Harini Sosiati. 29 Agustus 2017

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Harini Sosiati. 29 Agustus 2017"

Glenna Setiawan
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Harini Sosiati 29 Agustus 2017

3 Pengantar Rekayasa Material Engineer Merancang dan membuat produk - Produk harus berfungsi dengan baik sepanjang masa pakainya - Produk layak secara estetika dan ekonomi Dibutuhkan pengetahuan dalam memilih material yang sesuai dengan kriteria perancangan

4 Materials Science and Engineering Material Science: mempelajari hubungan antara struktur material (pada skala atomik atau molekul ) dengan sifat-sifatnya (pada level makroskopik) Material Engineering: mendisain struktur material berdasarkan korelasi struktur dan sifat material untuk menghasilkan material dengan sifat-sifat seperti yang telah ditentukan atau material dengan sifat (fisik dan mekanik) yang lebih unggul. Rekayasa material (material engineering) mempelajari proses rekayasa material teknik dan karakterisasi material rekayasa untuk mendapatkan material yang memiliki sifat fisik dan mekanik yang lebih unggul, baik menggunakan material baru seperti komposit, keramik maupun rekayasa dengan panduan maupun perlakuana permukaan

6 Why study materials science and engineering? Agar dapat memilih material yang sesuai berdasarkan pertimbangan performansi dan nilai ekonomisnya. Agar dapat mengetahui batasan serta sifat-sifat yang dimiliki material dan dapat melakukan perubahan terhadap sifat-sifat tersebut - Bagaimana merubah suatu material menjadi lebih keras, lebih kuat, lebih tahan karat? -Bagaimana mempertimbangkan perubahan sifat mekanik material selama beroperasi yang mungkin disebabkan oleh kondisi lingkungan (suhu, tekanan, humidity). Agar dapat menciptakan material baru yang sifatnya sesuai dengan yang dihendaki. Agar dapat mengembangkan material baru dengan sifat yang lebih unggul.

8 Examples of Material Failures

9 Penggolongan Material

10 Metals Polymers Ceramics Composites General characteristics of the major classes of engineering materials

12 Logam Tersusun dari satu atau lebih unsur metalik, misalnya: besi, tembaga, alumunium, baja, besi cor Bersifat konduktor listrik dan termal yang baik Mempunyai sifat magnetik (mis Fe, Co, Ni)

13 Ceramics - Keramik adalah bahan anorganik bukan/non-logam yang terdiri dari dua komponen bahan logam dan sebagian besar non-logam atau dua jenis bahan non-logam. - Keramik dapat terbentuk dengan adanya panas dan, panas dan tekanan. - Sifat: keras, getas, isolator listrik dan panas yang baik, tahan temperatur tinggi Metal Non-metal Non-metal Non-metal Ceramic Ceramic

15 Examples Advanced ceramics Traditional ceramic

16 Products of Oxide Ceramics Abrasives (grinding wheel grit) Bioceramics (artificial bones and teeth) Electrical insulators and electronic components Refractory brick

17 Cutting tool inserts Spark plug barrels Engineering components

polyvinyl chloride (PVC),polystyrene (PS), dll Sifat: berat jenis rendah, duktil (ulet), mudah dibentuk menjadi

18 Polimer (Plastik) Kebanyakan merupakan senyawa organik yang secara kimiawi berbasis karbon, hidrogen, dan non metalik (mis: O, Si, N) Mempunyai struktur molekul yang besar dan berbentuk rantai Contoh: polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC),polystyrene (PS), dll Sifat: berat jenis rendah, duktil (ulet), mudah dibentuk menjadi bentuk yang kompleks, tahan bahan kimia, cenderung melunak pada temperatur tinggi, konduktivitas listrik rendah, non magnetik

20 COMPOSITES REINFORCEMENT (generally fibers which has high tensile strength and is susceptible to breakage) COMPOSITE Stronger, stiffer and high damage resistant material MATRIX which surrounds and supports reinforcement has relatively low tensile strength KOMPOSIT HIBRID (HYBRID COMPOSITE) Reinforcements: two (2) or more kinds Matrix: one Reinforcements: one Matrix: two (2) or more kinds

21 Tersusun dari kombinasi dua atau lebih jenis material Sifatnya merupakan gabungan dari sifat sifat material yang membentuknya. Contoh: 1. Fiberglass (Glass Fiber Reinforced Ploymer, GFRP): gabungan serat kaca dengan polimer Serat kaca bersifat kuat, kaku, getas Polimer: duktil, lemah, fleksibel Fiberglass: kuat, kaku, fleksibel,duktil, low density 2. Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP): gabungan serat karbon dengan polimer Sifat: lebih kuat dan kaku daripada GFRP namun lebih mahal Aplikasi: aircraft dan aerospace, sport 3. Natural composite ( mis: Kayu/serat alam)

22 Jenis Komposit 1. Berdasarkan bahan pengisi (fillers/reinforcements) (a) Fibrous composites Continues fibers Discontinues fibers (b) Particular composite

23 (c) Laminate composite (d) combination composite 2. Berdasarkan jenis matriks (a) Komposit dengan matriks polimer (Polymer Matrix Composites) (b) Komposit dengan matriks logam (Metal Matrix Composites) (c) Komposit dengan matriks keramik (Ceramic Matrix Composites)

25 Struktur Material Struktur material selalu berkorelasi dengan susunan dari komponen internalnya - Level sub atomik: elektron di dalam individual atom dan interaksinya dengan inti atom - Level atomik: susunan atom atau molekul relatif terhadap sesamanya - Level mikroskopik: sekumpulan besar atom yang membentuk kelompok dapat diobservasi menggunakan mikroskop - Level makroskopik: struktur yang dapat dilihat tanpa alat bantu

26 Level mikroskopik Optical microscope (OM)

27 Scanning electron microscope (SEM) Batas butir Patah getas Patah ulet

29 Sifat Material - Sifat kimia: reaksi bahan terhadap lingkungan, mis: ketahanan korosi. - Sifat listrik dan magnetik: sifat bahan terhadap medan listrik dan magnet, mis: daya hantar atau konduktivitas. - Sifat termal: reaksi bahan terhadap konduktivitas panas dan kapasitas panas. - Sifat optik: absorbs, pembiasan dan penghamburan cahaya - Sifat mekanik: kekuatan bahan menahan beban, mis: sifat tekan, sifat tarik, kekerasan, kekakuan, keuletan, elastisitas dsb.

30 Proses Pemilihan Material 1. Aplikasi, performans Properti material yang diinginkan. 2. Identifikasi kandidat material Struktur, komposisi material 3. Identifikasi proses yang dibutuhkan Proses untuk merubah struktur dan bentuk

31 Temperature Proses Perlakuan dan Rekayasa Material Heat treatment (Perlakuan panas) Heat treatment is the heating and cooling of metal to change its properties (physical and mechanical) and performance without letting it changes its shape. Changes in microstructure Changes in chemistry or composition Holding (soak) Time

32 Classification of heat treatment technique

34 Annealing Annealing involves treating steel up to a high temperature, and then cooling it very slowly to room temperature, so that the resulting microstructure will possess high ductility and toughness, but low hardness. Annealing is performed by heating a component to the appropriate temperature, soaking it at that temperature, and then shutting off the furnace while the piece is in it. Normalizing Normalizing involves heating steel, and then keeping it at that temperature for a period of time, and then cooling it in air. The resulting microstructure is a mixture of ferrite and cementite which has a higher strength and hardness, but lower ductility. Tempering Tempering involves heating steel that has been quenched and hardened for an adequate period of time so that the metal can be equilibrated. The hardness and strength obtained depend upon the temperature at which tempering is carried out. Higher temperatures will result into high ductility, but low strength and hardness. Low tempering temperatures will produce low ductility, but high strength and hardness.

36 Contoh Rolling for metallic sheet -Reduce thickness -Change cross-section Microstructure after rolling

dokumen-dokumen yang mirip

PRODI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UPN VETERAN YOGYAKARTA

PRODI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UPN VETERAN YOGYAKARTA Pengelompokan bahan padat berdasarkan susunan kimia dan struktur atom: Logam Keramik Polimer. Komposit Lain-lain (semikonduktor,biomaterial,bahan