jenis jenis bantalan

read more...

Bantalan Luncur

Di dalam dunia industri sekarang ini, misalnya pada industri otomotif, efisiensi dan efektifitas kinerja mesin kendaraan bermotor sangat dipengaruhi oleh kondisi minyak pelumas yang digunakan. Penggunaan minyak pelumas ditujukan untuk mencegah gesekan dan keausan antar komponen yang bergerak pada mesin. Pada mesin-mesin yang saling bergesekan hampir selalu dibubuhkan bahan pelumas untuk membuat gesekan dan keausan sekecil mungkin. Gesekan yang tidak dikendalikan tidak saja memberi kerugian langsung dalam energi dan material, juga karena kerja gesekan yang terjadi, dapat diubah menjadi kalor, yang menyebabkan temperatur bagian yang bergesekan menjadi lebih tinggi dari lingkungan sekitar dan akan semakin tinggi. Jika gesekan tersebut tidak dikendalikan, akan mengganggu operasi mesin dan dapat berakibat pada kegagalan mesin. Hal tersebut mengakibatkan berkurangnya umur mesin dan juga bertambahnya biaya yang diperlukan untuk mereparasi mesin. Dengan mengendalikan gesekan dan keausan tersebut diharapkan dapat memperpanjang umur dari elemen mesin dan mencegah kegagalan dari elemen mesin tersebut. Oleh karena itu sistem pelumasan harus dipertimbangkan dalam setiap rancangan mesin khususnya yang memiliki bagian bergerak atau bergesekan. Fenomena pelumasan dapat dilihat pada hampir semua jenis bantalan yang berfungsi menumpu poros. Tipe yang paling umum digunakan adalah bantalan
























Bantalan luncur adalah suatu elemen mesin yang berfungsi untuk menumpu poros berbeban,
sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung dengan halus dan aman. Jenis bantalan ini mampu menumpu poros dengan beban besar.
PRINSIP KERJA BANTALAN
Apabila ada dua buah logam yang bersinggungan satu dengan lainnya saling bergeseran maka akan timbul gesekan , panas dan keausan . Untuk itu pada kedua benda diberi suatu lapisan yang dapat mengurangi gesekan , panas dan keausan serta untuk memperbaiki kinerjanya ditambahkan pelumasan sehingga kontak langsung antara dua benda tersebut dapat dihindarai.
Jenis dan fungsi dari bantalan luncur
1. Bantalan luncur silinder penuh, digunakan untuk poros-poros yang ukuran kecil berputar lambat dan beban ringan.
2. Bantalan luncur silinder memegas, digunakan pada poros-poros mesin bubut, mesin frais dan mesin perkakas lainnya.
3. Bantalan luncur blah, digunakan pada poros-poros ukuran sedang dan besar seperti bantalan pada poros engkol, bantalan poros pada roda kendaraan dan lain-lain.
4. Bantalan inside, digunakan untuk poros dengan beban yang sering berubah, misalkan bantalan poros engkol dari poros-poros presisi.
5. Bantalan luncur sebagian, digunakan untuk poros yang berputar lambat, beban berat tetapi tidak berubah-ubah. Misalkan bantalan pada mesin-mesin perkakas kepala cekam.
6. Bantalan bukan logam, digunakan untuk leher-leher poros yang memerlukan pendingin zat cair dan tidak mendapat beban berat. Pada lapisan juga berfungsi sebagai pelumas, bahan lapisan yang digunakan yaitu karet, plastik dan ebonit.
7. Bantalan luncur tranlasi, digunakan untuk blok-blok luncur gerak lurus, seperti blok luncur pada batang torak mesin uap dan blok luncur pada mesin produksi.
Atas dasar arah beban terhadap poros maka bantalan luncur dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Bantalan Radial atau disebut jurnal bearing, dimana arah beban yang ditumpu bantalan adalah tegak lurus terhadap sumbu poros.
2. Bantalan aksial atau disebut trust bearing, yaitu arah beban yang ditumpu bantalan adalah sejajar dengan sumbu poros.
3. Bantalan luncur khusus adalah kombinasi dari bantalan radial dan bantalan aksial.

Karena gesekannya yang besar pada saat mulai jalan,maka bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana, karena gesekan yang besar akan menimbulkan panas pada bantalan, sehingga memerlukan pendinginan khusus. Pada umumnya Konstruksi bantalan luncur berbentuk
silinder atau silinder yang dibelah dua yang pada bagian dalamnya biasanya dilapisi oleh bahan yang mempunyai sifat-sifat seperti :
1. Mempunyai kekuatan yang cukup untuk menahan beban statis dan beban dinamis
2. Tahan aus
3. Mampu membenamkan kotoran atau partikel-partikel halus
4. Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros atau geometri poros
5. Tahan korosi
6. Koefisien gesek yang rendah
7. Mempunyai ketahanan terhadap pengelupasan lapisan


Bahan Bantalan luncur
Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan berikut:
- Mempunyai kekuatan yang cukup (tahan beban dan kelelahan)
- Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil
- Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dan logam
- Sangat tahan karat
- Dapat membenamkan kotoran atau debu kecil
- Murah harganya
- Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur

Ada beberapa jenis bahan yang biasa digunakan sebagai lapisan pada rangka bantalan, yaitu paduan timah putih (Tin base alloy) dan paduan timah hitam (Lead base alloy). Paduan ini biasa disebut logam putih (white metal) atau logam Babbitt.
Logam Babbitt ini relatif lunak, sehingga untuk meningkatkan kemampuannya dalam menumpu beban maka harus ditumpu oleh rangka bantalan (bearing shell) yang lebih kuat.
Rangka bantalan biasanya terbuat dari Baja, Besi cor atau paduan Tembaga.4) Logam Babbitt ini kemudian dilapiskan pada permukaan dinding dalam dari rangka bantalan dengan cara pengecoran, pengelasan, metal spray atau elektro plating.
Lapisan babbit ini harus dapat melekat dengan kuat pada rangka bantalan. Kekuatan ikatan antara logam babbit dan rangka bantalan dapat dicapai dengan baik jika preparasi dari permukaan rangka bantalan dilakukan dengan sempurna. Logam putih dikenal sebagai bahan yang paling baik untuk bahan bantalan karena kekerasannya yang lebih rendah (23 - 33 HV ) dari shaft serta mempunyai sifat mampu bentuk dan mampu benamnya yang lebih baik dibanding dengan material-material lain yang digunakan sebagai bantalan. Logam ini digunakan secara luas pada mesin-mesin disel kapal laut, turbin, alternator dan peralatan-peralatan yang berputar. Logam putih dibagi kedalam 3 type yaitu : High tin-alloy, high lead-alloy dan intermediate alloy.
Logam putih atau babbitt ini pertama kali ditemukan pada tahun 1839 oleh Isaac Babbitt yang membuat komposisi sekitar : Sn = 89 %, Sb = 9 % dan Cu = 2 %. Untuk membedakan komposisi ini dengan penomoran yang ditemukan kemudian maka komposisi diatas disebut sebagai "Genuine babbitt".

read more...

Analisa kegagalan pada material

Analisa kegagalan pada material

A. Korosi pada Temperatur Tinggi

Telah diketahui bahwa korosi sebagai penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya, tetapi lingkungan yang dimaksudkan hampir selalu mengandung air. Korosi pada permukaan logam ternyata masih dapat terjadi meskipun elektrolit cair tidak ada; karena itu tidak mengherankan bila proses tersebut sering disebut korosi kering. Namun demikian, defenisi tentang korosi yang telah digunakan selama ini tidak berubah.

Barangkali proses korosi kering yang paling nyata adalah reaksi logam dengan oksigen udara. (walaupun nitrogen menjadi unsur utama yang membentuk udara, perannya tidak penting ketika logam dipanaskan di udara, karena pengaruh oksigen lebih dominan. Pada temperatur tinggi, nitrogen memang bereaksi dengan kromium, aluminium, titanium, molibdenum, dan tungsten). Kendati reaksi dengan oksigen pada prinsipnya sangat sederhana, para ilmuwan di masa lampau mengalami kesulitan dalam memahami perubahan berat yang menyertai kalsinasi (oksidasi) logam di udara. Bahkan sekarang, pengkajian tentang oksidasi dan reaksi - reaksi temperatur tinggi lain menyangkut paduan – paduan moderen telah membuktikan bahwa proses yang dilibatkan kompleks sekali.

Oksigen mudah bereaksi dengan kebanyakan logam; meskipun energi termal yang dibutuhkan untuk menghasilkan laju oksidasi yang bermakna bagi perekayasa mungkin sangat bervariasi untuk logam - logam yang berbeda pada temperatur yang sama. Pada temperatur lingkungan sehari – hari, dari kebanyakan bahan untuk rekayasa ada yang sudah teroksidasi sedemikian rupa sehingga lapisan oksida melindungi logam di bawahnya. Ada pula yang di udara kering bereaksi begitu lambat sehingga oksidasi tidak mendatangkan masalah. Pada temperatur tinggi, walau bagaimanapun, laju oksidasi logam - logam meningkat. Jadi, jika sebuah komponen rekayasa mengalami kontak langsung dengan lingkungan bertemperatur tinggi untuk waktu yang lama, komponen itu mungkin menjadi tidak berguna. Sebagai contoh, dalam udara kering yang murni pada temperatur hanya sedikit di bawah 480°C, sebuah selaput pelindung yang sangat tipis terbentuk pada permukaan baja lunak yang telah dipoles, tetapi dengan laju yang dalam pengertian rekayasa dapat diabaikan. (Laju ambang batas yang telah didefenisikan adalah 10-3 Kg m-2 jam –2). Meskipun demikian, selama proses penggilingan dan pengepresan panas terhadap baja lunak (proses yang berlangsung pada sekitar 900°C), laju oksidasi cukup besar untuk menghasilkan selapis oksida yang disebut kerak giling (mill scale), yang tidak berfungsi sebagai pelindung. Kita sudah melihat bahwa kerak giling mungkin penting pengaruhnya terhadap laju korosi baja lunak dalam lingkungan berair. Di pihak lain, kemanfaatan logam - logam seperti aluminium dan titanium bergantung pada kemampuan masing – masing dalam membentuk selaput oksida pelindung pada temperatur kamar.

Kita melihat bahwa tidak semua proses korosi tidak dikehendaki. Oksida yang terkendali pada besi dan baja dalam pembuatan senjata sudah menjadi seni tersendiri, karena dengan cara ini senjata – senjata tersebut dapat dibuat menjadi indah dan tahan lama. Dekorasi yang indah bisa diperoleh melalui pembentukan warna – warni pada permukaan logam. Titanium dapat dioksidasi secara elektrokimia agar menghasilkan warna – warni indah seperti permata. Efek – efek tersebut ditimbulkan oleh selaput oksida. Efek serupa yang mudah dijumpai adalah warna – warni pelangi pada ujung knalpot sepeda motor yang terbuat dari baja nirkarat.

Sebelum pengendalian temperatur dalam proses - proses perlakuan panas mencapai kecanggihan seperti pada masa sekarang ini, temperatur lempengan atau batangan baja sering diukur dari warna – warni yang berkembang pada permukaannya selama perlakuan panas itu berlangsung. Cara ini ternyata cukup teliti : untuk setiap kenaikan 10°C antara 230°C dan 280°C, warna logam berubah menurut urutannya adalah : gading pucat, gading tua, coklat, ungu kecoklatan, ungu, dan ungu tua. Logam baja tampak kebiruan pada temperatur 300°C.

Sampai berkembangnya motor turbin gas untuk pesawat terbang modern yang dimulai dengan motor Whittle dalam tahun 1937, penggunaan logam - logam dan paduan - paduan untuk perekayasa di lingkungan temperatur tinggi jarang yang sampai menimbulkan masalah pemilihan bahan. Walaupun turbin uap telah dikembangkan sejak akhir 1800-an dan digunakan oleh Parsons pada tahun 1897 untuk penggerak kapal laut, temperatur pengoperasian tidak terlalu tinggi sehingga bahan – bahan yang sudah ada msih dapat digunakan. Pengembangan motor turbin gas untuk pesawat sessudah Perang Dunia Kedua secara dramatik mengubah situasi tersebut.

Kondisi pengopersian kian menjadi ganas : bahan - bahan yang dibutuhkan adalah yang mampu bertahan terhadap temperatur dari 800 hingga 1000°C, masih ditambah tingkat tegangan yang besar akibat rotasi kecepatan tinggi. Ini menuntut dikembangkannya golongan paduan - paduan baru yang disebut paduan super (superalloys). Bahan dasar paduan - paduan ini kebanyakan adalah nikel, walaupun ada juga kelompok – kelompok yang menggunakan bahan dasar besi dan kobalt. Sekarang paduan super digunakan pada turbin – turbin gas untuk kapal laut, pesawat terbang, industri dan kendaraan, serta untuk wahana angkasa, motor roket, reaktor nuklir, pembangkit listrik tenaga uap, pabrik petrokimia, dan banyak lagi penerapan lain.

Baja masih menjadi bahan utama untuk penggunaan dalam turbin – turbin gas; walaupun presentasenya telah turun karena tergeser oleh paduan – paduan super dan paduan - paduan titanium. Peran serta paduan - paduan aluminium dalam pengembangan turbin gas kecil; tetapi seperti akan kita lihat, sebagai unsur tambahan aluminium penting sekali.

B. Korosi Celah

Orang sudah percaya bahwa baja nirkarat (stainless steel) mempunyai ketahanan luar biasa terhadap korosi sehingga bila bahan ini yang dipilih maka masalah korosi akan pasti terpecahkan. Walaupun memang benar bahwa baja nirkarat memperlihatkan kehebatannya dalam berbagai situasi, pada beberapa penerapan tertentu justru sangat buruk sehingga harus diwaspadai. Banyak kegagalan pada komponen – komponen baja nirkarat telah terjadi akibat korosi di celah – celah, atau di bagian – bagian tersembunyi karena volume – volume kecil elektrolit yang terperangkap di situ bisa lebih aggresif dibandingkan kalau dalam volume besar.

Pembentukan lubang – lubang pada pipa tembaga untuk sistem – sistem air tawar jarang, tetapi ini dapat terjadi bila teknik pembuatan pipa itu salah. Sepotong pipa tembaga bergaris tengah 25 mm yang rusak akibat tertinggalnya selapis pelumas organik sesudah pipa terbentuk. Dalam pembuatannya pipa dianil, dan temperatur tinggi membentuk selapis karbon di sepanjang bagian dalam pipa. Retak atau pecah yang selanjutnya terjadi pada selaput karbon menyebabkan proses pembentukan sumuran yang aktif sekali sehingga di tempat itu pipa akan tembus dalam waktu singkat. Ciri lubang – lubang akibat korosi ini adalah terbentuknya gundukan – gundukan kecil melingkar yang merupakan hasil korosi di sekitar lubang.

Kendati korosi celah sama sekali bukan masalah yang baru, seperti korosi dwilogam, para perekayasa sering masih kurang menghayati pentingnya perancangan dan pemilihan bahan secara tepat guna mendapatkan ketahanan yang memadai terhadap korosi. Pada tahun 1981 dilaporkan bahwa salah satu masalah paling serius dalam industri nuklir AS adalah serangan – serangan lokal pada tabung – tabung Incole 600 akibat korosi dalam celah – celah di antara tabung – tabung dan pelat – pelat penyangga dari baja karbon. Karena sekitar 60 generator uap yang terkena masalah ini, biaya penanggulangannya ditaksir sekitar 6000 juta dollar.

C. KOROSI SUMURAN

Korosi sumuran (pitting corrosion) adalah korosi lokal yang secara selektif menyerang bagian permukaan logam yang :
a) Selaput pelindungnya tergores atau retak akibat perlakuan mekanik;
b) Mempunyai tonjolan akibat dislokasi atau slip yang disebabkan oleh tegangan tarik yang dialami atau tersisa;
c) Mempunyai komposisi heterogen dengan adanya inklusi, segregasi atau presipitasi.

Pengamatan terhadap lubang - lubang atau ceruk - ceruk akibat korosi celah kadang - kadang dapat menyebabkan kita bingung tentang perbedaan antara kedua bentuk korosi itu. Sebuah makalah penting mengenai ini yang ditulis oleh Wilde menguraikan sejumlah kesamaan yang menyolok antara mekanisme penjalaran korosi celah dan korosi sumuran. Begitu terbentuk, sebuah ceruk menunjukkan perilaku yang sangat mirip dengan proses korosi celah yang telah dijelaskan. Bagaimanapun korosi sumuran dapat dibedakan dari korosi celah dalam fase pemicuan-nya. Jadi, sementara korosi celah dipicu oleh beda kosentrasi oksigen atau ion - ion dalam elektrolit, korosi sumuran (pada permukaan yang datar) hanya dipicu oleh faktor - faktor metalurgi.

Berikut ini kita akan membahas korosi sumuran pada besi atau baja karena mekanisme pembentukannya menggambarkan kemajuan yang nyata dalam pemahaman tentang korosi ini.

Sudah banyak orang mengetahui bahwa bila selembar baja lunak yang bersih dibiarkan kehujanan dalam beberapa hari akan terkorosi dengan cepat dan “karat” yang terbentuk akan berupa endapan keras, keropeng, atau tonjolan - tonjolan bundar, pada bagian - bagian tertentu dimana titik - titik air menggenang lebih lama. Kalau “karat” itu kemudian dihilangkan dengan sikat kawat, kita akan menjumpai lubang - lubang di tempat yang semula tertutup hasil korosi. Pada tahap ini, kita menggunakan istilah “karat” dalam tanda kutip, karena dalam penngertian sehari – hari kata itu berarti produk korosi kecoklatan yang terbentuk di permukaan besi atau baja yang terkorosi. Produk korosi ini sesungguhnya suatu campuran dari sejumlah bahan kimia sehingga kata “karat” sebetulnya mempunyai makna yang lebih tepat.

Penjelasan klasik tentang pembentukan ceruk di bawah titik air di permukaan besi antara lain diajukan oleh Evans. Pembentukan sebuah ceruk didahului oleh korosi biasa di seluruh permukaan yang dibasahi air, mungkin akibat efek batas butir sederhana. Konsumsi oksigen pada reaksi katoda normal dalam larutan netral menyebabkan terjadinya gradien kosentrasi oksigen dalam elektrolit. Mudah dipahami bahwa daerah basah yang bersebelahan dengan udara atau antarmuka elektrolit menerima oksigen dari difusi lebih banyak ketimbang daerah di pusat tetesan air yang terletak paling jauh dari sumber pemasokan oksigen. Gradien kosentrasi ini daerah di tengah itu mengalami polarisasi anodik sehingga terlarut dengan aktif :
Fe → Fe2+ + 2e-
Ion - ion yang dibangkitkan di daerah katoda terdifusi ke arah dalam dan bereaksi dengan ion - ion besi yang terdifusi ke arah luar, sehingga terjadilah pengendapan produk korosi tak dapat larut di sekeliling cekungan, atau ceruk. Ini selanjutnya menghambat difusi oksigen, mempercepat proses anodik di pusat tetesan dan menyebabkan reaksi bersifat otokatalik.

Sampai di sini, ada baiknya kita memahami betul bagaimana ekspresi yang disederhanakan dalam persamaan di atas. Langkah – langkah yang terjadi mungkin sebagai berikut :
a) Fe + H2O → Fe(H2O)ads
b) Fe(H2O)ads → Fe(OH-)ads + H+
c) Fe(OH-)ads → Fe(OH)ads + e-
d) Fe(OH)ads → Fe(OH)+ + e-
e) Fe(OH)+ + H+ → Fe2+ + H2O

Dalam ekspresi – ekspresidi atas, ads adalah kependekan dari adsorbed dan menyiratkan bahwa reaksi berlangsung dalam fase padat di antarmuka pada/cair. Contoh ini tidak dimaksudkan untuk menakut – nakuti pembaca, namun sekedar mengingatkan tentang rumitnya reaksi – reaksi yang sepintas tampak sederhana, khususnya dalam proses yang dikenal sebagai pembentukan karat biasa.
D. FATIK

Fatik dapat diartikan sebagai keluluhan yaitu merupakan skor logam yang timbul akibat pembebanan yang besar sehingga mengalami perubahan pada sifat logamnya.
Kekuatan tarik dapat dijadikan sebagai pedoman dasar untuk konstruksi yang mengalami perubahan pada sifat logamnya. Kekuatan tarik dapat dijadikan pedoman dasar untuk konstruksi yang mengalami beban tarik listrik. Jumlah static/siklus yang dipikul oleh logam akan turun dengan naiknya variable yang mempengaruhi daya tahan fatik.
1. Penyelesaian permukaan
Retak fatik kerap kali berawal dari permukaan komponen bekas permesinan atau ketidakpastian lain harus dihilangkan dan usaha ini berpengaruh sekali terhadap fatik. Perlakuan permukaan akan meningkatkan umur fatik.
2. Frekuensi siklus tegangan
Pengaruh terhadap umur fatik hamper tidak ada walaupun penurunan frekwensi biasanya menurunkan umur fatik.
3. Temperatur
Kekuatan fatik yang paling tinggi pada temperature rendah dan berkurang secara bertahap.
4. Tegangan rata-rata
Kondisi fatik dimana tegangan rata-rata tidak besar dari tegangan luluh.

E.DISLOKASI
Pada kenyataan kekuatan logam jauh dibawah kekuatan teoritis, ini berarti ada sesuatu didalam logam yang menurunkan kekuatannya yang disebut dislokasi.
Jadi, secara singkat dislokasi menurunkan kekuatan logam atau dislokasi ini adalah cacat di dalam logam yang menurunkan kekuatan logam tersebut.
Menurut modelnya, dislokasi dibagi dua yaitu:
 Dislokasi sisi
apabila garis dislokasi tegak lurus terhadap bidang slip
 Dislokasi ulir
apabila garis dislokasi sejajar terhadap bidang slip

F.MEKANISME CREEP
Creep didefinisikan sebagai aliran plastis pada kondisi tegangan konstan dan meskipun sebagian besar pengujian dilakukan dengan pembebanan konstan. Meskipun creep tidak terjadi disuhu rendah dimana pergerakan atas dapat diabaikan akan tetap bertambah secara dispensil dengan meningkatnya suhu.
Jadi creep dapat didefinisikan sebagai deformasi yang terjadi secara kontinu bila mendapat beban terus menerus hingga terjadi patah. Patah ini terjadi biasanya pada bagian yang kadar karbonnya paling rendah
Dari diagram berikut terlihat bahwa laju regengan bergerak secara perlahan naik seiring dengan bertambahnya tegangan atau pada suhu yang tinggi sedangkan mekanisme mulur tidak terjadi pada suhu rendah.

read more...

perlakuan panas (metalurgi fisik)

PERLAKUAN PANAS

Pendahuluan
Dalam pengggunaan bahan, untuk keperluan Industri ataupun konstruksi haruslah sesuai sifat-sifat yang dimiliki bahan tersebut, utamanya pada sifat-sifat mekanik, fisik dan teknologinya, namun kenyataannya para pengguna seringkali mengalami kesulitan dalam pemenuhan kebutuhannya akan bahan, tidak sesuai dengan persyaratan yang dibutuhkan.
Misalnya kebutuhan konstruksi, membutuhkan bahan yang kuat dan keras namun masih ulet dan harganya murah, hal ini dipenuhi oleh bahan baja, tetapi kesulitannya, biasa pada sifat keuletan karena baja yang kuat dan keras biasanya getas, dilain pihak baja yang ulet biasanya lemah dan lunak, untuk bahan lain seperti paduan logam non Fe (besi) harganya mahal dengan sifat-sifat tertentu. Untuk memecahkan permasalahan ini, biasanya dilakukan suatu tindakan, dengan melakukan suatu perlakuan terhadap bahan agar nantinya menghasilkan suatu bentuk bahan sesuai persyaratan yang diminta.
Berbagai perlakuan untuk mengubah sifat-sifat bahan baik sifat mekanik, struktur ataupun sifat-sifat lain, telah banyak diketahui seperti penghalusan butir, pengerasan larutan padat, struktur yang diperkuat, penguatan presipatasi dan dispersi, ataupun perlakuan panas dan lain-lainnya.
Dengan melakukan perlakuan tertentu, sesuai kemampuan bahan diharapkan dapat mengubah sifat bahan menjadi lebih baik dan sesuai kebutuhan yang kita harapkan.
Setelah membahas pokok bahasan ini diharapkan mahasiswa dapat :
1. Menjelaskan tentang jenis-jenis perlakuan yang dapat dilakukan terhadap bahan, untuk mengubah sifat bahan tersebut.
2. Menjelaskan tentang jenis sifat bahan yang dapat diubah melalui jenis perlakuannya.
3. Dapat mengklasifikasikan bahan, sesuai jenis perlakuan yang cocok dilaksanakan pada bahan tersebut.
4. Dapat menjelaskan prosedur pelaksanaan setiap jenis perlakuan yang dapat dilakukan.
Untuk mengubah dan meningkatkan sifat-sifat bahan, dalam memenuhi tuntutan penggunaan bahan dalam Industri ataupun dunia konstruksi lainnya, haruslah dilakukan perlakuan-perlakuan tertentu, sesuai kemampuan bahan, untuk menghasilkan sifat yang optimal terhadap sifat mekanik dan sifat lainnya sesuai keinginan. Dalam hal ini berdasarkan silabus yang ada, akan dijelaskan beberapa perlakuan yang dapat mengubah dan meningkatkan sifat bahan yaitu perlakuan panas, elemen paduan dan pengerasan permukaan




I. Perlakuan panas (Heat treatment)
Pengertian umum
Perlakuan panas adalah proses pemanasan dan pendinginan untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu pada batas kemampuannya.

Pengertian khusus.
Pengubahan sifat-sifat bahan dengan pemanasan dan pendinginan tertentu menghasilkan sifat bahan tertentu dan sesuai batas kemampuan dari masing-masing bahan.
Perlakuan panas dibagi 3 yaitu perlakuan panas biasa, perlakuan panas larutan dan perlakuan panas pada permukaan
Perlakuan panas biasa adalah suatu proses pemanasan dan pendingin secara kontinu, untuk menghasilkan sifat-sifat tertentu sesuai batas kemampuan bahan, proses ini banyak dilakukan pada bahan baja.
Perlakuan panas larutan adalah proses pemanasan tertentu dan pendinginan dengan laju pendinginan tertentu pada suatu kondisi tertentu untuk menghasilkan sifat-sifat tertentu pula dan ini banyak dilakukan pada senyawa-senyawa non fero, atau paduan-paduan non fero.

II. Perlakuan panas biasa
Perlakuan panas dengan pendinginan cair disebut quench dan perlakuan panas pendinginan kering disebut anil.
Perlakuan panas dengan pendinginan cair seperti air garam air biasa, solar dan olie yang lebih dikenal sebagai proses quenching atau pengerasan.
Proses pengerasan meliputi pengerasan regangan, pengerasan presipitasi dan pengerasan kulit.
Prosedur pelaksanaan perlakuan meliputi proses pemanasan dan proses pendingnan secara kontinu.

Program CCT (Cooling Continue Transformation) adalah satu bentuk tranformasi yang ada seperti Tranformasi ISO thermal, tranformasi martensite dan lain-lain.
Diagaram ini disebut juga diagram S, karena bentuknya seperti S dan dapat juga disebut diagram Isotermal atau TTT (Time, Temperatur dan Tranformation), dimana Daerah A adalah Austenit A + F adalah daerah fasa ferit dan Austenit, demikian juga untuk A+ F+P dan F + P
Untuk baja Eutektetik > 0,83% C (Tidak terdapat daerah ferit hanya perlit sebagai wujud fasa ferit dan Fe3C yang tersusun dan tersebar secara halus.
Garis Ms dan Mf adalah daerah terbentuknya martensit yaitu Ms adalah awal pembentukna martensit dan Mf adalah akhir pembentukan (Tranformasi) martensit ada 3 faktor tranformasi menjadi
1. Massa
2. Kemampuan quench
3. Sifat mampu keras bahan
Tranformasi dari Austenik ke Martensit adalah garis Ms yang tidak tergantung pada waktu tetapi pada temperatur.
Bentuk dan letak diagram S dipengauhi oleh kandungan karbon unsur lain dalam baja dan besar butir austenit, dimana makin banyak kandungan karbon, makin banyak unsur lain dan makin besar, butir austenik diagram S makin jauh letaknya dari sumbu tegak.
Pada pendinginan air garam, austenit bertransformasi ke martensit, dimana tranformasi martensit ini sifat dan mekanismenya lain dibanding dengan tranformasi-transformasi yang ada, dimana pada tranformasi umumnya mengalami pertumbuhan dan penggantian sedang tranformasi martensit terjadi karena pergeseran pada bidang kristal, yang merupakan geseran tingkat pertama dan bersifat homogen. Pergeseran ini disebut habit plane butir martensit menghasilkan sifat keras, kuat dan sangat getas, selain itu terbentuk pula, retaine austenit atau austenit sisa yaitu austenit yang tidak berubah menjadi martensit yang sifat rapuh dan getas, dengan demikian pendinginan cepat air garam menghasilkan sifat keras, kuat dan getas, dari struktur martensit yang terbentuk dimana kekerasan martensit dapat mencapai HRC 67 dan merupakan fasa terkeras yang ada pada baja, untuk pembentukan struktur pada pendinginan air biasa (H2O) terjadi pembentukan ferit yang lunak, liat dan lemah, juga perlit yang keras, kuat tapi getas yang mewakili sifat Fe3C yang keras kuat dan getas.
Pemanasan baja misalnya haruslah memberikan pemanasan dengan temperatur diatas, temperatur kristis 723oC, yang besarnya disesuaikan kadar karbon baja untuk mencapai temperatur Austenisasi, untuk itu ditinjau pada digram fase Fe-Fe3C (Besi-besi karbon).













Untuk pemanasan pada pengerasan dan lain-lain baja adalah pada temperatur kira-kria 60o diatas garis A1 dan A3 untuk mengubah struktur menjadi austenit sampai homogen, dan untuk mendapatkan kehomogenan ini perlu waktu cukup lama yaitu waktu penahanan (time holding) pada temperatur tersebut setelah itu dengan cepat sekali baja tersebut dicelupkan kedalam medium pendinginan. Medium pendinginan dapat berupa cairan yaitu air garam air biasa solar ataupun oli, juga dapat berupa pendinginan kering seperti udara, tungku.
Medium pendinginan disusun menurut kecepatan pendinginannya, mulai dari paling cepat yaitu air garam, sampai pada yang paling lambat yaitu tungku.
Yang dimaksud kecepatan pendinginan ialah turunnya temperatur pada waktu baja dicelup atau didinginkan dalam derajat / dtk. Kecepatan pendinginan ini sangat mempengaruhi perubahan sifat bahan (baja).
Untuk melihat seberapa besar perubahan sifat baja dari kecepatan pendinginan dapat dilihat pada tranforamasi pemanasan dan pendinginan terus-menerus












Ferit yang lunak liat dan lemah, karena perlit adalah baja yang tersusun dari fasa ferit dan Fe3C, sedang Austenit yang belum berubah menjadi Ferit dan perlit menjadi martensit jadi sifatnya juga kuat, keras dan getas, tetapi kekuatan kekerasan dan kegetasan lebih rendah daipada pendinginan air garam, demikian seterusnya pada solar, olie, udara dan tungku yang mempunyai kecepatan pendinginan yang berbeda akan menghasilkan perubahan sifat yang juga berbeda.
Jadi dari diagram CCT dari Diagram S akan terjadi perubahan sifat yang disebabkan kecepatan pendinginan dimana makin cepat akan menghasilkan sifat mekanis kuat keras dan getas, dan makin lambat menghasilkan sifat lunak ulet dan lemah. Hal ini terjadi baik baja hipoeutektan kadar karbon lebih rendah dari 0,83% C juga baja entektris kadar karbon lebih tinggi dari 0,83% C













Garis A-B menggambarkan penambahan kelarutan tembaga dengan naiknya temperatur dalam aluminium dalam keadaan padat.



III. Perlakunan panas larutan dan pengerasan presipitasi
Perlakuan panas yang banyak dilakukan pada logam-logam dan paduan-paduan non fero, yaitu perlakuan panas kepada logam-logam dan paduan-paduan yang tidak dapat diperlakupanaskan secara biasa seperti baja dan perlakuan panas larutan ini dapat diamati melalui perlakuan panas paduan aluminium tembaga (Al-Cu)
Jadi untuk menjalankan perlakuan panas larutan ini pada paduan Al-Cu, dibutuhkan kondisi tertentu harus ada selama pengerasan aluminiun dengan proses presipitasi.
Yaitu :
1. Harus ada unsur atau paduan cukup berarti yang kelarutan padatnya berkurang dalam aluminium seiring turunnya temperatur.
Pada paduan aluminium jenis 2xxx yaitu paduan Al-Cu bila dipanaskan, maka temparatur 482oC sampai 538oC aluminium akan manahan Cu lebih banyak daripada temperatur kamar (ruang)
Dari diagram fasa paduan Al-Cu ini terlihat bahwa pada temperatur 548oC (1018oF) Al dapat menahan Cu sampai 5,65% dalam kondisi jenuh dan kelarutan Cu dalam Al akan berkurang seiring turunnya temperatur dan pada temperatur 540oC dengan 4% Cu ditransformasikan pada pendinginan cepat air terlihat pada titik 1 tembaga dalam larutan padat, sedang pada titik 2 tembaga dalam butiran hulus yang terpencar dari Cu aluminida.
2. Jika Cu memberikan kondisi saturisasi (jenuh) dalam Al akan mengendap partikel-partikel Cu aluminida yang sangat halus pada batas butiran sepanjang bidang-bidang kristal dan menghasilkan tegangan di dalam aluminium  proses ini disebut pemanasan atau perlakuan panas presitipasi dalam proses ini partikel halus Cu aluminida berfungsi kunci yang menahan bidang-bidang slip, keadaan ini menambah kekuatan dan kekerasan tetapi berkurang keliatannya.

3. Perlakuan panas larutan dan panas buatan pada paduan Al jenis 2014
Dipanaskan untuk selang waktu tertentu lalu diquench menghasilkan kekuatan dan kekerasan tetapi ketahan korosi turun, lalu diulang yang disebut perlakuan panas selnya akan terbentuk partikel Cu aluminida halus dan tersebar menjadi kunci untuk mencegah aliran plastik dalam logam

IV. Perlakuan Panas Permukaan
Pengerasan permukaan atau pengerasan kulit (Case Hardening) (Yaitu pengarbonan, penitridan, nyala api dan lain-lain)
Pengarbonan padat digunakan arang dicampur 10% NaCO3 dan BaCO3 lalu campuran ini dimasukan ke dalam kotak sebelum kotak ditutup baja yang akan dikeraskan ditaruh ditengah-tengah campuran arang, dipanaskan 900 – 950oC, dan pada temperatur ini diharapkan terjadi difusi karbon pada permukaan baja, dengan demikian terjadi peningkatan kadar karbon pada permukaan dan struktur menjadi kasar, untuk menghaluskan dilakukan pemanasan ke 2 pada 800oC lalu ditemper pada 150-200oC
Reaksi pengarbonan adalah :
Co2 + C (arang)  2 CO
2CO + CO2 + C (Larut dalam baja)

Pengarbonan Cair  digunakan garam cair mengandung NaCN sebagai komponen utama.

Pengarbonan gas  digunakan gas yang mengandung karbon yang berasal dari butan, propan dan lain-lain, dicampur udara dan Ni sebagai katalis, pengarbonan jenis ini dapat mengontrol kadar karbon pada permukaan benda kerja dan benda kerja dapat dicelup dingin setelah pengarbonan

Penitridan  untuk membuat kulit nitrida pada permukaan baja, dengan jalan menempatkan baja dalam tungku yang dialiri gas amoniak dan dipanaskan pada temperatur 500oC struktur bagian dalam baja tidak berubah akibat telah dikeraskan dan ditemper di bawah teperatur temper. Untuk baja keperluan ini adalah baja paduan Al, Cr, Te, V, dan Si.

Penitridan Ion  Tungku Vakun diisi gas N2 atau N2 + H2 pada tekanan 1  10 torr, dengan ini tungku dibuat anoda, baja dibuat katoda, dihubungkan dengan tegangan ratusan Volt, dengan ini gas diionisasikan oleh aliran elektron dari permukaan baja menjadi panas dan proses penitridan terjadi secara simultan.
Hasil dari penitridan adalah menghasilkan kulit nitrida yang keras dan tahan aus.

Pengerasan nyala api dan frekuensi tinggi
Untuk pengerasan frekuensi tinggi baja dililit lalu lilitan dialiri arus frekuensi tinggi, dengan ini permukaan baja terpanaskan, dan mencapai temperatur celup dingin, lalu baja dicelup menghasilkan permukaan keras.

Untuk pengerasan nyala api  Menggunakan gas oksigen asitilen untuk memanaskan baja lalu dicelup dingin juga menghasilkan kekerasan tinggi.

Evaluasi
1. Jelaskan cara cara mengubah sifat bahan
2. Sifat bahan apa sajakah yang dapat berubah
3. Apakah semua bahan dapat diubah sifat-sifanya
4. Apakah perbedaan perlakuan panas biasa dengan perlakuan panas larutan dan pengerasan presipitasi.

read more...

perencanaan agregat

2.1 Strategi Perencanaan Agregat.
Pada umumnya, ada empat jenis strategi yang dapat dipilih dalam membuat perencanaan agregat. Pemilihan strategi tersebut tergantung dari kebijaksanaan perusahaan, keterbatasan perusahaan dalam prakteknya, dan pertimbangan biaya. Keempat jenis strategi tersebut adalah sebagai berikut:
1. Memproduksi banyak barang pada saat permintaan rendah, dan menyimpan kelebihannya sampai saat yang dibutuhkan. Alternatif ini akan menghasilkan tingkat produksi relatif konstan, tetapi mengakibatkan ongkos persediaan yang tinggi.
2. Merekrut (menambah) tenaga kerja pada saat permintaan tinggi dan memberhentikannya (mengurangi) pada saat permintaan rendah. Penambahan tenaga kerja memerlukan biaya rekruitmen dan pelatihan. Biaya kompensasi dan reorganisasi sering kali harus dikeluarkan jika dilakukan pengurangan tenaga kerja. Biaya-biaya ini biasanya diikuti oleh biaya tak tampak seperti: kemerosotan moral kerja dan turn over tenaga kerja yang tinggi. Karena kapasitas fasilitas produksi adalah tetap, maka penurunan produktivitas mungkin akan terjadi jika penambahan tenaga kerja tanpa disertai dengan penambahan peralatan produksi (mesin-mesin).
3. Melemburkan pekerja. Alternative ini sering dipakai dalam perencanaan agregat, tetapi ada keterbatasannya dalam menjadwalkan kapasitas mesin dan tenaga kerja yang ada. Jika permintaan naik, maka kapasitas produksi dapat dinaikkan dengan melemburkan pekerja. Tetapi penggunaan lembur hanya dapat dilakukan dalam batas-batas maksimum kerja lembur yang bisa dilakukan perusahaan, misalnya pemerintah mengatur kerja lembur tidak boleh melebihi 25% dari waktu total kerja regular. Kenaikkan kapasitas produksi melebihi aturan tersebut hanya dapat dilakukan melalui penambahan tenaga kerja. Alternatif lembur akan menyebabkan biaya tambahan karena biasanya tarif upah lembur adalah 150% dari upah regular. Jika permintaan turun, maka kapasitas produksi dapat disesuaikan dengan mengatur pekerja (undertime). Undertime akan mengakibatkan biaya tetap yang harus dibayar meskipun tenaga menganggur, kecuali manajemen dapat memberikan kerja tambahan selama mereka menganggur seperti pemeliharaan mesin dan lain-lain.
4. Mensubkontrakkkan sebagian pekerjaan pada saat sibuk. Alternatif ini akan mengakibatkan tambahan ongkos karena subkontrak dan ongkos kekecewaan konsumen bila terjadi kelambatan penyerahan dari barang yang disubkontakkan.

Masing-masing alternatif tersebut akan mempunyai dampak yang berpengaruh secara psikologis (moral, produktivitas) maupun non psikologis (ongkos, efisiensi). Sebagai contoh, perusahaan yang menaikkan tingkat produksi dengan cara lembur pada saat permintaan tinggi ada kemungkinan akan mengalami penurunan semangat pekerja pada saat lembur ditiadakan. Biasanya bagian perencanaan produksi akan membuat perencanaan agregat dengan mengkombinasikan alternatif-alternatif di atas sehingga fluktuasi permintaan dapat dikendalikan dan biaya total produksi yang direncanakan dapat ditekan seminim mungkin.

2.2 Fase-Fase Perencanaan Agregat
Pengembangan perencanaa agregat mengikuti prosedur yang terdiri dari empat fase. Setelah prosedur ini diaplikasikan beberapa kali dan persoalan-persoalan pokok yang terlibat pada fase 2 dan 3 telah dapat dipecahkan, maka pihak manajemen dapat memproses langsung dari fase 1 ke fase 4.




FASE 1 : Persiapan Peramalan Permintaan Agregat
Peramalan permintaan agregat mencakup beberapa permintaan yang diperkirakan pada tiap-tiap periode selama horison perencanaan dalam satuan unit yang sama untuk semua jenis item produk yang dihasilkan. Peramalan ini dapat menggunakan analisis deret waktu, rata-rata bergerak, dan lain-lain.

FASE 2 : Mengkhususkan Kebijaksanaan Organisasi Untuk Melancarkan Penggunaan Kapasitas
Pada fase ini, manajemen mencoba mengidentifikasi kebijaksanaan-kebijaksanaan yang dapat melancarkan perkiraan permintaan agregat yang telah diramalkan pada fase sebelumnya. Kombinasi dari kebijaksanaan-kebijaksanaan yang paling diinginkan akan merupakan strategi terbaik untuk mengantisipasi permintaan di masa mendatang yang bersifat musiman dan berfluktuasi secara acak. Penentuan kebijaksanaan ini akan melibatkan kerja sama divisi marketing dengan divisi produksi, dimana kebijaksanaan-kebijaksanaan umum yang biasa diambil adalah:
1. Memperkenalkan produk pelengkap pada saat permintaan tahunan produk utama menurun, misalnya produsen AC akan memperkenalkan produk berupa unit pemanas pada saat musim dingin tiba.
2. Memberikan diskon harga pada saat yang tidak sibuk, misalnya tarif pulsa telepon pada malam hari lebih murah 75% dibanding jam-jam sibuk.
3. Meningkatkan kegiatan promosi untuk mempengaruhi konsumen.
4. Menawarkan perjanjian khusus kepada konsumen untuk mendapatkan batas waktu pengiriman barang yang fleksibel sehingga kegiatan produksi dapat dijadwalkan lebih merata.

FASE 3 : Menentukan Alternatif Produksi yang Layak
Fase ini terdiri dari 2 alternatif, yaitu :
1. Merubah tingkat produksi dengan tenaga kerja yang sama, hal ini dilakukan dengan melemburkan karyawan yang ada pada saat permintaan tingggi, dan mengalokasikan karyawan yang ada ke pekerjaan non produksi pada saat permintaan turun.
2. Merubah tingkat produksi dengan merubah jumlah tenaga kerja, hal ini dilakukan dengan merekrut tenaga kerja baru pada saat permintaan tinggi dan memberhentikan tenaga kerja pada saat permintaan turun.

FASE 4 : Menentukan Strategi Produksi yang Optimal
Setelah alternatif produksi yang layak telah dipilih dan dihitung perkiraan ongkosnya, langkah berikutnya adalah menentukan strategi produksi yang optimal. Langkah ini melibatkan pengalokasian peramalan permintaan dengan menggunakan alternatif-alternatif dalam setiap periode yang meminimasikan ongkos total untuk keseluruhan horison perencanaan. Metode perencanaan agregat untuk mengalokasikan permintaan selama periode produksi adalah bervariasi tergantung asumsi-asumsi yang dibuat pada alternatif-alternatif yang dianggap layak dan biayanya (Linier atau Non Linier). Secara matematis, maka ongkos produksi selama periode-t adalah;
Ct = CR + CO + CI + CB + CH + CF + CS
dimana : Ct = ongkos produksi pada periode-t
CR = ongkos produksi reguler
CO = ongkos produksi overtime (lembur)
CI = ongkos unit yang dipakai dari inventori (persediaan)
CB = ongkos backorder
CH = ongkos hiring (penambahan tenaga kerja)
CF = ongkos firing (pemberhentian tenaga kerja)
CS = ongkos subkontrak
Sedangkan ongkos total produksi selama horison perencanaan (TPC) adalah :
TPC – C1 + C2 + ..... + C12 = ∑ Ct

read more...