kelompok 2 (pengujian sifat mekanik material logam) 3 mb
Post on 11-Dec-2015
90 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Makalah
Pengetahuan Bahan Teknik
“Pengujian Sifat Mekanik Material Logam”
Kelompok : II
Nama Kelompok : Achmad Annuri
Okta Eka Saputra
Muhaimin Fikriaddin
Rian Kurniansyah
Kelas : 3 MB
Politeknik Negeri Sriwijaya
1
Kata Pengantar
Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat limpahan rahmat dan karunia Nya sehinga kami dapat menyusun makalah
ini dengan baik dan tepat pada waktunya.Dalam makalah ini kami membahas
mengenai Pengujian bahan mekanik material logam.
Makalah ini dibuat dengan berbagai macam bahan dan informasi dan
beberapa bantuan dari anggota kelompok yang membantu untuk menyelesaikan
permasalahan pada makalah ini. Oleh karena itu kami mengucapkan banyak
terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan makalah
ini. Dan kami mengucapkan terima kasih kepada bapak karmin selaku dosen
pembibing mta kuliah pengetahuan bahan teknik ini.
Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada
makalah ini. Oleh karena itu kami mengundang para pembaca untuk memberikan
saran dan kritik yang bersifat membangun pada makalah kami untuk
penyempurnaan makalah kami pada masa selanjutnya.
Akhir kata semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Palembang,16 November 2014
Penulis
2
Daftar IsiHalaman Judul ………………………………………………………… 1
Kata Pengatar …………………………………………………………. 2
Daftar Isi …………………………………………………………. 3
Bab I Pendahuluan …………………………………………………. 4
1.1 Latar Belakang …………………………………………. 4
1.2 Batasan Masalah …………………………………………. 6
1.3 Tujuan …………………………………………. 7
1.4 Metode Penulisan …………………………………………. 7
Bab II Pembahasan …………………………………………………. 8
2.1 Pengertian sifat mekanik bahan logam ……………………. 8
2.2 sifat-sifat mekanik …………………………………. 8
2.3 Pengujian material logam …………………………………. 9
2.4 Berbagai Macam Sifat Logam …………………………. 13
Bab III Kesimpulan
3.1 Kesimpulan ………………………………………….. 15
Daftar Pustaka ………………………………………………….. 16
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Pengujian bahan mekanik material logam ini dilakukan untuk mengetahui
sifat-sifat tertentu dari logam. Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu
yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal dan korosif. Salah satu
yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri
dari keuletan, kekerasan, kekuatan dan ketanggguhan. Sifat mekanik
merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap
suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses
permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik dari oogam tersebut maka
dilakukan pengujian bahan pada material tersebut.
Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan material dengan spesifikasi
dan sifat-sifat yang khusus pada setiap bagiannya. Sebagai contoh dalam
pembuatan konstruksi jembatan maka diperlukan material yang kuat untuk
menerima beban diatasnya. Material yang diggunakan juga harus elastis
sehingga pada saat peneriaan beban standar atau yang lebh berat
konstruksi tidak patah. Salah satu contoh material yang sekarang banyak
digunakan pada konstruksi bangunan atau umum adalah logam.
Meskipun dalam proses pembuatannya telah diprediksikan sifat mekanik
dari logam tersebut, kita perlu benar-benar mengetahui nilai mutlak dan
akurat dari sifat mekanik logam tersebut. Oleh karena itu, sekarang ini
banyak dilakukan pengujian-pengujian terhadap sampel dari material.
Pengujian ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik
dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya.
Material yang mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki
sifat mekanik dari material dengan sifat yang kurang baik dengan
cara alloying. Hal ini dilakukan sesuai kebutuhan konstruksi dan pesanan.
Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan
suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu.
4
Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa
teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material.
Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material
terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.Salah satu cara untuk
mengetahui besaran sifat mekanik dari logam adalah dengan uji tarik. Sifat
mekanik yang dapat diketahui adalah kekuatan dan elastisitas dari logam
tersebut. Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi
rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi
spesifikasi bahan. Nilai kekuatan dan elastisitas dari material uji dapat
dilihat dari kurva uji tarik.
Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis suatu
material, khususnya logam diantara sifat-sifat mekanis yang dapat
diketahui dari hasil pengujian tarik adalah sebagai berikut:
1. Kekuatan tarik
2. Kuat luluh dari material
3. Keuletan dari material
4. Modulus elastic dari material
5. Ketangguhan.
Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan
dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi
bahan. Karena dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu
material terhadap gaya statis yang diberikan secara perlahan. Pengujian
tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk dilakukan,
karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi
mengenai sifat-sifat logam.
Dalam bidang industri diperlukan pengujian tarik ini untuk
mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang tercakup
dalam proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses
selanjutnya.
5
Oleh karena pentingnya pengujian tarik ini, kita sebagai mahasiswa
metalurgi hendaknya mengetahui mengenai pengujian ini. Dengan adanya
kurva tegangan regangan kita dapat mengetahui kekuatan tarik, kekuatan
luluh, keuletan, modulus elastisitas, ketangguhan, dan lain-lain. Pada
pegujian tarik ini kita juga harus mengetahui dampak pengujian terhadap
sifat mekanis dan fisik suatu logam. Dengan mengetahui parameter-
parameter tersebut maka kita dapat data dasar mengenai kekuatan suatu
bahan atau logam.
Ada pun pengujian yang lain yaitu uji tekan ( hardness) dimana pengujian
ini dilakukan dengan pembebanan pada suatu benda kerja, kekerasan
adalah suatu sifat mekanik ( mechanical properties) dari suatu material
yang dalam penggunaan nya akan mengalami pergesekan (frictional force)
dan nilai dari ukuran sifat mekanis material yang diperoleh
DEFORMASI .pengujian yang paling banyak digunakan untuk pengujian
kekerasan yaitu uji tekan dengan pembebanan yang di lakukan pada
bagian permukaan pada bagian flux atas. Pengujian ini mengunakan
mesin yang nilai kemampuan tekan nya bisa langsung terbaca.
1.2 Batasan Masalah
Pada proses pembuatan makalah ini yang berjudul pengujian mekanik
material bahan diharapkan kelompok ini mampu mengetahui teori dari
pengujian bahan tersebut seperti kekuatan, kekerasan, ketangguhan dan
keuletan bahan tersebut. Serta dapat mengetahui sifat dari material-
material bahan tersebut dan mengetahui macam-macam pengujian pada
baha tersebut.
6
1.3 Tujuan
Pada proses ini diharapkan mahasiswa mampu mengetahui uji
ketangguhan dari bahan tersebut dan memahami teori pengujian bahan
tersebut. Serta mahasiswa mampu mendalami proses perhitungan saat
pengujian belum berlangsung pada proses permesinan.
1.4 Metode Penulisan
Penulisan makalh ini memakai literature dan kepustakaan dalam penulisan
makalah ini. Referensi makalah ini bersumber tidak hanya dari buku
melainkan dari media lain seperti website dan media massa yang diambil
dari internet.
7
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian sifat mekanik bahan logam
Pengujian bahan atau lgam adalah suatu yang dilakukan yang bertujuan
untuk mendapatkan atau mengetahui beberapa sifat bahan logam dengan
menggunakan alat uji. Pada prinsipnya sifat bahan logam terbagi dalam dua
kelmpok sifat yaitu, sifat fisik dan sifat mekanik. Walaupun dalam
perkembangannya, selain dua sifat tersebut, masih ada sifat lain yang juga sangat
penting dalam aplikasinya yaitu sifat kimia dan teknologi.
2.2 sifat-sifat mekanik
1. Kekuatan (Strength) [N/mm3, kg/mm2, lb/in2]
Merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan tanpa
menyebabkan bahan tersebut patah. Kekuatan ada beberapa macam tergantung
pada jenis beban yang bekerja. Contohnya:
kekuatan tarik,tekan, geser, torsi, dan kekuatan lengkung.
2. Kekerasan (Hardness) [BHN, VHN, HRc]
Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menerima penetrasi benda
runcing, goresan, kikisan tanpa mengalami deformasi.
3. Kekenyalan (Elasticity) [%]
Kekenyalan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau
beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi).
4. Plastisitas (Plasticity) [%]
Merupakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi platis
(permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Mekanisme yang
mempunyai plastisitas yang tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile),
sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material
yang getas (brittle).
5. Ketangguhan (Toughness) [kg/mm]
8
Merupakan kemampuan bahan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan
terjadinya kerusakan.
6. Kekakuan (stiffness)
Kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa
mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi.
7. Kelelahan (Fatigue) [siklus]
Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima tegangan
berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas.
8. Mulur (Creep) [siklus]
Menyatakan kecenderungan logam mengalami deformasi platis yang besarnya
merupakan fungsi waktu saat menerima beban yang besarnya tetap.
2.3 Pengujian material logam
Melalui pengujian kita dapat mengetahui sifat – sifat mekanik logam dan sifat
fisik lainnya.Seperti kekerasan,kekuatan,kekenyalan,kekakuan dan plastisitas
bahan.Adapun jenis pengujiannya antara lain:
Uji kekerasan
Kekerasan suatu bahan pada umumnya, menyatakan terhadap deformasi dan untuk
logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap deformasi
plastik atau deformasi permanen. apabila yang menyatakan kekerasan sebagai
ukuran terhadap lekukan dan ada pula yang mengartikan kekerasan sebagai
ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai
kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam.
Terdapat 3 jenis ukuran kekerasan secara umum, yang bergantung pada cara
pengujian ketiga jenis tersebut adalah:
Kekerasan goresan ( Stracht Hardness ), adalah kekerasan yang diukur dari hasil
goresan yang terdapat pada benda kerja. misalnya cara pengujian MOHS.
Kekerasan Lekukan ( Identation Hardness ), adalah harga kekerasan yang
diukur dari hasil lekukan yang terdapat pada benda kerja.
Kekerasan Pantulan ( Rebound ) atau kekerasan dinamik ( Dinamic
9
Hardness ),adalah harga kekerasan yang diukur dari hasil pantulan yang lakukan
pada saat pengujian.Misalnya cara penekanan : BRINELL, MEYER, VICKERS,
ROCKWELL, dan lain-lain.
Penentuan kekerasan untuk keperluan industri biasanya digunakan metode.
Pengukuran ketahanan penetrasi bola kecil, kerucut atau piramida. Pengujian
kekerasan adalah salah satu dari sekian banyak pengujian yang dipakai. Karena
dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa kesukaran mengenai
spesifikasinya.
Pengukuran kekerasan digolongkan dalam kelompok pengujian tak merusak. dan
diterapkan untuk inspeksi sebagai suku cadang karena kekerasan dengan kekuatan
tarik sedang ketahanan aus berbanding terbalik dengan kekerasan.
Uji Tarik
Tujuan pengujian tarik adalah untuk mengetahui sifat mekanis dari suatu logam
terhadap tarikan dimana sifat mekanis tersebut antara lain meliputi batas lumer.
Kekuatan tarik, kekenyalan, pertambahan panjang dan pengecil luas penampang.
(a) Mesin uji tarik (b) Hasil uji tarik kawat logam
Uji Fracture Toughness
Fracture toughness merupakan indikasi untuk menentukan berapa harga stress
yang
diijinkan untuk meminimalisir perambatan cacat yang sudah ada
sebelumnya,cacat yang terjadi mungkin muncul sebagai retak, void, inklusi, cacat
las, desain diskontinuitas, semuanya.
10
Uji impac
Uji impac adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid
loading), sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan mudah
patah.Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi yang besar ketika beban
menumbuk spesimen.
Uji Creep
Definisi creep adalah aliran plastis yang dialami material pada tegangan tetap.
Meskipun sebagian besar pengujian dilakukan dengan kondisi beban tetap,
tersedia peralatan yang mampu mengurangi pembebanan selama pengujian
sebagai kompensasi terhadap pengurangan penampang benda uji. Pada temperatur
relatif tinggi, creep terhadi pada semua level tegangan, tetapi pada temperatur
tertentu laju creep bertambah dengan meningkatnya tegangan.
Uji Puntiran
Uji puntiran adalah suatu perlakuan yang diberikan torsi tegak lurus terhadap
diameter material tersebut pada kedua ujungnya secara berlawanan.fungsinya
untuk mengatahui kekuatan puntir suatu material.
11
Struktur Mikro
Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui struktur mikro logam serta sifat –
sifatnya. Selain itu juga untuk mengetahui pengaruh Heat Treatment terhadap
perubahan struktur mikro dan perubahan sifat logam serta membandingkannya
dengan sifat mekanik yang diinginkannya. Sifat – sifat logam, terutama sifat
mekanik sangat dipengaruhi oleh struktur logam disamping komposisi kimianya.
Misalnya suatu logam atau paduan (dengan komposisi kimia tertentu) akan
mempunyai sifat mekanik yang berubah – ubah, bila struktur mikronya diubah.
Struktur mikro dapat diubah dengan jalan memberikan proses perlakuan
panas atau Heat Treatment pada logam atau logam paduan, selain proses
perlakuan panas, proses deformasi juga dapat mengubah struktur mikro dari
logam atau logam paduan. Dalam pemeriksaan metalografi ini akan dilakukan
dahulu perlakua panas, kemudian dilakukan pemeriksaan struktur mikro pada
beberapa sample.Perubahan sruktur mikro berpengaruh terhadap sifat bahan.
Manfaat utama dalam metalografi untuk mengamati perubahan struktur mikro
akibat proses yang dilakukan terutama untuk kualiatas komponen dan mengalisis
perubahan struktur mikro, dimensi cacat, penjalaran retak, dan menghubungkan
dengan prediksi kerusakan komponen. Beberapa sifat mekanis yaitu:
Ferrit
Austenit
Sementit
Bainit
Martensit dan lain – lainnya.
2.4 Berbagai Macam Sifat Logam
12
Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat
kimia dan sifat pengerjaan.
Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban yang
diberikan pada logam tersebut. Pembebanan yang diberikan dapat berupa
pembebanan statis (besar dan arahnya tetap), ataupun pembebanan dinamis (besar
dan arahnya berubah). Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain:
kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan
bahan, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan.
Kekuatan (Strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa
kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan
tembaga mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Sementara itu,
kekuatan gesermya kira-kira dua pertiga kekuatan tariknya. Ukuran kekuatan
bahan adalah tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang
dapat ditahan bahan tanpa patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat
dilakukan dengan pengujian tarik, tekan, atau geser.
Kekerasan (Hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan
yang dapat berupa goresan atau penekanan. Kekerasan merupakan kemampuan
suatu material untuk menahan takik atau kikisan. Untuk mengetahui kekerasan
suatu material digunakan uji Brinell.
Kekakuan adalah ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan perubahan
bentuk atau deformasi setelah diberi beban.
Kelelahan bahan adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban yang
berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan pada setiap pembebanan.
Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula
setelah menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Elastisitas
merupakan kemampuan suatu material untuk kembali ke ukuran semula setelah
13
gaya dari luar dilepas. Elastisitas ini penting pada semua struktur yang mengalami
beban yang berubah-ubah terlebih pada alat-alat dan mesin-mesin presisi.
Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan
bentuk tetap tanpa ada kerusakan.
Sifat fisika adalah karakteristik suatu bahan ketika mengalami peristiwa fisika
seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika adalah
sebagai berikut: Titik lebur, Kepadatan, Daya hantar panas, dan daya hantar
listrik.
Sifat kimia adalah kemampuan suatu logam dalam mengalami peristiwa korosi.
Korosi adalah terjadinya reaksi kimia antara suatu bahan dengan lingkungannya.
Secara garis besar ada dua macam korosi, yaitu korosi karena efek galvanis dan
reaksi kimia langsung.
Sifat pengerjaan adalah suatu sifat yang timbul setelah diadakannya proses pengolahan tertentu. Sifat pengerjaan ini harus diketahui terlebih dahulu sebelum pengolahan logam dila Kesimpulan
BAB III
KESIMPULAN
14
3.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah kami yang bejudul pengujian mekanik material
bahan ini sendiri adalah suatu yang dilakukan yang bertujuan untuk mendapatkan
atau mengetahui beberapa sifat bahan logam dengan menggunakan alat uji. Pada
prinsipnya sifat bahan logam terbagi dalam dua kelmpok sifat yaitu, sifat fisik dan
sifat mekanik. Walaupun dalam perkembangannya, selain dua sifat tersebut, masih
ada sifat lain yang juga sangat penting dalam aplikasinya yaitu sifat kimia dan
teknologi.
Dari pengujian makalah ini kita mengetahui sifat-sifat mekanik dari bahan
tersebut seperti kekuatan, kekenyalan, kekerasan, plastisitas, ketangguhan,
kekakuan, kelelahan dan mulur dari banda tersebut. Dari sifat tersebut maka kita
dapat mengetahui ciri dari lgam itu sendiri.
Dari pengujian logam itu sendiri terdapat banyak penujian yang dilakukan seperti
seperti uji kekerasan meliuputi kekerasan gores, kekerasan lekukan, kekerasan
pantulan. Selain uji kekerasan terdapat pengujian lain seperti uji tarik, uji impact,
uji fracture thougness, ui creep, uji pantulan dan struktur mikro dari banda
tersebut.
Dari beberapa informasi tersebut maka itu hal yang kita dapat dalam pengujian
mekanik material logam dan mengetahui spesifikasi dari logam dan kualitas
logam yang kita lakukan pengujian.
Daftar Pustaka
15
1. http://sekolah007.blogspot.ca/2013/04/sifat-sifat-mekanik-logam.html
2. http://solverteknikmesinunimal.blogspot.com/
3. http://yusufaya.blogspot.com/2013/05/sifat-mekanik-logam-dan-faktor-
yang.html
4. https://sersasih.wordpress.com/2011/07/21/laporan-material-teknik-uji-
tarik/
5. http://pato21afat.blogspot.com/2010/05/impact-testing-uji-impak-uji-
impak.html
6. http://pato21afat.blogspot.com/2010/05/impact-testing-uji-impak-uji-
impak.html
16
top related