Sifat sebuah material adalah properti intensif dari suatu material, yaitu properti fisik yang tidak tergantung pada jumlah material. Properti kuantitatif ini dapat digunakan sebagai metrik untuk membandingkan keuntungan satu material dengan material lainnya, sehingga membantu dalam seleksi material.
Sifat mungkin konstan atau mungkin fungsi dari satu atau lebih variabel independen, seperti suhu. Sifat material sering bervariasi menurut arah dalam material tempat mereka diukur, kondisi yang dikenal sebagai anisotropi.
Sifat material yang berkaitan dengan berbagai fenomena fisik sering berperilaku linier (atau mendekatinya) dalam rentang operasi tertentu. Memodelkannya sebagai fungsi linier dapat secara signifikan menyederhanakan persamaan konstitutif diferensial yang digunakan untuk menggambarkan sifat.
Persamaan yang menggambarkan properti material yang relevan sering digunakan untuk memprediksi atribut sistem.
Sifat diukur dengan metode pengujian standar. Banyak metode seperti itu telah didokumentasikan oleh komunitas pengguna masing-masing dan diterbitkan melalui Internet; lihat ASTM International.
Daftar Sifat Mekanik Material
Deskripsi tentang beberapa sifat mekanik dan fisik umum akan memberikan informasi yang dapat dipertimbangkan oleh desainer produk dalam memilih material untuk aplikasi tertentu.
Konduktivitas
Resistensi Korosi
Densitas
Duktilitas/Kelenturan
Elastisitas/Ketegalan
Ketahanan Retakan
Kekerasan
Plastisitas
Kekuatan, Fatigue
Kekuatan, Geser
Kekuatan, Tarik
Kekuatan, Leleh
Ketahanan
Resistensi Aus
Memperluas definisi tersebut:
1. Konduktivitas
Konduktivitas termal adalah ukuran jumlah panas yang mengalir melalui sebuah material. Diukur sebagai satu derajat per satuan waktu, per luas penampang, per panjang. Material dengan konduktivitas termal rendah dapat digunakan sebagai isolator, yang memiliki konduktivitas termal tinggi dapat digunakan sebagai penyerap panas.
Logam yang menunjukkan konduktivitas termal tinggi akan menjadi kandidat untuk digunakan dalam aplikasi seperti penukar panas atau pendingin. Material dengan konduktivitas termal rendah dapat digunakan dalam aplikasi suhu tinggi, tetapi seringkali komponen suhu tinggi memerlukan konduktivitas termal tinggi, jadi penting untuk memahami lingkungan.
Konduktivitas listrik mirip, mengukur jumlah listrik yang ditransfer melalui material dengan penampang dan panjang yang diketahui.
2. Resistensi Korosi
Resistensi korosi menggambarkan kemampuan material untuk mencegah serangan kimia atau elektrokimia alami oleh atmosfer, kelembaban, atau agen lain. Korosi mengambil banyak bentuk termasuk kerongkongan, reaksi galvanik, korosi tegangan, pemisahan, inter-granular, dan lainnya (banyak yang akan dibahas dalam edisi newsletter lain).
Resistensi korosi dapat diekspresikan sebagai kedalaman maksimum dalam mils yang korosi akan menembus dalam satu tahun; didasarkan pada ekstrapolasi linier dari penetrasi yang terjadi selama waktu pakai uji atau layanan tertentu.
Beberapa material secara intrinsik tahan korosi, sementara yang lain mendapat manfaat dari penambahan pelapisan atau coating. Banyak logam yang termasuk dalam keluarga yang tahan korosi tidak sepenuhnya aman darinya, dan masih tunduk pada kondisi lingkungan spesifik tempat mereka bekerja.
3. Densitas
Densitas, sering diekspresikan sebagai pound per inci kubik, atau gram per sentimeter kubik, dll., menggambarkan massa legasi per satuan volume. Densitas legasi akan menentukan seberapa berat komponen dengan ukuran tertentu akan.
Faktor ini penting dalam aplikasi seperti penerbangan atau otomotif di mana berat penting. Insinyur yang mencari komponen yang lebih ringan mungkin mencari legasi yang kurang padat tetapi harus mempertimbangkan rasio kekuatan terhadap berat.
Material dengan densitas lebih tinggi seperti baja mungkin dipilih, misalnya, jika memberikan kekuatan yang lebih tinggi daripada material dengan densitas lebih rendah. Bagian tersebut dapat dibuat lebih tipis sehingga lebih sedikit bahan dapat membantu menimbangi densitas yang lebih tinggi.
4. Duktilitas/Kelenturan
Duktilitas adalah kemampuan material untuk merubah bentuk secara plastis (yaitu, meregang) tanpa pecah dan mempertahankan bentuk baru saat beban dilepaskan. Bayangkan sebagai kemampuan untuk meregang logam tertentu menjadi kawat.
Duktilitas sering diukur menggunakan uji tarik sebagai persentase perpanjangan, atau pengurangan luas penampang sampel sebelum kegagalan. Uji tarik juga dapat digunakan untuk menentukan Modulus Young atau modulus elastisitas, rasio stres/tegangan yang penting yang digunakan dalam banyak perhitungan desain.
Kecenderungan material untuk menahan retakan atau patah di bawah stres membuat material duktil cocok untuk proses pengolahan logam lain termasuk rolling atau drawing. Proses lain tertentu seperti cold-working cenderung membuat logam kurang duktil.
Kelenturan, properti fisik, menggambarkan kemampuan logam untuk dibentuk tanpa patah. Tekanan, atau stres kompresif, digunakan untuk menekan atau menggiling material menjadi lembar lebih tipis. Material dengan kelenturan tinggi akan dapat menahan tekanan yang lebih tinggi tanpa patah.
5. Elastisitas, Ketegalan
Elastisitas menggambarkan kecenderungan material untuk kembali ke ukuran dan bentuk aslinya ketika gaya yang merusak dilepaskan. Berbeda dengan material yang menunjukkan plastisitas (di mana perubahan bentuk tidak dapat dibalik), material elastis akan kembali ke konfigurasi sebelumnya saat stres dilepaskan.
Ketegalan logam sering diukur oleh Modulus Young, yang membandingkan hubungan antara stres (gaya yang diterapkan) dan strain (deformasi yang dihasilkan). Semakin tinggi Modulus – berarti stres yang lebih besar menghasilkan deformasi yang proporsional lebih kecil semakin kaku material.
Kaca akan menjadi contoh material yang kaku/Modulus tinggi, sementara karet akan menjadi material yang menunjukkan ketegalan rendah/Modulus rendah. Ini adalah pertimbangan desain yang penting untuk aplikasi di mana ketegalan diperlukan di bawah beban.
6. Ketahanan Retakan
Resistensi benturan adalah ukuran kemampuan material untuk menahan benturan. Efek benturan pada tabrakan yang terjadi dalam waktu singkat biasanya lebih besar dari efek gaya yang lebih lemah yang diberikan dalam waktu yang lebih lama.
Jadi, pertimbangan resistensi benturan harus dimasukkan ketika aplikasi termasuk risiko benturan yang meningkat. Beberapa logam mungkin berperforma dapat diterima di bawah beban statis tetapi gagal di bawah beban dinamis atau ketika mengalami tabrakan. Di laboratorium, benturan sering diukur melalui uji Charpy umum, di mana bandul tertutup mengenai sampel berlawanan dengan keratan V yang di-mesin.
7. Kekerasan
Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan material untuk menahan indenter permanen (yaitu deformasi plastis). Biasanya, semakin keras material, semakin baik ia menahan aus atau deformasi. Istilah kekerasan, demikian, juga merujuk pada ketegalan permukaan lokal material atau resistensinya terhadap goresan, abrasi, atau pemotongan.
Kekerasan diukur dengan menggunakan metode seperti Brinell, Rockwell, dan Vickers, yang mengukur kedalaman dan luas depresi oleh material yang lebih keras, termasuk bola besi, berlian, atau indenter lainnya.
8. Plastisitas
Plastisitas, kebalikan dari elastisitas, menggambarkan kecenderungan suatu materi padat tertentu untuk mempertahankan bentuk baru ketika dipatok oleh gaya forming. Ini adalah kualitas yang memungkinkan material untuk dibengkokkan atau diproses menjadi bentuk baru permanen. Material berubah dari perilaku elastis ke plastis pada titik leleh.
9. Kekuatan – Fatigue
Fatigue dapat menyebabkan retakan di bawah stres berulang atau bervariasi (misalnya memuat atau membongkar) yang memiliki nilai maksimum kurang dari kekuatan tarik material. Stres yang lebih tinggi akan mempercepat waktu kegagalan, dan sebaliknya, jadi ada hubungan antara stres dan siklus kegagalan.
Batas fatigue, lalu, merujuk pada stres maksimum yang dapat ditahan logam (variabel) dalam jumlah siklus tertentu.
Sebaliknya, ukuran umur fatigue mempertahankan beban tetap dan mengukur berapa banyak siklus beban yang dapat ditahan material sebelum kegagalan. Kekuatan fatigue adalah pertimbangan penting saat merancang komponen yang berada di bawah kondisi beban berulang.
10. Kekuatan – Geser
Kekuatan geser adalah pertimbangan dalam aplikasi seperti bout atau balok di mana arah, serta magnitudo stres, penting. Geser terjadi ketika gaya arah menyebabkan struktur internal logam meluncur terhadap dirinya sendiri, pada level butiran.
11. Kekuatan – Tarik
Salah satu ukuran properti logam yang paling umum adalah Kekuatan Tarik, atau Ultimate Strength. Kekuatan tarik merujuk pada jumlah beban yang dapat ditahan bagian logam sebelum patah. Dalam pengujian laboratorium, logam akan meregang tetapi kembali ke bentuk aslinya melalui area deformasi elastis.
Ketika mencapai titik deformasi permanen atau plastis (diukur sebagai Yield), ia mempertahankan bentuk yang meregang bahkan saat beban dilepaskan. Pada titik Tensile, beban menyebabkan logam akhirnya pecah.
Ukuran ini membantu membedakan antara material yang rapuh dari yang lebih duktil. Kekuatan tarik atau ultimate tensile strength diukur dalam Newton per milimeter persegi (Mega Pascals atau MPa) atau pound per inci persegi.
12. Kekuatan – Leleh
Mirip dalam konsep dan ukuran dengan Kekuatan Tarik, Kekuatan Leleh menggambarkan titik setelahnya material di bawah beban tidak akan kembali ke posisi atau bentuk aslinya. Deformasi bergerak dari elastis ke plastis.
Perhitungan desain mencakup Titik Leleh untuk memahami batas integritas dimensi di bawah beban. Seperti kekuatan tarik, kekuatan leleh diukur dalam Newton per milimeter persegi (Mega Pascals atau MPa) atau pound per inci persegi.
13. Ketahanan
Diukur menggunakan uji benturan Charpy mirip dengan Resistensi Benturan, ketahanan mewakili kemampuan material untuk menyerap benturan tanpa pecah pada suhu tertentu. Karena resistensi benturan sering lebih rendah pada suhu rendah, material dapat menjadi lebih rapuh.
Nilai Charpy biasanya ditetapkan dalam legasi ferrous di mana kemungkinan suhu rendah ada dalam aplikasi (misalnya, platform minyak laut, saluran minyak, dll.) atau di mana beban instan adalah pertimbangan (misalnya. penahan balistik dalam aplikasi militer atau pesawat).
14. Resistensi Aus
Resistensi aus adalah ukuran kemampuan material untuk menahan efek dua material yang bergosok satu sama lain. Ini dapat mengambil banyak bentuk termasuk adhesi, abrasi, goresan, gouging, galling, dan lainnya.
Ketika material memiliki kekerasan yang berbeda, logam yang lebih lembut dapat mulai menunjukkan efeknya terlebih dahulu, dan manajemen itu mungkin bagian dari desain. Bahkan rolling dapat menyebabkan abrasi karena kehadiran materi asing. Resistensi aus dapat diukur sebagai jumlah kehilangan massa untuk jumlah siklus abrasi tertentu pada beban tertentu.
Sifat Mekanik Lainnya
Kerapuhan: Kemampuan material untuk pecah atau hancur tanpa deformasi signifikan saat di bawah stres; kebalikan dari plastisitas, contoh: kaca, beton, besi tuang, keramik dll.
Bulk modulus: Rasio tekanan terhadap kompresi volumetrik (GPa) atau rasio peningkatan tekanan infinitesimal terhadap penurunan relatif volume yang dihasilkan
Coefficient of restitution: Rasio akhir terhadap kecepatan relatif awal antara dua objek setelah mereka bertabrakan. Rentang: 0-1, 1 untuk tabrakan elastis sempurna.
Compressive strength: Stres maksimum yang dapat ditahan material sebelum kegagalan kompresif (MPa)
Creep: Deformasi lambat dan bertahap dari sebuah objek seiring waktu. Jika s dalam material melebihi titik leleh, strain yang disebabkan dalam material oleh aplikasi beban tidak menghilang sepenuhnya saat beban dilepaskan. Deformasi plastis yang disebabkan pada material dikenal sebagai creep. Pada suhu tinggi, strain akibat creep cukup signifikan.
Durability: Kemampuan untuk menahan aus, tekanan, atau kerusakan; tahan lama
Fatigue limit: Stres maksimum yang dapat ditahan material di bawah beban berulang (MPa)
Flexibility: Kemampuan objek untuk membengkok atau berubah bentuk sebagai respons terhadap gaya yang diterapkan; kelenturan; komplementer terhadap ketegalan
Flexural modulus
Flexural strength: Stres bengkok maksimum yang dapat ditahan material sebelum kegagalan (MPa)
Friction coefficient: Jumlah gaya normal terhadap permukaan yang berubah menjadi gaya menahan gerakan relatif antara permukaan yang bersentuhan antara pasangan material
Mass diffusivity: Kemampuan satu zat untuk menyebar melalui zat lain
Poisson’s ratio: Rasio strain lateral terhadap strain aksial (tidak ada satuan)
Resilience: Kemampuan material untuk menyerap energi saat berubah bentuk secara elastis (MPa); kombinasi kekuatan dan elastisitas
Slip: Kecenderungan partikel material untuk mengalami deformasi plastis karena gerakan dislokasi dalam material. Umum pada Kristal.
Specific modulus: Modulus per satuan volume (MPa/m^3)
Specific strength: Kekuatan per densitas (Nm/kg)
Specific weight: Berat per volume (N/m^3)
Stiffness: Kemampuan objek untuk menahan deformasi sebagai respons terhadap gaya yang diterapkan; kekakuan; komplementer terhadap kelenturan
Surface roughness: Simpangan dalam arah vektor normal dari permukaan nyata dari bentuk idealnya
Tensile strength: Stres tarik maksimum yang dapat ditahan material sebelum kegagalan (MPa)
Viscosity: Resistensi fluida terhadap deformasi bertahap oleh stres tarik atau geser; kental
Young’s modulus: Rasio stres linier terhadap strain linier (MPa)
Properti Akustik
Penyerapan akustik
Kecepatan suara
Refleksi suara
Transfer suara
Elastisitas orde ketiga (efek Akoustoelastis)
Properti Atom
Atomic mass: Berlaku untuk semua elemen. Massa rata-rata atom elemen diukur dalam satuan massa atom.
Atomic number: Berlaku hanya untuk elemen murni
Atomic weight: Berlaku untuk isotop individu atau campuran spesifik isotop dari elemen tertentu
Properti Kimia
Resistensi korosi
Hygroscopy
pH
Reaktivitas
Luas permukaan internal spesifik
Energi permukaan
Tegangan permukaan
Properti Listrik
Kapasitansi
Konstanta dielektrik
Kekuatan dielektrik
Resistivitas dan konduktivitas listrik
Kepekaan listrik
Koefisien elektrokalorik
Elektrostriksi
Polarisabilitas magnetoelektrik
Koefisien Nernst (efek termoelektrik)
Permitivitas
Konstanta piezoelektrik
Pirolistrik
Koefisien Seebeck
Properti Magnetis
Suhu Curie
Diamagnetisme
Koefisien Hall
Histeresis
Magnetostriksi
Koefisien magnetokalorik
Daya termoelektrik magnetis (koefisien magneto-Seebeck)
Magnetoresistensi
Permeabilitas
Piezomagnetisme
Koefisien piromagnetis
Efek Hall spiner
Properti Manufaktur
Castability: Seberapa mudah cetakan berkualitas dapat diperoleh dari material
Machinability rating
Machining speeds and feeds
Properti Optik
Absorbansi: Seberapa kuat bahan kimia meredam cahaya
Birefringence
Warna
Efek elektro-optik
Luminositas
Aktivitas optik
Fotoelastisitas
Fotosensitivitas
Reflektivitas
Indeks bias
Penyebaran
Transmitansi
Properti Radiologis
Cross-section neutron
Aktivitas spesifik
Umur setengah
Properti Termal
Diagram fase biner
Titik didih
Koefisien ekspansi termal
Suhu kritis
Titik Curie
Suhu transisi duktil-ke-rapuh
Emisi
Titik eutetik
Kebakaran
Titik nyala
Suhu transisi kaca
Panase penguapan
Suhu inversi
Titik leleh
Konduktivitas termal
Difusivitas termal
Ekspansi termal
Titik titik
Tekanan uap
Kapasitas panas spesifik
FAQ
Apa 7 sifat material?
Sifat fisik material:
Densitas.
Titik leleh.
Konduktivitas termal.
Konduktivitas listrik (resistivitas)
Ekspansi termal.
Resistensi korosi.
Apa sifat material jelaskan dengan contoh?
Sifat fisik merujuk pada sifat yang dapat diamati atau diukur tanpa mengubah komposisi material. Contoh termasuk warna, kekerasan dan bau dan beku, leleh dan titik didih. Sifat kimia ditemukan dengan mengamati reaksi kimia.
Apa tiga sifat material?
Empat sifat material adalah massa, ketahanan, kekerasan dan kelenturan. Material terjadi dalam alam sesuai dengan kepadannya. Material dikategorikan menjadi tiga keadaan umum di mana mereka hadir, mereka adalah padat cair dan gas.
Apa 10 sifat material?
Deskripsi tentang beberapa sifat mekanik dan fisik umum akan memberikan informasi yang dapat dipertimbangkan oleh desainer produk dalam memilih material untuk aplikasi tertentu.
Konduktivitas.
Resistensi Korosi.
Densitas.
Duktilitas/Kelenturan.
Elastisitas/Ketegalan.
Ketahanan Retakan.
Kekerasan.
Plastisitas.
Apa 4 jenis material?
Material secara umum dibagi menjadi empat kelompok utama: logam, polimer, keramik, dan komposit.
Sifat apa yang umum di semua material?
Sifat mekanik umum yang dipertimbangkan dalam berbagai macam material adalah ketegalan, ketahanan, kekuatan, duktilitas, kekerasan, dan resistensi benturan. Sifat mekanik material tidak konstan; mereka terus berubah ketika diekspos pada berbagai kondisi, seperti panas atau laju beban.
Apa dua sifat utama material?
Sifat penting material adalah:
Sifat fisik: Ini mencakup kilau, warna, ukuran dan bentuk, densitas, elastis dan konduktivitas termal, dan titik leleh.
Sifat kimia: Ini mencakup komposisi kimia, struktur, dll.
Sifat mekanik.
Apa itu properti dalam hal material?
Dalam ilmu pengetahuan, properti adalah apa pun yang menggambarkan sebuah material atau zat. Ini adalah karakteristik dari material tersebut. Misalnya, seberapa keras materialnya, warnanya, atau bentuknya. Elastisitas adalah properti karet; dengan kata lain: karet elastis.
Apa itu material klasifikasikan tulis dua properti material?
Material adalah zat, sebuah objek terbuat dari. Ini adalah istilah yang cukup luas untuk didefinisikan. Mereka diklasifikasikan berdasarkan propertinya. Mereka memiliki properti seperti kekerasan, kekuatan, ketegalan, konduktivitas termal, kapasitas panas, permeabilitas, dan magnetisme, dll.
Apa lima properti material logam?
Logam berkilau, lentur, duktil, konduktor panas dan listrik yang baik.
Apa itu properti struktural material?
Material struktural adalah yang menahan beban. Kunci properti material dalam hubungannya dengan menahan beban adalah: modulus elastis, kekuatan leleh, kekuatan tarik ultimat, kekerasan, duktilitas, ketahanan retakan, fatigue, dan resistensi creeping.
Apa yang saya ketahui tentang material?
Material adalah zat atau campuran zat yang membentuk sebuah objek. Material dapat murni atau tidak murni, hidup atau mati. Material dapat diklasifikasikan berdasarkan properti fisik dan kimia, atau berdasarkan asal geologis atau fungsi biologisnya.
Bagaimana properti material terkait dengan penggunaannya?
Bahwa ada perbedaan antara objek dan material yang membuatnya. Bahwa material yang berbeda memiliki properti yang berbeda. Bahwa properti material menentukan kesesuaiannya untuk penggunaan tertentu. Definisi properti kunci, misalnya serap dan kelenturan.
Apa properti pengelompokan material ke dalam grup?
Objek dikelompokkan berdasarkan properti seperti kilau, keras/lembut, transparansi, larutnya, terapung, tarikan magnet, konduksi panas dan konduksi listrik. Material dapat dikelompokkan sebagai berkilau dan tidak berkilau berdasarkan kilau/kilauan yang dimilikinya.
Apa lima properti dasar di mana kita mengklasifikasikan material?
Lima properti dasar di mana kita dapat mengklasifikasikan material adalah:
Tampilan material.
Kekerasan dan kelembutan material.
Larutnya.
Transparansi, Translusensi, dan keapaman.
Berat material pada air.
Bagaimana Anda mengklasifikasikan material berdasarkan propertinya?
Material padat telah dengan nyaman dikelompokkan menjadi tiga klasifikasi dasar: logam, keramik, dan polimer. Skema ini didasarkan terutama pada komposisi kimia dan struktur atom, dan sebagian besar material termasuk dalam satu kelompok yang berbeda atau yang lain, meskipun ada beberapa perantara.
Apa properti fungsional material?
Material fungsional adalah yang memiliki properti elektronik, magnetik, optik dan piezoelektrik yang diinginkan untuk aplikasi seperti penangkapan dan penyimpanan energi, serta perangkat memori dan komunikasi.
Apa properti objek?
Properti dasar objek adalah item-item yang diidentifikasi oleh nama empat bagiannya (nama, tipe, instance, dan versi) dan juga termasuk pemilik, status, platform, dan rilis.
Bagaimana Anda menjelaskan material kepada anak-anak?
Material adalah zat apa pun yang memiliki nama. Contoh: kapur, kertas, kayu, besi, udara, air, tanah liat, plastik, karet, batu, kulit, lilin. Semua terbuat dari material. Ketika kita ingin membuat sesuatu kita perlu memilih material terbaik untuk pekerjaan.
Apa materi klasifikasikan kelas 6?
Kayu dan kertas adalah material tidak berkilau. Kaca dan besi adalah material berkilau. Kaca transparan, kertas translucent dan kayu dan besi adalah material opak. Kayu dan besi adalah material keras dan kertas dan kaca adalah material lembut.
Properti material apa yang memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik?
Logam umumnya sangat baik sebagai konduktor, artinya mereka membiarkan arus mengalir dengan mudah. Material yang tidak membiarkan arus mengalir dengan mudah disebut isolator. Kebanyakan material non-logam seperti plastik, kayu dan karet adalah isolator.
Apa fungsi material?
Sama pentingnya dengan manufaktur, teknik dan keuangan. Pasokan material berkualitas yang tepat sangat penting untuk produksi standar. Penghindaran pemborosan material membantu dalam mengontrol biaya produksi. Manajemen material sangat penting untuk setiap jenis perusahaan.
