Materi Teknik Kelautan ITB

Pengenalan Teknologi Material Konstruksi Logam

Pendahuluan

Siklus material

Penambangan (Mining) : Konsentrat Mineral
Peleburan (Smelting)
Pembentukan (Forming) : Produk Setengah Jadi
Pengerjaan (Fabrication) : Produk jadi/ Peralatan
Operasi & Perawatan : Bangunan Peralatan jangan Segera Rusak
Korosi : Produk Korosi Kembali ke Bumi

Half Finished Products

Pelat (Plate)

Lembaran (Sheet)

Tube & Pipe

Profil Struktur

Kawat (Wire) & Kabel Sling (Wire rope)

Standar dan Kode

Material Standards
Product Standards
Design Codes
Manufacturing Codes
Inspection Codes
Operation & Maintenance Codes

Engineering Material

Jenis:

Baja (Steel) : Baja Karbon, Baja Paduan
Besi Cor (Cast Iron)
Aluminium & Paduannya
Tembaga & Paduannya
Titanium & Paduannya
Superalloys : Ni-, Co-, Fe- Base
Timah Putih, Hitam, & Paduannya

Sifat Fisik Material:

Titik Cair
Massa Jenis
Konduktivitas Panas
Konduktivitas Listrik
Koefisien Muai
Dst.

Sifat Mekanik Material:

Kekuatan Luluh (Yield Strength)
Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Perpanjangan (Elongation)
Kekerasan (Hardness)
Harga impact
Batas Lelah (Fatigue Limit)
Batas Mulur (Creep Limit)
Ketahanan Aus

Sifat Kimia Material:

Ketahanan Korosi

Sifat Teknologi:

Mampu Cor (Castability)
Mampu Bentuk (Formability)
Mampu Las (Weldability)
Mampu Keras (Hardenability)
Mampu Mesin (Macinability)

Pengujian & Pemeriksaan (Testing & Inspection):

Pengujian Mekanik:

Uji Tarik
Uji lentur
Uji Geser
Uji Tekan
Uji Keras
Uji Impact
Uji Fatigue
Uji Creep
Uji Aus

Pengujian Korosi
Pemeriksaan Material
Pemeriksaan Komponen/Peralatan
Teknik Pemeriksaan Merusak:

Metalografi

Teknik Pemeriksaan Tidak Merusak:

Visual
Dye Penetrant
Ultrasonic
X-ray Radiography
Magnetic Particle
Eddy Current
Infrared Thermography

Pengujian Mekanik

Uji Tarik (Tension Test)
Uji Impak (Impact Test)
Uji Lelah (Fatigue Test)
Uji Kekerasan (Hardness Test)
Uji Mulur (Creep Test)
Uji Lentur (Flexure Test)
Uji Tekuk (Bend Test)

Uji Tarik

Sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik adalah:

Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Kekuatan Luluh (Yield Strength)
Keuletan (Ductility)
Ketangguhan (Toughness)
Modulus Elastisitas

Sample Uji Tarik

Lokasi pengambilan sample, bentuk, dan dimensi spesimen uji tarik harus mengikuti standar, misalnya JIS, ASTM
Dimensi utama dari sample uji tarik adalah:

Luas penampang melintang awal = Ao
Panjang uji awal (gauge length) = Lo

Metode Pengujian

Spesimen uji tarik dijepit di kedua ujungnya dan ditarik dengan kecepatan konstan
Akibat tarikan tersebut, spesimen akan bertambah panjang
Akibat pertambahan panjang yang terjadi pada spesimen, maka load cell akan mencaat reaksi berupa gaya tarik.

Kurva Tegangan Regangan Teknik (Engineering Stress-Strain Curve)

Tegangan

Regangan

Kurva Tegangan Regangan

Ketangguhan material ditunjukkan oleh energi yang mampu diserap material sampai material patah.

Uji Impak (Impact Testing)

Pengujian impak dilakukan untuk mendapatkan data keuletan material atau ketangguhan daerah lasan
Spesimen yang diberi takikan (notch) menerima beban tiba-tiba.
Besarnya energi yang digunakan untuk mematahkan spesimen diukur.

Energi untuk metahkan spesimen diukur berdasarkan pada perbedaan energi potensial dari bandul pemukul pada saat sebelum dan sesudah memukul spesimen

Uji Kelelahan

Metode Pengujian Fatigue:

Metode fatigue lentur putar (rotating bending fatigue)
metode fatigue axial (axial fatigue)

Pada mesin uji fatigue lentur putar, beban yang diterima oleh spesimen adalah tegangan normal bolak balik murni dengan rasio tegangan R=1.
Besarnya tegangan dan jumlah putaran, N, yang mapu diterima oleh spesimen dicatat sebagai data pengujian.
Bila pengujian fatigue dilakukan terhadap beberapa spesimen yang diberi tegangan berbeda-beda maka jumlah putaran yang mampu diterima oleh setiap spesimen sampai patah akan berbeda pula.
Pemetaan tegangan sebagai fungsi dari jumlah putaran akan diperoleh kurva S-N.
Kurva S-N untuk material baja membentuk garis horizontal pada suatu beban tegangan tertentu
Dibawah tegangan ini secara teoritis baja tersebut mampu menerima beban fatigue untuk selamanya tanpa terjadi patah. Batas tegangan ini disebut batas fatigue (fatigue limit).
Sedangkan material aluminium, tembaga, magnesium dan paduan tembaga memiliki kurva S-N yang terus menurun dengan naiknya jumlah putaran. Material jenis ini tidak memiliki batas fatigue.
Sebagai penggantinya ditentukan suatu parameter yang disebut kekuatan fatigue (fatigue strength), yaitu besarnya tegangan yang mampu diterima oleh material untuk sejumlah putaran tertentu.
Batas fatigue dan kekuatan fatigue material bergantung pada beberapa faktor antara lain: