Sifat mekanik dasar material logam

Sifat-sifat material logam umumnya dibagi menjadi dua kategori: kinerja proses dan kinerja penggunaan. Yang disebut kinerja proses mengacu pada kinerja material logam di bawah kondisi pemrosesan dingin dan panas tertentu selama proses pembuatan komponen mekanik. Kualitas kinerja proses material logam menentukan kemampuan adaptasinya terhadap pemrosesan dan pembentukan selama proses pembuatan. Karena kondisi pemrosesan yang berbeda, sifat-sifat proses yang dibutuhkan juga berbeda, seperti kinerja pengecoran, kemampuan pengelasan, kemampuan tempa, kinerja perlakuan panas, kemampuan pemotongan, dll. Yang disebut kinerja penggunaan mengacu pada kinerja material logam di bawah kondisi penggunaan komponen mekanik, yang meliputi sifat mekanik, sifat fisik, sifat kimia, dll. Kinerja material logam menentukan rentang penggunaan dan masa pakainya.

Dalam industri manufaktur mesin, komponen mekanik umum digunakan pada suhu normal, tekanan normal, dan media yang tidak terlalu korosif, dan selama penggunaan, setiap komponen mekanik akan menanggung beban yang berbeda. Kemampuan material logam untuk menahan kerusakan di bawah beban disebut sifat mekanik (atau sifat mekanis). Sifat mekanik material logam merupakan dasar utama untuk desain dan pemilihan material komponen. Tergantung pada sifat beban yang diterapkan (seperti tarikan, kompresi, puntiran, benturan, beban siklik, dll.), sifat mekanik yang dibutuhkan untuk material logam juga akan berbeda. Sifat mekanik yang umum digunakan meliputi: kekuatan, plastisitas, kekerasan, ketangguhan, ketahanan benturan ganda, dan batas kelelahan. Setiap sifat mekanik dibahas secara terpisah di bawah ini.

1. Kekuatan

Kekuatan mengacu pada kemampuan material logam untuk menahan kerusakan (deformasi plastis berlebihan atau patahan) di bawah beban statis. Karena beban bekerja dalam bentuk tarik, tekan, lentur, geser, dan lain-lain, kekuatan juga dibagi menjadi kekuatan tarik, kekuatan tekan, kekuatan lentur, kekuatan geser, dan lain-lain. Seringkali terdapat hubungan tertentu antara berbagai kekuatan tersebut. Dalam penggunaannya, kekuatan tarik umumnya digunakan sebagai indeks kekuatan paling dasar.

2. Plastisitas

Plastisitas mengacu pada kemampuan material logam untuk menghasilkan deformasi plastis (deformasi permanen) tanpa mengalami kerusakan akibat beban.

3. Kekerasan

Kekerasan adalah ukuran seberapa keras atau lunak suatu material logam. Saat ini, metode yang paling umum digunakan untuk mengukur kekerasan dalam produksi adalah metode kekerasan indentasi, yang menggunakan indentor dengan bentuk geometris tertentu untuk menekan permukaan material logam yang diuji di bawah beban tertentu, dan nilai kekerasan diukur berdasarkan tingkat indentasi.
Metode yang umum digunakan meliputi kekerasan Brinell (HB), kekerasan Rockwell (HRA, HRB, HRC) dan kekerasan Vickers (HV).

4. Kelelahan

Kekuatan, plastisitas, dan kekerasan yang telah dibahas sebelumnya adalah semua indikator kinerja mekanis logam di bawah beban statis. Bahkan, banyak bagian mesin dioperasikan di bawah beban siklik, dan kelelahan akan terjadi pada bagian-bagian tersebut dalam kondisi seperti itu.

5. Ketahanan terhadap benturan

Beban yang bekerja pada bagian mesin dengan kecepatan sangat tinggi disebut beban impak, dan kemampuan logam untuk menahan kerusakan akibat beban impak disebut ketangguhan impak.