Sifat Mekanikal Bahan Kejuruteraan

Untuk menyelesaikan bahan untuk produk atau aplikasi kejuruteraan, adalah penting untuk memahami sifat mekanikal bahan tersebut. Sifat mekanikal bahan adalah sifat-sifat yang mempengaruhi kekuatan mekanikal dan kemampuan bahan untuk dibentuk dalam bentuk yang sesuai. Beberapa sifat mekanikal biasa bahan termasuk:

• Kekuatan

• Ketangguhan

• Keras

• Kemampuan mengeras

• Kebrittle-an

• Malleability

• Ductility

• Creep dan Slip

• Resilience

• Fatigue

Kekuatan

Ia adalah sifat bahan yang menentang deformasi atau keruntuhan bahan dalam kehadiran daya atau beban luar. Bahan yang kita selesaikan untuk produk kejuruteraan kita, mesti mempunyai kekuatan mekanikal yang sesuai untuk mampu berfungsi di bawah pelbagai daya atau beban mekanikal.

Ketangguhan

Ia adalah keupayaan bahan untuk menyerap tenaga dan mendapat deformasi plastik tanpa pecah. Nilai numeriknya ditentukan oleh jumlah tenaga per unit isipadu. Unitnya adalah Joule/ m3. Nilai ketangguhan bahan boleh ditentukan oleh ciri-ciri tekanan-renggangan bahan. Untuk ketangguhan yang baik, bahan harus mempunyai kekuatan serta ductility yang baik.

Contohnya: bahan yang rapuh, mempunyai kekuatan yang baik tetapi ductility yang terhad tidak cukup tangguh. Sebaliknya, bahan yang mempunyai ductility yang baik tetapi kekuatan rendah juga tidak cukup tangguh. Oleh itu, untuk menjadi tangguh, bahan harus mampu menahan kedua-dua tekanan dan renggangan yang tinggi.

Keras

Ia adalah keupayaan bahan untuk menentang perubahan bentuk kekal disebabkan tekanan luar. Terdapat pelbagai ukuran keras – Scratch Hardness, Indentation Hardness dan Rebound Hardness.

1. Scratch Hardness
   Scratch Hardness adalah keupayaan bahan untuk menentang goresan pada lapisan permukaan luar disebabkan daya luar.

2. Indentation Hardness
   Ia adalah keupayaan bahan untuk menentang dent disebabkan pukulan objek luar yang keras dan tajam.

3. Rebound Hardness
   Rebound hardness juga dipanggil sebagai keras dinamik. Ia ditentukan oleh ketinggian "bounce" palu bertepi berlian yang dilepaskan dari ketinggian tetap pada bahan.

Kemampuan mengeras

Ia adalah keupayaan bahan untuk mencapai kekerasan melalui proses pengendalian haba. Ia ditentukan oleh kedalaman hingga mana bahan menjadi keras. Unit SI kemampuan mengeras adalah meter (seperti panjang). Kemampuan mengeras bahan adalah berkadar songsang dengan keboleh-weld-ability bahan.

Kebrittle-an

Kebrittle-an bahan menunjukkan betapa mudahnya ia pecah apabila dikenakan daya atau beban. Apabila bahan yang rapuh dikenakan tekanan, ia hanya menyerap sedikit tenaga dan pecah tanpa renggangan yang signifikan. Kebrittle-an adalah lawan kepada ductility bahan. Kebrittle-an bahan bergantung pada suhu. Sesetengah logam yang ductile pada suhu normal menjadi rapuh pada suhu rendah.

Malleability

Malleability adalah sifat bahan pepejal yang menunjukkan betapa mudahnya bahan mendapat deformasi di bawah tekanan kompresi. Malleability sering dikategorikan oleh keupayaan bahan untuk dibentuk dalam bentuk lembaran nipis dengan pemukulan atau penggulungan. Sifat mekanikal ini adalah aspek plasticity bahan. Malleability bahan bergantung pada suhu. Dengan peningkatan suhu, malleability bahan meningkat.

Ductility

Ductility adalah sifat bahan pepejal yang menunjukkan betapa mudahnya bahan mendapat deformasi di bawah tekanan tensi. Ductility sering dikategorikan oleh keupayaan bahan untuk digunakan dalam bentuk wayar dengan menarik atau menggambar. Sifat mekanikal ini juga adalah aspek plasticity bahan dan bergantung pada suhu. Dengan peningkatan suhu, ductility bahan meningkat.

Creep dan Slip

Creep adalah sifat bahan yang menunjukkan kecenderungan bahan untuk bergerak perlahan dan mendapat deformasi kekal di bawah pengaruh tekanan mekanikal luar. Ia berlaku akibat paparan lama kepada tekanan mekanikal luar yang besar dalam had yielding. Creep lebih serius pada bahan yang dikenakan haba untuk tempoh yang lama. Slip pada bahan adalah satah dengan ketumpatan atom yang tinggi.

Resilience

Resilience adalah keupayaan bahan untuk menyerap tenaga apabila ia dideformasi secara elastik dengan menerapkan tekanan dan melepaskan tenaga apabila tekanan dikeluarkan. Proof resilience didefinisikan sebagai tenaga maksimum yang dapat diserap tanpa deformasi kekal. Modulus resilience didefinisikan sebagai tenaga maksimum yang dapat diserap per unit isipadu tanpa deformasi kekal. Ia boleh ditentukan dengan mengintegrasikan kurva tekanan-renggangan dari sifar hingga had elastik. Unitnya adalah joule/m3.

Fatigue

Fatigue adalah lemahnya bahan yang disebabkan oleh beban berulang bahan. Apabila bahan dikenakan beban berulang, dan beban yang lebih besar daripada nilai ambang tertentu tetapi jauh di bawah kekuatan bahan (had tegangan tarik maksimum atau had tegangan hasil), retak mikroskopik mulai terbentuk di batas butir dan antara muka. Akhirnya, retak mencapai saiz kritikal. Retak ini berkembang secara tiba-tiba dan struktur pecah. Bentuk struktur sangat mempengaruhi fatigue. Lubang segi empat dan sudut tajam menyebabkan tekanan yang meningkat di mana retak fatigue bermula.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.