i i HALAMAN FRANCIS Hak Cipta © 2013 pada Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Dilindungi Undang-Undang Disklaimer: Buku ini merupakan buku siswa yang dipersiapkan Pemerintah dalam rangka implementasi Kurikulum 2013. Buku siswa ini disusun dan ditelaah oleh berbagai pihak di bawah koordinasi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, dan dipergunakan dalam tahap awal penerapan Kurikulum 2013. Buku ini merupakan “dokumen hidup” yang senantiasa diperbaiki, diperbaharui, dan dimutakhirkan sesuai dengan dinamika kebutuhan dan perubahan zaman. Masukan dari berbagai kalangan diharapkan dapat meningkatkan kualitas buku ini. Penyusun : Ervan Ferdiansyah, ST Penyunting : Drs. Rusdiono M, MT Disusun dengan huruf Cambria, 12 pt MILIK NEGARA Indonesia. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Ilmu Bahan Teknik 1 / Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.-- Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2013. vi, 212 hlm. : ilus. ; 29,7 cm. Untuk SMK Kelas IX ii KATA PENGANTAR Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi siswa dari sisi sikap, pengetahuan dan keterampilan secara utuh. Keutuhan tersebut menjadi dasar dalam perumusan kompetensi dasar tiap mata pelajaran mencakup kompetensi dasar kelompok sikap, kompetensi dasar kelompok pengetahuan, dan kompetensi dasar kelompok keterampilan. Semua mata pelajaran dirancang mengikuti rumusan tersebut. Pembelajaran kelas X dan XI jenjang Pendidikan Menengah Kejuruhan yang disajikan dalam buku ini juga tunduk pada ketentuan tersebut. Buku siswa ini diberisi materi pembelajaran yang membekali peserta didik dengan pengetahuan, keterapilan dalam menyajikan pengetahuan yang dikuasai secara kongkrit dan abstrak, dan sikap sebagai makhluk yang mensyukuri anugerah alam semesta yang dikaruniakan kepadanya melalui pemanfaatan yang bertanggung jawab. Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan siswa untuk mencapai kompetensi yang diharuskan. Sesuai dengan pendekatan yang digunakan dalam kurikulum 2013, siswa diberanikan untuk mencari dari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat penting untuk meningkatkan dan menyesuaikan daya serp siswa dengan ketersediaan kegiatan buku ini. Guru dapat memperkayanya dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan relevan yang bersumber dari lingkungan sosial dan alam. Buku ini sangat terbuka dan terus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Untuk itu, kami mengundang para pembaca memberikan kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan. Atas kontribusi tersebut, kami ucapkan terima kasih. Mudah-mudahan kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045) iii DAFTAR ISI HALAMAN FRANCIS .......................................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ........................................................................................................................................... ii DAFTAR ISI .......................................................................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................................ vi DAFTAR TABEL .................................................................................................................................................. x PETA KEDUDUKAN BAHAN AJAR ............................................................................................................ xi GLOSARIUM ....................................................................................................................................................... xii I. PENDAHULUAN ............................................................................................................................................ 1 A. DESKRIPSI .............................................................................................................................................. 1 B. PRASYARAT ........................................................................................................................................... 1 C. PETUNJUK PENGGUNAAN BUKU ................................................................................................ 2 D. TUJUAN AKHIR ..................................................................................................................................... 3 E. KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR ................................................................... 3 F. CEK KEMAMPUAN ............................................................................................................................. 3 II. PEMBELAJARAN ........................................................................................................................................... 4 Kegiatan Pembelajaran 1. Jenis-jenis Bahan Teknik ................................................................... 4 A. Deskripsi ................................................................................................................................................. 4 B. Kegiatan Belajar .................................................................................................................................. 4 1. Tujuan Kegiatan Belajar .......................................................................................................... 4 2. Uraian Materi................................................................................................................................ 4 3. Refleksi ......................................................................................................................................... 17 4. Tugas ............................................................................................................................................. 18 iv 5. Tes Formatif ............................................................................................................................... 19 C. Penilaian .............................................................................................................................................. 19 1. Sikap .............................................................................................................................................. 19 2. Pengetahuan .............................................................................................................................. 22 Kegiatan Pembelajaran 2. Jenis dan sifat bahan logam ........................................................... 25 A. Deskripsi .............................................................................................................................................. 25 B. Kegiatan Belajar ............................................................................................................................... 25 1. Tujuan Pembelajaran............................................................................................................. 25 2. Uraian Materi ............................................................................................................................. 26 3. Refleksi ......................................................................................................................................... 62 4. Tugas ............................................................................................................................................. 64 C. Penilaian .............................................................................................................................................. 65 1. Sikap .............................................................................................................................................. 66 2. Pengetahuan .............................................................................................................................. 68 Kegiatan Pembelajaran 3. Proses Pembuatan Besi dan Baja ............................................... 71 A. Deskripsi .............................................................................................................................................. 71 B. Kegiatan Belajar ............................................................................................................................... 71 1. Tujuan Pembelajaran............................................................................................................. 71 2. Uraian Materi ............................................................................................................................. 72 3. Refleksi .......................................................................................................................................113 4. Tes Formatif .............................................................................................................................114 C. Penilaian ............................................................................................................................................115 1. Sikap ............................................................................................................................................115 2. Pengetahuan ............................................................................................................................118 v Kegiatan Pembelajaran 4. Perlakuan Panas pada Baja .........................................................120 A. Deskripsi ............................................................................................................................................120 B. Kegiatan Belajar .............................................................................................................................120 1. Tujuan Pembelajaran...........................................................................................................120 2. Uraian Materi ...........................................................................................................................120 3. Refleksi .......................................................................................................................................160 4. Tes Formatif .............................................................................................................................161 C. Penilaian ............................................................................................................................................162 1. Sikap ............................................................................................................................................162 2. Pengetahuan ............................................................................................................................165 Kegiatan Pembelajaran 5. Korosi dan Pencegahannya .........................................................167 A. Deskripsi ............................................................................................................................................167 B. Kegiatan Belajar .............................................................................................................................167 1. Tujuan Pembelajaran...........................................................................................................167 2. Uraian Materi ...........................................................................................................................167 3. Refleksi .......................................................................................................................................177 4. Tes Formatif .............................................................................................................................178 C. Penilaian ............................................................................................................................................178 1. Sikap ............................................................................................................................................178 2. Pengetahuan ............................................................................................................................181 III. PENUTUP ...................................................................................................................................................183 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................................184 vi DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Sifat bahan (sumber : google.com) ..................................................................................... 5 Gambar 2. Klasifikasi bahan teknik (sumber : google.com) ......................................................... 5 Gambar 3. Bahan organik dan an-organik (sumber : google.com) ............................................ 6 Gambar 4..Kayu (sumber : google.com) .................................................................................................. 7 Gambar 5. Getah pohon karet (sumber : google.com) ..................................................................... 7 Gambar 6. Kulit sapi (sumber : google.com) ........................................................................................ 8 Gambar 7. Bijih besi (sumber : google.com) ......................................................................................... 8 Gambar 8. Batu alam (sumber : google.com) ....................................................................................... 8 Gambar 9. Bahan sintetik (sumber : google.com) .............................................................................. 9 Gambar 10. Tabel priodik (sumber : google.com) .......................................................................... 10 Gambar 11. Model sederhana struktur atom beberapa elemen:............................................. 11 Gambar 12. Molekul sodium fluorida, dibentuk dari elektron lebih atom sodium . ...... 11 Gambar 13. (a) ionik, (b) kovalen, dan (c) metalik. (sumber : google.com) ...................... 12 Gambar 14. Molekul NaCl (sumber : google.com) .......................................................................... 12 Gambar 15. Gas CH4 ....................................................................................................................................... 13 Gambar 16. Pasangan elektron bersama untuk atom F (sumber: chemistry.org).......... 13 Gambar 17. Lautan elektron (sumber : google.com) ..................................................................... 14 Gambar 18. Ikatan Van der Waals (sumber : google.com) ......................................................... 15 Gambar 19. Struktur Body Centered Cubic (BCC) (sumber : google.com ............................ 16 Gambar 20. Tiga jenis struktur kristal logam. .................................................................................. 17 Gambar 21. Meriam Tsar terbuat dari besi tuang .......................................................................... 27 Gambar 22. Silinder mesin dengan bahan dasar besi tuang ...................................................... 28 Gambar 23. Pagar berbahan besi tempa ............................................................................................. 28 Gambar 24. Poros berbahan baja karbon rendah ........................................................................... 30 Gambar 25. Roda gigi berbahan baja karbon sedang.................................................................... 30 Gambar 26. Pegas berbahan baja karbon tinggi .............................................................................. 31 Gambar 27. Pisau berbahan baja karbon tinggi (sumber : google.com) .............................. 32 vii Gambar 28. Diagram fasa besi karbida ................................................................................................ 36 Gambar 29. Selang tembaga (sumber : google.com) ..................................................................... 47 Gambar 30. Kuningan (sumber : google.com) ................................................................................ 48 Gambar 31. Gong Perunggu (sumber : google.com) ............................................................... 49 Gambar 32. Aluminium foil sebagai pembungkus makanan ................................................... 50 Gambar 33. Profil logam aluminium (sumber : google.com) .............................................. 51 Gambar 34. Perhiasan Perak (sumber : google.com) ............................................................. 51 Gambar 35. Koin dan batangan emas (sumber : google.com).............................................. 52 Gambar 36. Timah hitam (sumber : google.com)....................................................................... 52 Gambar 37. Propeler turbin berbahan titanium ............................................................................. 54 Gambar 38. Uang logam pecahan 1000 rupiah berbahan nikel plate steel ........................ 55 Gambar 39. Timah putih digunakan sebagai penyeimbang velg ban.................................... 56 Gambar 40. Atap rumah berbahan seng (sumber : google.com) ........................................ 57 Gambar 41. Velg mobil berlapis logam krom ................................................................................... 58 Gambar 42. Produk yang terbuat dari magnesium (sumber : google.com) .................. 59 Gambar 43. Simbol merkuri (sumber : google.com) ................................................................ 60 Gambar 44. elektroda las berbahan tungsten................................................................................... 60 Gambar 45. Perkakas berbahan vanadium ........................................................................................ 61 Gambar 46. Bijih besi (sumber : google.com) .............................................................................. 72 Gambar 47. Kokas (sumber : google.com) ..................................................................................... 73 Gambar 48. Batu kapur (sumber : google.com) ......................................................................... 73 Gambar 49. Mesin pemecah batuan (sumber : google.com) ................................................. 74 Gambar 50. Skema peleburan bijih besi (sumber : google.com) ........................................ 77 Gambar 51. Tanur tinggi (sumber : google.com) ...................................................................... 78 Gambar 52. Proses penuangan logam cair (sumber : google.com) .................................. 79 Gambar 53. Skema tanur tinggi (sumber : google.com) ........................................................ 80 Gambar 54. Henry Bessemer (sumber : wikipedia.org) .............................................................. 83 Gambar 55. Skema reaktor Bessemer (sumber : google.com) ................................................. 84 Gambar 56. Komponen reaktor bessemer ......................................................................................... 85 Gambar 57. Tungku bessemer (sumber : google.com)................................................................. 87 viii Gambar 58. Reaktor oksigen, pada proses Bessemer ................................................................... 90 Gambar 59. Foundry ladle .......................................................................................................................... 92 Gambar 60. Konvertor (sumber : google.com) ................................................................................. 93 Gambar 61. Reaktor linz donawitz (sumber : google.com) ........................................................ 94 Gambar 62. Skema reaktor linz donawitz (sumber : google.com).......................................... 95 Gambar 63. Dapur baja terbuka .............................................................................................................. 97 Gambar 64. dapur siemens martin (open hearth furnace) ......................................................... 99 Gambar 65. Tanur busur api (sumber : googe.com) ....................................................................101 Gambar 66. Tanur listrik induksi (sumber : google.com) .........................................................101 Gambar 67. HYL process (sumber : google.com) ..........................................................................103 Gambar 68. Midrex proces (sumber : google.com) ......................................................................104 Gambar 69. Struktur besi tuang putih (sumber : google.com) ...............................................106 Gambar 70. Struktur besi tuang kelabu (sumber : google.com) ............................................108 Gambar 71. Struktur besi tuang nodular (sumber : google.com) .........................................109 Gambar 72. Grafik pemanasan, quenching dan tempering .......................................................125 Gambar 73. Cetakan pasir (sumber : substech.com) ...................................................................127 Gambar 74. Tahapan pengecoran logam dengan cetakan pasir ............................................127 Gambar 75. Beberapa jenis pola (sumber : google.com) ...........................................................128 Gambar 76. (a) Inti, (b) chaplet, (c) hasil coran (sumber : google.com)...........................129 Gambar 77. Tahapan pembuatan cetakan kulit .............................................................................131 Gambar 78. Tahapan pembuatan cetakan vakum ........................................................................132 Gambar 79. Tahapan proses pengecoran polisteren ..................................................................133 Gambar 80. Tahapan proses pengecoran presisi ..........................................................................135 Gambar 81. Tahapan dalam pengecoran dengan cetakan permanen .................................137 Gambar 82. Pengecoran dengan cetakan bertekanan rendah ................................................139 Gambar 83. Konfigurasi mesin pengecoran cetak (sumber : google.com) .......................140 Gambar 84. Proses pengecoran cetak tekan ruang panas ........................................................141 Gambar 85. Proses pengecoran cetak tekan ruang dingin .......................................................142 Gambar 86. Proses pengecoran sentrifugal sejati .......................................................................143 Gambar 87. Proses pengecoran semi sentrifugal..........................................................................145 Next >