berikut.

campuran)

dengan baik.

Berikanlahpendapatmengenai sifat pengecoran dari baja cor (0,2-0,67o C) dan besi cor

$-47o C) berdasarkan diagram besi-karbon (buku ajar gambar 2.12b).

K!

1.4.5. DiagramKeadaan dari GolonganDasarll (Sistem: Kristal Campuran) Tujuan: Siswa harus dapat mej al anny a p end inginan suatu paduan tertentu dalam di' agram keadaan yang diberikan de ng an b ant uan t im b ang an p e ng'

fi

0 20 a0 60 70 A ,@ 80 60 .0 g a

ne r ang han

5)

unghit (balans), dan dapat meng-

6)

hitung atau memperkirakan susunan struktur.

OO/.Cu

o%Ni

Dalam diagram untuk paduan yang diberikan, dimanakah letak permulaan pembe-

kuan

?

Fasa manakah yang terpisah pada permulaan pembekuan?

25

7)

a.

Perkirakan dengan bantuan 'balok'timbangan teratas jumlah dari setiap fasa dan susunan-

1.4.6.

nya dibanding

Tujuan: Dengan membandinghan logam murni pada paduon

dengan

paduan L, Kerjakanjugayangsama dengan bantuan balok bawah. 8) Terangkan hasil dari soal 7 e) a. Bagaimanakah susunan dari semua kristal campuran pada paduan L, sesudah pembekuan lengkap, (terangkan) ! b. Apakahpersyaratanagar susunan ini tercapai ? c. Pada pendinginan cepat

b.

perubahan apa yang

terjadi pada kristal ? 10) Bagaiman akah menghindari segr"egasi kristal ? 11) Bagaimana kita dapat mengeliminasi segregasi kri stal? 12) Dalam ilmu logam apakah

!

2. PADUAN BESI.KARBON 21.

gambar grafik pendinginan dari besi murni, menyebut titik-titik

rus dapat menurunhan sifat-sifat umumnya dan juga kelakuannya sewahtu pengecoran, pembu-

butan dan pembentuhan. Mengapakah kekerasan dan kekuatan tarik dari paduan tertentu'sistem kristal-campuran' mempunyai nilai yang lebih tinggi daripada komponen-komponen murninya ? 2) Bagaimanakah kelakuan paduan dari 'sistem kristalcampuran'pada: a. pembentukan dingin 1)

b. c.

d) 3)

pengecoran

pembubutan (terangkan juga)? metoda pembuatan yang dapat diterapkan karenanya?

berikan dua contoh dari

paduan yang pembentukan dinginnya baik, dengan struktur yang hanya terdiri dari kristal campuran! 4) Dalam rangka pembuatan dari bahan-bahan ini, bagaimana kita dapat memperoleh mampu bubut yang lebih baik?

Grafik Pendinginan dan Bentuk Kristal Besi Murni

Tuj uan : Sisw a harus dapat meng'

homogen (serba sama), siswa ha-

yang dimaksud

dengan 'difusi'? 13) Lima faktor manakah yang berpengaruh pada difusi ? (berikan juga keterangan) !

Sifat-sifat Umum dari Struktur Kristal Campuran

, t

hentinya, menunjukkan beberap a suhu p e rub ahanny a dan pada bagian marlct. dari grafik terdapat jenis-jenis kristal tertentu yang diketahui.

pcDcnp.t ndirgonal

1) Gambarlah secara j }

2)

skema hasil dari analisa termal besi murni yang dipanaskan dan didinginkan secara cepat, dan sebutkan nama titik henti serta titik perubahan dengan indeks yang berkaitan ! Tuliskan pada baris teratas ('perubahan') dari daftar di bawah ini, angka 1 - 5 menurut suhu yang menunjukkan terj adinya peri stiwa berikut: 1. perubahan E -1 2. perubahan T- cr

3. perubahan 0-Y 4. pembekuan 5. besimenjadimagnit(titik

curie), dan pada baris kedua indeks dari titik-

titik Suhu perubahan

titik henti

perubahan. 1536

L402 911 769.c

Gambar pada PertanYaan 7

3) 4)

Gambarkan sel satuan dari kedua kisi kristal besi dan berikan petunjuk metalografisnya atau namanya. Besid dan omempunyaikisi kubus berpusat Mereka berbedahanya dalam

Tujuan: Slsuro harus dapat me' nurunkan sifat- sifat fisika-tekno logisbesi y dan adarikisinya, juga dapat menunjukkan dan menerangh,an daya melarutkan karbon s erta pado suhu.

k et

e

r gantung annY a

27

5)

Berikan penilaian untuk daya pembentukan dingin besi y dan cr dengan'sedang','baik' dan 'sangat baik', terangkan mengapa

6)

7)

8) 9)

!

Jenis kristal campuran apa yang dapat dibentuk karbon dengan besi dan mengapa ? Bandingkan pada kedua kisi kristal besi, besar atom yang terletak antar ruang (bola

hitam dalam gambar),

dan

buatlah kesimpulan mengenai kelarutan karbon dalam kisi-kisi itu. a. Kisimanakah yangmempunyai daya larut terbesar untuk karbon ? b. Hitung dengan bantuan gambar berikut diameter atom antarruangd =f(D)

Berapa jumlah karbon yang palin g banyak dapat terlarut dalam ferit dan austenit ?

Daribesaranfisikamanakah daya larut-karbon dalam austenit itu bergantung ? Terangkan berapa karbon yang masih dapat larut dalam austenit pada nilai terendah

10)

Dari tiga jenis kristal

besi

magnit ? 11) Jenis kristal manakah yang

mempunyai koefisien muaian termal yang terbesar? ferit atau austenit ?

pe-

12) Apakah akibat pada panjang batang logam jika secara tiba-

tiba berubah dari tatanan atom dalam kisi dengan susunan padat ke kisi pada

Apa nama grafik

yang

menunj ukkan hubungan dari ukuran panjang dengan suhu

pada batang dari soal 12. 14)

tuh pada arah

diagonal

28

volume secara tiba-tiba dari plat baja bukan Paduan berlapisan oksida, yang diPanaskan selang seling samPai di atas A", dan didinginkan kembali, seperti yang terjadi pada baja plat yang digunakan membuat kotak Pengarbonan baja.

yang manakah yang bersifat

13)

ruang, dan dalam kpb pada arah diagonal bidang.

benda-kerja dengan berbagai penampang ? 16) Apa akibat dari perubahan

dari besaran tersebut; berapa besarkah nilai terendah ini ?

susunan atom kurang padat.

Dimisalkan bahwa dalam kpr bola-bolanya saling menyen-

15) Apa akibat suatu Perubahan volume secara tiba-tiba Pada

Gambarlah secara skema padagrafik di bawah ini lengkungan yang menunjukkan perubahan panjang sebagai fungsi suhu paduan yang terkristal pada suhu kamar dalam kpb, dan pada suhu yang lebih tinggi dalam kpr.

unsur paduan begitu Penting (rangkuman dari soal 2-5) ? 7) Sebutkan kedua sistem pembekuan dari paduan besikarbon! 8) Pada suhu kamar kedua sistem tersebut terdiri dari jenis-jenis kristal apa, dan apa nama metalografi nya? 9) Mengapa pada sistem Fe - C ada dua cara pembekuan ? Terangkan hal ini dengan bantuan teori ikatan kimia 10) Di bawah ini ada beberaPa I

teknologi yang diberikan yang mempunyai Pengaruh

2.2. Bentuk Beku

Tujuan: Siswa harus daPat me' neranglzan pengaruh karbon se' bagai unsur paduan pada grafih pendinginan dan pada pemben' tuhan struhtur. Bagaimanakah perubahan grafik pendinginan dan letak titik perhentian oleh adanya karbon dalan besi ? 2) Kapan dan bagaimanakah karbon masuk dalam besi ? 3) Sifat-sifat mekanis man akah yang sudah dapat diPerbaiki dengan kadar karbon 1)

sedikit? Dapatkah besi murni diPerkeras dengan pengejutan ? 5) Dibandin gkan dengan unsurunsur paduan lainnya (Cr, Mo, V, W) apakah karbon mahal atau murah ? 6) Sebutkan empat alasan mengapa karbon sebagai

pada sistem pembekuan.

Berikan tanda silangpada tabel, apakah mereka meningkatkan kestabilan atau kemetastabilan pembekuan. a. pembekuan cepat b. kadar karbon rendah c. pendinginan lambat d. kadar karbon tinggi e. Mn sebagai unsurPaduan f. S sebagai unsur Paduan teknologi

a

b

c

d

e

I

stabil meta stabil

4)

g)

11)

Terangkankemungkinan a) dan b) mengaPa anda memberinya tanda silang ?

Pembekuan paduan itu, apakah sekali seluruhnya

stabil dan kali lainnya

15) Benda cor seringmempunyai

seluruhnyd metastabil ataukah ada juga tumpangtindih (ouerlap) dari kedua sistem ? Jika ya, bagaimanakah hal tersebut mungkin ? 12) Termasuk dalam sistem manakah bahan-bahan berikut. Tuliskan untuk sistem stabil angka 1, untuk yang metastabil angka 2, dan untuk gabungannya 3.

berbagai ketebalan dinding dan penampang. Sistem pembekuan manakah yang terjadi di bagian yang tebal, kemudian di bagian yang

13)

Baja Fe 360

b.

Besi cor GG 15

c.

Besi cor GG 4O

d.

Besi cor GH

e.

Besi cor Nod. GN

f.

Besi cor Nod. GN

g.

Besi cor

h.

Besi cor tempa GSmT 35

l-15

6O

putih GW

Besi cor putih harus membeku tanpa pembentukan grafit. Hal apakah yangharus

diperhatikan konstruktur agar syarat ini dapat dipenuhi

?

kerja dari besi

cor ke-

labu sering mempunyai

kulit

cor yang keras, yang susah

dibubut. Bagaimanakah terjadinya keras ini ?

kaitannya

2.3.

kulit cor yang

2.3.1. Pembekuan 1)

Besaran-besaran yang manakah yang diletakan pada absisa (sumbu horisontal) dan ordinat (sumbu vertikal) dari diagram Fe-C ? a. Mengapakah sistem metastabil dalam diagram Fe-C dibatasi pada 6,67Vo

b.

Bandingkanlah jalannya

c? Hitungkadarkarbondari besi karbida FerC

!

7)

Gambarlah struktur secara

garis teratas dalam diagram

skema untuk peristiwa

Fe-C yang disederhanakan dengan diagram keadaan dari tipe dasar I dan II (campuran

berikut seperti yang tampak segera setelah pembekuan.

a. b. c.

Dalam daerah manakah

baja besi di bawah eutektik besi di atas eutektik; berikan nama-nama me-

(pada kadar karbon yang

talografinya.

kristal-kristal dan kristal campuran)

a.

mana) terdapat hanya kristal campuran besi

Diagram Besi Karbon

Tujuan: Sisruo harus mengetahui diag ram Fe - C se b agai homb i. nasi dari dua sistem pembehuan dan dapat menempathan bentuk hristalisasi yang terjadi pada bagian diagram Fe-C. Ia terutama harus menguasai benar-benar bagian baja dari diagram; ia harus dapat meneranghan jalannya pendinginan dari dua helompoh baja yang hhas dengan gambar struhtur secara shema.

a.

14) Benda

tipis, dalam

dengan kondisi pembekuan pada soal 10.

3)

b. c.

karbon ? Dalam daerah manakah dari kadar karbon, paduan Fe- C terdiri atas campuran kristal-kristal ? Fasa-fasa manakah yang ada pada kedua daerah teratas dari diagram FeC ?. Terangkan apa garis

likuidus (cair) dan

apa

garis solidus (padat) ! 4) Berapa jumlah kelompok paduan pada diagram Fe-C yang harus dipelajari untuk dapat menggambarkan setiap bentuk yang mungkin dari pembekuan ? 5) Sebutkan jenis-jenis kristal tepat setelah berhentinya pembekuan untuk daerahdaerah berikut. a. baja, b) besi di bawah eutektik, c. besi di atas eutektik. 6) Diagram-diagram keadaan hanya berlaku untuk pendinginan yang sangat lambat. Apakah pengaruh pendinginan yang lebih cepat pada kristal campuran y ?

2.3.2. P erttbahan dalam Ke-

adaan Padat dan Pembentukan Perlit

1)

Dengan tipe paduan manakah (tipe dasar I atau II) kita dapat membandingkan sudut baja dari diagram FeC? 2) Temukan fasa-fasa apa yang terdapat dalam 'sudut baja' dari diagram Fe-C dengan membandingkannya dengan tipe dasar I (campuran kris-

tal-kristal). Gambarlah sudut baja dan berikan namanama metalografinya 3)

!

Apakah perbedaan yang palin g penting antara'sudut

baja'diagram Fe-C dan tipe dasar I (campuran kristalkristal) ? 4) Berapa jenis paduan dari'sudut baja'diagram Fe-C yang harus diambil untuk dapat menggambarkan seluruh daerah baja

?

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

!

31

5)

Pertanyaan-pertanyaan dan

pada penurunan suhu

untuk memperlihatkan

soal berikut mempunyai kaitan dengan perubahan

memotong garis GS ? Fasa manakah yangpada permulaan pengubahan

perubahan struktur yang terjadi pada perubahan ^y

dari baja perlit murni dengan

Berikan juga istilah-

dipisahkan

istilah metalografi nya.

O,9Vo C.

f. Apakah akibat

pendi-

c.

pengubahan ini berakhir? Bagaimana susunan austenit sisa berubah sebagai akibat dari pemisahan fasa tersebut di atas?

nginan cepat pada per-

L

ubahany

9"

- cdanapa

artinya ini untuk struktur?

6)

Struktur manakah yang terjadi pada perubahan y - o pada 723"C, dan apa yang dapat anda katakan mengenai kecepatan perubahan kisi

serta terjadinya difusi

a.

Dalam

kisi

manakah

karbon? Pertanyaan -pertanyaan dan soal -soal berikut mempunyai

paduan L, terkristalisasi di atas 723.C, dan dalam

kaitan dengan perubahan

dibawah

dan pengubahan dari paduan

kisi manakah 723,C

?

Berapakah karbon yang

LrC perlit-bawah (lihat gambar).

dapat larut di atas 723"C,

dan berapa 723,c c.

di bawah

?

Apa pengaruh kadar karbon pada permulaan

perubahan T - a? Apakah akibat dari jawaban dari peristiwa

-K

yang disebut pada a dan b

e.

32

terhadap kelakuan dari atom-atom karbon, jika paduan pada pendinginan meliwati suhu 723"C7 Gambarkanlah secara skema butirkristal dalam keadaan di atas 723,C dan satu di bawah 723,C,

',

-)+-

Pada jawaban pergunakanlah garis-garis bantu yang tergambar dalam diagram. a. Pengubahan manakah

mulai,

jika

paduan L,

?

Pada suhu manakah

e.

Terangkan. Sampai suhu berapakah susunan austenit si sa berubah pada pendinginan

dan berapakah kadar karbon pada suhu tersebut

?

Perubahan manakah yang dialami austenit sisa

pada waktu meliwati garis PS

?

Hitung dalam persen jumlah ferit dan perlit yang pada suhu kamar terdapat dalam strukturnya. h. Gambar secara skema struktur paduan pada empat titik yang ditunjukkan gambar dan berikan nama- nama metalografinya ! 8) Perbedaan-perbedaan apakah yang ada dalam struktur dari berbagai paduan perlitbawah ? e) Apakah akibat pendinginan cepat pada pembentukan struktur

?

berikut mempunyai kaitan dengan perubahan dan pengubahan yang terjadi pada paduan perlit-atas L, (lihat gambar). Pergunakanlah untuk jawaban garis-garis bantu yang tergambar pada diagram.

10) Pertanyaan dan soal

I 667v.c

Proses apakah yang dimulai, jika pada penurunan suhu garis paduan L. memotong garis SE ? Berikan juga alasannya. Pada suhu berapakah proses ini berakhir ? Dalam bentuk apakah pemisahan terjadi ? Apa yang berubah pada susunan austenit sebagai akibat dari pemisahan ini? Apakah kadarkarbon dari austenit apabila dicapai garis SII yaitu suhu 723"C? Terangkan. d. Perubahan apakah yang dialami austenitjik a garis SK diliwati ?

,l e. f.

g.

Gambarlah skema dari strukturpaduan L, pada empat titik yang tertera

a,

L4 terus

Hitunglah dalam persen jumlah yang terdapat pada suhu kamar: perlit dan sementit sekunder, secara berurutan ferit dan kadar sementit total Tentukanlah dengan

sesudah membeku pada lL47"C, dan pada suhu

mendingin

berakhir b

?

Dalam bentuk apakah pemisahan terjadi

c.

?

Apa yang berubah pada susunan austenit karena adanya pemisahan, berapakah kadar karbon

jika

garis SI! jadi suhu 723"C dicapai ? Terangkan ! d. Apa yang terjadi dengan

e.

t.

austenit jika garis SK diliwati ? Berikan gambar skema dari struktur paduan L, pada suhu kamar dan berikan nama-nama metalografi dari bagianbagian struktur. Hitunglah jumlah bagian-

bagian struktur dalam persen dari paduan Lo pada suhu kamar: - perlit dan ledeburit

2.4.

g. h.

pada suhu tepat di

1. dari perlit dan se-

3.

atas garis PSK, pada suhu kamar

2. dari ferit dan kese-

mentit

luruhan sementit

Sifat-sifat Paduan Baja dan Paduan Besi yang Bergan' tung pada Kadar Karbon dan Pengotoran berulan g-ul ang. Berikan dua

2.4.1. Pengaruh Karbon

contoh

Tujuan: Sisua harus mengetahui bagaimana stfat'sifat mehanis dan teknologis dari Padu' an baja dan besi bergantung he' pada hadar karbon.

3)

1) Struktur dan juga sifat-sifat

Berikan dalam tabel pada setiap baris, jawaban yang mungkin dari pilihan 1,2 dan 3 yang menunjukkan sifatsifat dari tiap jenis kristal. Pergunakanlah tabel di bawah.

tarik,

kekerasan dan pembentukan dingin terutama bergantung pada prosentase ferit dan sementit. Terangkan hal ini untuk baja Fe 360 dengan 0,2Vo C,

Iima faktor. Sebutkan faktor-

2)

faktor tersebut ! Faktor-faktor yang disebut dalam soal 1 saling mempengaruhi dan kadang-kadang

Ferit Austenit Sementit Grafit

Jawaban

Sifat

!

4) Sifat-sifat mekanis kekuatan

paduan besi-karbon sebetulnya ditentukan oleh

- ferit

dan keseluruhan sementit Apa perbedaan struktur antara berbagai paduan entektik-bawah ? Terdiri dari jenis-jenis kristal apakah eutektik ledeburit ? 1. pada suhu tepat di

2.

Hitung persen bagianbagian struktur dari

berapakah proses ini

bantuan garis bantu

jumlah karbon yangpada suhu T, dan T, terlarut dalam austenit. 11) Perbedaan-perbedaan apa yang ada dalam strukturberbagai paduan perlit-atas ? 12) Pertanyaan-pertanyaan dan soal-soal berikut mempunyai kaitan dengan perubahan dan pengubahan paduan Lo danLu darigambaryangdisertakan. Untuk jawabannya gunakan garis-garisbantu pada gambar tersebut.

(padat)

mul ai terjadi j ika paduan

pada gambar.

paduan eutektik L, pada suhu kamar

bawah garis solidus

Proses apakah yang

Kisi

hexa

kpr

Kekerasan

tinggi

sedan6 -^-

Dapat berubah bentuk secara elastis

sangat tidak

baik

baik

Sifat-sifat magnetik

ada

tidak

kpb ,l

^L

rda

35

t

T

5)

dibandingkan dengan baja Fe 690 dengan 0,6Vo C.

gambar struktur baj a? Berikan tanda pada tabel di

Dalam bentuk apakah ferit dan sementit terdapat dalam

bawah.

Kadar Karbon

menyebutkan pengotoran dan pencampuran, dan dapat menyampaikan secara kualitatif pengaruh-nya (baih ltidak baik) pada struktur dan pada sifat-sifat terpenting dari baja.

Jenis kristal dan bentuk

Bagian

Struktur

butir halus, bulat

sementit lamellar

lamellar

bentuk

jaring

1)

IJnsur-un sur kimia manakah

yang dalam paduan Fe - C terdapat dalam bentuk: ;. pengotoran (tidak diinginkan)

ferit per'lit

0,8 - 2.0

engaruh Pengotoran dan Pencampuran P

perlit

b. pencampuran (tidak

sementit sekunder

6) Dalam bentuk apakah grafik

10) Apakah pengaruh peningkat-

terdapat dalam struktur ? 7) Terangkan pengaruh kadar karbon yang makin meningkat pada sifat-sifat mekanis

kesesuaian baja untuk dilas ? Sampai kadar karbon berapa-

mengganggu) Bagaimanakah un sur-unsur ini dapat masuk dalam baja ? Uraikan hal ini untuk masin g-masing secara terpi sah. 3) Mengapakah penghilangan

kah baja dapat dilas secara normal ? 11) a. Sifat-sifatmekanis manakah yang terutama menentukan kemampuan

inginkan) secara sempurna tidak mungkin ? 4) Dalam bentuk apakah Si terdapat jika ada dalam jum-

2)

a. b. c.

kekuatan tarik kekerasan regangan setelah patah, 'pengecilan' dan nilai ujitakiknya. 8) Apa pengaruh kadar karbon yangmakin meningkat terhadap kemampuan pembentukan dingin dan panasdaribaja e) Sifat-sifat m ekan is manakah yang terutama menentukan kemampuan las baja, dan mengapa ?

6)

Tujuan: Siswa harus dapat

ferit

0-o,8

2.4.2.

an kadar karbon

pemesinan

b.

pada

?

Apakah pengaruh peningkatan kadar karbon pada kemampuan pemesinan paduan Fe - C, dan mengapa ? 1. dalam sistem meta-

2.

stabil dalam sistem stabil

atau j alur terbentuk. Apakah

pengaruhnya terhadap sifatsifat mekanis benda-uji yang dibuat dari padanya (ani stropi) ? 7) Baja kon struksi untuk kerangka baja Fe 510-D menurut EURO 25 (juga St

42-3 menurut DIN 17100) mengandung 1,9 1,6 Mn. Mengapa demikian

?

8) Apa pengaruh mangan pada cara pembekuan paduan Fe-

9)

C? Perubahan-perubahan sifat manakah pada baja yang di-

sebabkan oleh fosfor

?

Persyaratan umum manakah

yang disimpulkanmengenai

kotoran (yang tidak di10)

lah yang sedikit? Apakah kerugiannya pada kemampuan

pembentukan dingin dan

Mangan terdapat dalam jumlah sedikit sebagai MnS dan MnO sehingga pada deformasi panas struktur serat

11)

kadar maksimum fosfor ? a. Dalam bentuk apakah belerang terdapat dalam baja ? b. Penurunan kualitas apakah yang terjadi sebagai akibatnya ?

Meskipun baja automat

panas, dan pada pengelasan? c) Perubahan-perubah an meng-

mengandung sampai 0,25Vo

untungkan manakah yang

ditempa (bukan kerapuhan

panas).

disebabkan Si dalam:

a. jenis-jenis baja untuk

b.

teknik elektro

?

bahan besi cor Fe - C

S, namun masih dapat

?

Terangkan hal ini ! 12) Mengapakah baja automat mengandung belerang ?

37

:

!

i

13)

a. b.

Dalam bentuk apakah oksigen terdapat dalam baja

?

Terangkan penurunan

kualitas apa yang terjadi sebagai akibatnya ! 14) Apa yang dimaksud dengan 'penuaan'baja ? 15) Nitrogen menyebabkan penuaan baja. Sifat-sifat penting apa dari baja yang berubah karenanya ? 16) a. Proses dalam manakah yang menyebabkan penuaan ? Apa yang menyebabkan percepatan proses penuaan? 17) Pelat dicanai untuk konstruksi las tidak boleh menu jukkan kecenderungan pe-

b.

nuaan. Mengapakah hal ini dipersyaratkan ? 18) Bentuk penyediaan baja manakah yang pada waktu ini terutama diterapkan agar kadar nitrogen tetap rendah ? 19) a. Dalam bentuk apakah hidrogen terdapat dalam

struktur ? mekanis apakah yang terutama diperburuk oleh hidrogen ?

Sifat

c.

Dengan cara bagaimanakah padapembuatanbaja

kadar hidrogen dijaga agar tetap rendah

?

3. PEMBUATAN BESI MENTAH DAN BAJA 3.4.

Produksi Baja

5)

Tujuan: Sisioo harus tahu berapa kadar harbon besi mentah dan 6)

bagaimana berbagai Proses Pem' bentuhan baja harus dilahsanahan. Kemudian ia harus menge' tahui perbedaan antara berbagai proses pembuatan dan Pengaruhnya terhadap susunannYa.

1) Sebutkan secara umum

kadar karbon besi mentah

2)

hidrogen.

3)

4)

dan baja! {Jnsur-unsur merugikan aPa saj a yang terdaPat dalam besi mentah ? Apakah pengaruh darikadar fosfor dan belerang Yang terlalu tinggi pada sifat-sifat baja ? Berikan tanda silang Pada

7)

1200

proses. Pada proses pembuatan baja adatiga cara di mana oksigen

mentah. Sebutkan tiga proses ini dan

bagaimana cara oksigen 8)

letak suhu leleh besi mentah dan baja. I 100

Cara menghilangkan unsur pengotoran dari besi mentah ialah melalui proses kimia. Untuk itu digunakan dua istilah: a. tradisional teknis b. ilmiah Sebutkan istilah-istilah ini, c. unsurapakahYangdiPerlukan untuk jalannYa

berhubungan dengan besi

tempat di mana kira-kira

Suhu, "C

Sebutkan tiga sYarat Yang selalu harus dipenuhi Pada setiap proses pembuatan baja!

baja, daru daPat menentukan

20) Berikan contoh daribajayang

pada proses pembuatannya dapat menjadi rapuh oleh

I

i

1300

dimasukkan. Sebagian dari baja diPeroleh dari besi bekas. Ada dua jenis besi bekas. 1400

1500

1600

1700

Besi mentah

Baja a.

Sebutkan dua jenis tersebut ! Apakah perbedaan antara dua jenis ini sehubungan dengan terda-

patnya unsur-unsur aslng

di dalamnya

?

9) Untuk reaksi kimianYa sangatlah penting bahwa bejana pelelehan bergerak

_agar terak dan lelehan mempunyai bidang persen-

12) Dengan cara bagaimanakah

tuhan yangbesar. Bagaimana gerakan ini dilaksanakan: a. pada proses thomas

b.

c. d. 10)

Sebutkan sumber energi pada: a. proses b. proses c. proses d. proses

pada proses siemensmartin pada proses LD pada proses kaldo

Mengapa

kita tidak

dapat

13)

Sebutkan mengapa proses

c.

Dengan cara bagaimana-

bahkan daripada proses thomas yang klasik ? 14) MenuruL proses manakah jenis-jenis baja paduan tinggi dibuat ? Terangkan I

dihilangkan

3.6. Pembekuan Baja

lelehan baja

b.

2)

b.

seperti Cu, Ni atau Sn dari

a.

thomas siemens-martin LD dan LDAC elektro

Apa yang disebut segregasi balok ? b. Bagaimanakah terjadinya zona segregasi Pada balok- balok baja ? c. IJnsur-unsur manakah yang terutama terdaPat dalam zona seg:regasi ? a. Apakah yang disebut lubang susut ? a.

baja oksidajelas lebih banyak besi bekas yang dapat ditam-

menghi lan gkan un sur-un sur

i1)

1)

proses di bawah inimencapai suhu kira-kira 300"C ?

?

Dalam bentuk apakah fosfor terdapat dalam adonan baja

?

kah fosfor ini dapat ?

c. Bagaimanakah

cara

fosfor ini dalam berbagai proses pembentukan baja dikeluarkan dari Ielehan.

Tujuan: Siswa harus dapat

tabel

bawah

terjadinya lubang susut ? Ada dua upaya Penting untuk mencegah terjadinya lubang susut, cara konstruktif dan cara teknik pengecoran. Apakah yangdimaksud ? a. Istilah'dicor gelisah' kaitannya dengan aPa ? b. Berikan persamaan reaksi di mana sewaktuPenge-

rang lzan p ros e s pem be huan e r bentu kny 0. segregasi, lubang -

me ne (t

lubang s usut,

Isilah untuk ini.

3)

ge

lemb

ung ge lem -

c.

-

bung gas), juga dasar-dasar himia yang mendasari upaya untuh mempengaruhi proses

Apakah sebab fisika

coran terjadi gas

!

pembehuan.

Dalam lelehan baja terjadi keseimbangan antar kadar FeO dan kadar C. APakah kesimpulan yang daPat

ditarik untuk kadar FeO

thomas

siemens-marti n

LD, LDAC

Kapur ditambahkan

Permulaan pengeluaran P

Kadar P dalam baja (lebih besar/lebih kecil)

harus dicegah ? Berikarr contoh penting dari keharusan ini ! 7) a. Dengan dua cara manakah kita dapatmencegah terjadinya CO ? gah oksidasi dan

8)

a. b. c.

reaksi yang berkaitan. Baja cor tenangmemPerlihatkan tiga gejala Pada balok cor; sebutkan I Sifat-sifat khusus manakah yang membedakan baja cor tenang dari baja cor gelisah ? Jenis-jenisbajamanakah yang harus dicor dengan tenang ?

9) Perubahan-Perubahan

apakah yang terjadi, jika sebuah lelehan baja diletak-

kan dalam vakum ? 10) a. Proses vakum daPat di-

bagi ke dalam dua

a. jenis-jenis baja miskin

longan. Sebutkan Perbedaan nYata manakah yang terdaPat antara golongan ini ? Menurut Proses manakah baja vakum dalam masing-masing golongan terutama diPeroleh ?

?

a.

kaYa karbon ? Pada pengecoran gelisah gelembung-gelembung CO naik. Ini menYebabkan tiga gejala Padabalok cor; sebutkan !

go-

!

b.

b. jenis-jenis baja 5)

berikan

persamaan-persamaan

pada:

karbon

sebagai

?

Mengapa'gelembung Poripori dalam' sering sekali

Apa yang diakibatkan persamaan reaksi Pada b?

4)

yang dicor gelisah 6)

c.

41

i

:

I ,

,'

11) Perbedaan-perbedaan apa-

kah yang terdapat antara baja yang dicairkan secara biasa (terbuka) dan yang

dicairkan dalam vakum ? a. dalam struktur ? b. dalam sifat-sifat meka-

4. PERI,AI{UAN PANAS PADA BAJA

nis?

Tujuan: Siswa harus mengetahui tujuan dari perlakuan pands, proses-proses perlakuan panas

yang paling penting, apd yctng terjadi di dalam bahan dan perubahan-pe rubahan struktur yang menyebabkan perubahanpe r ubahan sifat yang diing inkan ; ia juga harus mengetahui bahanbahan dan benda kerja apa saja yang sesuai untuk perlakuan panas.

4.2. Perlakuan Panas

Tujuan: Siswa harus tahu mengenai proses perlahuan panas, ndnla-namanya, perubahan-perubahan sifat dan p e r ub a han -pe rub ahan da lam bahan yang terjadi. Ia harus dap at menggamb arkan j alanny a

perubahan suhu sebagai fungsi waktu dan menyebutkan contohcontoh penerapannya.

1) Dalam daerah mana dari

4.1. Umum

diagram Fe-C terletak suhu

yang digunakan untuk

1) Apakahkegunaanperlakuan panas pada baja

2) 3)

4) 5)

?

Dalam tiga golongan manakah proses perlakuan panas dibagi ? Sebutkantigalangkahdalam proses perlakuan panas ? Dua proses fisika yangmana yang memungkinkan perubahan sifat-sifatbajadalam keadaan padat ? Mengapa suhu-suhu perubahan keadaan (titik-titik henti) pada perlakuan panas dinyatakan dengan huruf-huruf tetap dan tidak dengan suhu dalam oC ?

perlakuan panas baja ? proses perlakuan panas penting ?

2) Sebutkan enam 4.2.1

1) 2)

Perlakuan Panas Normal (Penghalusan Butir)

Mengapakah baja di'normal-

'kan ? Jawablah pertanyaan-pertanyaan dan soal-soal berikut mengenai perlakuan panas normal masing-masing: 1. untuk jenis-jenis baja perlit-bawah, 2. untuk jenis-jenis baja perlit-atas

43

a. b. c. d.

Sampai suhu berapa dipanaskan dan mengapa ? Bergantung dari apakah lama waktu pemanasan dan mengapa?

diperlukan untuk pemana san berbutir kasar dan mengapa

yang diperlakukan panas

Bagaimanakah pendinginan harus dilakukan dan mengapa

berbutir kasar 4.2.3.

?

Gambarkanlah secara skema jalannya waktu dengan suhu untuk

perlakuan panas normal (dengan waktu pemanasan). 3) Sebutkan beberapa contoh penerapan dari perlakuan panas normal ? 4) Berikan dalam tabel di bawah

aedang

2.

nilai takik

Sifat apakah yang diperbaiki

oleh pemanasan berbutir

2)

kasar ? a. Pada suhu berapa dipanaskan dan mengapa ? b. Berapa lama pemanasan

untuk jenis baja perlit

Sampai suhu berapakah harus dipanaskan, dan mengapa ? b Untuk itu berapa lamakah biasanya dilakukan pemanasan ? c. Gambarkanlah skema hubungan suhu dan waktu untuk perlakuan panas lembut dari kedua jenis baja. Dalam tabel di bawah ini ada tiga golongan baja. Tunjukkan untuk setiap golongan dengan mengisi satu atau lebih huruf pengenal pada kemungkinan yang tersebut di bawah ini. Mengapa baja a.

regangan setelah patah

1)

bawah atas

Kekutan

BerbutirKasar

,

baja semua jenis

A =Memperkecil kekerasan pendinginan kejut B =Untuk pembentukan tanpa bubut

Perlakuan Panas Lem but (Pemanasan Menjadi Sementit Berbutir atau Globular)

nas lembutmasing-masing: 1. untuk jenis baja perlit

kuat

4.2.2.Perlakuan Panas

baja dengan > O,5 Vo C

?

Mengapa dilakukan perlakuan panas lembut ? 2) Selesaikan pertanyaan berikut mengenai perlakuan pa-

menunjukkan sampai berapa jauh sifat-sifat yang tercatat diperbaiki oleh perlakuan panas normal. lemah

I

C

3)

dari golongan itu diperlakukan panas lembut

=Untuk pengerjaan

pe-

mesinan D =Sebagai praperlakuan

1)

ini tanda silang untuk

Perubahan dari:

?

3) Jenis-jenis baja manakah

baja perkakas

untuk pengerasan

2)

4.2.4. P erlakuan Panas Pem

manasan pembuang te-

buang Tegangan

1)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut mengenai pegangan:

Pada pemanasan pembuang

a.

tegangan, tegangan dalam dihilangkan. a. Apa yang menyebabkan terjadinya tegangan dalam ?

b.

c.

tarik pada zona luar.

Padanya difrais alur. Apa akibat hal ini pada

bentuk poros ? Terangkan apakah hal ini cocok diperlihatkan oleh gambar a atau oleh gambar b berikut.,

mengapa?

Berapa lamakah waktu pemanasan

?

c.

Apakah tegangan ini seluruhnya dapat dihilangkan ? Terangkan ! Pada poros yang ditarik dingin terdapat tegangan

Padasuhuberapadilaku-

kan pemanasan; dan

3)

Bagaimanakah seharusnya cara pendinginan dan mengapa ? Sebutkan beberapa contoh penerapan dari pemanasan pembuang tegangan ?

4.2.5. P erlakuan Pan as

Difusi

1) Apa tujuan dari perlakuan

2)

panas difusi ? Jawablah pertanyaan-perta-

nyaan berikut mengenai perlakuan panas difusi: a. Pada suhu berapakah dilakukan pemanasan dan mengapa ?

?

45

I

i

I I

b. c.

Berapa lama dilakukan pemanasan

dan faktor- faktor apakah

itu ? c. Perubahan-perubahan struktur yang tak di-

?

Perubahan-perubahan

yang tak diinginkan manakah yang dapat terjadi dalam struktur sebagai akibat perlakuan

d.

3.

panas difusi

?

Apa yang dapat dilakukan untuk mencegah perubahan struktur ini (lihat pada c) atau menghilangkannya? Sebutkan beberapa contoh penerapan perlakuan panas difusi.

42.6. Perlakuan Panas

Rekristalisasi 1)

Sifat-sifat apakah yang

diperbaiki dengan perlakuan panas rekristalisai ? 2) Rekristalisai hanya terjadi jika dua syarat telah dipenuhi. Syarat-syarat apakah

ini

?

Jawablah pertanyaan-pertanyaan mengenai perlakuan panas rekristalisasi. a. Pada suhu berapakah dilakukan pemanasan ?

b.

46

d.

1) a.

inginkan manakah yang dapat terjadi, dan di bawah syarat-syarat apakah terjadinya ?

b.

Gambarkansecaraskema

contoh-contoh struktur dari struktur berbentuk

c.

terrekristalisasi ? Sebutkan beberapa contoh penerapan dari perlakuan panas rekristalisasi.

4.3

turnya

Tujuan: Slsruo harus mengetahui tujuan dari pengerasan dan pemuliaan; ia harus dapat m* neranghan terurainya austenit dan fahtor-faktor yang mempengaruhinya, pembent ukan martensit dan proses pemudaan (ontlaten) p ada baj a tak te rpadu, serta harus dapat menggambar-

dari produk yang diheraskan dan

bergantung pada faktorfaktor apa ?) Apakah nama diagram yang menunjukkan hubungan dari berbagai faktor yang berpengaruh,

dimuliakan.

cara yang benar 3)

a.

?

Apakah arti dari pendi-

nginan kritis vk pada pengerasan?

b. Apakah akibatnya

1) Tunjukkan perbedaan-perbedaan nyata antara pengerasan dan pemuliaan (tujuan, jenis baja dan proses)

?

Struktur apakah yang terj adi setelah pengerasan dengan

dapat memberi contoh-contoh

(Suhu pemanasan itu

halang ? Terangkan. Gambarkan secara skema struktur pada berbagai laju pendinginan (semakin tingi) dan sebutkan

bagian-bagian struk-

Pengerasan Dan Pemuliaan

hanj alanny a pe rub ahan s uhu dengan wahtu secarct skema dan

Apa pengaruh laju pendinginan yang semakin tinggi pada penguraian austenit (= pembentukan perlit) ? Apa pengaruhnya pada struktur jika dengan penin gkatan I aju pendingin-

an difusi karbon ter-

dingin dan struktur 4)

b.

4.3.1. Mekanisme

4)

a.

terhadap struktur jika laju pendinginan kritis tidak tercapai pada keseluruhan benda kerja? Bandingkanlah sel satuan martensit dengan yang dari ferit !

Bagaimanakah menerangkan kekerasan yang tinggi dan kerapuhan martensit ? Apa hubungan antara c. kadar karbon dan kekerasan martensit ? 5) Apabila laju pendinginan berlangsun g lebih cepat dari laju pendinginan kritis, maka titik-titikhenti A.rdanA.rhilang. Apa yang lalu terjadi dengan austenit ? 6) Tergantung pada apakah letak titik Mu ? Bagaimanakah pergeserannya ? 7) Apakah pembentukan martensit terjadi pada suhu konstan seperti pada pembentukan perlit ? (gunakanlah aturan fasa padajawaban anda) 8) Pada jenis-jenis baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi letak titik akhirM, dari pembentukan martensit di bawah suhu kamar. Apakah pengaruh hal ini pada: a. pembentukan struktur ? b. kekerasan total ? 9) Dengan cara bagaimanakah sisa austenit dalam jenisjenis baja kaya karbon dapat diubah ? 10) Apakah arti dari'pemudaan' (ontlaten) baja ? 11) Mengapakah baja yang dikeraskan harus diJmuda'kan? 12) Apa yang berubah pada kisi martensit dengan meningkatnya suhu'pemudaan' dan 47

pada atom-atom karbon dalam larutan yang kelewat

jenuh

?

13) Apayangberubah pada sifat-

sifat berikut dengan 'pe-

b.

jalannya laju perubahan austenit ke perlit pada suhu yang makin turun? 5) Bagaimanakah seharusnya kemampuan mendinginkan

mudaan':

a. b. c.

kekuatandankekerasan? keteguhan regangan setelah putus ? 14) Dengan cara bagaimanakah un sur-unsur paduan mempengaruhi kelakuan'pemudaan'dari baja ? 4.3.2. Proses Pen gerasan

1) Keseluruhan

2)

proses pengerasan terdiri dari tiga tahap manakah? Untuk mengeraskan jenisjenis baja berikut, sampai

suhu berapakah harus

dipanaskan

?

a. Jenis-jenis baja perlit bawah; terangkan,

b. Jenis-jenis baja perlit 3)

atas; terangkan,

Perubahan struktur manakah yang harus dihindarkan pada pengejutan ?

4) a.

Terurainyaaustenitmenjadi perlit paling cepat

terjadi pada kira kira 550"C; mengapa

?

Dengan tindakan metalurgi

manakah laju perubahan austenit ke perlit dapat diubah ? 7) a. Dengan cara-cara bagaimanakah kemampuan pendinginan cairan pengejut dapat diubah ? b. Sebutkan beberapa media pendingin menurut

urutan

8)

kemampuan pendinginannya (dari rendah ke tinggi) Daya mendinginkan semua zat pendingin cair memperIihatkan kesesuaian dengan dikenalnya tiga fasa yang saling bergantian, dengan masing-masing memiliki kemampuan menyerap panasnya sendiri. Proses-proses man akah yan g

pada ketiga fasa ini terjadi pada permukaan benda kerja, dan sejauh manakah hal ini mengakibatkan diserapnya panas dari benda kerja ? Tuliskan hal ini pada tabel di bawah !

, 3

9)

Berapa lamakah boleh ber-

menghasilkan kedalaman

Berapa lama benda kerja dibiarkan pada suhu Pe-

pengerasan yang lebih besar pada baja ? 3) Air yang dibubuhi NaOH dan garam-garam sianida sebagai

pemudaan? MengaPa

mudaan

?

?

10) Dua faktor mana yang menentukan pada Prqses Pe-

mudaan 1

1)

?

Mengapa baja-kerja-Panas (misalnya untuk matres tempa dan cor semProt) harus dimudakan pada 50-100"C di atas suhu yang Paling tinggr yang dialami pada Pema-

kaiannya 12)

48

2) Tiga tindakan manakah yang

dan

lalu antara pengejutan

?

Dari apakah kita daPat

mengetahui dan memperkirakan dengan mudah suhu pemudaan dari perkakas sederhana

?

13) Bagaiman akah pendinginan

benda kerja setelah dimudakan?

zat pendingin memberikan kedalaman pengerasan

4.3.3. Pengerasan Tembus

1) Sampai kedalaman

beraPa

pengerasan jenis-jenis baja

Yan g

lebih besar. Apa sebabnya ? 4) Kerugian apakah yang disebabkan oleh larutan garam dapur sebagai cairan Pendingin ? b.) a. Jika kadar unsur-unsur paduan makin meningkat, tiga akibat manakah yang terjadi pada Pembentukan perlit Pada pendinginan baja ? b. Apa yang diakibatkan a) dalam hal hubungan antara kadar unsur-unsur paduan dan kedalaman pengerasan? 6)

bukan paduan daPat dicaPai? Terangkan. Laju pembahan

keterangan

banyak I sedikit

1

dari suatu zat pendingin ideal (pertanyaan 4 b dan gambar 4.19 pada buku pelajaran) ? 6)

penyerapan panas

proses pada permukaan benda

fasa

Sejumlah baja yang dihasilkan menurut standar Yang sama tetapi berasal dari leI eh an ( c h ar ge) berbeda, dap at mem perlihatkanperbedaan dalam hal kedalaman Pengerasan. Berikan dua PenYebabnya. 49

4.3.4. Perubahan Bentuk

b.

oleh Pengerasan dan Tindakan Pencegahannya.

1) a.

b.

c.

pengerasan terputus pengerasan bertingkat

B) Mengapa Pada Produk-Produk dengan bentuk rumit yang memPerlihatkan banyak takik dan Perubahan

Tegangan sebagai akibat

pengerasan mempunyai berbagai sebab. Sebutkan dua jenis tegangan pengerasan ? Apakah yangmenyebabkannya dan bagaimanakah terjadinya?

c. Apakah akibat

padaproduk, dan apakah

akibatnya pada kerja penyelesaian ? 2) Karena alasan-alasan ekonomis, maka perubahan bentuk oleh pengerasan sebanyak

mungkin harus dicegah. Sebutkan tiga tindakan untuk mencegah perubahan bentuk itu ? 3) Pada pengerasan bertingkat, tingkat perlit dijalani secepat mungkin, untuk mencegah perubahan bentuk, yang diikuti pendinginan secara lebih lambat. Apa pengaruh cara kerja ini pada timbulnya tegangan termal dan ?

skala perubahan suhu dengan waktu dari pendinginan pada beberapa perlakuan panas berikut: a. pengerasan normal (kejut)

4) Gambarkanlah

waktu

4.3.5. Pemuliaan

dari

tegangan pengerasan

tegangan pengubahan

9)

1)

Dua sifat mekanis manakah dari berbagai jenis baja konstruksi yang diperbaiki oleh pemuliaan ? 2) Mengapa letak kadarkarbon dari jenis-jenis baja yang dimuliakan umumnya antara 0,25 dan 0,60 Vo ? 3) Jenis-jenis baja perlit bawah dalam keadaan dimuliakan lebih uleUteguh dan kuat dari dalam keadaan normal. Terangkan hal ini berdasarkan struktur ? 4) Sampai diameter berapakah baja bukan paduan dapat dimuliakan seluruhnya? 5) Apa yang dimaksudkan dengan berbagai jenis baja mulia ? (kadar karbon dan unsur paduan) 6) Pemuliaan ituterdiri dari apa saja ? (uraikan seluruh pengerjaan) 7) Sebutkan beberapa suku cadang, misalnya dari mobil, yang dibuat dari baja mulia ?

penampang melintang tibatiba, baja teguh memberikan lebih banyak kePastian ketahanan terhadaP keretakan yang rapuh ? ApakahkeraPuhanPemudaan? Bagaimanakah cara mencegahnya

?

4.4. P engerasan EndaPan

3)

Apa yang menYebabkan

proses endapan ? 4) Pengendapan berlangsung tergantung pada daerah suhu

menurut tiga cara; lukiskan hal ini ! 5) Pada pengerasan endaPan suatu bahan, aPa Pengaruh besar butirdari ikatan antar logam terhadaP kekuatannya ? Terangkan hal ini ! 6) Apa perbedaan antara Pengerasan dingin dan Panas ? 7) Banyak paduan Yang daPat

dikeraskan baik dingin

maupun panas sesuka hati. Perbedaan penting aPakah dalam sifat-sifat mekanis yang terjadi sebagai akibatnya ?

harus mengenal

Tujuan: Sisrlo mekanisme dalam dan daPat melukiskan akibatnYa Pada struktur dan sifat-sifatnYa- Ia har us dap at mengenal Perb edaan

antara pengerasan keiut dan

pengerasan endaPan (Pengeras' an sekunder), dan mengetahui

maknanya untuk Peneraqan

jenis-jenis baja tertentu; ia harus dapat memberikan beberaqd contoh. 4.4. 1. lVlekanisme 1)

Dalam

Terangkan mengenar me-

ningkatnya kekerasan oleh: a. pengerasan kejut b. pengerasan endaPan 2) Syarat-syarat apa Yang berlaku untuk kelarutan dua logam dalam keadaan Padat,

4.4.2. Perlakuan Panas

1)

Pengerasan endaPan suatu

bahan adalah Perlakuan panas yang terdiri dari tiga tahap. Tuliskan hal ini Pada ikhtisar di bawah ini !

tahap mekanisme dalam cara kerja (perubahan bentuk 1

, 3

agar dapat membentuk paduan dengan Pengerasan endaPan

?

51

50

4.4.3. Arti dan Penerapan dari Pengerasan Endapan

1)

2)

Apa yang dimaksud dengan penyepuhan baja dan apa akibatnya terh adap sifat-sifat mekanisnya ? Apa yang dimaksud dengan perubahan sepuh dari baja dan apa akibatnya terhadap sifat-sifat mekanisnya ?

3) Apakah yang disebut

endapan dan pada pengeras-

4.5. Cara-cara Khusus untuk lVlemperkems Permukaan

anlpemuliaan ? Jawablah pertanyaan -pertanyaan padaikhtisar di bawah sehubungan dengan diagram berikut ini, yang menunjukkan secara skema jalannya waktu-suhu dari pen gerasan endapan dan pengerasan/ pemuliaan.

Tujuan: Sisruo harus mengenal nama - n ama da ri b e rb agai P rose s yang bertuiuan untuk mendapatkan zona tahan aus. Ia harus mengetahui perubahan struktur

3) Mengapa

ri ad i, he unt ungan dan ugianny a dan daPat memb e r i' kan conto h -contoh P e ne raq annY a

4)

ap a y

ang

1)

Gabungan sifat-sifat aPakah yang didapat dengan mem-

produk 2)

kekerasan pada pengerasan

pengerasan/ pemuliaan

pengerasan endapan

Sebutkan beberaPa suku cadang atau Produk-Produk yang mengalami perlakuan

jadi karena

terjadinYa

martensit atau karena difusi

atom-atom asing kedalam bahan, yang membentuk ikatan antar logam. a. Bagaimanakah volume dari lapisan Permukaan

stnrktur pada2

pada 5

titik

manakah kekerasan

tertinggi

dimanakah bahan masih tepat untuk

b.

dibentuk

berubah ? DalamhalaPaumursuku

cadang atau barang

berubah

berapakah nilai kekerasan pada penampang bagian-bagian

?

4.5.2. Pengarbonan

1) Apa yang dimaksud

2) 52

dengan

pengarbonan ? Bagaimanakah susunandari jenis-jenis baja karbon (kadar

?

Kekerasan permukaan itu bergan tun g dari faktor-faktor apa

?

6)

Faktor-faktor apakah Yang

7)

Tuliskan pada ikhtisar di atas, dalam hal aPa ketiga

menentukan kadar karbon

?

pengerasan permukaan ? 3) Pengerasan permukaan ter-

bagaimanakah

?

Peristiwa-peristiwa fi sika apakah yang meruPakan dasar dari semua Proses pengarbonan

perkeras permukaan barang/

struktur dan pemuliaan

pada

16MnCr5

5)

untuk kegunaan teknis

?

kita membuat roda gigi truck besar dari baja 1?CrNiMv6 dan tidak dari

4.5.1. Umum

pe-

praktis apa cara ini dipakai ? Apakah yang merupakan perbedaan penting dalam

pertanyaan

paduan)

te

he r

nyepuhan baja buatan dan

4)

karbon dan unsur-unsur

?

proses pengarbonan saling berbeda ? 8) Sebutkan tiga kemun gkinan untuk tetap mempunyai atau

memperoleh permukaan lunak pada temPat-temPat tertentu pada pengerasan Permukaan dengan pengarbonan? 9) Mengapa kita tidak boleh langsung memberikan Perlakuan kejut mulai suhu pengarbonan, Pada Produkproduk berbeban tinggi atau produk-produk Yang mengalami beban pukul ? 10) Apa yang dimaksud dengan 'pengerasan langsung' dari baja karbon ? (keuntungankerugian) 53

--bubuk

media pemberi karbon

pengarbonan oleh

I

lt

gu.

mandi garam

;

4.5.4. P engerasan

an dengan Pemanasan Setempat dan Penge'

sumber panas

jutan

ukuran produk

1) Apakah yang merupakan

kedalaman pengarbonan

perbedaan penting antara pengerasan sebagian dan pengerasan pengarbonan dalam hal: a. bahan dasarnya ? b. struktur segera sebelum

keuntungan kerugian

11) Apa yang dimaksud dengan

'pengerasan ganda' dari baja karbon ? (keun tungan-kerugran)

5)

pengerasan tunggal

a.

?

Tiga kesalahan penting

b.

apakah yang dapat terjadi pada pengarbonan 4.5.3.

1)

2)

3) 4)

Lapisan penitroan tentulebih

tipis dari lapisan

?

6)

Penitroan

Penambahankekerasanpada permukaan bahan dengan penitroan itu disebabkan oleh apa ?

Syarat-syaratapayangdiperlukan pada umumnya untuk pembentukan zona permukaan keras di semua proses penitroan? Proses internal manakah yangterjadi pada penitroan ? Sifat-sifat apakah yang ada pada zona permukaan setelah penitroan (empat yang baik, satu yang kurang baik) ?

pengar-

bonan^

12) Apa yang dimaksud dengan 13)

7)

Akibatnya bahan dasar harus memenuhi syarat apa

?

Apa akibatnya terhadap lapisan keras ? Bahan-bahan apakah yang umumnya dapat dinitrokan, dan bahan manakah yang sangat cocok

?

Baja nitro biasanya dinitrokan dalam keadaan mulia. Apa artinya dari segi suhu penitroan ? 8) Ada tiga cara penitroan. Sebutkan yang mana dan media apakah pemberi nitrogen ? Berikan untuk tiap cara suatu penerapan. 9) Apakah keuntungan penitroan yang paling penting dibanding dengan pengerasan martensit ?

c.

pengejutan dengan kecepatan yang sama dengan atau lebih besar daripada laju pendinginan kritis ? struktur pada akhir

5)

1) Menurut cara kimia-fisika manakah proses-proses beri-

kut terealisasikan

yang dimanfaatkan pada pengerasan permukaan dengan cara pemanasan setempat ?

a. Terutama tergantung dalam batas-batas apakah letak kekerasannya? b. Tergantung dari apakah ketebalan zona yang dikeraskan ? c. Menurutprosesmanakah penampang-penampang kecil juga dapat mengalami pengerasan permukaan ? Keuntun gan-keuntungan apakah yang didapat dari

?

a.

mm.

dari apakah kekerasan zone permukaan, dan

I

Aus

2) Sifat fisika baja manakah

3)

pengerasan induksi dibandingkan pengerasan api: a. dari segi energi ? b. dari segi bahan ? c. dari segi proses ? Jenis-jenis baja manakah yang sesuai untuk pengerasan permukaan ?

4.5.5.Cara-cara Lain untuk Mendapatkan Lapisan PerrnukaanyangTahan

proses. Sebagai contoh gunakanlah poros berdiameter 30

4) 54

Pennuka'

2) 3)

4)

pembentukan martensit dengan kedalaman pengerasan kecil b. proses difusi yang menyebabkan terbentuknya ikatan keras c. pembentukan Iapisanlapisan keras, lapisanlapisan keras manakah dapat dihasilkan dan bagaimana ? Dari lapisan yangdihasilkan, manakah yang mempunyai kekerasan tertinggi ? Proses-proses manakah

yang diterapkan untuk

memperbaiki bagian-bagian mesin yang aus ? Berikan contoh untuk tiap proses. Lapisan-lapisan permukaan manakah yang diterapkan pada konstruksi perkakas; sifat-sifat apakah yang diperbaikinya ? 55

:

I

I

7

-l 5. BAIIAN COR BESI

kekerasan dan kekuatan

-

Struktur bahan dasar

Tujuan: Sisr.r,,a harus mengetahui proses-proses peleburan dan

perlakuan panas yang mungkin,

no rma- n o r ma stan da r, s ifat - s ifat h,hus us dan menge nal pene rapan

apa pun. Apa keuntungannya untuk sifat-sifat mekanis

dari barang yang dicor

3) a.

bahan cor Fe-C yang distand.ar-

?

Bahan cor besi dibagi dalam lima kelompok utama

h,an.

berdasarkan strukturnya. Sebutkan nama-

5.1. Ikhtisar dan Pengelompokan

namayang distandarkan berikut singkatan dan struktur khasnya.

Tujuan: Slsrlo harus mengetdifat t e k no log is da ri b e rbagai bahan pengecor, dapat menge lompo hanny a b e rdas arkan struktur, dan dapat menurunkan sifat sifat y ang berhaitan d.engan hu i sifat

-

Bahan-bahan cor harus memiliki kombinasi dari empat sifat teknologis. Sebutkan keempat-empatnya dan terangkan akibatnya bagi pembuatan (fabrikasi) produk dan bagi produk itu sendiri. akibat (teknologis, ekonomis,

kualitatif)

2)

56

Dengan pengecoran dapat dibuatbarang dengan bentuk

cor

2)

3)

manakah baja cor umumnya dibuat ? Mengapabaja cor selaludicor sebagai baja tenang ? Barang-barang baja cor se-

telah dibersihkan tidak Pengerjaan apakqh yang dilakukan sebelumnya dan

kelompok nama singkatan struktur

mengapa?

Sebutkan dua sifat cor yang menonjol dari baja sebagai bahan cor dan akibatnyabagi pengecoran dan cetakan ? baja cor diBagaimanakah 5) standarkan dan dalam daerah manakah ]etak kekuatan tariknya ? 6) Sebutkan paling sedikit tiga jenis baja cor yang distandarkan untuk penerapan khusus? 7) Dari sejumlah bahan-bahan besi cor, baja cor paling banyak mempunyai sifat-sifat yang kurang menguntung-

4)

b.

Setiapkelompokmempu-

nyai pembagian yang

lebih rinci berdasarkan struktur matriks (bahan dasar). Tuliskan hal ini pada rangka berikut yang

masih harus menunjukkan bagaimana sifat-sifat yang dituliskan berubah pada struktur yang diisikan (membesar/mengecil).

5.3. PembentukanStruktur dan Grafit

1) Menurut proses

s

-

sifat

5.2. Baja

langsung dibubut.

nya.

1)

kekenyalan

kan Namun

demikian terangkankan kapan kita terpaksa membuat benda dari baja cor?

Tujuan: Sisr.uo harus mengetahui apa pengaruh unsur paduan

i

yang paling penting dan laju pendinginan pada struktur bahan dasar, dan dapat menilai

I

pengaruh bentuk dan ukuran besar grafit pada hekuatan dan kem.atnp uan pemb ent u kan p last is.

I

1)

Bandingkanlah baja cor dan besi cor kelabu dalam tabel berikut: Sistem pembekuan

karbon dapat sebagai

menumt baja cor besi cor

kelabu

2.

Terangkan dalam bentuk apa

(Fe3C atau grafi t) kristali sasi karbon berjalan Iebih cepat! 3. Unsur-unsur paduan mempunyai pengaruh pada cara pembekuan paduan Fe-C. Sebutkan unsur-unsur paduan yang paling pentingyang mempunyai efek sebaliknya; sebutkan dua unsur paduan yang paling penting ?.

\1

I I

bentuk beku

unsur paduan

7)

Apapengaruh ukurankristal grafi t pada sifat-sifat paduan-

paduan Fe-C

stabil (grafit) metastabil (FerC)

kristal grafit

?

menjadi halus

kekenyalan

4)

5)

Dengan tindakan apakah seseorang melaksanakan dengan pasti pembekuan menurut sistem stabil ? Tuliskan dalam tabel berikut angka manakah dari daerah struktur pada diagram Weichelt termasuk dalam setiap bahan cor yang

tersebut dalam tabel I

'a i O 6 t

besi cor kelabu

feritis

besi cor ledeburitis besi cor

perlitis

besi cor campuran besi cor fer-perl-kelabu

6)

Apa pengaruh tebal dinding pada cara pembekuan dan pada pembentukan struktur?

1)

2)

B) Mengapa besi cor nodular dalam hal sifat-sifat paling

9)

menyerupai baja ? Kekuatan tarik dari paduan cor yang sejenis dengan kekerasan brinell yang sama kadang-kadang sangat ber-beda. Mengapa ?

5.4. Besi Cor

bahan cor

1) Bagaimanakah caranya

kelnampuan pembentukan plastis.

Lapis

1) a. Menurut lembaranno-

5.6. Besi Cor Tempa

kekerasan

L

o r0 110 50 $m tebal dinding -..._

5.5. Besi Cor Nodular

lembaran norrna, apakah

singkatan penunjukkan grafit lapis, dan apa arti bilangan yan g mengikuti huruf penunjuknya ? b. Daerah kekuatan manakah yang mencakup semua jenis besi cor kelabu yang dinormalkan ? 2) Berikan tanda silang pada tabel di bawah ini bagaimanakah penilaian anda terhadap sifat-sifat tersebut pada besi cor; berikan juga keterangan.

3)

memperoleh bentuk nodular dari pemisahan grafit ? a. Apakahsingkatanpenunjuk besi cor nodular yang distandarkan ? b. Daerah kekuatan manakah yang mencakup berbagai jenis besi cor nodular yang distrandarkan? c. Perbedaan apakah yang terdapat dalam struktur besi cor dengan kekuatan rendah dan tinggi ? Tiga sifat mekanis dan teknologis dari besi cor lapis dan besi cor nodular sangat berbeda. Sifat-sifat dan perbedaan-perbedaan apa saja

4) Jika

a.

apakah bahan mula (besi cor putih) untuk besi cor

tempa ? Oleh perlakuan metalurgi manakah terjadinya

struktur ini c.

2)

a.

b.

s

baik

Dengan proses teknologi dapat terjadi

3)

a.

?

Terdiri dari struktur apakah besi cor tempa yang dipanaskan tidak untuk dihilangkan kar-

dari semua paduan

Sifat

Terdiri dari struktur

manakah struktur ini

sifat-sifat mekanis dan

cor besi dibandingkan, ternyata bahwa untuk besi cor nodular ada daerah penerapan tertentu. Apakah daerah penerapan itu, uraikan dan terangkan hal ini ditinjau dari sifat yang membedakan bahan ini ?

?

Mengapa pada besi cor tempa tebal dinding tidak boleh lebih besar dari suatu nilai batas tertentu?

apakah besi cor tempa yang dipanaskan untuk menghilangkan karbon ?

?

teknologi

Terdiri dari struktur

bonnya? b.

4)

a.

Menurut proses teknologis manakah struktur ini terjadi ? Apakahnama-namayang distandarkan dan singkatan penunjuk dari besi cor tempa

?

tidak baik keterangan

kemamDuan cor kemamouan oemesinan mampu pembentukan kekuatan tekan peredaman ketahanan korosi

sifat ialan darurat

58

59

7

b.

darisasi ? Apakah penerapan khusus dari GTW-S38 menurut DIN 1692? Bagaimanakah kita mempengaruhi pembentukan struk-

c.

5)

tur matriks pada besi-cor

Daerah kekuatan manakah yang mencakup semua jenis yang distan-

tempa; apakah struktur dari berbagai jenis besi-cor tempa 6)

6. BAJAPADUAN

ini ? Dalam

hui

pa yangdiproduksi itudikonsumsikan? Sebutkan contoh-

tur. Ia harus mengetahui

cabang industri apakah kebanyakan besi-cor tem-

contoh suku cadang yang dibuat dari bahan ini ?

Tujuan: Sisuo harus mengetaengaruh un sur - unsur Padu' pa.da letak huru a-kurua dalam an diagram Fe-C dan pada struk' p

pengaruhnya pada sifat'sifat seperti hetahanan pa-nas,mam' pu las, ketahanan korosi dan ke' tnampuan pengerasan. 6.1.

Umum

1)

Sebutkan beberapa peri stiwa

dimana syarat-syarat Pada bahan dituntut sedemikian rupa, sehingga baja bukan paduan tidak lagi memenuhinya dan jenis-jenis baja padu-

anlah yang harus dipakai ? 2) Sifat-sifat mekanis dan teknologis manakah yang dipengaruhi oleh kehadiran unsur-unsur paduan ?

6.2.

PengaruhUnsur-unsur Paduan pada Struktur dan pada Diagram F'E.C

1) Hampir semua unsur-unsur

paduan dalam jumlah kecil larut dalam ferit. Apa pengaruhnya pada: a. ferit dan kekuatannya ? b. pojok'baja' dari diagram

2) 60

a.

Fe-C

b.

aPa

?

Sebutkan paling sedikit

c.

empatunsurpaduanyang mempunyai afinitaskuat untuk karbon ! Apa akibat dari hal ini, dan zaL-zat apa yang terjadi karenanya ? Zat-zaL ini mempunyai struktur kisi apa, dan

kombinasi sifat-sifat

apakah yang diakibatkannya ? 3) Untuk kelompok jenis baja apakah kehadiran karbida sangat penting, dan mengaPa ? 4) Kadar unsur-unsur paduan berapa yang dituntut sebagai akibat dari afinitasnya terhadap karbon ? 5) lJnsur-unsur paduan dapat mengubah daerah austenit. a. ljnsur-unsur manakah yang membuat daerah austenit lebih besar ? b. Gambar secara skema pengaruh unsur paduan pada letak titik Ar3 dari besi murni (gambar sebagian dari diagram unsur paduan Fe). c. Apa akibat kadar tinggi dari un sur-un sur paduan pada struktur baja ? Sebutkan lima perbedaan pentin g dari sifat-sifat dibandingkan dengan j enis baja bukan paduan ? d. Beberapa jenis baja de61

ngan struktur ausbenit padasuhukamar, mendapatkan struktur ini tidak hanya berdasarkan kadar unsur-unsur paduan yang tinggi, tetapi dengan cara lain. Bagaimana?; uraikan. e.

6)

a.

b.

c.

Sebutkan empat perbedaan penting dari sifat-sifat,

dibandingkan dengan jenis-jenis baja yang

Kekerasan dari jenisjenis baja austenit (baja mangan, baja Cr-Ni) meningkatdengan pembentukan dingin; terangkan hal ini. IJnsur-un sur paduan manakah yang memperkecil daerah austenit ?

bukan paduan d.

)Vo

Cr

ketahanan

<

tinggi

0,1

,

Vo

nas; dengan tindakan aPa, vans berhubungan dengan ,.r.rinr., baja tahan korosi austenit, hal ini daPat di-

keras lebih tahan korosi daripada dalam keadaan 4)

Iunak ? Pada waktu Pengelasan karbida dapat memisahkan diri di zonayang diPengaruhi Pa-

cegah b)

?

Afa penga.uh molibden Pada korosi ?

? ,,

Jika paduan besi-khrom juga mengandung karbon, terjadilah berbagai

I

t;

i

struktur menurutjumlah

,;

karbon. Tuliskan pada ta-

bel berikut strukturstruktur yang termasuk dalam kadar C dan Cr yangdibe rikan, dan berilah tanda silang seperti tampak pada baris perLama?

Gambarkan secara skema bagian kiri dari diagram keadaan seperti itu untuk

strllrtur

unsur paduan Fe. Apa akibat kadar tinggi dari un sur-un sur paduan ini pada struktur baja ?

tahan korosi dapat dikeraskar alaL-al at konstruksi ya tidak ya tidak dari baja baja

x

x

x

tinggi

0,2-7 tinggi < 0,5

rendah

< 1,5

rendah

6.3. Pengaruh Unsur-Unsur PaduanPadaKetahanan Korosi Baja

1) Bergantung pada apakah ketahanan korosi dari jenisjenis baja tahan korosi ?

2)

Untuk mencapai ketahanan korosi baja, paling sedikit

harus adal3%o khrom bebas, apa yang dimaksud dengan '137o khrom bebas'? 3) Mengapa baja tahan korosi mampu keras dalam keadaan 63

62

7 7. LOGAM.LOGAM BUKAN BESI

7.3. Aluminium 7.3.1. Terdapatnya dan Cara

Memperolehnya 7.1 Umum

7.2 Penamaan dan

Tujuan: Siswa harus mengetahui apa sifat-sifat hhusus -logam_ logam bukan besi d,an pojuon_ nya, dibandingkan dengan baja. Ia harus mengenal ,olr,o_roio p aduanny a j ug a pe na mua n y ang di s tanda r i sa s ik an, da n p e, i

e

di-

dariLogam-logam NF dan Paduannya

1)

2)

an antara paduan untuh pemben_

logam-logam berikut

manakah yangpaling banyak terdapat di bumi: Zi,Wtg,f;, AL, Fe, Cu, pb ?

Buatlah urutan menurut

juml ah (persentsss) terdapat_

nya Iogam_logarn ini.

2) Sebutkan paling sedikit empat sifat dari logam_logam

bukan besi yang sangat

menyimpang dari sifat_sifat baja tak terpadu, dan berikan juga beberapa yang khas mewakili logam-logam yang memperlihatkan penyimpangan ini. Contoh: Sifat

lngam (paduan)

absorbsi cahaya

timbal

Bagaimanakodifikasi logam_ logam NF secara singkal ? Berikan beberapa contoh.

Bagaimana kodifikasi pa_ duan-paduan NF ,u.u.u singkat ? Berikan beberapa

tukan dan untuh pengecoran.

1) Dari

Kodifikasi

3)

contoh.

Logam-logam NF, berdasarkan cara-cara pengerjaannya menjadi produk, dibagi menjadi dua kelompok. SeLutkan kel ompok-kelompok ini beri ;

Tujuan: Slsrlo harus mengetahui tahap-tahap proses dari bijih sampdi logam, demihian juga reaksi-reaksi fisika-kimia yang mendasarinya.

1) Bagaimanakah

mendapatkan aluminium murni dari

bijih? Sebutkan lima

_

kan beberapa sifat khusus dari setiap kelompok Quga struktur yang menandainYa)

ngetahui dari kodifikasi-

nya teknik pengecoran

b.

c.

?

4) a. Dari kombinasi huruf_ huruf apakah kita me_ dari masing_ masingjenis paduan cor ? Apapengaruhcarapenge-

coran pada jalannya pendinginan dan dengan demikian pada struklur dan kekuatan serta regangan yang berkaitan.

1) a. Apa arti kpb pada sifatsifat mekanis alumi-

a. Apakah nama bahan

d.

proses dasar dan uraikan.

Apa nama produk akhir dari cara ini (nama + rumus kimia) ? Lukiskan cara reduksi untuk membuat aluminium dari bahan dasar

l

i

nium

; I

i ;

?

b. Sifat-sifat apa secara

i

kualitatif terdapat pada aluminium sesuai tem-

2) a.

(sebutkan jenis oven, proses, jenis anoda,

patnya dalam sistem periodik ? Bagaimanakah kita dapat menilai ketahanan terhadap korosi aluminium, jika yang harus

i

katoda dan elektrolit)

2) A1203 murni mempunyai titik leleh di atas 2000oC. Mengapa dimungkinkan

deret ketegangan: jauh disebelah kiri (antara Mg

bahwa reduksi terjadi dalam

dan

tangki leleh pada suhu k.l. 950oC

?

16,7 .105 J/mol.

Mn)

b. Berdasarkan apakah

3) Kalor pembentukan dari oksida aluminium adalah

64

i

Murni

dasarnya dan bagaimana-

Jawablah untuk itu:

l

7.3.2. Sifat-sifat dan Penerapan dariAluminium

kah susunannya ? Menurut cara apa bahan dasar ini dipisahkan dari

?;

l

aluminium dari Al2O3 (nilai teoritis tanpa kerugian) ?

Tujuan: Siswa harus dapat menurunhan sifat-sifat dan penerapan-penerapan dari data fisiha-kimia (potensial, kisi, suhu /titih leleh)

bijih

b.

Berapa energi, dinyatakan dalamkWh,yangdiperlukan untuk mendapatkan 1 kg

c.

dalam praktek ketahanan korosi yang baik dari aluminium murni ? Bagaimana ketahanan

I i ,

!

7 korosi dapat diperbaiki

a.

Iagi (metoda dan prinsip-

d. 3)

nYa)

Bahan-bahan apa saja

yang dapat rnerusak aluminium, dan mengapa ? Sebutkanbeberapa penerapan di mana aluminium murni

digunakan oleh karena ketahanan korosinya yang baik

C.

2)

a.

dan oleh karena sifatnya yang: a. mampu dibentuk dingin

4)

b.

mampu menghantar lis-

c.

trik mampu digosok meng-

d.

kilap massa jenisnya yang

b.

3)

rendah Sebutkanbeberapa penerapan aluminium yang didasarkan atas panas pembentukan yang tinggi dari oksidanya.

AluminiumPengaruh dari Unsurunsur Paduan

7.3.3. Paduan

Tujuan:Siswa harus dapat menjelaskan pengaruh dari unsurunsur paduan pada struktur dan sifat - sifat

ba

han,

m

eng golong han

jenis-jenis paduan dan menguraikan proses pengerasan endap (keras presipitasi).

1) Tujuan pemaduan ialah untuk mengubah sifat-sifat

dari

aluminium murni.

a.

b.

4)

a.

Dua sifat mekanis yang mana yang harus diperbaiki? Sifat-sifat yang mana yang harus dipertahankan ? Sebutkan tiga dari antara Iima unsur paduan yang terpenting. Apakah akibat penambahan jumlah kecil unsur paduan pada struktur ? Apakahdengan demikian juga kekuatan dan mampu bentuk plastisnyaikut berubah ? Apakah pengaruh pada struktur dari penambah an unsur paduan dalam jumlah yang relatif banyak ? Apakah akibatnya terhadap kekuatan dan mampu bentuk plastisnya? Apakah pengaruh unsurunsur paduan terh.adap ketahanan korosi atau ketahanan iklim, berhubungdengan kedudukan masing-masingdalam deret ketegangan ? Apakah akibat terhadap produk akhir dari penggunaan aluminium bekas untuk pembuatan paduan-paduan aluminium ?

c. d.

7.3.4. Ikhtisar dari Paduan' Paduan Aluminium

1)

kamar

Paduan Pembentukan daPat dibagi menjadi tiga kel omPok'

Tuliikan ini dalam tabel

berikut dan catatlah Pada ko-

lom kedua unsur-unsur

paduan Yang khas untuk

D

sangat kuat mengeras Pada suhu

masing-masing kelomPok' Paduan-Paduan keras-endaP

manakah Yang: a. sangat tahan korosi b. kurang tahan korosi

3) Paduan cor aluminium Yang

distandarisasi, berdasarkan pen erapan dan sifat-sifatnYa, aiUugi dalam tiga kelomPok' Tiga kelomPok manakah ini ? 4) Paduan cor manakah (buku ajar tabel 7.3) Yang: a. sangat baik mampu cornya b. tidak tahan air laut c. tahan air laut

Keiompok

IJnsur-unsur paduan (atau kombinasi unsur)

1 Paduan sangat mengkilat

Mg (miskin Cr)

d. mamPudioksidasianodis e. selain sangat baik tahan korosinYa j,ga baik

1)

mampu cor dan mampu

f. S.

lasnya kuat dan tahan air laut kuat dan baik mamPu kilaPnYa

7.3.5. Pengerasan EndaP Paduan Aluminium

Tujuan: Sisuo harus daqat menguraikan

P

rose s

P en ge r a

san

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

2)

a.

Tigaperlakuan manakah yang mencakuP keseluruhan Proses Pengerasan endaP; uraikan dalam setiap bagian Proses apa yang terjadi di dalam ? b. Apakah bagian terakhir proses daPat diPerlambat utuo tu*u *ekali dicegah?

Apakah untuk Pengerasan endap atau memPerkeras paduan aluminium kita

i,n*t

menahannYa Pada suhu tertentu selama waktu tertentu, atau hal itu bebas

di atas suhu tertentu' Terangkan.

6? 66

3.

Apakah arti dan apa akibat

dari pengerasan dingin

(pengerasan endap pada suhu kamar) untuk: a. paduan pembentukan b. paduan pengecoran

2)

Apa pengaruh kadar

7

Dalam dua kelompok manakah paduan tembaga-sengitu

Tujuan: Sisruo harus mengenal dan penerapan tembaga murni serla dar i pad uan t e mb aga te rp e nting.

sifat-sifat terpenting 1)

Sebutkan beberapa sifatyang baik dan yangtidakbaik dari

tembaga murni

?

2) a. Apakah untuk

daya hantar listrik yang baik tembaga harus bebas oksigen

?

b. lJnsur-unsur

3)

?

4) Apa kelebihan paduan tembaga timah (enis 6rozs) dari

.4.2. Sifat-sifat dan Penerapan Tembaga Murni

apakah yang mempunyai pengaruh tidak baik pada mampu hantar listriknya ? Apa yang dimaksud dengan 'penyakit hidrogen' pada tembaga ?

8. METALURGI

paduan tembaga seng (jenis kuningan) ? Apakah juga ada kekurangannya ? 5) Apa sifat-sifat baik yang paling penting dari paduan tembaga-aluminium ? Apakah anda juga mengetahui sifat yang kurang baik ? 6) Sebutkan beberapa penggunaan dari paduan cor tembaga aluminium dan ceriterakan atas dasar sifat-sifat apa penerapan ini ? 7) Palu yang digunakan di lingkungan di mana terdapat gas yang mudah terbakar, pada waktu dipukulkan tidak boleh menimbulkan percikan api. Bahan apakah yang digunakan ? Apa yangmendasari kekerasan, dan apa yang mendasari sifat tidak ada percikan api ?

1)

68

Sifat-sifattembaga manakah yang diperbaiki oleh pemaduan ?

c.

Tujuan: Sisr.uo harus daPat meneranghan Proses dengan bantuan fisika logam; ia harus mengp' tahui apa yang memqengaruhi hekompakan, hehuatan dan p enge rutan se rt a b a han aP a Y ang sesudi untuk metalurgi serbuk ?

1) Termasuk dalam teknik

d. e.

manakah termasuk

2)

dalam

kelompok yang sama ? Sebutkan limatahaP Penting dari proses rnetalurgi serbuk?

3) a.

Penerapan tekanan Pengempaan adalah 4-6

kbar. Berapakah

gaYa

yang diPerlukan untuk menekan suatu benda

kerja

b. c.

dengan bidang tekan seluas 4em2 dengan tekanan sebesarG kbar ? Besaran-besaranaPakah yang menentukan kerapatan tekan Yang daPat dicaPai

?

BergantungPadaaPakah

kekuatan barang Yang

d.

4) a. b.

telah dipres ? Apakah yang menentukanbesarmaksimumdari benda kerja ? Apa arti PenYinteran ? Dua proses fisika manakah yang berPeran Pada penyinteran ?

Pada suhu beraPakah bahan besi disinter Apakah bahan meleleh pada penyinteran Apa pengaruh Proses sinter pada massa jenis

dan ukuran dari barang yang disinter. 5)

pembuatan manakah metalurgi serbuk itu ? Dua teknik

7.4.3. Paduan Tembaga;

Umum

SERBUK, LOGAM SINTER

dalam paduan tembaga-seng? 3)

dibagi 7.4. Tembaga

seng

pada kekuatan dan mampu bentuk dingin serta panas

6)

Pengerjaan apakah Yang biasanya mengikuti PenYinteran ? Bahan sinter dibagi dalam dua kelompok. a. Kelompok pertama mencakup bahan Yang melalui jalan metalurgi leleh tidak dapat dibuat, atau hanya dapat dibuat dengan sifat-sifat Yang ti dak baik. Berikan ti ga al asan untuk itu dan berikan contohcontoh produk setelah pembuatan melalui jalan metalurgi serbuk. b. Kelompok kedua mencakupcampuran serbukuntuk produk sinter. Sebutkan tiga jenis di antaranya. Hubungan apa yang ada pada produk sinter antara kekuatan tarik, regang setelah patah dan kerapatan tekan ? 69

I

i

9. KOROSI DAN PERLINDUNGAN TERHADAP KOROSI Tujuan: Sisrao harus dapat meneranghan sebab-sebab fisihahimia dari gejala korosi, dapat meny e but han ah ib at pent ing dari -

padanya untuk bahan dan sifatsifatnya, dan mengetahui tindakan apa yang harus diambil sebagai perlindungan aktif dan pasif terhadap korosi. Berikan definisi dari korosi. Bahan logam dapat mengalami tiga jenis reaksi. Sebutkan ini dan berikan contoh untuk masing-masing. 3) Apakah akibat kehilangan bahan karena korosi pada suatu bagian konstruksi: a- pada pembebanan statis? b. pada pembebanan dinamis ? 1)

2)

4)

Terangkan besaran "laju korosi linier" dan "ketah anan korosi" sehubungan dengan

satuannya. 5) Apakah yang membedakan

antara reaksi kimia dan reaksi elektrolitik ? Apakah komponen-komponen terpenting dari elemen galvanis. 7) Dengan bahan bantuan apakah anda tentukan manakah dari dua logam yang paling tidak mulia ? 8) Perbedaan penting apakah

yang terdapat antara elemen galvanis dalam teknik elektro (batere saku) dan elemen korosi (elemen lokal).

9) Dalam peristiwa berikut terjadi korosi karena adanya elektrolit. Jenis elemen lokal apakah terjadi (ada tigajenis) dalam peristiwa di bawah ini; suku cadang atau logam manakah yang terserang? a. Sekrup baja dalam sebuah benda cor dari tem-

Sebutkan Yang mana; berikan contoh untuk masingmasing. 13) Apaka-h Perlindungan Pasif terhadaP korosi ? 14) Berbagai macam laPisan Pe-

15)

Nilailah kelakuan kombinasi logam di bawah menurut deret tegangan

logam

anoda

katoda menyerang:

Zn

Pe-

lindung,atasdasarcara lapisan kimia-fisikanYa' di-

gabag! dalam beberaPa golon

Fe Sn

n utama.

Sebutkan,selain conloh di bawah, sebanYak mungkin golongan lainnYa'

lapisan gemuk, minYak atau

Fe

pelitur atau lilin Pada karoseri mobil

baga b. c.

Bagian-bagian pelat baja yang saling dilas titik

tetes air

dibentuk dingin

lapisan Zri

Logam yang sebagian

d. Sandaran baja e.

dari

tempat berlabuh yang sebagian terendam air

pelatbajadenganlapisan oksida berpori sebagian 10) Lima macam korosi apa, yang berbeda penampilan luarnya, yang anda kenal ? 11) Padakorosi dan pembebanan mekanis yang terjadi bersamaan tanpa adanya kehilangan bahan yang dapat diukur dapat terjadi retak tiba-tiba.

Bentuk-bentuk

pelat baja lapisan Sn

korosi

manakah yang bertanggung jawab untuk hal ini ? 12) Ada tiga bentuk perlindungan aktif terhadap korosi. 71

70

7'. 10. BAIIAN BUATAN/SINTETIK

m

10.1

Umum

Tujuan: Siswa harus mengenal perbedaan penting struktur antara logam dan bahan sintetih

dan dari perbedaan ini me ne

1)

rang h,an s ifat

-

s

d,apat

ifatny a.

Logam terdiri dari kristalkristal, yang kisinyadiben-

tuk oleh ion-ion logam dalam himpunan bola yang rapat

3) Jawablah pertanyaan berikut berdasarkan perbedaan struktur antara logam dan bahan sintetik a. Mengapakah bahan sin_ tetik umumnya tahan terhadap pengaruh kimia ? b. Bagaimanakah mampu hantar listrik dari bahan sintetik ?

c.

sampai sangat rapat, dengan 'gas elektron' yang disatukan oleh ikatan logam yangkuat.

Sebagai bahan asing dalam logam masih terdapat sebagi_ an kecil terak. Jika diban_

2)

dingkan dengan itu,terdiri dari apakah bahan sintetik itu ? a. Sebutkan paling sedikit empat unsur yang mem_

bentuk bahan sintetik. b. Tempatkan unsur-unsur dan bahan berikut dalam urutan massa jenisnya dalam tabel. Al, Fe, Cu, Zn, pb, Mg, Ti, kayu, bahan sintetik. massa

jenis P <

dalam kg/dmi

72

1.?

L.7-5 5-1( >10

4)

dmp uan

p

e

nxb

dengan tabel di bawah. 3) Jawablah pertanyaan-

pertanyaan berikut

ent ukanny a.

mengenai polikonden-

Perilaku atom-atom karbon pada pengikatan atom-atom hidrogen dalam senyawa hidrokarbon adalah dasar dari kimia polimer. Dua sifat khas atom karbon manakah yang menentukan perilaku ini ? 2) a. Bahan sintetik dibagi

sasi.

1)

dapatmenyala dan dapat terbakar? d. Mengapakah modulus E dari bahan sintetik jauh lebih rendah daripada logam ? Molekul-molekul senyawa kimia (misalnya metana

dimensi

?

e. Uraikan secara singkat

f.

memiliki dua bentuk

lO.2 Terjadinya Makro Molekul

rumus) ? Apakahsyarat-syaratnya untuk terjadinya molekul-molekul rantai ? Apakahsyarat-syaratnya agar terjadinya molekul-

molekul jaringan tiga

dengan nama dan kodifikasinya. Menurut setiap dari tiga reaksi pada a. dapat terjadi makro-molekul yang ruang yangberbeda, yang

Bagaimanakah terjadinya makromolekul dari molekul-molekul monomer, misalnya dari poli-

d.

dan sebutkan dari setiap golongan sebuah polimer

CI{4) selalu mempunyai susunan dan ukuran yang sama. Bagaiman akah h alnya dengan bahan sintetik ?

Apa arti'kondensasi'?

c.

bentukannya. Berikan nama- nama reaksi ini

b.

a.

b.

formaldehida PF ( dengan

dalam tiga golongan besar berdasarkan reaksi pem-

Apakah bahan sintetik

Tujuan:Sisuo harus dapat menerangk.an sifat-sifat hhusus atom-atom harbon sebagai dasar pembentukan makromolehul. Ia harus dapat meluhislzan dan menerangh,an tiga bentuk reahsi atas dasar suatu polimer khas. Lagi pula ia harus mengetahui syarat-syarat untuk terjadinya

hal ini

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

reaksi polikondensasi Sebutkan paling sedikit tiga bahan sintetik kondensasi, berilah nama, sebutan singkat dan beberapa nama dagang.

mempunyai sifat-sifat

4) Jawablah pertanyaan-

mekanis-teknologis yang

pertanyaan berikut mengenai

berlawanan. Terangkan

polimerisasi.

Stnrktur molekul

Jenis bahan Sintetik

Sifat-sifat mekanis-teknologis

1

2

73

a.

b. Apakah syarat-syarat

Bagaimanakah terjadinya molekul-molekul ma-

yang harus dipenuhi

kro dari molekul-molekul

monomer agar:

1.

monomer misalnya dari poli-etena (PE) ?

b. Apakah arti

2.

'derajat

polimerasi'?

makromolekul

c.

yang bagaimanakahyang dituju dan mengapa ?

d.

c. Bentuk d.

5)

Apakah arti'kopolimerisasi'? e. Uraikan secara singkat reaksi polimerisasi. f. Sebutkan paling sedikit tiga bahan sintetik polimerisasi; berikan namanya, kodifikasinya dan beberapa nama dagang. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut mengenai poliadisi.

a. Terangkan reaksinya dengan menggambarkan garis- garis valensi atomatom dari gugus-gugus reaktif(O dengan dua, N dengan tiga dan C dengan

rantai molekul, kekuatan

terjadimolekul-mole-

4)

tarik polimer juga berubah. Mengapa hal ini terjadi ? a. Susunlah Pengertian-

1. molekul

2.

3.

ahui berbagai kekuatan dalam polimer, ia harus dapat menguraikan pengaruh dari panjang rantai, bentuk-bentuk molekul dan penataan dalamnya pada sifatsifat bahan sintetik.

1)

empat garis ikatan)

Apakah pengaruh arah-arah tertraeder dari keempat valensi atom karbon pada:

sianat alkohol

NC o HO- @ polimer

NC o HO -@ 74

2)

rantai ? b. perilaku mekanis terhadap peregangan dari molekul rantai. Dalam sebuah polimer ada duajenis gaya ikatyangmempunyai kekuatan berbeda. Sebutkan keduanya, berikan kekuatannya dan pada apa

molekul rantai

dengan beberapa (sedi-

kit) ikatan molekul jaringan tiga

d.

e.

2 .)

b.

leleh? a.

Bagaimanakah caranYa untuk mendaPatkan ikat-

kristalisasi dari logam dan dari bahan sintetik

?

Apa pengaruh dari kristalisasi Yang makin sebuah

polimer pada sifat-sifat mekanis dan teknologi-

f.

Apakah yang mendasan kemampuan pembentukan plastis dari termoPlast pada suhu lebih tinggi ? Apakah akibat suhu terlalu tinggi dari bahan makromolekular ? d. Oleh sebab aPakah termoset tidak daPat me-

Yang

bagaimanakah yang tidak sesuai untuk kristalisasi ? Berikan nama dan kodifikasi dari dua contoh. Apa perbedaan antara

berlanjut dari

1

5)

Bentuk molekul

c.

plastis. A. elastomer B. plastomer C. termoset (duromer)

a. bentuk dari molekul

monomer

rantai

a. b. c. mampu dibentuk

a harus me nget

sesuai

untuk kristalisasi ? Berikan namadan kodifikasi dari dua contoh.

dimensi keras, getas elastis karet

Sifat-sifat :S isw

kah yang paling

pengertian berikut dalam tabel.

10.3 Struktur Molekul dan Pengaruhnya pada Tuj uan

kuat antarmolekul rantai (sebutkan prosedurnYa dan berikan dua syarat)? b. Bentuk molekul mana-

yang mempengaruhinYa. 3) Dengan makin panjangnYa

kul rantai

terjadimolekul-molekul tiga dimensi Uraikan secara singkat reaksi poliadisi Sebutkan paling sedikit dua bahan sintetik poliadisi, berikan nama, kodifikasi dan beberapa nama dagang.

an sekunder yang lebih

gaya ikat itu bekerja dan aPa

nya ? Dengan cara bagaimana polimer amorf-Pun memperoleh kekuatan tarik yang lebih besar; Pada produk- Produkmanakah hal ini diteraPkan ?

10.4 Pengaruh Penambahan 1)

Berdasarkan aPakah Penambahan-penambahan Pada

bahan sintetik itu dibagi

?

2) Sebutkan pada efek-efek Yan g disebut berikutjenis zat Yang ditambahkan dan Perubahan

yang dihasilkan terhadaP sifat dan perilakunYa. 75

T

I

kimia perbaikan mampu pemesinan c. mengapung di atas air d. mengisi e. memperkuat

berikan hal-hal penting

Terrnoset (Temroharder)

mengenai suhu, tekanan dan waktu)

a. b.

I 0.5.

Tujuan: Si.sruo harus mengenal bentuk-bentuh asal dari bahan sintetik termoset, proses-prose snya yang paling penting dan dapat menggambarkan cara-cara pembuatan produk, dan berdasarkan berbagai sifat dapat membuat pilihan untuk penerapannya.

1)

a.

Pada umumnya massa itu terdiri dari apa ? Sebutkan paling sedikit tiga jenis resin yang digunakan sebagai dasar untuk pembuatan massa pres

b.

pres c.

Zat-zat apakah yang ditambahkan kepada massapres untuk menda-

patkan

1. sifat-sifatlistrikyang baik

?

2. kesesuaian untuk 3.

digunakan pada suhu yang lebih tinggi? kekuatan yang Iebih besar

4. harga yang lebih 2) 76

rendah ? a. Fasa-fasa apakah yang

b. c.

paling penting dalam proses fabrikasi pada pembuatan produk-pro-

olah, dan apakah akibat dari masing-masing ben-

duk dari suatu massa pres seperti PF (dengan mem-

kekuatannya ? Perbedaan apakah yang paling menonjol antara sifat-sifat UP dan EP

Tigajenisbahanpresdari bahan sintetik termoset manakah yang terdapat dalam bentuk pelat.

Bahan-bahan sintetik

termoset apakah yan g digunakan untuk dekorasi pada arsitektur interior dan dalam industri meubel ? Berikan beberapa sifat yang harus dimiliki, dan sebutkan jenis termoset dengan kodifikasi dan juga (satu atau lebih) nama dagangnya. 3) a. Keuntungan-keuntungan apakah yang dimiliki resin poliester dibandingkan resin fenol dan ureum? b. Apakahakibatkeuntungan-keuntungan yang dimaksud pada a. terhadap bentuk dari produk yang akan dibuat ? 4) a. ZaL apakah yang paling

banyak ditambahkan

pada UP dan EP untuk memperkuatnya? Dengan tiga bentuk bagaimanakah zat ini di-

c.

tuk pada sifat-sifat b.

yang dapat dikembalikan

pada struktur rantai internal. Berikan hu-

yang

bungan ini untuk masing-

masing-masing diperkuat dengan serat

masing dari tiga daerah pada tabel di atas. d. Dalam keadaan bagai-

gelas.

mana (pertanyaan termoplast itu

10.6 Termoplast Tuj uan

:S

Dalam masing-masing dari ketiga daerah itu, polimer menunjukkan sifat mekanis tertentu

1. diolah ?

isw a har us dap at rneng'

gambarkan pengaruh suhu dan waktu pada modulus E dan heh uat an t e rmopl ast s ecar a kw al' itatif dengan b ant uan dari str uk' tur molekul, dan juga perubahan-perubahan sebagai akibat k ri st ali sa si dan p enamb ahan zat' zat untuh rnemperkuat.

2.

1)

r-\ \-/

b. Suhu-suhu manakah

yang merupakan batas dari daerah I, II, dan III ? daerah,

I II Itr

keadaan mekanis

keadaan

internal

digunakan sebagai produk

Garis dari gambarberikutini

secara skema memberikan kelakuan termis dari sebuah termoplast a. Besaran apakah yang diletakkan pada ordinat (sumbu }0 ?

c)

?

a) v

ohu

e. Apakah akibat 2)

,rt, dari

pengkristalan sebagian dari polimer pada bentuk dan letak dari grafik ? Padapengujian dalam waktu yang singkat termoplast menunjukkan tiga kurva grafik khas seperti tamPak pada gambar.

a.

Berikan untuk masingmasing kurva grafrk Peri-

laku mekanisnya dan

termoplast yang termasuk di dalamnya dengan nama dan kodifikasinya.

percobaan-percobaan apa

11. PENGUJIAN BAIIAN

perilaku itu diuji.

11.1 Tujuan dari Pengrfiian

11.3. Pengukuran Kekerasan

Bahan Tuj uon

11.2. Penelitian Sifat'sifat Khas Bahan C

b.

Kurva mana menunjukkan termoplast yang baikuntuk suku cadang mesin seperti roda gigr, sekrup isolasi, suku cadang kopling, rumah mesin gurdi dan sebagainya.

kurva

sifat mekanis contoh

I T

m Grafik yang tergambar memberikan hubungan antara tegangan dan rqgangBn seperti yang diperoleh dalam waktu singkat kira-kira 5 menit. Bagaimanakah bentuk grafik jika prosesnya terjadi lebih lambat dan patah baru terjadi setelah beberapajam ? 4) a. Gejala apa yang terlihat padapembebanantermoplast yang lama pada suhu kamar, dan dengan 3)

bl

b.

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

a.

Sebutkan beberapa penerapan, yang memanfaatkan modulus E yang ren-

1)

tiga bagian Yang masih

modulus E-nya yanglebih

rendah. Sebutkan empat cara bagaimana meningkatkan kekakuan itu. 6) Apakah pengaruh penguatan serat gelas pada: a. sifat-sifat mekanis ? b. sifat-sifat termis c. sifat-sifatpengolahannya 7) Termoplast dijadikan barang jadi atau barang setengah jadi

dengan dua cara utama. Sebutkan dua cara ini dan untuk setiap cara beberapa contoh produk.

1

pengujian dari/pada

contoh

sifat-sifat

uji lentur, uji tarik

pengolahan

p

enting

isw a ha r u s daP at meng'

u

ntuk

me ng

uk

u

r

h

e

her

as'

an (nanla, badan Yang masuh, beban uji, nilai kekerasan), dae' rah penerapan dan batas-batas' nya.

1) a. Apakah definisi dari

b.

kekerasan logam ? SebutkanduaalasanPentin g untuk melaksan akan

pengukuran kekerasan berulang-kali sewaktu proses fabrikasi.

c.

2

Pada tiga cara

uji keke-

rasan terPenting terjadi bekas tekan Pada Permukaan bahan Yang diukur.

3

Syarat aPakah

4

2)

S

gambarkan tiga metoda ter'

kosong, berikan untuk masing-masing sebuah contoh.

dah dari bahan termoApabila membuat suku cadang konstruksi dari bahan sintetik sebagai pengganti baja, maka suku cadang itu akan memiliki kekakuan yang lebih rendah karena

menjadi emPat golongan menurut tujuannYa. Isilah tabel di bawah ini Pada

plast. b.

Pengujianbahan daPatdibagi

:

Dari segi pandang Penting

manakah pengambilan contoh uji (- pemisahan dari bahan) dan pembuatanbatang uji harus dilakukan' 3) Apakah ciri-ciri Penting dari a. pengujian statis, b. pengujian dinamis ? 4) Sebutkan contoh-contoh dari a. pengujian statis, b. pengujian dinamis ?

Yang

harus dipenuh i Permukaan bahan? 2) Lukiskan badan yang masuk

dan besaran-besaran Yang diukur; berikan hubungan kualitatif antar beban uji dan perhitungan dari nilai kekerasan menurut metoda dari:

a. Brinell b. Vickers c. Rockwell 3)

Ambilkan dari tabel

11.1,

79 78

ataugambar 11.3 dari buku pelajaran derajat beban C, diameterpeluru D dan beban uji F untuk: a. logam bantalan tebal 3 mm, kekerasan k"l. 20 HB, pelat AlMgMn, tebal 1,5 b. mm, kekerasan k.l. 70 HB, c. bahan cor semprot seng GD-ZnAi4, tebal 1,5 mm, kekerasan k.l. 90 HB. d. apakah yang menjadi

dasar pilihan

4)

Di samping pengukuran kekerasan vickers yang normalmasih adaduaturunannya yang penting. Apakah itu; beban berapakah yang diterapkan dan dimanakah diterapkannya. c.

7)

a.

diameter peluru ? Suatupengukurankekerasan baja menghasilkan untuk D = 5 mm bekas tekan dengan

a. b.

c.

6)

80

a.

bal 1 mm yang dikar-

e.

f.

Metoda Rockwell berlang-

sebutkan juga beban,

serta perilaku dari badan

g"

yang masuk dan alat

b.

Kapanpengukurankeke-

rasan menurut Brinell tidak sesuai (bahan,

-k eun ggul an

sung melalui tiga tahap. Uraikan hal itu dan

kodifi kasi menurut standar). 5)

an

apakah yang dimiliki metoda vickers dibandingkan dengan metoda brinell dan rockwell ?

dari

diameterd=1,5mm. Tentukan beban uji dan nilai kekerasannya (sebutkan

Keun ggul

kerasan yang Paling sesuai (HB, HV, HRC, HRA) a. penutuP silinder motor torak dari GG'25 b. pelat pahat bubut dari baja keras c. rodagigrdari4lCr4Yang dimuliakan d. lapisan permukaan sete-

c.

ukurnya. Untuk hal-hal manakah pengukuran kekerasan menurut metoda Rockwell tidak sesuai (bahan, ukuran) dan mengapa ? Pada pengukuran suatu

ukuran) dan rnengapa ? benda kerja menurut Untukbahanapametoda metoda HRC terbaca nilai pengukuran sebesar tb = brinell rnerupakan satusatunya metoda yang 0,09 mm pada alat uji. rnemberikan nilai yang Berapakah kekerasan dapat diulang ? rockwellnya (berikan Metoda brinell, selain kodifikasi standar) untuk pengukuran keked. Keunggulanapakahyang rasan, diterapkan untuk dimiliki metoda rockwell hal yangpenting apa lagi? dibandingkan dengan Sebuah bahan mempumetoda brin ell dan nyai kekerasan 859 IIV vickers ? 30, berapakah nilai yang 8) Berikan untuk penerapan diukur ? berikut cara mengukur ke-

h. i.

bonisasi dan diPerkeras

lapisan permukaan setebal 0,1 m Yang dinitrasi hanya satu bagian dari struktur, misalnYa lapisan kristalit Pendukung yang keras dari logam bantalan logam bantalan trapisanPelindungdari GCuZn 33 Pb menurut metoda aPakah bahan-bahan besar Yang

tak dapat

9)

diPindah-

pindahkan itu diukur ? Metoda apakah: a. yang memberikan nilai kekerasan Yang tidak bergantung pada beban uji ? b. yang dapat diautomasi-

kan berdasarkan alat

c.

ukur ? yang digunakan untuk pemeriksaan tidak destruktif dari kekuatan tarik.

11.4 Uji Kekuatan Dengan Beban Statis 11.4.1. Gejala Patah lJmum

Tujuan: Sisuro harus daPat meneranghan Perilakubahan dan pengaruhnya pada Patah getas d.an patah perubahan bentuk1)

Bagaimana dapat dilihat bahwa suatu suku cadang patah sebagai akibat dari

a. b.

patah getas ? patahperubahanbentuk? 2) Apakah akibat dari keadaan yang tertera di a-fterhadaP perilaku patah ? Tuli skan hal ini pada tabel dengan B = patah getas dan V - Patah perubahan bentuk.

a. struktur berbutir halus

b. struktur berbutir c.

kasar struktur heterogen dengan fasa getas

d. laju

e.

perubahan

yang meningkat suhu yang rnenu-

run

f. ketajaman g.

yang

meningkat dari takik-takik dan perubahan diameter terangkanjawaban dari e) dengan bantuan Pengetahuan dasar dari ilmulogam(kekuatan bahan dan tegangan pada suku cadarrg konstruksi/benda uji)

3) Apakah hubungan antara pengertian : kekuatan bah an, 81

r-

---_-..........dan tegangan dalam suku cadang honstruksi (benda uji)? 11.4.2.

Uji Tarik

4) a.

sej enis baj a

Tujuan: Siswa harus dapat

dalam lingkaran.

Berikan untuk berbagai fasa dalam uji tarik: petunjuk -petunj uk khusus, kalau perlu nama titik-

titik yang

menonjol, mekanisme internal dalam batang uji untuk bagian-bagian kurva berikut:

b. AB c. BC d. CD e. DE f. EF

1) Sifat-sifat bahan yang

82

lunak (Fe 360)

dengan menunjukkan sifat-sifat bahan manakah yang dinyatakan dengan angka-angka

menggambarkan skema suatu diagram tegangan-reg angan dan dengan demikian dapat meneranghan danmenghitung fasafasa sewahtu uji tarik d,an sifatsifat yang terpenting dari bahan. Ia harus mengetahui mekanisme intern bahan, dan atas dasar diagramnya mengenali berbagai bahan sebagai lunak dan uleL atau keras dan getas. Ia juga harus dapat menunjukkan pengaruh dari perlakuan panas pada jenis-jenis baja terhadap hasil percobaan. bagaimanakah yang dapat ditentukan atau diuji dengan bantuan uji tarik. 2) Apakah yang dimaksud dengan batang uji yang proporsional ? 3) a. Dua besaran fisis manakah yang dapat digambarkan satu sebagai fungsi dariyanglain pada diagram yang diperoleh pada bangku tarik ? b. Bagaimanakahcaranya mengubah, dari diagram yang bergantung pada batang uji, menjadi

diagram yangmenunjukkan sifat bahan dan apa nama diagram itu ? Sempurnakanlah diagram yang digambar dari

5)

7) Suatuj enis baja mulia dengan

Rp 0,2 = 1000 nlmm2 harus diuji-coba. Untuk ini digunakan batang uji yang proporsional panjang dengan diameter 6 mm. a. Berapa gayayang harus ditimbulkan oleh mesin ? b. Berapakah perubahan panjang tetap yang akan terjadi? 8) Gambarlah skema pada silang sumbu diagram tegangan- regangan dari: a. paduan aluminium dan sejenis baja, dengan anggapan bahwa keduaduanya mempunyai ke-

sesuai:

a. baja dikeraskan b. baja mulia c. baja dinormalisir Berikan juga keterangan. f 1.6.

Tujuan: Sisruo harus dapat mengenal definisi keuletan dari logam,

b.

ujinn dan

1) a.

logam lunak dengan

plastis yang

2)

tinggi

ini ? uji tarik dengan

-fa ht or y

ang mem

-

penerapannya.

l

Besaran fisika apa yang dikaitkan dengan "keuletan"

(misalnya Cu) dan logam yang keras yang juga getas (misalnya GG)

apa arti sifat

ktor

?

b. Apa yang

per-

kemampuanubah bentuk

batang uji yang proporsional pendek dengan diameter 8 mm terukur: panjang sesudah patah 48 mm, penampang terkecil setelah patah 35 mm2, beban pada batas regangan 22 kN, beban tertinggi 30 kN. Berapakah besar kekuatan tarik, batas regangan setelah patah dan pengecilan ?

d a n fa

pengaruhinya; kemudian ia ha-

ngan setelah patah yang bedaan E)

man akah batas regan gan 0,2 (RP0,2) harus ditentukan dan

Uji Keuletan

kuatan tarik dan rega-

sn6s (ingat akan

Untuk jenis-jenis bahan

6) Pada suatu

9) Tunjukkan pada gambar berikut garis-garis yang

dimaksud

dengan keuletan

?

.

Tiga faktor manakah yang berpengaruh pada perilaku patah dan dengan demikian juga pada keuletan; berikan

i

contoh-contoh dalam urutan makin menurunnya keuletan.

3) Sebutkan sebuah suku-

4)

@

cadang konstruksi dimana terdapat keadaan tegangan: a. bersumbu satu b. bersumbu dua c. bersumbu tiga Baja tak berpaduan dapal memperlihatkan kelakuan patah yang berbeda pada waktu membandingkan uji tarik dan uji pukul-takik, 83

i

:

I

I I

Jelaskan mengapa. Apayang ditunjukkan men genai sifatsifat mampu bentuknya ? 5)

a.

Apakah nama suhu di mana nilai pukul-takik

Apakah pengaruh dari

sangat menurun ? Apakah letak penurunan

beban pukulan pada me-

yang sangat ini untuk

kanisme patah sewaktu uji-pukul-takik ? b. Apakah pengaruh dari takik pada batang uji pada mekanisme patah sewaktu uji-pukul-takik ? c. Apakah syarat yang disimpulkan dari a) dan b)jikakita ingin membandingkan nilai pukul takik dari suatu bahan dengan yang lainnya. 6) Bagaimanakah kerja pukul-

an pada uji'pukul-takik diukur?

bahan tertentu pada sua-

tu suhu yang faktor yan

g da pat mempe -

ngaruhi letaknya ? d. Tempatkan pengertian-

pengertian berikut dengan cara yang tepat menjadi satu; 1.

patah a. nilai campuran pukul takik

2.paLah ber- b. ubah ben-

tuk

a.

Lukiskan jalun.,rl k,r.uu yang menunjukkan hu-

bungan antara nilai pukul-taliik (keuletan) dan suhu pada logam-

logam dengan;

1. kisi kubus

berpusat

bidang

2. kisi

kubus berpusat

ruang 84

rendah suhu perubahan getas-

ulet nilai pukultakik tinggi Terangkan dengan gambar 4.74 dari buku ajar, bagaimana pada baja C 45 keuletan terbesar dapat diraih. e) Kita dapat pula menilai keuletan dari penampilan bidang patah. Jenis patah manakah yang dihadapi jika : a. permukaan patah datar bertepi licin b. permukaan patah bercelah bertepi tak licin ? 3.

7)

tetap,

ataukah ada faktor-

patah getas

c.