Sifat Mekanik Yang Harus Dimiliki Oleh Bahan

Sifat mekanik suatu materi ialah suatu sifat yang dimiliki oleh materi yang berafiliasi dengan kekuatan materi tersebut pada ketika mendapatkan aneka macam aspek pembebanan.

Sifat-sifat mekanik  dari materi yang paling penting antara lain :

Kekuatan Bahan (strenght of materials)

Kekuatan materi atau strenght of materials merupakan kemampuan dari materi untuk menahan tegangan tanpa materi mengalami kerusakan atau bisa diartikan juga kemampuan suatu materi pada ketika mendapatkan beban, semakin besar beban yang sanggup diterima oleh materi maka materi tersebut sanggup dikatakan mempunyai kekuatan yang tinggi.

Dalam kurva tegangan-regangan (stress-strain) pada gambar dibawah ini sanggup dilihat, bila semakin tinggi nilai tegangannya (stress) pada suatu materi maka materi tersebut akan lebih kuat.

Gambar. Perbandingan Kurva Stress dan Strain Hasil Uji Tarik untuk 3 Jenis Baja

Pada gambar diatas, untuk kurva yang diberi label strongest atau terkuat digambarkan sebagai kurva yang mempunyai nilai stress yang tertinggi, lalu untuk kurva yang diberi label toughest atau tangguh merupakan kurva yang mempunyai nilai ketangguhan tertinggi.

Nilai ketangguhan pada suatu materi sanggup dilihat dari luas tempat yang berada di bawah kurva stress-strainnya. Semakin besar luas tempat yang berada di bawah kurva, maka materi tersebut sanggup dikatakan semakin tangguh. Lalu untuk nilai keuletan dari suatu materi sanggup di gambarkan dari kurva yang diberi label most ductile. Nilai keuletan menggambarkan bahwa materi tersebut akan sulit untuk mengalami patah (fracture). Bahan yang mempunyai nilai keuletan tertinggi sanggup di gambarkan sebagai kurva yang mempunyai nilai strain  (regangan) tertinggi.

Contoh aplikasi penggunaan kekuatan atau strenght pada benda yaitu pada pengaplikasian poros engkol pada mesin, ibarat yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Poros Engkol

Pada ketika berlangsungnya kerja mesin maka poros engkol ini akan mendapatkan beban kombinasi secara dinamis yaitu baik beban puntir, beban tekan maupun beban gesek. Agar poros engkol ini bisa menahan ketiga beban tersebut sekaligus maka dibutuhkan pemilihan bahan, perhitungan komposisi materi dan pengujian materi secara sempurna ketika pembuatan poros engkol.

Elastisitas Bahan (elasticity)

Elastisitas materi merupakan sifat dari benda yang cenderung mengembalikan keadaan benda ke bentuk semula sehabis benda tersebut mengalami perubahan bentuk alasannya ialah efek gaya tekan atau gaya tarik dari luar.

Benda-benda yang mempunyai nilai elastisitas atau mempunyai sifat lentur misalnya ialah karet, pegas, dan lain-lain. Benda-benda yang mempunyai nilai atau sifat elastisitas disebut dengan benda elastis. Sedangkan benda-benda yang tidak mempunyai nilai atau sifat elastisitas atau tidak kembali ke bentuk awalnya sehabis benda tersebut diberi gaya tekan atau gaya tarik dari luar disebut dengan benda plastis. Benda-benda plastis misalnya ialah tanah liat, lilin dll.

Gambar. Pegas

Jika suatu benda diberi gaya maka benda tersebut akan mengalami yang disebut dengan deformasi. Deformasi yaitu perubahan ukuran atau bentuk dari benda ketika benda tersebut diberikan gaya. Karena benda tersebut diberikan gaya, maka molekul-molekul benda akan bereaksi dan menawarkan gaya balik untuk menghambat terjadinya deformasi. Gaya yang diberikan kepada benda tersebut dinamakan dengan gaya luar, sedangkan gaya reaksi oleh molekul-molekul benda dinamakan dengan gaya dalam. Ketika gaya luar dihilangkan, maka gaya dalam cenderung akan mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan awal atau semula.

Contohnya, apabila sebuah pegas diberikan gaya F (Perhatikan gambar dibawah), maka panjang pegas akan berubah.

Gambar. Gaya Diberikan Ke Pegas

Jika gaya yang diberikan ke pegas terus diperbesar, maka korelasi antara perpanjangan pegas dengan gaya yang diberikan sanggup ditunjukkan pada grafik dibawah ini :

Gambar. Hubungan Perpanjangan Pegas Dengan Gaya

Berdasarkan grafik di atas, garis lurus OA menunjukkan besarnya gaya F yang diberikan sebanding dengan pertambahan panjang x. Pada bab ini pegas dapat dikatakan meregang secara segaris lurus atau linier. Jika gaya F yang diberikan ke benda diperbesar lagi sehingga melampaui titik A, maka garis sudah tidak lurus lagi (tidak linier). Hal ini sanggup dikatakan kalau batas linieritasnya sudah terlampaui, akan tetapi pegas masih bisa kembali ke bentuk awal atau semula.

Apabila gaya F yang diberikan ke benda diperbesar terus sehingga hingga melewati titik B, maka pegas akan bertambah panjang dan tidak akan kembali lagi ke bentuk awal atau semula sehabis gaya tersebut dihilangkan. Hal ini disebut dengan batas elastisitas atau kelentingan pegas.

Jika gaya yang diberikan ke benda terus diperbesar lagi hingga mencapai di titik C, maka pegas tersebut akan putus.

Kesimpulannya, benda yang lentur mempunyai batas elastisitas. Jika gaya yang diberikan ke benda telah melebihi batas elastisitasnya, maka akan menjadikan benda tidak akan bisa lagi untuk menahan gaya tersebut sehingga benda akan putus.

Kekerasan (hardness)

Kekerasan atau hardness sanggup diartikan sebagai kemampuan yang dimiliki materi untuk tahan terhadap pengikisan (abrasi), ukiran dan penetrasi. Sifat kekerasan atau hardness ini juga berkaitan dekat dengan sifat keausan (wear resistance). Dimana kekerasan atau hardness ini juga mempunyai korelasi dengan kekuatan atau strenght.

Contoh aplikasi penggunaan kekerasan atau hardness pada benda yaitu pada penggunaan mata bor, ibarat yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Mata Bor

Karena untuk proses pengeboran (drilling) dibutuhkan materi yang sangat keras untuk bisa mengikis dan menembus benda kerja, maka materi yang sering dipakai untuk pembuatan mata bor ini ialah baja HSS (High Speed Steel).

Keuletan Bahan (ductility)

Keuletan materi atau ductility merupakan kemampuan yang dimiliki oleh materi untuk mendapatkan tegangan tanpa menjadikan terjadinya perubahan bentuk pada materi secara permanen. Setelah tegangan yang diberikan ke benda tersebut dihilangkan maka materi tersebut akan kembali ke ukuran serta bentuk awal atau semula.

Contoh aplikasi penggunaan keuletetan atau ductility pada benda yaitu pada pengaplikasian untuk pegas suspensi, ibarat yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Pegas Suspensi

Ketangguhan (toughness)

Ketangguhan atau toughness merupakan kemampuan yang dimiliki oleh materi untuk menyerap beberapa energi yang diberikan ke materi tanpa menciptakan dan menjadikan terjadinya kerusakan pada benda tersebut. Ketangguhan atau toughness juga sanggup diartikan sebagai ukuran banyaknya energi yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ketangguhan atau toughness ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ketangguhan atau toughness ini sulit untuk diukur.

Contoh aplikasi penggunaan ketangguhan atau toughness pada benda yaitu pada pembuatan blok mesin, ibarat yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Gambar. Blok Mesin