BAB IPENDAHULUAN

1.1Latar BelakangDewasa ini kebuutuhan akan material terutama logam sangatlah penting. Besi dan baja merupakan salah satu kebutuhan yang mendasar untuk suatu konstruksi. Dengan berbagai macam kebutuhan sifat mekanik yang dibutuhkan oleh suatu material ialah berbeda-beda. Sifat mekanik tersebut terutama meliputi kekerasan, keuletan, kekeuatan, ketangguhan, sifat mampu las serta sifat mampu mesin yang baik. Dengansifat pada masing-masing material berbeda, maka banyak metode untuk menguji sifat apa sajakah yang dimiliki oleh suatu material tersebut. Uji impak merupakan salah satu metode yang digunakkan untuk mengetahui kekuatan, kekerasan, serta keuletan material. Oleh karena itu uji impak banyak dipakai dalam bidang menguji sifat mekanik yang dimiliki oleh suatu material tersebut

1.2Tujan PercobaanAdapun tujan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap harga impak (HI) dan sifat perpatahn berdasarkan persen patahan

1.3Batasan MasalahDalam percobaan uji impak terdapat batasan masalah yaitu pengujian menggunakan metodecharpy, dengan metode ini pengujian dilakukan dengan batang impak biasa serta manggunakan bahan BS 4360.

1.4Sistematika PenulisanSistematika penulisan pada laporan ini terdiri darilimabab. Bab I menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat untuk mendukung sebuah percobaan yang telah dilakukan, Bab III menjelaskan mengenai metode percobaan, yang berupa diagram alir, alat & bahan, serta prosedur percobaan. Bab IV menjelaskan mengenai data-data percobaan yang telah dicatat saat melakukan praktikum, baik berupa tabel ataupun grafikbeserta pembahasannya. Bab Vberupa kesimpulan percobaan dan saran untuk praktikum selanjutnya. Di akhir laporan juga disertakan lampiran yang berisi contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan dan blanko percobaan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1Definisi UmumUntuk menentukan sifat perpatahan suatu logam, keuletan maupun kegetasannya, dapat dilakukan suatu pengujian yang dinamakan dengan uji impak. Umumnya pengujian impak menggunakan batang bertakik. Berbagai jenis pengujian impak batang bertakik telah digunakan untuk menentukan kecenderungan benda untuk bersifat getas. Dengan jenis uji ini dapat diketahui perbedaan sifat benda yang tidak teramati dalam uji tarik. Hasil yang diperoleh dari uji batang bertakik tidak dengan sekaligus memberikan besaran rancangan yang dibutuhkan, karena tidak mungkin mengukur komponen tegangan tiga sumbu pada takik.

Gambar1.IlustrasiSkematisPengujianImpak.

Para peneliti kepatahan getas logam telah menggunakan bebagai bentuk benda uji untuk pengujian impak bertakik. Secara umum benda uji dikelompokkan ke dalam dua golongan standar. Dikenal ada dua metoda percobaan impak, yaitu;1.Metoda CharpyBatang impak biasa, banyak di gunakan di Amerika Serikat. Benda uji Charpy mempunyai luas penampang lintang bujursangkar (10 x 10 mm) dan mengandung takik V-45o, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji diletakan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang tak bertakik diberi beban impak dengan ayunan bandul (kecepatan impak sekitar 16 ft/detik). Benda uji akan melengkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kia-kira 103detik.Gambar2.Peletakan spesimen berdasarkan metodecharpy.

2.Metoda IzodDengan batang impak kontiveler. Benda uji Izod lazim digunakan di Inggris, namun saat ini jarang digunakan. Benda uji Izod mempunyai penampang lintang bujursangkar atau lingkaran dan bertakik V di dekat ujung yang dijepit. Gambar3.Peletakan spesimen berdasarkan metodeizod.

2.2Kurva Suhu PeralihanPemanfaatan utama hasil ujiCharpydalam rekayasa adalah untuk memilih benda yang tahan terhadap patah getas dengan menggunakan kurva suhu peralihan. Dasar pemikiran perancangan adalah memilih benda yang mempunyai ketangguhan takik yang memadai untuk berbagai kondisi pembebanan yang berat sedemikian hingga kemampuan dukung beban bagian konstruksi dapat dihitung dengan menggunakan metode kekuatan standar, tanpa memperhatikan sifat-sifat patah dari benda atau efek konsentrasi tegangan retak atau cacat.Suhu peralihan benda dapat digolongkan menjadi 3 kategori, seperti tampak pada gambar 5. Logam kps (FCC) berkekuatan menengah dan rendah dan sebagian besar logam heksagonal tumpukan padat mempunyai ketangguhan takik yang demikian tingginya sehingga kepatahan getas tidak merupakan persoalan, terkecuali dalam lingkungan kimiawi khusus yang relatif.Benda berkekuatan tinggi (0>E/150) mempunyai ketangguhan takik demikian rendahnya, sehingga patah getas dapat terjadi akibat beban nominal di daerah elastis pada sembarang suhu dan laju regangan, apabila terdapat cacat (retakan). Baja berkekuatan tinggi, paduan-paduan titanium dan aluminium termasuk dalam kategori ini. Pada suhu rendah, terkadi patah pembelahan getas, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi terjadi perpatahan energi rendah. Pada kondisi seperti inilah, analisis mekanika patahan merupakan hal yang berguna dan wajar. Ketangguhan takik logam kubik pusat ruang (BCC) berkekuatan menengah dan rendah, Be, Zn dan benda keramik sangat tergantung pada suhu. Pada suhu rendah, patah terjadi secara pembelahan, sedangkan pada suhu tinggi terjadi perpatahan ulet.Jadi, terdapat peralihan dari takik getas ke takik tangguh, apabila suhu naik.Kriteria suhu peralihan demikian dinamakan plastik peralihan patah (fracture transition plastic,FTP).FTPadalah suhu di mana perpatahan akan mengalami perubenda dari ulet sempurna menjadi patah getas. Kemungkinan terjadinya patah getas di atasFTP, dapat diabaikan. PenggunaanFTPdianggap tua dan pada berbagai penerapan, kriteriaFTPkurang praktis. Kriteria lain yang kurang konservatif adalah berdasarkan suhu peralihan di mana terjadi perpatahan 50% pembelahan dan 50% geseran, dan disebutT2.Kriteria ini dinamakan suhu peralihan penampilan patah (fracture-appearance transition temperature,FATT). Hubungan antara hasil uji impakCharpydan kegagalan dalam pemakaian menunjukkan bahwa bila terjadi patah belah pada batangCharpykurang dari 70%, maka besar kemungkinan bahwa tidak terjadi patah pada suhu peralihan atau diatasnya, jika tegangan tidak melebihi setengah tegangan luluhnya.Secara garis besarnya, akan diperoleh serupa bila digunakan definisi suhu peralihanT3.T3adalah nilai rata-rata bagian atas dan bagian bawah.Kriteria umum lainnya adalah definisi, suhu peralihanT4berdasarkan sembarang nilai energi serap yang rendah,CV.T4ini sering disebut suhu peralihan keuletan (ductility transition temperature).Sesuai dengan hasil pengujian pada pelat baja kapal Perang Dunia II, terbukti pada pada pelat tidak akan mengalami patah getas apabilaCVsama dengan 15 ft-lb pada suhu uji. Suhu peralihan dimanaCV= 15 ft-lb menjadi kriteria umum yang diterima untuk baja kapal kekuatan rendah. Akan tetapi, perlu ditegasakan di sini bahwa untuk benda lain,CV15 tidak berlaku.Kriteria yang didefinisikan dengan cermat adalah penentuan suhu transisi berdasarkan suhuT5dimana terjadi patah belah sempurna atau 100%.Titik ini dikenal sebagai suhu tanpa keuletanatauNDT.NDTadalah suhu dimana patah mulai terjadi tanpa didahului oleh deformasi plastik.Di bawahNDT, kemungkinan terjadinya patah ulet dapat diabaikan.

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

3.1Diagram Alir PercobaanAdapun diagram alir yang digunakan dalam percobaan ini yaitu sebagai berikut:Mengukur luas penampang dan kedalaman takik.

Memasang bahan uji pada tumpuan

Melakukan proses pengujian impak

Memasang bandul pada posisi 300 joule.

Pembahasan

DataPengamatan

Kesimpulan

Mengatur temperatur benda uji pada0C

Benda uji BS 4306 A

Literatur

Mencatat energy yang diserap banda uji serta mengukur bentuk dan perpatahan yang terjadi

Gambar 4.Diagram Alir Percobaan Uji Impak.3.2Alat dan Bahan3.2.1 Alat yang digunakan1. Mesin uji impakcharpy2. Penjepit spesimen3. Termometer4. Jangkan sorong3.2.2 Bahan yang digunakan1. BS 4360 A2. Es batu

3.3Prosedur Percobaan1.Menyiapkan benda uji berupa BS 4306 A.2.Mengukur luas penampang dan kedalaman takik.3.Memasang benda uji pada tumpuan, perhatikan posisi takik.4.Memasang bandul pada posisi 300 joule.5.Melepaskan bandul dan catat energi yang diserap untuk mematahkan benda uji.6.Mengamati dan ukur bentuk perpatahan yang terjadi.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Hasil PercobaanDari percobaan yang telah dilakukan oleh praktikan didapatkan hasil percobaan sebagai berikut:Tabel 1.Data hasil percobaan proses uji impak.NoBahanLuas Penampang (mm2)Suhu (C)Energi (joule)Harga Impak (J/mm2)Bentuk Perpatahan (%) Patahan

1BS 4306820340.410

2BS 43068225600.7366

3BS 4306827882162

4.2Pembahasan9

Berdasarkan percobaan uji impak yang telah dilakukan oleh praktikan didapatkan hasil seperti yang telah tercantum pada tabel 1. Pada percobaan tesebut benda yang akan diuji terlebih dahulu didinginkan menggunakan es batu hingga mencapai temperatur00C. Dari data yang telah diperoleh oleh praktikan hanya pada saat benda uji temperatur00C saja yang diuji oleh praktikan kali ini, sedangkan untuk data pada temperatur250C dan780C dihasilkan oleh praktikan sebelumnya yang melakukan percobaan uji impak dengan variasi temperatur berbeda. Berikut grafik hubungan antara energi yang diserap oleh benda uji dengan pengaruh temperatur yang diberikan pada benda uji sebelum proses pengujian impak berlangsung:Gambar 5.GrafikPerbandingan Pengaruh Temperatur dengan Energi yang DiserapDari gambar 5, pada benda uji dengan temperatur00C, 250C dan 780Csetelah dilakukan uji impak dihasilkan energi yang diserapmasing-masingsebesar34Joule, 60 Joule dan 82 Joule. Jadi semakin tinggi temperatur benda uji maka akan menghasilkan energi yang diserap lebih besar dari pada benda uji dengan temperatur rendah,sehinggasemakin tinggi temperatur benda uji maka harga impak yang dihasilkanpunakan semakin besar.Benda uji dengan temperatur tinggi dapat menyerap energi lebih tinggi karena benda uji temperatur tinggi mempunyai sifat keuletan yangrelatif lebihtinggi sehingga membutuhkan energi yang besar untuk terjadinyafracture.Semakin tinggi temperature benda uji maka akan semakin besar persen perpatahannya, akan tetapi pada percobaan ini terdapat data yang kurang valid pada % perpatahan. % perpatahan benda 250Clebih besar dari pada % perpatahan benda 780C yaitu masing-masing sebesar 66% dengan 62%. Penyebab hal tersebut tidak praktikan ketahui karena data benda uji pada 250C dan 780C diperoleh dari data yang sudah ada. Menurut praktikan kemungkinan hal tersebut terjadi karena kesalahan pada saat perhitungan %patahannya.Pada ketiga benda uji yang dipakai, benda ujikeduayang mempunyai persen perpatahan paling besar yaitu66%, sedangkan yang paling rendah dimiliki oleh benda uji pertama yaitu sebesar0%.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1KesimpulanDari percobaan yang telah dilakukan dapat dihasilkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:1.Semakin tinggi temperatur yang diberikan pada benda uji, maka energi yang diserap akan semakin besar.2.Semakin tinggi temperatur yang diberikan, maka keuletan dan persen perpatahan benda uji akan semakin meningkat.3.Semakin rendah harga impak maka jenis perpatahan yang terjadi akan semakin getas.

5.2SaranPraktikan harus lebih teliti pada saat pengamatan jarum pada alat uji impak supaya data yang dihasilkan lebih akurat. Selain itu pada saat penempatan benda uji di alat uji impak seharusnya dilakukan dengan cepat supaya temperatur benda uji tidak berubah karena dapat mempengaruhi data hasil pengujian yang diperoleh.

DAFTAR PUSTAKA

Dieter George E, University Of Maryland,1987,Metalurgi mekanik, Halaman 91-117,Edisi ketiga, Jilid 1, Jakarta, Erlangga, 1042.Lakhtin, Y.,(1968), Engineering Physical Metallurgy ,MIR Published, Moscow.Tim laboratorium metalurgi. 2012.Buku panduan praktikum Laboratorium Metalurgi II, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegonhttp://danidwikw.wordpress.com/2010/12/17/pengujian-impak-dan-fenomena-perpatahan/Uji Tarik! Apa Sih ?? (what is tensile test???)Apa ituUji Tarik?Uji Tarikmerupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman(grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi(highly stiff).Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasiluji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada Gambar 1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut

????Gambar 1 Gambaran singkat uji tarik???Hukum Hooke(Hooke's Law)Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.?Stress adalahbeban dibagi luas penampang bahan??strain adalahpertambahan panjang dibagi panjang awal bahan??Dirumuskan, Stress (Tegangan Mekanis):?? = F/A? , F = gaya tarikan, A = luas penampang Strain (Regangan): ?= L/L , L = Pertambahan panjang, L = Panjang awal?Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:E? =? /??Untuk memudahkan pembahasan, Gambar 1 kita modifikasi sedikit dari hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang menjadi hubungan antara tegangan mekanis dan regangan (stressvsstrain). Selanjutnya kita dapatkan Gambar 2, yang merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. Eadalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap.Ediberi nama"Modulus Elastisitas"atau" Modulus Young". Kurva yang menyatakan hubungan antarastraindanstressseperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve).??Gambar 2 Kurva tegangan-regangan

Sekarang akan kita bahas profil data dariuji tariksecara lebih detail. Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dariuji tarikdapat digeneralisasi seperti pada Gambar 3, yaitu :Gambar 3 Profil data hasil uji tarik?Kita akan membahas istilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan berpedoman pada hasil uji tarik seperti pada Gambar 3. Asumsikan bahwa kita melakukan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar.

Batas elasticE(elastic limit), Pada Gambar 3 dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnyahampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan ?nol? pada titik O (lihat Gambar 3). Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku.? Batas proporsionalp(proportional limit). Titik di mana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.? Deformasi plastis(plastic deformation). Perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada Gambar 3 ?yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai daerahlanding.? Tegangan luluh atasuy(upper yield stress). Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan deformasi elastis ke plastis.? Tegangan luluh bawahly(lower yield stress). Tegangan rata-rata daerahlandingsebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress), maka yang dimaksud adalah tegangan mekanis pada titik ini.? Regangan luluhy(yield strain). Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis.? Regangan elastise(elastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.? Regangan plastisp(plastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.? Regangan total(total strain). Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastic (T= e+p).Perhatikan beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis.? Tegangan tarik maksimum(UTS, Ultimate Tensile Strength). Pada Gambar 3 ?ditunjukkan dengan titik C (), merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.? Kekuatan patah(breaking strength).Pada Gambar 3 ?ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.??Sumber :http://www.docstoc.com/docs/22177126/Mengenal-Uji-Tarik-dan-Sifat-sifat-Mekanik-Logamhttp://blog.unsri.ac.id/amir/material-teknik/uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekanik-logam/mrdetail/5705/