pemilihan membina bahan berdasarkan sifat bahan

7/28/2019 Pemilihan Membina Bahan Berdasarkan Sifat Bahan

1/8

PEMILIHAN DAN SIFAT BAHAN

Keluaran dari industri dihasilkan dari sekurang-kurangnya satu, dan biasanyabanyak, jenis bahan. Bahan-bahan ini diperolehi samada alam bentuk asli atau

disentisiskan untuk menghasilkan bahan tiruan. Peningkatan nilai bahan inibergantung kepada keupayaan menukar dan membentuknya kepada barangan atau

keluaran yang sempurna.

Terdapat banyak sekali bahan yang digunakan oleh jurutera pada masa kini.

Campuran keluli sahaja berjumlah beberapa ribu jenis. Bagitu juga kaca dan polimer.Di samping bahan-bahan yang telah sedia ada, banyak juga bahan baru yang

ditemui dan diperkenalkan dalam pasaran. Sesaorang jurutera perlu berkebolehanuntuk memilih bahan yang terbaik untuk keluarannya.

Rajah 1-6 menunjukkan contoh penggunaan untuk sebuah kenderaan. Walau

bagaimana pun pemilihan bahan untuk pembuatan prouk tersebut sentiasa berubah

dari masa ke semasa.

PEMILIHAN BAHAN

Suatu produk meati mampu berfungsi alam suasana yang ditentukan. Ia juga harusboleh bertahan pada jangka hayat yang diharapkan. Pemilihan bahan perlu

mengambilkira kesesuaian bahan dan proses yang digunakan serta kesan proses keatas sifat-sifat bahan tersebut. Di samping itu faktor kos juga amat penting

dipertimbangkan. Keseluruhan kos perlu dilihat seperti kos bahan dan kos prosesuntuk menghasilkan suatu produk. Bagitu juga kos yang harus ditanggung oleh

pengguna untuk memperolehi dan menyenggara pruk tersebut.

Kesimpulannya, suatu bahan yang dipilih untuk menghasilkan suatu prouk

bergantung kepada beberapa faktor yang perlu diambilkira, antaranya;

Kesesuaian bahan dengan fungsi penggunaan produk dan prosespembentukannya.

Kebolehdapatan bahan dalam bentuk yang dikehendaki seperti di segi bentukdimensi, tekstur permukaan dan had terima.

Sifat-sifat pembuatan bagi bahan seperti sama ada ianya boleh dibentuk

engan mudah, dimesin, dituangkan, dikimpal, dilakukan rawatan haba danlain-lain lagi.


2/8

Kesan pemerosesan terhadap sifat-sifat akhir bahan. Contohnya, kebaikan

atau keburukan pemerosesan tertentu terhadap sifat-sifat atau hayat berguna

bahan tersebut. Kesan-kesan terhadap masa an keperluan kepada perkhidmatan seperti

kehausan, kegagalan lesu, rayapan, kesan-kesan terhadap alam sekitar,keserasian dengan bahan-bahan lain, akibat kegagalan dan juga

keselamatan. Keboleharapan terhadap bekalan bahan dan kesannya terhadap kos,

contohnya ketergantungan terhadap bahan yang diimpot.

Kos-kos pemerosesan dengan menggunakan cara-cara yang berlainan. Pembuangan atau pelupusan dan edar-semula bahan setelah lupus hayat

bergunanya.

Faktor-faktor di atas perlu dikaji dan diteliti sebelum pemilihan terbaik dapatdibuat. Adalah tidak memadai dengan hanya memilih bahan termurah dan

memenuhi fungsi yang diharapkan akan tetapi mahal untuk diproses.

BAHAN-BAHAN KEJURUTERAAN

Bahan kejuruteraan boleh dibahagikan kepada 3 kumpulan besar;

Bahan logam,

Bukan logam, dan

Bahan komposit.

BAHAN-BAHAN LOGAM

Ia dibahagikan kepada 2 kumpulan;

Logam feros (menganungi besi) seperti keluli dan besi tuang.

Logam bukan feros.

Logam tulen biasanya jarang digunakan sepenuhnya dalam kejuruteraan keranasifat-sifatnya yang melampau. Adakalanya tersangat baik untuk kegunaan tetapi

dalam masa yang sama menunjukkan sifat yang tidak baik. Contohnya kupram, iasangat baik untuk mengalirkan arus letrik dan haba tetapi lembut. Oleh itu aloi

digunakan untuk mendapat sifat yang lebih seimbang.

Asasnya, aloi mengandungi logam asas (biasanya lebih dari 50% daripada total

jisim) sebagai logam nominal dan campuran logam lain mengikut sifat-sifat yangdikehendaki.

Harga logam asas biasanya menentukan harga aloi. Oleh itu logam asas seboleh

mungkin harus paling murah. Contohnya keluli, besi adalah bahan asas dan murah.

Logam-logam lain seperti molybdenum, vanadium, chromium, nikel, mangganese,silikon dan tungsten dicampurkan untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu untuk

keluli. Jadual 1-3 menunjukkan anggaran nilai sifat bahan logam.


3/8

BAHAN BUKAN LOGAM

Bahan bukan logam yang sering ditemui dalam aplikasi kejuruteraan adalah seperti

asbestos, konkrit, getah, kayu, minyak, seramik, intan, plastik dan lain-lain.

BAHAN KOMPOSIT

Komposit digunakan sekiranya tiada bahan tertentu yang boleh memenuhi kehendak

rekabentuk dengan sempurna. Ianya terdiri dari dua atau lebih bahan bagimenghasilkan sifat baru dan tersendiri.

SIFAT-SIFAT BAHAN

Sifat-sifat bahan boleh dibahagikan kepada beberapa kumpulan;

Sifat Mekanikal

Sifat mekanikal adalah dikira dari tindakan bebanan ke atas bahan. Penentuan sifatini dibuat dari berbagai ujian antaranya ialah ujian ketegangan, kelesuan, hentaman,

lesu dan rayapan. Seseorang jurutera perlu mengetahui keadaan ujian seperti kadar

terikan dan suhu ujian sebelum boleh menggunakan data-data ujikaji tersebutdengan selamat. Beberapa sifat mekanikal yang perlu dipertimbangkan adalah

seperti berikut;

Kekuatan

Ia adalah keupayaan menahan daya tanpa rekah. Bergantung kepada jenis daya,sesuatu bahan mempunyai nilai kekuatan yang berbeza. Contohnya, kekuatan

mampatan mungkin tidak sama dengan kekuatan tegangannya.


4/8

Dari ujian tegangan, berbagai maklumat bahan boleh diperolehi. Antaranya had

selamat bahan dapat menahan bebanan semasa penggunaannya, had alahnya dan

lain-lain. Spesimen untuk ujian disediakan dalam ukuran yang standard (Rajah 1-7).Ia dicengkam pada kedua hujungnya dan ditarik hingga putus. Beban serta

pemanjangan spesimen boleh dicatatkan dan hasil ujian diplotkan bagi kegunaananalisis.

Kelakuan dalam tegangan berbeza antara bahan ke bahan. Kelakuan ini dipengaruhi

oleh suhu ujian dan kadar keterikan yang digunakan. Rajah 1-8 dan 1-9menunjukkan lakaran skematik ujian yang boleh digunakan untuk memperolehi

sifat-sifat mekanikal bagi bahan kejuruteraan dari hasil ujian ketegangan yang telahdijalankan.


5/8


6/8

Keanjalan

Keanjalan ialah keupayaan bahan untuk kembali kepada keadaan asal apabila dayadilepaskan. Canggaan spesimen yang dibebankan anjal hingga ke titik A. Titik A

dikenali sebagai had keanjalan dan hingga ke titik ini Hukum Hooke dipatuhi. Rajah1-9 menerangkan keanjalan bagi sejenis bahan logam.

Nisbah ketegasan dengan keanjalan dalam kawasan kedua-duanya berkadar

dipanggil Modulus Keanjalan Young, E. Nilai E bagi beberapa bahan ditunjukkan

dalam Jadual 1-4.

Tergantung kepada bentuk dan dimensinya, canggaan sesuatu spring contohnya

akan ditentukan oleh nilai E. Jika nilai E tinggi, ketegasan yang tinggi diperlukanuntuk mencangga spring. Dari Jadual 1-4, spring keluli adalah 3x lebih tegar dari

spring aluminium.

Jika ketegasan ditingkatkan, bahan akan mencangga secara kekal. Ini bermaksudtidak semua keterikan dapat dipulihkan jika ketegasan dilepaskan (keterikan

plastik).

Sifat Plastik

Sifat ini bermaksud bahan membenarkan ia dibentuk di bawah tekanan dan tetap

pada bentuk tersebut apabila tekanan dilepaskan.

Kemuluran

Ialah kebolehan bahan dipanjangkan dalam keadaan tetap dengan menggunakandaya tegangan. Kemuluran ialah ukuran canggaan plastik sebelum sesuatu bahan

gagal. Ia penting dalam penarikan dawai atau membuat kepingan.

Keliatan

Ialah keupayaan bahan menyerap tenaga yang tinggi sebelum rekah atau pecah.Suatu bahan yang kuat (boleh menahan tegasan yang tingi) dan mulur (bolehmenahan keterikan yang tinggi) memerlukan tenaga yang tinggi sebelum pecah atau

gagal.

Kerapuhan

Ialah sifat yang menyebabkan rekahan tanpa canggaan yang banyak (tenaga yang

boleh diserap adalah rendah). Sifat ini ditentukan dari ujian hentaman ke atas


7/8

spesimen yang standard. Kerapuhan dipengaruhi oleh suhu dan ujian hentaman

biasa digunakan untuk menentukan suhu peralihan suatu bahan iaitu suhu yang

membuat bahan mulur menjadi rapuh.

Kekerasan

Ialah kemampuan bahan menahan kehausan atau cakaran atau keupayaan menahandiri dari dilekuk atau ditembusi bahan lain.

SIFAT FIZIKAL

Sifat-sifat fizikal yang perlu diambilkira adalah seperti ketumpatan, pengembangan

haba dan keberaliran, titik didih, sifat-sifat elektrik, optik dan magnetik.

SIFAT KIMIA

Sifat-sifat kimia yang menjadi pertimbangan antaranya ialah pengoksidaan, karatan,

keracunan, kemudah-terbakaran dan lain-lain.

SIFAT PEMBUATAN

Sifat ini menerangkan kesesuaian suatu bahan dengan proses yang akan dilalui.Ianya termasuk kebolehmesinan, kebolehterikan, kebolehtuangan, kebolehkimpalan

dan sebagainya.

Daripada pernyataan di atas dapat dilihat bahawa pemilihan bahan yang sesuai

untuk tujuan pembuatan adalah merupakan suatu yang kompleks. Ini adalah keranaproses pembuatan itu sendiri melibatkan pelbagai disiplin daripada rekabentuk,

pemilihan bahan, perancangan pengeluaran sehinggalah kepada pemilihan prosesyang paling sesuai.

Rajah 1-10 menunjukkan satu contoh barangan yang lazim kita lihat dan gunakan.

Perhatikan jenis-jenis bahan dan proses yang dipilih atau digunakan. Faktor-faktoryang penting di sini ialah keselamatan, kekuatan, rintangan karatan dan rupabentukyang menarik.


8/8

pemilihan membina bahan berdasarkan sifat bahan

Documents