laporan praktikum teknik pengujian logam

Laporan Akhir Praktikum Teknik Pengujian Logam

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini perkembangan teknologi berkembang dengan sangat cepat.

Perkembangan ini berbanding lurus dengan kebutuhan hidup manusia

dengan memperhatikan kualitas material. Oleh karena itu, banyak penemuan

para ahli yang baru untuk menciptakan hal dengan teknologi canggih dan

dapat bersaing dengan teknologi baru yang lain.

Perkembangan dalam hal mekanik juga dapat berkembang dengan

pesat. Berbagai rekayasa telah dilakukan agar kebutuhan manusia dapat

terpenuhi, contoh: transportasi. Salah satu aspek penting pada bidang

rekayasa mekanik adalah menekankan pada material. Penggunakan yang

tidak tepat akan berujung pada rendahnya efisiensi, gangguan pemakaian,

rendahnya usia pakai dan kegagalan.

Oleh karena itu diperlukan adanya pengujian material yang akan

digunakan sebelum diputuskan layak atau tidaknya material tersebut untuk

digunakan untuk kebutuhan. Namun, harus diperhatikan juga pengujian

secara fisik dan kimia.

Pada kenyataannya, suatu bahan memiliki sifat tertentu yang sesuai

dengan keinginan dan memiliki sifat lain yang tidak sesuai dengan

keinginan dan kebutuhan, misalnya baja yang kuat tetapi mudah berkarat

atau baja yang ulet tetapi mudah aus. Suatu bahan dapat diberikan perlakuan

atau dipadu dengan bahan lain sehingga sifat buruk akan hilang dan sifat

baik akan muncul. Salah satu perlakuan yang dilakukan pada material

adalah perlakuan panas. Pada umumnya, perlakuan panas ini dilakukan pada

baja, baja merupakan logam yang paling sering digunakan pada komponen

mesin. Karena itu analisis-analisis panas terhadap sifat mekanik baja yang

perlu diperhatikan.

LABORATORIUM LOGAM TEKNIK METALURGI UNJANI 2014/2015


1.2 Tujuan

Tujuan praktikum Teknik Pengujian Logam yaitu:

1. Memahami prinsip pengujian logam;

2. Memahami perbedaan destructive test (DT) dan non-destructive

test (NDT);

3. Memahami standar yang digunakan pada pengujian logam;

4. Menganalisis sifat dan parameter yang ditunjukkan pada

pengujian logam;

5. Mengolah data hasil pengujian logam;

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah yang digunakan pada Praktikum Teknik Pengujian

Logam yaitu:

1. Bab II Pengujian Tarik

- Spesimen uji yang digunakan yaitu baja ST37;

- Standar yang digunakan yaitu ASTM E8M-04;

- Mesin uji tarik yang digunakan yaitu Universal Testing

Machine (UTM)

2. Bab III Pengujian Kekerasan

- Pengujian kekerasan yang digunakan yaitu pengujian

kekerasan metode Brinell dan metode Rockwell skala C;

- Standar yang digunakan untuk pengujian kekerasan

Brinell yaitu ASTM E10;

- Standar yang digunakan untuk pengujian kekerasan

Rockwell skala C yaitu ASTM E18;

- Spesimen uji yang digunakan untuk pengujian kekerasan

Brinell yaitu Al 7XXX;

- Spesimen uji yang digunakan untuk pengujian kekerasan

Rockwell skala C yaitu Nickel based dan AISI P420;

- Pengujian Brinell dilakukan pada 3 (tiga) titik;

- Pengujian Rockwell skala C dilakukan pada 5 (lima) titik.



3. Bab IV Pengujian Impak

- Metode pengujian impak yang digunakan yaitu metode

pengujian Charpy;

- Standar yang digunakan yaitu ASTM E-23;

- Spesimen uji yang digunakan yaitu baja ST37 dan mika;

- Massa pendulum yang digunakan untuk spesimen uji baja

ST37 sebesar 10 kg;

- Massa pendulum yang digunakan untuk spesimen uji mika

sebesar 5 kg;

- Spesimen memiliki takikan dengan jenis v-notch.

4. Bab V Pengujian Bengkok

- Standar yang digunakan yaitu ASTM E-290;


- Alat uji yang digunakan adalah Universal Testing

Machine (UTM);

- Pengujian menggunakan prinsip three points bending.

5. Bab VI Pengujian Mulur

- Standar yag digunakan yaitu ASTM E-139 11;


- Alat uji yang digunakan adalah alat uji mulur;

- Temperatur operasi yang digunakan yaitu 700oC;

- Beban yang digunakan yaitu 5.84 kg.



6. Bab VII Pengujian Dye Penetrant Test

- Standar yang digunakan yaitu ASTM E-165 dan ASME V

part 6;

- Spesimen uji yang digunakan yaitu spesimen hasil las;

- Proses pre-cleaning menggunakan cairan thinner;

- Penetran yang digunakan adalah visible penetrant;

- Teknik pengaplikasian penetran yang digunakan adalah

spraying;

- Dwell time penetrasi selama 15 menit;

- Dwell time development selama 7 menit.



1.4 Tempat Praktikum

Dosen Teknik Pengujian Logam : Sutarno, Ir., MT.

Asisten Laboratorium : Dindin Eka Rohdyana

Teknisi : Bapak Joko Purwanto

Hari, Tanggal : Kamis, 7 Mei 2015

Selasa, 12 Mei 2015

Waktu : 08.00 WIB

Tempat : Laboratorium Logam

Jurusan : Teknik Metalurgi

Fakultas : Teknik

Universitas Jenderal Achmad Yani

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Laporan Akhir Praktikum Teknik Pengujian

Logam ini sebagai berikut:

1. Bab I Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, tujuan, batasan masalah,

tempat praktikum dan sistematika penulisan Praktikum Teknik

Pengujian Logam.

2. Bab II Pengujian Tarik

Bab ini berisi tujuan, teori dasar, alat dan bahan, skema

proses, penjelasan skema proses, pengumpulan data, pengolahan

data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian tarik.

3. Bab III Pengujian Kekerasan



data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian kekerasan.



4. Bab IV Pengujian Impak



data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian impak.

5. Bab V Pengujian Bengkok



data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian bengkok.

6. Bab VI Pengujian Mulur



data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian mulur.

7. Bab VII Pengujian Dye Penetrant



data, analisis dan kesimpulan praktikum pengujian dye

penetrant.



BAB II

PENGUJIAN TARIK

2.1 Tujuan

1. Memahami prinsip dasar pengujian tarik;

2. Memahami dan menganalisis kurva mesin pengujian tarik;

3. Mendapatkan data-data hasil pengujian tarik;

4. Mengolah data-data hasil pengujian tarik;

5. Memahami sifat-sifat mekanik yang didapatkan dari pengujian tarik;

6. Memahami prinsip kerja Universal Testing Machine (UTM).

2.2 Teori Dasar

Tujuan dari dilakukannya suatu pengujian mekanis adalah untuk

menentukan respon material dari suatu konstruksi, komponen atau rakitan

fabrikasi pada saat dikenakan beban atau deformasi dari luar. Dalam hal ini

akan ditentukan seberapa jauh perilaku inheren (sifat yang lebih merupakan

ketergantungan atas fenomena atomik maupun mikroskopis dan bukan

dipengaruhi bentuk atau ukuran benda uji) dari material terhadap

pembebanan tersebut. Di antara semua pengujian mekanis tersebut,

pengujian tarik merupakan jenis pengujian yang paling banyak dilakukan

karena mampu memberikan informasi representatif dari perilaku mekanis

material.

Sampel atau benda uji dengan ukuran dan bentuk tertentu ditarik

dengan beban kontinyu sambil diukur pertambahan panjangnya. Data yang

didapat berupa perubahan panjang dan perubahan beban yang selanjutnya

ditampilkan dalam bentuk grafik tegangan-regangan, sebagaimana

ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Data-data penting yang diharapkan didapat

dari pengujian tarik ini adalah: perilaku mekanik material dan karakteristik

perpatahan.

Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material padatan (logam

dan nonlogam) dapat memberikan keterangan yang relatif lengkap

mengenai perilaku material tersebut terhadap pembebanan mekanis.

Informasi penting yang bisa didapat adalah:



a. Batas proporsionalitas (proportionality limit)

Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan

mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya.

Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan

regangan secara proporsional dalam hubungan linier σ = Eε

(bandingkan dengan hubungan y = mx; dimana y mewakili

tegangan; x mewakili regangan dan m mewakili slope

kemiringan dari modulus kekakuan). Titik P pada Gambar 2.1 di

bawah ini

menunjukkan batas proporsionalitas dari kurva tegangan-

regangan.

Gambar 2.1 Kurva tegangan-regangan dari sebuah benda uji terbuat baja ulet

b. Batas elastis (elastic limit)

Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada

panjang semula bila tegangan luar dihilangkan. Daerah

proporsionalitas merupakan bahagian dari batas elastik ini.

Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari

luar) maka batas elastis akan terlampaui pada akhirnya sehingga

bahan tidak akan kembali kepada ukuran semula. Dengan kata

lain dapat didefinisikan bahwa batas elastis merupakan suatu

titik dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan

terjadinya deformasi permanen (plastis) pertama kalinya.



Kebanyakan material teknik memiliki batas elastis yang hampir

berimpitan dengan batas proporsionalitasnya.



c. Titik luluh (yield point) dan kekuatan luluh (yield strength)

Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus

mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban.

Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahan menunjukkan

mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh (yield stress). Titik

luluh ditunjukkan oleh titik Y pada Gambar 1.2 di atas. Gejala

luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logam-logam ulet dngan

struktur Kristal BCC dan FCC yang membentuk interstitial solid

solution dari atom-atom carbon, boron, hidrogen dan oksigen.

Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebut menyebabkan

baja ulet eperti mild steel menunjukkan titik luluh bawah (lower

yield point) dan titik luluh atas (upper yield point).

Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas umumnya

tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk menentukan

kekuatan luluh material seperti ini maka digunakan suatu

metode yang dikenal sebagai Metode Offset. Dengan metode ini

kekuatan luluh (yield strength) ditentukan sebagai tegangan

dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangan/ deviasi

tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada

Gambar 2.2 di bawah ini garis offset OX ditarik paralel dengan

OP, sehingga perpotongan XW dan kurva tegangan-regangan

memberikan titik Y sebagai kekuatan luluh. Umumnya garis

offset OX diambil 0.1 – 0.2% dari regangan total dimulai dari

titik O.



Gambar 2.2 Kurva tegangan-regangan dari sebuah benda uji terbuat dari

bahan getas

Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran

kemampuan bahan menahandeformasi permanen bila digunakan

dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan

mekanik seperti tarik, tekan bending atau puntiran. Di sisi lain,

batas luluh ini harus dicapai ataupun dilewati bila bahan (logam)

dipakai dalam proses manufaktur produk-produk logam seperti

proses rolling, drawing, stretching dan sebagainya. Dapat

dikatakan bahwa titik luluh adalah suatu tingkat tegangan yang:

- Tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural (in

service)

- Harus dilewati dalam proses manufaktur logam (forming

process)

d. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength)

Merupakan tegangan maksiumum yang dapat ditanggung oleh

material sebelum terjadinya perpatahan (fracture). Nilai

kekuatan tarik maksimum σ uts ditentukan dari beban maksium.

Fmaks dibagi luas penampang awal Ao. Pada bahan ulet

tegangan maksimum ini ditunjukkan oleh titik M (Gambar 2.1)

dan selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B.

Bahan yang bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda

dimana tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan

(titik B pada Gambar 2.2). Dalam kaitannya dengan penggunaan

struktural maupun dalam proses forming bahan, kekuatan

maksimum adalah batas tegangan yang sama sekali tidak boleh

dilewati.

e. Kekuatan Putus (breaking strength)

Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat

benda uji putus (Fbreaking) dengan luas penampang awal Ao.

Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M

terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B

maka terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat



adanya suatu deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet

kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum

sementara pada bahan getas kekuatan putus adalah sama dengan

kekuatan maksimumnya.

f. Keuletan (ductility)

Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan

kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya

perpatahan. Sifat ini, dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki

oleh bahan bila ingin dibentuk (forming) melalui proses rolling,

bending, stretching, drawing, hammering, cutting dan

sebagainya. Pengujian tarik memberikan dua metode

pengukuran keuletan bahan yaitu:

- Persentase perpanjangan (elongation)

Diukur sebagai penambahan panjang ukur setelah

perpatahan terhadap panjang awalnya.

Elongasi, ε (%) = [(Lf-Lo)/Lo] x 100% (1.2)

dimana Lf adalah panjang akhir dan Lo panjang awal dari

benda uji.

- Persentase pengurangan/reduksi penampang (Area

Reduction)

Diukur sebagai pengurangan luas penampang (cross-

section) setelah perpatahan terhadap luas penampang

awalnya.

Reduksi penampang, R (%) = [(Ao-Af)/Ao] x 100% (1.3)

dimana Af adalah luas penampang akhir dan Ao luas

penampang awal.

g. Modulus elastisitas (E)

Modulus elastisitas atau modulus Young merupakan ukuran

kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus ini maka

semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat

pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut

semakin kaku (stiff). Pada grafik tegangan-regangan (Gambar



2.1 dan 2.2), modulus kekakuan tersebut dapat dihitung dari

slope kemiringan garis elastis yang linier, diberikan oleh:

E = σ/ε atau E = tan α (1.4)

dimana α adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva

tegangan-regangan. Modulus elastisitas suatu material ditentukan oleh

energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilai modulus ini tidak

dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur bahan.

Sebagai

contoh diberikan oleh Gambar 2.3 di bawah ini yang menunjukkan

grafik tegangan-regangan beberapa jenis baja:

Gambar 2.3 Grafik tegangan-regangan beberapa baja yang memperlihatkan

kesamaan modulus kekakuan



h. Modulus kelentingan (modulus of resilience)

Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar

tanpa terjadinya kerusakan. Nilai modulus dapat diperoleh dari

luas segitiga yang dibentuk oleh area elastik diagram tegangan-

regangan pada Gambar 2.1.

i. Modulus ketangguhan (modulus of toughness)

Merupakan kemampuan material dalam menyerap energi hingga

terjadinya perpatahan. Secara kuantitatif dapat ditentukan dari

luas area keseluruhan di bawah kurva tegangan-regangan hasil

pengujian tarik seperti Gambar 2.1. Pertimbangan disain yang

mengikut sertakan modulus ketangguhan menjadi sangat penting

untuk komponen-komponen yang mungkin mengalami

pembebanan berlebih secara tidak disengaja. Material dengan

modulus ketangguhan yang tinggi akan mengalami distorsi yang

besar karena pembebanan berlebih, tetapi hal ini tetap disukai

dibandingkan material dengan modulus yang rendah dimana

perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan terlebih dahulu.

j. Kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya

Kurva tegangan-regangan rekayasa didasarkan atas dimensi

awal (luas area dan panjang) dari benda uji, sementara untuk

mendapatkan kurva tegangan-regangan sesungguhnya

diperlukan

luas area dan panjang aktual pada saat pembebanan setiap saat

terukur. Perbedaan kedua kurva tidaklah terlampau besar pada

regangan yang kecil, tetapi menjadi signifikan pada rentang

terjadinya pengerasan regangan (strain hardening), yaitu setelah

titik luluh terlampaui. Secara khusus perbedaan menjadi

demikian besar di dalam daerah necking. Pada kurva tegangan-

regangan rekayasa, dapat diketahui bahwa benda uji secara

aktual mampu menahan turunnya beban karena luas area awal

Ao bernilai konstan pada saat penghitungan tegangan σ = P/Ao.

Sementara pada kurva tegangan-regangan sesungguhnya luas



area actual adalah selalu turun hingga terjadinya perpatahan dan

benda uji mampu menahan peningkatan tegangan karena σ =

P/A. Gambar 2.4 di bawah ini memperlihatkan contoh kedua

kurva

tegangan-regangan tersebut pada baja karbon rendah (mild

steel).

Gambar 2.4. Perbandingan antara kurva regangan-tegangan rekayasa dan

sesungguhnya dari baja karbon rendah (mild steel)

Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan

perpatahan seperti diilustrasikan oleh Gambar 2.5 di bawah ini:

Gambar 2.5 Ilustrasi penampang samping bentuk perpatahan benda uji tarik sesuai

dengan tingkat keuletan/kegetasasan

Perpatahan ulet memberikan karakteristk berserabut (fibrous) dan

gelap (dull), sementara perpatahan getas ditandai dengan permukaan

patahan yang berbutir (granular) dan terang. Perpatahan ulet umumnya



lebih disukai karena bahan ulet umumnya lebih tangguh dan memberikan

peringatan lebih dahulu sebelum terjadinya kerusakan Pengamatan kedua

tampilan perpatahan itu dapat dilakukan baik dengan mata telanjang

maupun dengan bantuan stereoscan macroscope. Pengamatan lebih detil

dimungkinkan

dengan penggunaan SEM (Scanning Electron Microscope).

a. Perpatahan Ulet

Gambar 2.6 di bawah ini memberikan ilustrasi skematis

terjadinya perpatahan ulet pada suatu spesimen yang diberikan

pembebanan tarik:

Gambar 2.6. Tahapan terjadinya perpatahan ulet pada sampel uji tarik: (a)

Penyempitan awal; (b) Pembentukan rongga-rongga kecil (cavity); (c)

Penyatuan rongga-rongga membentuk suatu retakan; (d) Perambatan retak;

(e) Perpatahan geser akhir pada sudut 45°.



Tampilan foto SEM dari perpatahan ulet diberikan oleh Gambar

2.7 berikut:

Gambar 2.7 Tampilan permukaan patahan dari suatu sampel logam yang

ditandai dengan lubang-lubang dimple sebagai suatu hasil proses penyatuan

rongga-rongga kecil (cavity) selama pembebanan berlangsung

b. Perpatahan Getas

Perpatahan getas memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Tidak ada atau sedikit sekali deformasi plastis yang terjadi

pada material

2. Retak/perpatahan merambat sepanjang bidang-bidang

kristalin membelah atom-atom material (transgranular).

3. Pada material lunak dengan butir kasar (coarse-grain)

maka dapat dilihat pola-pola yang dinamakan chevrons or

fan-like pattern yang berkembang keluar dari daerah awal

kegagalan.

4. Material keras dengan butir halus (fine-grain) tidak

memiliki pola-pola yang mudah dibedakan.

5. Material amorphous (seperti gelas) memiliki permukaan

patahan yang bercahaya dan mulus.

Contoh perpatahan getas dari suatu benda uji berbentuk pelat

diberikan oleh Gambar 2.8 di bawah ini



.

Gambar 2.8. Perpatahan getas pada dua sampel logam berpenampang lintang

persegi panjang (pelat)

Sedangkan hasil foto SEM sampel dengan perpatahan getas

diberikan oleh Gambar 2.9 pada halaman berikut ini:

Gambar 2.9. Foto SEM sampel dengan perpatahan getas. Perhatikan bentuk

perambatan retak yang menjalar (a) memotong butir (transgranular fracture)

dan (b) melalui batas butir material (intergranular fracture)



2.3 Tata Cara Praktikum

2.3.1 Skema Proses

Gambar 2.10 Skema Proses Pengujian Tarik


Menyiapkan spesimen sesuai standar ASTM E8M - 04

Mengukur dimensi awal spesimen uji

Memasang spesimen uji pada mesin UTM

Memasang milimeter blok pada mesin UTM

Menghidupkan mesin UTM

Memberikan pembebanan secara kontinyu hingga spesimen patah

Mencatat F maksimal

Melakukan pengukuran dimensi akhir spesimen uji

Melakukan pengolahan data dan kurva

Analisis dan pembahasan

Kesimpulan


2.3.2 Penjelasan Skema Proses

1. Mempersiapkan spesimen uji yang sesuai dengan standar ASTM

E8M-04;

2. Mengukur dimensi awal gauge length, tebal dan diameter

spesimen uji ST37;

3. Memasang spesimen uji pada mesin Universal Testing Machine

(UTM);

4. Memasang millimeter blok pada mesin uji;

5. Menghidupkan mesin uji UTM;

6. Memberikan pembebanan secara kontinyu hingga spesimen uji

patah;

7. Mencatat F maksimal saat spesimen uji patah;

8. Melakukan pengukuran dimensi akhir spesimen uji saat patah;

9. Melakukan pengolahan data;

10. Melakukan analisis dan pembahasan;

11. Membuat kesimpulan.

2.4 Alat dan Bahan

2.4.1 Alat

1. Universal Testing Machine (UTM);

2. Jangka sorong;

3. Kamera;

4. Penggaris.

2.4.2 Bahan

1. Spesimen uji ST37 sesuai standar ASTM E8M-04;

2. Milimeter blok.



2.5 Data Pengamatan

2.5.1 Pengumpulan Data

- Standar Pengujian : ASTM E8M-04

- Data Sebelum Penarikan

Tabel 2.1 Tabel Data Sebelum Penarikan

No. Data Keterangan

1 Jenis Material ST37

2 Panjang Awal (lo) 44 mmPanjang gauge length

awal

3 Diamater Awal (do) 6.30 mmDiameter gauge length

awal

4Luas Penampang

Awal (Ao)31.1566 mm Ao = ¼πdo

2



- Data Setelah Penarikan

Tabel 2.2 Tabel Data Setelah Penarikan

No. Data Keterangan

1 F max= 1960 kg

= 21 kotak

Diperoleh dari hasil

pengujian pada mesin

2 Skala1 kotak = 93.33

kgSkala

3 Fy

= 17 kotak

= 1586.61 kg

Tentukan posisi Fy dari

kurva mesin lalu hitung

bebannya

4 Panjang Akhir (lf) = 53.05 mmPanjang gauge length

akhir

5 Diameter Akhir (df) = 6.10 mmDiameter gauge length

akhir

6Luas Penampang

Akhir (Af)= 29.20985 mm2 Af = ¼ π df

2

7Perubahan Panjang

(Δl)

= 9.04 mm

= 15 kotak

Δl = lf - lo

Lalu bandingkan

skalanya pada kurva

mesin

8Kekuatan Tarik

(σu)

= 62.9079kg/mm2

= 629.079 MPaσu = Fmax / Ao

9Kekuatan Luluh

(σy)

=50.9236kg/mm2

= 509.236 MPaσy = Fy / Ao

10 Keuletan (ε) = 20.5454% ε = Δl / lo x 100%

11Modulus Elastisitas

(E)

= 2.4591 kg/mm2

=24.691 MPa

=0.24691 GPa

E = σy / ε



- Kurva Mesin

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

Kurva Mesin Uji Tarik

Δl (mm)

F (kg)

Gambar 2.11 Kurva Mesin Uji Tarik

- Kurva Teknis

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

10

20

30

40

50

60

70

Kurva Teknis Uji Tarik

ε (mm)

σ (kg/m

m2)

Gambar 2.12 Kurva Teknis Uji Tarik

-



2.5.2 Pengolahan Data

- Luas Penampang Awal (Ao)

Diketahui : do = 6.30 mm

Ditanyakan : Ao?

Jawab :

Ao=14

π do2=1

4x3.14 x (6.30 mm)2=31.15665 m m2

- Skala

Diketahui : Fmax = 1960 kg

Fmax = 21 kotak

Ditanyakan : skala?

Jawab :

Skala= 1960 kg21 kotak

=93.33 kg /kotak

- Luas Penampang Akhir (Af)

Diketahui : df = 6.10 mm

Ditanyakan : Af?

Jawab :

A f=14

π d f2=1

4x 3.14 x (6.10 mm)2=29.20985 m m2

- Perubahan Panjang (Δl)

Diketahui : lf = 53.05 mm

lo = 44 mm

Ditanyakan : Δl?

Jawab :

∆ l=lf−l0=53.05 mm−44 mm=9.04 mm



- Kekuatan Tarik (σu)

Diketahui : Fmax = 1960 kg

Ao = 31.15665 mm2

Ditanyakan : σu?

Jawab :

σ u=Fmax

Ao

= 1960 kg

31.15665 m m2=62.9079

kg

mm2

σ u=629.079 MPa

- Kekuatan Luluh (σy)

Diketahui : Fy = 1586.61 kg

Ao = 31.15665 mm2

Ditanyakan : σy?

Jawab :

σ y=FyAo

= 1586.61 kg

31.15665 mm2=50.9236

kg

m m2

σ y=509.236 MPa

- Keuletan (ε)

Diketahui : Δl = 9.04 mm

lo = 44 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε=∆ llo

x100 %=9.04 mm44 mm

x100 %=20.5454 %

- Modulus Elastisitas (E)

Diketahui : σy = 509.236 Mpa

ε = 20.5454%

Ditanyakan : E?

Jawab :

E=σ y

ε=509.236 MPa

20.5454=24.78 MPa=0.2478 GPa



2.6 Analisa dan Pembahasan

Proses pengujian logam adalah proses pemeriksaan logam untuk

diketahui sifat dan karakteristiknya yang meliputi sifat mekanik, sifat fisik,

struktur dan komposisi unsur-unsur didalamnya. Salah satu proses pengujian

logam adalah pengujian tarik. Pengujian tarik adalah pengujian yang

bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik logam antara lain kekuatan

tarik (tensile strength), kekuatan luluh (yield strength), modulus elastisitas,

elongasi dan reduksi penampang.

Pada praktikum pengujian tarik ini diuji material ST37 yang

bentuknya sesuai dengan standar ASTM E8M-04 yang kemudian diuji

dengan menggunakan mesin uji tarik “Universal Testing Machine”.

Spesimen uji diukur terlebih dahulu sebelum diuji tarik. Hal ini dilakukan

untuk membandingkan ukuran spesimen awal dan akhir. Pengukuran

panjang spesimen dilakukan pada bidang gauge, karena pengujian fokus

pada bidang ini serta pada bidang inilah akan terjadi konsentrasi tegangan

yang akan menyebabkan patahan. Setelah dilakukan pengujian tarik dan

spesimen patah, maka didapatkan beban maksimal pada saat spesimen patah

dan kurva mesin. Selanjutnya dilakukan analisis hasil pengujian yang dapat

dilakukan berdasarkan cara peninjauan yaitu ditinjau dari kurva mesin, hasil

perhitungan dan hasil patahan spesimen.

Berdasarkan kurva mesin, kurva mesin yang diperoleh dari mesin

UTM ini adalah kurva mesin antara beban, F (kg) berbanding dengan

perubahan panjang, Δl (mm). pada kurva ini dapat dilihat adanya perubahan

F yang terjadi serta pertambahan Δl. Melalui kurva ini dapat diketahui

beban maksimal, Fmax (kg) dan beban luluh. Fy (kg). Fmax diperoleh dari

titik tertinggi pada kurva ini. Fmax didefinisikan sebagai beban maksimal

yang dapat ditahan material sebelum patah. Fy pada kurva ini tidak dapat

terdefinisi dengan jelas sehingga diperoleh dengan metode 0.2% offset.

Pada kurva mesin ini pun menunjukkan perubahan panjang selama

proses pengujian yang dibuktikan dengan perubahan dimensi spesimen uji



saat diukur setelah pengujian. Hasil pengukuran menunjukkan terjadinya

perubahan dimensi panjang dan diameter gauge. Panjang gauge akhir lebih

panjang 9.04 mm dari panjang gauge akhir, sedangkan diameter akhir lebih

kecil dibanding diameter awal. Fenomena ini menunjukkan adanya necking

yang terjadi pada spesimen ketika di uji tarik.

Necking adalah pengecilan luas permukana pada batas penampang.

Necking terjadi pada saat terjadi beban mencapai batas maksimum pada

spesimen uji sehingga terjadi pengecilan penampang setempat dan

pertambahan panjang akan terjadi. Necking hanya terjadi apda material yang

ulet sebagai peringatan akan terjadinya patahan karena terjadi penyerapan

energi yang tinggi sebelum patah, sedangkan pada patahan material getas

akan terjadi tanpa peringatan atau secara tiba-tiba karena rendahnya energi

yang diserap. Luas penampang setelah pengujian akan lebih kecil dibanding

luas penampang awal. Hal ini menunjukkan adanya reduksi penampang

(reduction in area, RA) yang terjadi.

Berdasarkan pengolahan data dari kurva mesin dan perubahan ukuran

spesimen uji, maka dapat ditentukan sifat mekanik lainnya melalui

perhitungan, antara lain:

1. Kekuatan tarik, σu (kg/mm2) yaitu kekuatan atau tegangan

maksimal yang dapat ditahan oleh spesimen uji sebelum patah.

Kekuatan tarik ini terdefinisi dari beban maksimal, Fmax (kg) per

luas penampang, Ao (mm2). Semakin besar Fmax hasil pengujian,

maka semakin besar σu. Kekuatan tarik spesimen uji hasil

pengujian sebesar 629.079 MPa.

2. Kekuatan luluh, σy (kg/mm2) yaitu ketahanan material terhadap

deformasi plastis. Kekuatan luluh ini terdefinisi dari beban

luluh, Fy (kg) per luas penampang awal, Ao (mm2). Kekuatan

luluh spesimen uji hasil pengujian sebesar 509.236 MPa.

3. Keuletan yaitu sifat yang menggambarkan kemampuan

spesimen uji menahan deformasi hingga terjadinya patahan.

Pengujian tarik memberikan dua metode pengukuran keuletan



suatu spesimen uji yaitu elongasi dan reduksi luas penampang.

Nilai elongasi spesimen uji sebesar 20.5454%.

4. Modulus Elastisitas, E (kg/mm2) yaitu ukuran kekakuan suatu

material. Semakin besar harga E maka material tersebut semakin

kaku. E spesimen uji hasil pengujian yaitu sebesar 24,78 MPa.

Berdasarkan spesimen hasil pengujian dapat dianalisis karakteristik

material tersebut melalui tampilan patahan spesimen pengujian. Spesimen

uji memberikan ilustrasi patahan yang berkarakteristik serabut dan gelap

sehingga dapat termasuk ke dalam jenis material patah ulet. Perpatahan ulet

pun memiliki skema perpatahan yang disebut sebagai “cup and cone

fracture mechanism”. Mekanisme ini menjelaskan mekanisme terjadinya

patah ulet pada spesimen uji ini yaitu:

1. Terjadinya penyempitan awal;

2. Terjadinya pembentukan rongga-rongga kecil (cavity);

3. Terjadinya penyatuan rongga-rongga membentuk suatu retakan;

4. Terjadinya perambatan retak;

5. Terjadinya perpatahan geser akhir pada sudut 45o.

Seharusnya, hasil σu yang dihasilkan dari hasil pengujian material

ST37 adalah minimal 37 kg/mm2 atau 370 MPa. Tetapi, hasil pengujian

material uji ST37 menunjukkan σu sebesar 62.9079 kg/mm2 atau 629.079

MPa. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh ukuran diameter dan gauge

length yang tidak sesuai standar ASTM E8M-04. Ukuran diameter spesimen

uji seharusnya sebesar 9.0 ± 0.1 mm sedangkan spesimen uji sebenarnya

berukuran 6.30 mm. Ukuran gauge spesimen uji seharusnya sebesar 45.0 ±

0.1 mm sedangkan spesimen uji sebenarnya berukuran 44 mm.



2.7 Kesimpulan

- Pengujian tarik adalah pengujian yang bertujuan untuk mengetahui

sifat-sifat mekanik yang dimiliki logam yaitu kekuatan tarik (tensile

strength, σu), kekuatan luluh (yield strength, σy), modulus elastisitas

(elasticity modulus, E), elongasi (elongation, ε) dan reduksi

penampang (reduction in area, RA).

- Pengujian tarik mengacu pada standar ASTM E8M – 04.

- Berdasarkan kurva mesin yang diperoleh dari Universal Testing

Machine (UTM) dapt diketahui adanya Fmax, Fy dan Δl.

- Berdasarkan pengolahan data kurva mesin dan pengukuran dimensi

dapat diketahui adanya:

1. σu sebesar 629.079 MPa

2. σy sebesar 509.236 MPa

3. Keuletan terdefinisi melalui reduksi luas penampang dan

elongasi. Elongasi sebesar 20.5454 MPa

4. E sebesar 24.78 MPa

- Berdasarkan spesimen hasil pengujian, patahan merupakan patahan

ulet. Mekanisme patah dapat dikethui sebagai mekanisme perpatahan

“cup and cone fracture mechanism”.

- Spesimen uji dapat dikatakan sebagai spesimen yang ulet karena

mengalami necking dan hasil perpatahan yang berserabut.

- Terjadi perbedaan hasil pengujian dengan hasil yang standar.

Kemudian disebabkan oleh ukuran spesimen yang tidak sesuai

standar.



BAB III

PENGUJIAN KEKERASAN

3.1 Tujuan

1. Mengetahui dan memahami prinsip dasar pengujian kekerasan Brinell

dan Rockwell C;

2. Mengetahui kekerasan dari suatu spesimen uji;

3. Membandingkan prosedur dan prinsip pengujian kekerasan Brinell

dan Rockwell C;

3.2 Teori Dasar

Proses pengujian kekerasan dapat diartikan sebagai kemampuan suatu

bahan terhadap pembebanan dalam perubahan yang tetap. Dengan kata lain,

ketika gaya tertentu diberikan pada suatu benda uji yang mendapat pengaruh

pembebanan, benda uji akan mengalami deformasi. Kita dapat menganalisis

seberapa besar tingkat kekerasan dari bahan tersebut melalui besarnya beban

yang diberikan terhadap luas bidang yang menerima pembebanan tersebut.

Kita harus mempertimbangkan kekuatan dari benda kerja ketika

memilih bahan benda tersebut. Dengan pertimbangan itu, kita cenderung

memilih bahan benda kerja yang memiliki tingkat kekerasan yang lebih

tinggi. Alasannya, logam keras dianggap lebih kuat apabila dibandingkan

dengan logam lunak. Meskipun demikian, logam yang keras biasanya

cenderung lebih rapuh dan sebaliknya, logam lunak cenderung lebih ulet

dan elastis.

Pengujian kekerasan bahan logam bertujuan mengetahui angka

kekerasan logam tersebut. Dengan kata lain, pengujian kekerasan ini bukan

untuk melihat apakah bahan itu keras atau tidak, melainkan untuk

mengetahui seberapa besar tingkat kekerasan logam tersebut. tingkat

kekerasan logam berdasarkan pada standar satuan yang baku. Karena itu,

prosedur pengujian kekerasan pun diatur dan diakui oleh standar industri di

dunia sebagai satuan yang baku. Satuan yang baku itu disepakati melalui

tiga metode pengujian kekerasan, yaitu penekanan, goresan, dan dinamik.



Tabel 3.1 Logam Ferro Dan Pemakaiannya

Nama Komposisi Sifat Pemakaian

Baja lunak

(mild steel)

Campuran ferro dan

karbon (0.1-0.3%)

Ulet dan dapat

ditempa dingin

Pipa, mur, baut dan

sekrup

Baja karbon

sedang (medium

carbon steel)

Campuran ferro dan

karbon (0.4 – 0.6%)Lebih ulet

Poros, rel baja dan

peron

Baja karbon

tinggi (high

carbon steel)

Campuran ferro dan

karbon (0.7 – 1.5%)

Dapat ditempa dan

disepuh

Perlengkapan mesin

perkakas, kikir,

gergaji, pahat, tap,

penitik dan stempel

Baja kecepatan

tinggi (high

carbon steel)

Baja karbon tinggi

ditambah dengan nikel/

krom/ kobalt/ tungsten/

vanadium

Getas, dapat

disepuh keras,

dimudakan dan

tahan terhadap

suhu tinggi

Alat potong yang

digunakan adalah

pahat bubut, pisau

fris, mata bor dan

perlengkapan mesin

perkakas

Pengujian kekerasan dengan cara penekanan banyak digunakan oleh

industri permesinan. Hal ini dikarenakan prosesnya sangat mudah dan cepat

dalam memperoleh angka kekerasan logam tersebut apabila dibandingkan

dengan metode pengujian lainnya. Pengujian kekerasan yang menggunakan

cara ini terdiri dari tiga jenis, yaitu pengujian kekerasan dengan metode

Rockwell, Brinell, dan Vickers. Ketiga metode pengujian tersebut memiliki

kelebihan dan kekurangannya masing-masing, serta perbedaan dalam

menentukan angka kekerasannya. Metode Brinell dan Vickers misalnya,

memiliki prinsip dasar yang sama dalam menentukan angka kekerasannya,

yaitu menitikberatkan pada perhitungan kekuatan bahan terhadap setiap

daya luas penampang bidang yang menerima pembebanan tersebut.

Sedangkan metode Rockwell menitikberatkan pada pengukuran kedalaman

hasil penekanan atau penekan (indentor) yang membentuk berkasnya

(indentasi) pada benda uji.

Perbedaan cara pengujian ini menghasilkan nilai satuannya juga

berbeda. Karena itu, tiap-tiap pengujian memiliki satuannya masing-masing



sesuai dengan proses penekannya, yang mendapat pengakuan standar

internasional. Perbedaan satuan itu ditunjukkan dalam bentuk tulisan angka

hasil pengujiannya. Berikut ini merupakan uraian terperinci mengenai

masing-masing metode pengujian.

1. Metode Pengujian Rockwell

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell ini diatur

berdasarkan standar DIN 50103. Adapun standar kekerasan

metode pengujian Rockwell ditunjukkan pada tabel sebagai

berikut :

Tabel 3.2 Skala Kekerasan Metode Pengujian Rockwell

Tingkatan skala kekerasan menurut metode Rockwell dapat

dikelompokkan menurut jenis indentor yang digunakan pada

masing-masing skala. Dalam metode Rockwell ini terdapat dua

macam indentor yang ukurannya bervariasi, yaitu:

a. Kerucut intan dengan besar sudut 120º dan disebut sebagai

Rockwell Cone.

b. Bola baja dengan berbagai ukuran dan disebut sebagai

Rockwell Ball.

Untuk cara pemakaian skala ini, kita terlebih dahulu

menentukan dan memilih ketentuan angka kekerasan maksimum

yang boleh digunakan oleh skala tertentu. Jika pada skala



tertentu tidak tercapai angka kekerasan yang akurat, maka kita

dapat menentukan skala lain yang dapat menunjukkan angka

kekerasan yang jelas. Berdasarkan rumus tertentu, skala ini

memiliki standar atau acuan, dimana acuan dalam menentukan

dan memilih skala kekerasan dapat diketahui melalui tabel

sebagai berikut:

Tabel 3.3 Skala Kekerasan Dan Pemakaiannya

Pembebanan dalam proses pengujian kekerasan metode

Rockwell diberikan dalam dua tahap. Tahap pertama disebut

beban minor dan tahap kedua (beban utama) disebut beban

mayor. Beban minor besarnya maksimal 10 kg sedangkan beban

mayor bergantung pada skala kekerasan yang digunakan.

Cara Rockwell ini berdasarkan pada penekanan sebuah indentor

dengan suatu gaya tekan tertentu ke permukaan yang rata dan

bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya. Setelah gaya

tekan dikembalikan ke gaya minor, maka yang akan dijadikan

dasar perhitungan untuk nilai kekerasan Rockwell bukanlah hasil

pengukuran diameter atau diagonal bekas lekukan,tetapi justru

dalamnya bekas lekukan yang terjadi itu. Inilah perbedaan

metode Rockwell dibandingkan dengan metode pengujian

kekerasan lainnya.

Pengujian Rockwell yang umumnya dipakai ada tiga jenis, yaitu

HRA, HRB, dan HRC. HR itu sendiri merupakan suatu



singkatan kekerasan Rockwell atau Rockwell Hardness Number

dan kadang-kadang disingkat dengan huruf R saja.

Sebelum pengujian dimulai, penguji harus memasang indentor

terlebih dahulu sesuai dengan jenis pengujian yang diperlukan,

yaitu indentor bola baja atau kerucut intan. Setelah indentor

terpasang, penguji meletakkan specimen yang akan diuji

kekerasannya di tempat yang tersedia dan menyetel beban yang

akan digunakan untuk proses penekanan. Untuk mengetahui

nilai kekerasannya, penguji dapat melihat pada jarum yang

terpasang pada alat ukur berupa dial indicator pointer.

Kesalahan pada pengujian Rockwell dapat disebabkan oleh

beberapa faktor antara lain:

a. Benda uji.

b. Operator.

c. Mesin uji Rockwell.

Kelebihan dari pengujian logam dengan metode Rockwell, yaitu:

a. Dapat digunakan untuk bahan yang sangat keras.

b. Dapat dipakai untuk batu gerinda sampai plastik.

c. Cocok untuk semua material yang keras dan lunak.

Kekurangan dari pengujian logam dengan metode Rockwell,

yaitu :

a. Tingkat ketelitian rendah.

b. Tidak stabil apabila terkena goncangan.

c. Penekanan bebannya tidak praktis.

2. Metode Pengujian Brinell

Cara pengujian Brinell dilakukan dengan penekanan sebuah bola

baja yang terbuat dari baja krom yang telah dikeraskan dengan

diameter tertentu oleh suatu gaya tekan secara statis ke dalam

permukaan logam yang diuji tanpa sentakan. Permukaan logam

yang diuji harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan ditiadakan

dan bola baja dikeluarkan dari bekas lekukan, maka diameter

paling atas dari lekukan tersebut diukur secara teliti, yang



kemudian dipakai untuk menentukan kekerasan logam yang

diuji dengan menggunakan rumus:

BHN= 2 PπD ¿¿

dimana :

P = beban yang diberikan (KP atau Kgf)

D = diameter indentor yang digunakan

d = diameter bekas lekukan

Kekerasan ini disebut kekerasan Brinell, yang biasa disingkat

dengan HB atau BHN (Brinell Hardness Number). Semakin

keras logam yang diuji, maka semakin tinggi nilai HB. Bahan-

bahan atau perlengkapan yang digunakan untuk uji kekerasan

Brinell adalah sebagai berikut:

a. Mesin uji kekerasan Brinell.

b. Bola baja untuk Brinell (Brinell Ball).

c. Mikroskop pengukur.

d. Stopwatch.

e. Mesin gerinda.

f. Ampelas kasar dan halus.

g. Benda uji (test specimen).

Apabila kita memakai bola baja untuk uji Brinell, biasanya yang

terbuat dari baja krom yang telah disepuh atau cermentite

carbide. Bola Brinell ini tidak bolehberdeformasi sama sekali di

saat proses penekanan ke permukaan logam uji. Standar dari

bola Brinell yaitu mempunyai Ø 10 mm atau 0,3937 in, dengan

penyimpangan maksimal 0,005 mm atau 0,0002 in. Selain yang

telah distandarkan di atas, terdapat juga bola-bola Brinell

dengan diameter lebih kecil (Ø 5 mm, Ø 2,5 mm, Ø 2 mm, Ø

1,25 mm, Ø 1 mm, Ø 0,65 mm) yang juga mempunyai toleransi-

toleransi tersendiri. Misalnya, untuk diameter 1 sampai dengan 3

mm

adalah lebih kurang 0,0035 mm, antara 3 sampai dengan 6 mm

adalah 0,004 mm, dan antara 6 sampai dengan 10 mm adalah



0,005 mm. Penggunaannya bergantung pada gaya tekan P dan

jenis logam yang diuji, maka penguji harus dapat memilih

iameter bola yang paling sesuai.

Berikut ini merupakan langkah-langkah yang dilakukan untuk

menguji kekerasan logam dengan metode Brinell, yaitu :

a. Memeriksa dan mempersiapkan specimen sehingga siap

untuk diuji.

b. Memeriksa dan mempersiapkan mesin yang akan dipakai

untuk menguji.

c. Melakukan pemeriksaan pada pembebanan, diameter bola

baja yang digunakan, dan alat pengukur waktu.

d. Membebaskan beban tekan dan mengeluarkan bola dari

lekukan lalu memasang alat optis untuk melihat bekas

yang kemudian mengukur diameter bekas sebelumnya

secara teliti dengan mikrometer pada mikroskop.

Pangukuran diameter ini untuk sebuah lekuk dilakukan

dua kali secara bersilang tegak lurus dan baru dari dua

nilai diameter yang diperoleh, diambil rata-ratanya.

Kemudian dimasukkan ke dalam rumus Brinell untuk

memperoleh hasil kekerasan Brinell-nya (HB).

e. Melakukan proses pengujian sebanyak lima kali sehingga

diperoleh nilai ratarata dari uji kekerasan Brinell tersebut.

f. Yang perlu diperhatikan adalah jarak dari titik pusat

lekukan baik dari tepi specimen maupun dari tepi lekukan

lainnya minimal 2 dari 3/2 diameter lekukannya.

3. Metode Pengujian Vickers

Metode Vickers ini berdasarkan pada penekanan oleh suatu gaya

tekan tertentu oleh sebuah indentor berupa pyramid diamond

terbalik dengan sudut puncak 136º ke permukaan logam yang

akan diuji kekerasannya, dimana permukaan logam yang diuji

ini harus rata dan bersih.



Setelah gaya tekan secara statis ini kemudian ditiadakan dan

pyramid diamond dikeluarkan dari bekas yang terjad, maka

diagonal segi empat bekas teratas diukur secara teliti, yang

digunakan sebagai kekerasan logam yang akan diuji. Permukaan

bekas merupakan segi empat karena pyramid merupakan

piramida sama sisi. Nilai kekerasan yang diperoleh disebut

sebagai kekerasan Vickers, yang biasa disingkat dengan Hv atau

HVN (Vickers Hardness Number). Untuk memperoleh nilai

kekerasan Vickers, maka hasil penekanan yang diperoleh

dimasukkan ke dalam rumus berikut ini :

Hv=2 Fsinθ2

D2 =1.8554 FD2

Bahan-bahan atau perlengkapan yang biasa digunakan untuk uji

kekerasan Vickers adalah sebagai berikut :

a. Mesin percobaan kekerasan Vickers

b. Mesin gerinda.

c. Indentor pyramid diamond

d. Ampelas kasar dan halus.

e. Mikroskop pengukur diagonal bekas.

f. Benda uji (test specimen).

g. Stopwatch.

Hal terpenting yang harus dipelajari dalam pengujian Vickers

adalah bagaimana menggunakan alat uji kekerasan Vickers

dalam hal memasang indentor pyramid diamond, meletakkan

specimen di tempatnya, menyetel beban yang akan dipakai,

melihat dan mengukur diagonal persegi empat teratas dari bekas

yang terjadi

seteliti mungkin.




3.3.1 Skema Proses

- Uji Kekerasan Brinell

Gambar 3.1 Skema Proses Uji Kekerasan Brinell


Menyiapkan spesimen uji Al 7XXX

Memasang spesimen uji pada mesin uji keras Brinell

Mengatur beban sebesar 62.5 kg

Tunggu 10 detik (dwell time)

Ulangi langkah tersebut sebanyak 3 kali pada tempat yang berbeda

Memasang spesimen di mikroskop optik

Menentukan ukuran diameter hasil indentasi

Menentukan nilai kekerasan Brinell

Melakukan analisis dan pembahasan

Kesimpulan


- Uji Kekerasan Rockwell C

Gambar 3.2 Skema Proses Uji Kekerasan Rockwell C


Menyiapkan spesimen ujia. Spesimen uji Nickel Based b. Spesimen uji AISI P420

Memasang spesimen uji pada alat uji keras Rockwell

Loading beban minor 10 kg

Memasang jarum pembaca pada titik 'C'

Loading beban mayor 150 kg

Menunggu 10 detik (dwell time)

Mencatat angka HRC yang ditunjukkan

Unload beban minor

Ulangi langkah diatas pada 5 lokasi yang berbeda

Lepas spesimen uji (a)

Mengulangi langkah tersebut pada spesimen uji (b)


Membuat kesimpulan




1. Menyiapkan spesimen uji Al 7XXX;

2. Memasang spesimen uji pada mesin uji keras Brinell;

3. Mengatur beban sebesar 62.5 kg;

4. Loading beban 62.5 kg;

5. Tunggu 10 detik (dwell time);

6. Unload beban;

7. Ulangi langkah tersebut sebanyak 3 kali pada lokasi yang

berbeda;

8. Memasang spesimen di mikroskop optik;

9. Menentukan ukuran diameter hasil indentasi;

10. Menentukan nilai HB;

11. Melakukan analisa dan pembahasan;

12. Membuat kesimpulan;

- Uji Kekerasan Rockwell

1. Menyiapkan spesimen uji

a. Spesimen uji Nickel Based

b. Spesimen uj AISI P420;

2. Memasang spesimen uji (a) pada alat uji keras Rockwell;

3. Memasang jarum pembaca pada titik ‘C’;

4. Loading beban minor 10 kg;

5. Loading beban mayor 150 kg;

6. Menunggu 10 detik (dwell time);

7. Ulangi langkah diatas pada 5 lokasi yang berbeda;

8. Lepas spesimen uji (1);

9. Mengulangi langkah diatas pada spesimen uji (b);





3.4 Alat dan Bahan

3.4.1 Alat

1. Alat uji kekerasan Brinell;

2. Alat uji kekerasan Rockwell;

3. Mikroskop.

3.4.2 Bahan

1. Material uji Nickel Based;

2. Material uji AISI P420;

3. Material uji Al 7XXX.

3.5 Data Pengamatan



Tabel 3.4 Data Uji Kekerasan Brinell

Metode Pengujian Kekerasan Indentasi

Jenis Mesin Pengujian Kekerasan Brinell

Standard Pengujian ASTM E10

Jenis Indentor Bola Baja

Beban 62.5 kg

Dwell Time 10 s

Material Uji Al 7XXX

Tabel 3.5 Data Pengamatan Diameter Indentasi Brinell

No. Spesimen UjiDiameter, Pengamatan ke- (µm)

1 2 3

1 Al 7XXX ke 1 756.2 759.9 773.2

2 Al 7XXX ke 2 784.3 763.4 770.0

Rata-rata (µm) 770.25 761.65 771.6

Rata-rata (mm) 0.770 0.761 0.771



Tabel 3.6 Konversi Diameter – Hardness Brinell Number

No. Spesimen UjiHBN Rata-

Rata1 2 3

1 Al 7XXX 131 135 131 132.33

- Uji Kekerasan Rockwell C

Tabel 3.7 Data Uji Kekerasan Rockwell C

Metode Pengujian Kekerasan Indentasi

Jenis Mesin Pengujian Kekerasan Rockwell C

Standard Pengujian ASTM E18

Jenis Indentor Diamond Cone

Beban Mayor 150 kg

Beban Minor 10 kg

Dwell Time 10 s

Material Uji a. Nickel Base

b. AISI P420

Tabel 3.8 Data Nilai Kekerasan Rockwell C

No.Spesime

n Uji

Nilai Kekerasan Rata-

Rata1 2 3 4 5

1.Nickel

Based30 27 20.5 19 27 24.7

2.AISI

P42023.5 24.5 25.5 28 28 25.9





1. Diameter Rata-Rata (1)

Diketahui : d1 = 756.2 µm

d2 = 784.3 µm

Ditanyakan : đ1?

Jawab :

đ 1=đ1+đ 2

2=756.2+784.3

2=770.25 μ

đ 1=0.770 mm



d4 = 763.4 µm

Ditanyakan : đ2?

Jawab :

đ 2=đ3+đ 4

2=759.9+763.4

2=761.65 μ

đ 2=0.761 mm



d6 = 770.0 µm

Ditanyakan : đ3?

Jawab :

đ 3=đ5+đ6

2=773.2+770.0

2=771.6 μm

đ 3=0.771 mm

4. Konversi Diameter – HBN

đ1 = 0.770 mm = 131 HBN

đ2 = 0.760 mm = 135 HBN

đ3 = 0.771 mm = 131 HBN



5. Rata-Rata HBN

Diketahui : HBN1= 131 HBN

HBN2= 135 HBN

HBN3= 131 HBN

Ditanyakan : HBN rata-rata?

Jawab :

HBN=HBN 1+HBN2+HBN 3

3=131+135+131

3

HBN=132.33 HBN

- Uji Kekerasan Rockwell

1. HRC Rata-Rata Spesimen Nickel Based

Diketahui : HRC1 = 30

HRC2 = 27

HRC3 = 20.5

HRC4 = 14

HRC5 = 27

Ditanyakan : HRC rata-rata?

Jawab :

HRC=HRC1+ HRC2+HRC3+HRC4+HRC5

5

HRC=30+27+20.5+14+275

=24.7 HRC



2. HRC Rata-Rata Spesimen AISI P420

Diketahui : HRC1 = 23.5

HRC2 = 24.5

HRC3 = 25.5

HRC4 = 28

HRC5 = 28

Ditanyakan : HRC rata-rata?

Jawab :

HRC=HRC1+ HRC2+HRC3+HRC4+HRC5

5

HRC=23.5+24.5+25.5+28+285

=25.9 HRC


Pengujian kekerasan adalah pengujian yang ketahanan material

terhadap gaya gores yang dilakukan material lain yang lebih keras.

Pengujian kekerasan dapat dilakukan dengan berbagai metode (metode

gores, metode pantul dan metode indentasi)dan alat uji.

Pada praktikum ini dilakukan pengujian kekerasan dengan

menggunakan alat uji Rockwell C dan Brinell. Kedua alat uji tersebut

merupakan pengujian kekerasan metode indentasi yang prinsipnya adalah

penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan waktu

indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material ditentukan oleh

kedalaman atau luas area indentasi yang dihasilkan, bergantung kepada jenis

pengujian dan jenis indentor yang digunakan. Standar pengujian dengan

Brinell adalah ASTM E10, sedangkan standar pengujian Rockwell C adalah

ASTM E-18. Pada praktikum ini, spesimen yang diuji dengan metode

Brinell adalah material Al 7XXX serta spesimen yang diuji dengan metode

Rockwell C adalah material Nickel Base dan AISI P420.

Pada pengujian Brinell, indentor yang digunakan adalah bola baja

dengan beban sebesar 65 kg dan dwell time (waktu penekanan) selama 10

detik. Hasil pengujian berbentuk lingkaran bulat yang kemudian diukur



diameternya dibawah mikroskop. Diameter ini yang kemudian dikonversi

menjadi Hardness Brinell Number (HBN) baik melalui tabel konversi

maupun perhitungan. Hasil rata-rata HBN spesimen uji Aluminum Alloys

7XXX adalah sebesar 132.33 HBN. Hasil ini masih termasuk kedalam

spesifikasi HBN Aluminum Alloys 7XXX yaitu sebesar 20-210 HBN

(Sumber: Website MatWeb Material Property Data).

Metode Rockwell merupakan pengujian kekerasan dengan pembacaan

langsung, berbeda dengan metode Brinell dimana kekerasan suatu bahan

dinilai dari diameter jejak indentasi yang dihasilkan. Perbedaan tipe-tipe

Metode Rockwell terletak pada jenis indentor dan beban yang digunakan

serta berpengaruh kepada tipe material yang akan diuji. Pada pengujian

Rockwell skala C, beban mayor yang digunakan adalah 150 kg dan beban

minor yang digunakan adalah 10 kg, dengan jenis indentor diamond cone

serta lazimnya digunakan untuk menguji material baja yang dikeraskan dan

baja atau paduan yang dikeraskan.

Hasil pengujian material Nickel Based Alloy memiliki Hardness

Rockwell C sebesar 24.7 HRC. Nilai ini jauh dibawah nilai kekerasan Nickel

Based Alloy sebesar 50 HRC (Nickel Development Institute). Hal ini

kemungkinan disebabkan oleh:

1. Alat uji yang belum dikalibrasi

2. Kesalahan pada praktikum

3. Adanya perlakuan tambahan yang diberikan kepada spesimen uji.

Hasil pengujian Rockwell C untuk material AISI P420 adalah sebesar

25.9 HRC. Nilai ini sesuai dengan kekerasan material AISI p420 yang

mengalami hardening pada suhu 950-1020oC dan tempering pada suhu 600-

750oC yang berkisar antara 24-29 HRC (Sumber: Website Interlloy

Engineering Steels and Alloy)



3.7 Kesimpulan

- Pengujian kekerasan adalah pengujian ketahanan material terhadap

deformasi plastis;

- Hasil pengujian material Al 7XXX dengan metode Brinell yaitu

132.33 HBN;

- Hasil pengujian material Nickel Based dengan metode Rockwell C

yaitu 24.7 HRC;

- Hasil pengujian material AISI P420 dengan metode Rockwell C yaitu

25.9 HRC;

- Metode Brinell menggunakan indentor bola baja dengan beban 62.5;

- Metode Rockwell C menggunakan indentor diamond cone dengan

beban minor 10 kg dan beban mayor 150 kg.



BAB IV

PENGUJIAN IMPAK

4.1 Tujuan

1. Memahami prinsip dasar pengujian impak;

2. Memahami tujuan pengujian impak;

3. Memahami perbedaan pengujian impak metode Charpy dan Izod;

4. Menganalisis bentuk perpatahan (fraktografi) hasil uji impak;

5. Menganalisis hasil uji impak berbagai material dan karakteristik

perpatahan yang dihasilkan;

6. Memahami sifat yang dihasilkan dari pengujian impak.

4.2 Teori Dasar

Uji impact charpy digunakan untuk mengetahui kegetasan atau

keuletan suatu bahan (specimen) yang akan diuji dengan cara pembebanan

secara tiba-tiba terhadap benda yang akan diuji secara statik. Benda uji

dibuat takikan terlebih dahulu sesuai dengan standar JIS Z2202 dan hasil

pengujian benda tersebut akan mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk

seperti bengkokan atau patahan esuai dengan keuletan atau kegetasan

terhadap benda uji tersebut.

Mesin uji impact adalah mesin uji untuk mengetahui harga impak

suatu beban yang diakibatkan oleh gaya kejut pada bahan uji tersebut. tipe

dan bentuk konstruksi mesin uji bentur beraneka ragam, yaitu mulai dari

jenis konvensional sampai dengan sistem digital yang lebih maju. Dalam

pembebanan statis dapat juga terjadi laju deformasi yang tinggi kalau bahan

diberi takikan. Semakin tajam takikan, maka akan semakin besar deformasi

yang terkonsentrasikan pada takikan, yang memungkinkan peningkatan laju

regangan beberapa kali lipat. Patah getas menjadi permasalahan penting

pada baja dan besi. Pengujian impact charpy banyak dipergunakan untuk

menentukan kualitas bahan. Benda uji takikan berbentuk V yang

mempunyai keadaan takikan 2 mm banyak dipakai. Mesin uji impact

charpy dapat ditunjukkan pada gambar di bawah ini.



Gambar 4.1 Mesin Uji Impact Charpy

Gambar 4.2 Benda Uji Impact Charpy Bentuk “V”

Pada pengujian ini adalah suatu bahan uji yang ditakik, dipukul oleh

pendulum (godam) yang mengayun. Dengan pengujian ini dapat diketahui

sifat kegetasan suatu bahan. Cara ini dapat dilakukan dengan charpy atau

cara izod. Pada pengujian kegetasan bahan dengan cara impact charpy,

pendulum diarahkan pada bagian belakang takik dari batang uji. Sedangkan

pada pengujian impact cara izod adalah pukulan pendulum diarahkan pada

jarak 22 mm dari penjepit dan takikannya menghadap pada pendulum.

Pengerjaan benda uji pada impact charpy dan izod dikerjakan habis pada

semua permukaan. Takikan dibuat dengan mesin fris atau alat notch khusus

takik. Semua dikerjakan menurut standar yang ditetapkan yaitu JIS Z .



Gambar 4.3 Sistem Uji Impact Charpy dan Izod

Gambar 4.4 Benda Uji Standar JIS Z 2202

Apabila pendulum dengan berat G dan pada kedudukan h1 dilepaskan,

maka akan mengayun sampai kedudukan posisi akhir 4 pada ketinggian h2

yang juga hampir sama dengan tinggi semula (h1), dimana pendulum

mengayun bebas. Pada mesin uji yang baik, skala akan menunjukkan usaha

lebih dari 0,05 kilogram meter (kg m) pada saat pendulum mencapai

kedudukan 4. Apabila batang uji dipasang pada kedudukannya dan

pendulum dilepaskan, maka pendulum akan memukul batang uji dan

selanjutnya pendulum akan mengayun sampai kedudukan 3 pada ketinggian

h2. Usaha yang dilakukan pendulum waktu memukul benda uji atau usaha

yang diserap benda uji sampai patah dapat diketahui melalui rumus sebagai

berikut :

W1 = G x h1 (kgm)

Atau dapat juga diselesaikan dengan menggunakan rumus berikut ini:

W1 = G x λ (1 – cosα) (kgm)

dimana :

W1 = usaha yang dilakukan (kg m)

G = berat pendulum (kg)

h1 = jarak awal antara pendulum dengan benda uji (m)



λ = jarak lengan pengayun (m)

cos λ = sudut posisi awal pendulum

Sedangkan sisa usaha setelah mematahkan benda uji dapat diketahui

melalui rumus sebagai berikut :

W2 = G x h2 (kgm)

Sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut:

W2 = G x λ (1-cosβ) (kgmm)

dimana:

W2 = sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg m)


h2 = jarak akhir antara pendulum dengan benda uji (m)


cos β = sudut posisi akhir pendulum

Besarnya usaha yang diperlukan untuk memukul patah benda uji dapat

diketahui melalui rumus sebagai berikut :

W = W1 – W2 (kgm)

Sehingga persamaan yang diperoleh dari rumus di atas adalah sebagai

berikut:

W = G x λ (cos β – cos λ) (kg m)

dimana:

W = usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)

W1 = usaha yang dilakukan (kg m)

W2 = sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg m)



cos λ = sudut posisi awal pendulum

cos β = sudut posisi akhir pendulum

Dan besarnya harga impact dapat diketahui dari rumus berikut ini :

K = W/Ao\

dimana :

K = nilai impact (kg m/mm2)



W = usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)

Ao = luas penampang di bawah takikan (mm2)

Gambar 4.5 Prinsip Dasar Mesin Uji Impact




4.3.1 Skema Proses

Gambar 4.6 Skema Proses Pengujian Impak


Mempersiapkan spesimen uji (a) ST37

Mengukur dimensi spesimen uji

Memasang spesimen uji pada mesin uji impak Charpy Ferrous

Mengatur jarum pembaca sudut pada titik 150oC

Melepaskan pendulum

Menahan pendulum setelah mengenai spesimen

Mencatat sudut pantul yang dihasilkan

Mengulangi langkah diatas untuk spesimen uji (2) Mika dengan mesin untuk non-Ferrous


Membuat kesimpulan.



1. Mempersiapkan spesimen uji (a) ST37;

2. Mengukur dimensi spesimen uji (tebal, panjang, tinggi, takikan)

3. Memasang spesimen uji pada mesin uji impak Charpy Ferrous;

4. Mengatur jarum pembaca sudut pada titik 150oC;

5. Melepaskan pendulum;

6. Menahan pendulum setelah mengenai spesimen;

7. Mencatat sudut pantul yang dihasilkan;

8. Mengulangi langkah diatas untuk spesimen uji (2) Mika dengan

mesin untuk non-Ferrous;



4.4 Alat dan Bahan

4.4.1 Alat

1. Alat uji impak metode Charpy untuk material Ferrous;

2. Alat uji impak metode Charpy untuk material non-Ferrous;

3. Jangka sorong

4.4.2 Bahan

1. Spesimen uji ST37;

2. Spesimen uji Mika.



4.5 Data Pengamatan


Tabel 4.1 Data Pengujian Impak

Data ST37 Mika

Panjang (mm) 130.20 65

Lebar (mm) 9.30 9.30

Tebal (mm) 25.00 10

Kedalaman Takikan (mm) 1.00 1.00

Luas Penampang (mm) 1074.15 585

Metode Pengujian Charpy Charpy

Temperatur Uji (oC) 25 25

Massa Pendulum (kg) 10 5

Panjang Pendulum (m) 1 0.5

Sudut Awal (o) 150 150

Sudut Pantul (o) -15 110

Energi Impak (J) 179.53 12.84

Harga Impak (J/mm2) 0.1671 0.0219

Percepatan Gravitasi (m/s2) 9.8 9.8


1. Spesimen Uji ST37

- Luas Penampang (A)

Diketahui : l = 130.20 mm

t = 9.25 mm

Kedalaman takikan = 1 mm

Ditanyakan : A?

Jawab :

AST 37=lST 37 x (t ST 37−kedalaman takikan )

AST 37=130.20 mm x (9.25 mm−1mm )

AST 37=1074.15 mm2



- Energi Impak (EI)

Diketahui : m = 10 kg

g = 9.8 m/s2

β = - 15o

α = 150oC

R = 1 m

Ditanyakan : EI?

Jawab :

EI=m x g x R ¿

EI=10 kg x 9.8m

s2x 1 m¿

EI=179.53 J

- Harga Impak (HI)

Diketahui : EI = 179.53 J

A = 1074.15 mm2

Ditanyakan : HI?

Jawab :

HI=EIA

= 179.53 J

1064.15 m m2=0.1671 J /m m2

2. Spesimen Uji Impak


Diketahui : l = 65 mm

t = 10mm

Kedalaman takikan = 1 mm

Ditanyakan : A?

Jawab :

AMika=lMika x ( tMika−kedalaman takikan )

AMika=65 mm x (10 mm−1 mm )

AMika=985 m m2



- Energi Impak (EI)

Diketahui : m = 5kg

g = 9.8 m/s2

β = 110o

α = 150oC

R = 0.5 m

Ditanyakan : EI?

Jawab :

EI=m x g x R ¿

EI=5 kg x 9.8m

s2x 0.5 m¿

EI=12.84 J

- Harga Impak (HI)

Diketahui : EI = 12.84 J

A = 585 mm2

Ditanyakan : HI?

Jawab :

HI=EIA

= 12.84 J

585 m m2=0.0219 J /mm2


Pengujian impak adalah pengujian yang mengukur ketahanan material

terhadap beban kejut. Pengujian impak mampu menunjukkan ketangguhan

suatu material. Dasar pengujian impak adalah penyerapan energi potensial

dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan

menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi.

Pada praktikum ini dilakukan pengujian impak dengan menggunakan

alat uji impak Charpy. Pada alat uji impak Izod, benda uji diletakkan secara

mendatar dan bidang yang bertakik dihadapkan dengan arah datangnya

pendulum beban. Sedangkan pada alat uji impak Charpu, benda uji

diletakkan dengan bidang yang bertakik berlawanan arah dengan arah



pendulum beban. Takik berbentuk V dengan sudut 45o. Penggunaan takik

bertujuan untuk membuat konsentrasi tegangan sehingga perpatahan

diharapkan terjadi pada bagian yang bertakik tersebut. Pada praktikum ini,

spesimen uji impak berupa baja ST37 dan Mika. Pada umumnya, uji Charpy

dilakukan pada berbagai temperatur untuk mengetahui temperatur transisi,

tetapi pada praktikum ini hanya dilakukan pada temperatur 25oC atau

temperatur ruang. Temperatur transisi berfungsi untuk mengetahui

perubahan sifat keuletan dan kekakuan yang akan terjadi pada suatu material

ketika temperatur tertentu.

Sudut pantul dari ST37 lebih besar dari sudut pantul mika, karena

energi yang diserap oleh ST37 lebih besar. Pada pengujian impak, melalui

perhitungan dapat diketahui nilai energi impak yaitu energi yang mampu

diserap. Nilai EI pada spesimen ST37 sebesar 179.53 Joule, sedangkan nilai

EI pada spesimen Mika sebesar 12.84 Joule. Selain nilai EI, melalui

perhitungan pun dapat diketahui nilai Harga Impak suatu material. Nilai HI

pada spesimen ST37 sebesar 0.1671 J/mm2 sedangkan nilai HI pada

spesimen mika sebesar 0.0219 J/mm2.

Pengukuran lain yang dapat dilakukan pada pengujian impak Charpy

adalah pengamatan permukaan patahan untuk menentukan jenis patahan

yang terjadi. Pada umumnya, jenis patahan yang terjadi digolongkan

menjadi 3 jenis, yaitu patah berserat, patah granular dan perpatahan

campuran. Pada spesimen uji ST37, perpatahan yang terjadi adalah

perpatahan berserat atau fibrous fracture. Perpatahan ini melibatkan

pergeseran bidang-bidang Kristal dalam bahan logam yang ulet. Perpatahan

ini ditandai dengan permukaan patahan berserat yang mampu menyerap

cahaya dan berpenampilan buram. Sedangkan pada spesimen uji mika,

perpatahan yang terjadi adalah perpatahan granular atau kristalin.

Perpatahan ini dihasilkan oleh mekanisme pembelahan pada butir-butir

material yang getas. Perpatahan ini ditandai dengan permukaan patahan

yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi.



Namun, pada material uji Mika, patahan yang terjadi tidak terbagi

menjadi dua, namun menjadi 4 bagian yang tidak beraturan. Hal ini

disebabkan kemungkinan oleh ketidakpasan penempatan takikan pada mesin

uji impak, sehingga pendulum tidak mengenai takikan dengan pas.

4.7 Kesimpulan

- Pengujian impak adalah pengujian yang mengukur ketahanan material

terhadap beban kejut;

- Metode yang digunakan adalah metode Charpy;

- Energi Impak dan Harga Impak spesimen uji ST37 yaitu 179.53 J dan

0.1671 J/mm2;

- Energi Impak dan Harga Impak spesimen uji Mika yaitu 12.84 J dan

0.0219 J/mm2;

- Perpatahan pada material ST37 adalah perpatahan berserat sedangkan

pada material Mika adalah perpatahan kristalin;

- Penggunaan takik bertujuan untuk membuat konsentrasi tegangan

sehingga perpatahan diharapkan terjadi pada bagian yang bertakik

tersebut.



BAB V

PENGUJIAN BENGKOK

5.1 Tujuan

1. Memahami prinsip dasar pengujian bengkok;

2. Menganalisis hasil uji bengkok suatu material;

3. Memahami sifat mekanik bahan apabila menerima beban tekan;

4. Memahami hal-hal yang mempengaruhi pengujian bengkok;

5. Menghitung modulus elastisitas, momen inersia, momen bending dan

defleksi bending.

5.2 Teori Dasar

Uji Bending (pengujian lengkung) merupakan salah satu pengujian

sifat mekanik bahan yang dilakukan terhadap spesimen dari bahan baik

bahan yang akan digunakan sebagai konstruksi atau komponen yang akan

menerima pembebanan lengkung maupun proses pelengkungan dalam

pembentukan. Pelengkuan (bending) merupakan proses pembebanan

terhadap suatu bahan pada suatu titik ditengah-tengah dari bahan yang

ditahan diatas dua tumpuan. Dengan pembebanan ini bahan akan mengalami

deformasi dengan dua buah gaya yang berlawanan bekerja pada saat yang

bersmaan. Gambar dibawah ini memperlihatkan prilaku bahan uji selama

pembebanan lengkung.

Gambar 5.2 Pembebanan dan Pengaruhnya dalam Uji Bending

Pada pengujian ini secara bersamaan mulai terbentuk tegangan tarik,

tekan, dan geser. Beban tersebut akan maksimum pada permukaan

spesimen, serta bernilai nol pada neutral axis-nya. Secara umum pengujian

dilakukan dengan menggunakan dua tipe pembebanan, yakni: 3 point



bending dan 4 point bending. Berikut ini merupakan skema pengujian

keduanya beserta diagram gaya geser serta momen lenturnya.

Gambar 5.2 Skema Uji Bending (3 point dan 4 point)

Uji Bending bertujuan untuk mengetahui aspek-aspek kemampuan

bahan uji dalam menerima pembebanan lengung, yakni :

1. Kekuatan atau tegangan lengkung

2. Lenturan atau defleksi (f) Sudut yang terbentuk oleh lenturan

atau sudut defleksi dan

3. Elastisitas (E)

Saat material diberi beban pada daerah elastis, maka akan timbul

tegangan pada penampang melintang sebagai akibat dari momen lentur.

σ=McI

dimana :

σ = flexural strength

M = momen lentur di penampang melintang yang ditinjau

c = jarak dari neutral axis ke elemen yang ditinjau

I = momen inersia penampang



Perhitungan untuk spesimen berbeda penampang akan ditunjukkan

pada tabel dibawah ini:

Tabel 5.1 Perhitungan untuk penumpang berbeda bentuk

Pemberian beban tersebut mengakibatkan defleksi pada daerah elastis

penampang.Persamaan defleksi adalah:

δ= F L3

48 EI

Dimana:

F = beban maksimum

L = jarak antar penumpu

b = lebar spesimen

d = tebal spesimen

R = jari – jari

Persamaan defleksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan nilai

E (modulus elastisitas).Kurva hasil pengujian menunjukkan nilai P (beban

yang bekerja) terhadap δ(defleksi) :

Gambar

5.3 Kurva Hasil

Pengujian Mulur

Maka

diperoleh

gradien y = Ax

+ B. Nilai A

merupakan F/δ. Persamaan

dimodifikasi sehingga diperoleh :



Keakuratan dari nilai modulus elastisitas tersebut bergantung pada

orientasi spesimen terhadap arah pengerolan, besar butir, tegangan sisa,

sejarah regangan sebelumnya, persiapan spesimen dan dimensinya, orientasi

butir terdeformasi terhadap arah tegangan normal, serta kondisi pengujian

(temperatur, peralatan, dan standarisasi). Mesin uji bending untuk material

terdiri atas beberapa bagian, Bagian atas disebut sebagai Crosshead, atau

bagian yang bergerak yang menekan benda uji, Sepasang ulir cylinder akan

membawa atau menggerakan bagian crosshead. Sementara itu di bagian

bawah di buat static. dibagian crosshead terdapat sensor loadcell yang akan

mengukur besarnya pembebanan, sedangkan untuk mengukur defleksi

digunakan extensometer.




5.3.1 Skema Proses

Gambar 5.1 Skema Proses Pengujian Bengkok


Menyiapkan spesimen uji

Mengukur dimensi spesimen uji

Memasang spesimen uji ditengah tumpuan pada Universal Testing Machine (UTM)

Mengatur beban yang akan digunakan

Mengukur jari-jari dan jarak tumpuan dengan jangka sorong dan penggaris

Mengatur pembebanan hingga beban pas menyentuh material uji

Mencatat skala awal

Memberikan pembebanan hingga material uji bengkok dan menyentuh bagian dasar bidang uji

Menahan pembebanan

Mencatat skala akhir dan mengukur sudut awal menggunakan busur derajat

Melepaskan pembebanan

Mengukur sudut akhir

Melakukan pengolahan data

Membuat analisis dan pembahasan

Membuat kesimpulan.



1. Menyiapkan spesimen uji;

2. Mengukur dimensi spesimen uji;

3. Memasang spesimen uji ditengah tumpuan pada Universal

Testing Machine (UTM);

4. Mengatur beban yang akan digunakan;

5. Mengukur jari-jari dan jarak tumpuan dengan jangka sorong dan

penggaris;

6. Mengatur pembebanan hingga beban pas menyentuh material

uji;

7. Mencatat skala awal;

8. Memberikan pembebanan hingga material uji bengkok dan

menyentuh bagian dasar bidang uji;

9. Menahan pembebanan;

10. Mencatat skala akhir dan mengukur sudut awal menggunakan

busur derajat;

11. Melepaskan pembebanan;

12. Mengukur sudut akhir;

13. Melakukan pengolahan data;

14. Membuat analisis dan pembahasan;


5.4 Alat dan Bahan

5.4.1 Alat

1. Universal Testing Machine (UTM);

2. Jangka sorong;

3. Penggaris;

4. Busur derajat.

5.4.2 Bahan

1. Spesimen uji ST37.



5.5 Data Pengamatan


Tabel 5.1 Data Pengamatan Pengujian Bengkok

No. Data Pengamatan Perolehan Data Keterangan

1 Jenis Material ST37

2 Panjang (p) 150.46 mm

3 Lebar (l) 19.80 mm

4 Tebal (t) 3.68 mm

5 Luas Penampang (A) 72.86 mm2

6 Jari-Jari Tumpuan (r) 23.2 mm

7 Jarak Tumpuan (L) 140 mm L = 2r + 3t ± t/2

8 Skala Awal 381 mm Defleksi = skala akhir –

skala awal9 Skala Akhir 467 mm

10 Skala Beban 2700 kg

11 Sudut Awal 55o

12 Sudut Akhir 70o

13 Sudut Springback 15o Sudut springback = sudut

akhir – sudut awal

14 Momen Inersia (I) 82.2294 mm4 I = (2l(1/3 t)3)/3

15 Momen Bending (M) 80500 kgmm M = PL/4

16 Kekuatan Bending

(σ)

1801.3022 kg/mm2

18013.022 MPa

σ = M (1/2 t)/I, atau

σ = 3LP/2lt2

17 Regangan Bending 0.001597 e = 1 / (L/T)+1

18 Modulus Elastisitas

(E)

1127928,7414

kg/mm2

E= PL3/48Iδ, atau

E = σ/e

19 Defleksi (δ) 1.4676 mm Δ = PL3/48EI




t = 3.68 mm

Ditanyakan : A?

Jawab :

A=l x t=19.80 mmx 3.68 mm=72.86 mm2



- Sudut Springback

Diketahui : Sudut awal = 55o

Sudut akhir = 70o

Ditanyakan : Sudut springback?

Jawab :

Sudut springback=sudut akhir−sudut awal

Sudut springback=70o−55o=15o

- Momen Inersia (I)


t = 3.68 mm

Ditanyakan : I?

Jawab :

I=2l( 1

2t )

3

3=

2 x19.80 x ( 12

x3.68)3

3=82.2294 m m4

- Momen Bending (M)

Diketahui : P = 2300 kg

L = 140 mm

Ditanyakan : M?

Jawab :

M= P x L4

=2300 kg x140 mm4

=80500 kgmm

- Kekuatan Bending (σ)

Diketahui : M = 80500 kgmm

I = 82.2294 mm4

T = 3.68 mm

Ditanyakan : σ?

Jawab :



σ=M x

12

t

I=

80500 kgmm x12

x3.68 mm

82.2295 mm4

σ=1801.3022kg

m m2=18013.022 MPa

- Regangan Bending (e)

Diketahui : L = 140 mm

T = 3.68 mm

Ditanyakan : e?

Jawab :

e= 1LT

+1= 1

140 mm3.68 mm

+1=0.0256

- Modulus Elastisitas (E)

Diketahui : σ = 1801.3022 kg/mm2

ε = 0.001597

Ditanyakan : E?

Jawab :

E=σε=1801.3022 kg /mm2

0.001597=1127928.741kg /mm2

E=11279287.41 MPa=11279.28741GPa

- Defleksi

Diketahui : P = 2300 kg

L = 140 mm

E = 1127928.741 kg/mm2

I = 82.2294 mm4

Ditanyakan : δ?

Jawab :

δ= P L3

48 EI= 2300 kg x 1403 mm

48 x 1127928.741kg

mm2 x82.2294=0.1849 mm




Pengujian bending adalah pengujian sifat mekanik material yang

dilakukan terhadap spesimen dari bahan yang akan digunakan untuk

konstruksi atau komponen yang menerima pembebanan bending atau proses

pelengkungan dalam pembentukan. Prinsip pengujian bending adalah proses

pengujian dengan pembebanan terhadap suatu material pada suatu titik

ditengah dari bahan yang ditahan diatas dua tumpuan. Dengan pembebanan

ini bahan akan mengalami deformasi dengan dua buah gaya yang

berlawanan pada saat yang bersamaan.

Pada praktikum ini dilakukan pengujian bending dengan

menggunakan alat universal testing machine terhadap material ST37.

Dimensi spesimen uji diukur terlebih dahulu sebelum diuji bending, untuk

membandingkan dimensi awal dan akhir spesimen setelah dilakukan

pengujian.

Aspek-aspek kemampuan material uji pada pengujian bending yaitu:

1. Kekuatan bending

Kekuatan bending adalah parameter mekanik pada uji bending

terutama untuk material yang getas. Kekuatan bending

didefinisikan sebagai kemampuan suatu material menahan

beban dan mempertahankan bentuknya hingga patah. Saat

mmaterial diberi beban pada daerah elastis, maka akan timbul

tegangan pada penampang melintang sebagai akibat dari momen

lentur. Kekuatan bending dipengaruhi oleh momen bending dan

momen inersia. Semakin besar momen bending maka semakin

besar kekuatan bending. Semakin besar momen inersia suatu

benda maka semakin kecil kekuatan bending. Besar kekuatan

bending material uji yaitu 18013.022 MPa

2. Defleksi

Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y

akibat adanya pembebanan vertical yang diberikan kepada

balok. Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi adalah:



a. Kekakuan batang

Semakin kaku batang, maka semakin kecil defleksi yang

terjadi

b. Gaya

Semakin besar gaya yang diberikan, maka semakin besar

defleksi yang terjadi

c. Jenis tumpuan yang diberikan

d. Jenis beban yang terjadi pada batang

Defleksi yang terjadi pada spesimen uji yaitu sebesar 0.1849

mm.

3. Modulus elastisitas

Modulus elastisitas dipengaruhi oleh kekuatan bending dan

regangan bending. Modulus elastisitas hasil pengujian sebesar

11279,28741 GPa, sedangkan modulus elastisitas dari literature

sebesar 205 GPa. Terdapat perbedaan nilai modulus elastisitas

yang sangat besar. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh

kesalahan prosedur praktikum atau ketidak telitian praktikan pada

pengamatan yang dilakukan manual. E berbanding lurus dengan

kekuatan bending, namun berbanding dengan momen inersia.

Pengujian bending dapat dilaksanakan dengan prinsip 3 point bending

dan 4 point bending. Pada praktikum ini, pengujian bending yang

dilaksanakan mengacu pada prinsip 3 point bending. Pada 3 point bending,

momen maksimum hanya terbentuk pada satu titik. Sedangkan pada 4 point

bending, momen maksimum terbentuk sepanjang jarak antara titik

pembebanan satu dengan titik pembebanan yang lain. Dengan demikian,

pengujian yang lebih baik adalah dengan prinsip 4 point bending karena

daerah pengujian yang lebih panjang sehingga lebih mudah diamati.

Spesimen yang digunakan adalah ST37. Setelah pengujian, spesimen

menekuk namun tanpa retakan dan patah. Pada spesimen uji terjadi

springback yaitu perubahan sudut tekukan menjadi lebih besar. Hal ini

dikarenakan pada spesimen uji masih terdapat sisa deformasi elastis.



5.7 Kesimpulan

- Pengujian bending adalah pengujian sifat mekanik material yang

menerima pembebanan bending dalam pembentukan;

- Aspek-aspek kemampuan bending yaitu:

1. Kekuatan bending sebesar 18013.022 MPa

2. Defleksi sebesar 0.1849 µm

3. Modulus Elastisitas sebesar 11279.2871 GPa

- Pengujian yang lebih baik adalah dengan prinsip 4 point bending

karena daerah pengujian yang lebih panjang sehingga lebih mudah

diamati;

- Springback yaitu perubahan sudut tekukan menjadi lebih besar

dikarenakan pada spesimen uji masih terdapat sisa deformasi plastis.



BAB VI

PENGUJIAN MULUR

6.1 Tujuan

1. Memahami prinsip dasar pengujian mulur;

2. Memahami dan menganalisis kurva pengujian mulur;

3. Mendapatkan data hasil uji mulur;

4. Mengolah data hasil uji mulur.

6.2 Teori Dasar

Creep adalah deformasi plastis yang berjalan tergantung dengan

waktu. Parameter yang digunakan untuk fenomena mulur / creep adalah

tegangan (), Temperatur (T), dan waktu (t). Untuk mengetahui tentang laju

creep pada material di lakukan creep test, dimana material diberi

pembebanan konstan dalam jangka waktu yang lama yang kemudian

hasilnya diplot dalam bentuk kurva uji creep

Gambar 6.1 Kurva Creep

Terdapat tiga daerah creep yaitu, daerah I merupakan daerah dimana

laju creep tinggi, daerah II disebut juga daerah steady state yang

menunjukkan daerah stabil dan merupakan daerah keseimbangan terjadinya

proses pengerasan dan pelunakan material (kurva berbentuk linier), daerah



III merupakan daerah tertier yaitu daerah dimana material mulai mengalami

rupture atau dalam keadaan tidak aman.

Dari creep test didapat kurva creep pada pembebanan dan tegangan

konstan sebagai berikut:

Gambar 6.2 Kurva Creep dengan pembebanan dan tegangan konstan

Kurva diatas didapat dari creep test yang memiliki kelemahan dalam

pengerjaannya yaitu waktu yang lama (±10000 jam), beban rendah, sulit

mendapatkan kurvanya karena tiap kali pengecilan penampang perlu

penurunan tegangan. Untuk itu agar creep lebih mudah di amati maka

dilakukan creep rupture test yang menggunakan beban yang besar dan

waktu yang singkat.



Creep dapat dipetakan menjadi beberapa bagian pada daerah

homologous temperature sebagai berikut:

Gambar 6.3 Peta mekanisme creep

a. Difusional creep (Nabarro-herring creep) adalah daerah creep

yang di control oleh tegangan dan difusi atom. Pada difusional

creep terjadi migrasi vacancy dan atom kearah berlawanan

sesuai perubahan bentuk benda kerja akibat deformasi sehingga

benda kerja menjadi memanjang.

b. Coble creep adalah daerah creep yang menunjukkan adanya

creep akibat difusi atom tetapi peristiwa ini lebih sensitive

dibandingkan nabarro-hering creep (ukuran butir lebih halus).

c. Dislocation creep adalah daerah dimana creep terjadi pada

temperature yang lebih tinggi 0.5Tm.

d. Dislocation glide adalah daerah creep yang dipengaruhi oleh

aktivasi termal pada tegangan tinggi.



Untuk menentukan laju creep dan umur benda kerja biasanya di

gunakan metode Larson-Miller dengan menggunakan persamaan berikut:

H / R = T (C + log t)

Dimana:

H = energi aktivasi creep

R = konstanta gas

C = konstanta Larson-Miller

T = Temperatur

t = rupture life

Dari perhitungan tersebut kemudian di plot dalam bentuk diagram

Larson Miller sehingga di dapat umur material berdasarkan tegangan kerja

yang di terima material.

Gambar 6.4 Contoh kurva Larson Miller untuk paduan Besi S 590



Pada intinya logam untuk temperature tinggi memiliki resiko untuk

creep dan korosi. Fenomena creep yang utama adalah difusi creep dan

dislokasi creep. Untuk menghindari terjadinya difusi creep di pilih logam

yang laju difusinya rendah (material FCC) misalnya Ni dan Co. Pada

prosesnya di lakukan perlakuan untuk memperbesar ukuran butir dan

mengatur besar butir dan jika dimungkinkan menggunakan single crystal.

Sedangkan untuk menghindari dislokasi creep di gunakan material dengan

presipitat yang dapat menghambat gerakan dislokasi,sehingga dilakukan

proses precipitation hardening (menghasilkan presipitat) atau dispersion

hardening (menghasilkan fasa dispersi). Korosi temperature tinggi dapat

dihindari dengan menambahkan chrom dalam jumlah besar




6.3.1 Skema Proses

Gambar 6.5 Skema Proses Pengujian Creep


1. Mempersiapkan spesimen uji

2. Melakukan pengukuran dimensi spesimen uji dengan

menggunakan jangka sorong

3. Memasang spesimen uji pada mesin uji mulur

4. Melakukan pengujian mulur

5. Melakukan pengamatan

6. Membuat analisa dan pembahasan

7. Membuat kesimpulan


Mempersiapkan spesimen uji

Melakukan pengukuran dimensi spesimen uji dengan menggunakan jangka sorong

Memasang spesimen uji pada mesin uji mulur

Melakukan pengujian mulur

Melakukan pengamatan

Membuat analisa dan pembahasan

Membuat kesimpulan


6.4 Alat dan Bahan

6.4.1 Alat

1. Alat uji mulur

2. Jangka sorong

3. Waterpass

4. Dial Indicator

6.4.2 Bahan

1. Material ST-37

6.5 Data Pengamatan


Tabel 6.1 Pengumpulan Data Pengujian Mulur

Temperatur (oC) 700oC

Beban (kg) 5.84 kg

Panjang Awal (mm) 32 mm

Panjang Akhir (mm) 41.8 mm

Diameter Awal (mm) 5.0 mm

Diameter Akir (mm) 4.34 mm

Jenis Material ST37

Tabel 6.2 Data Pengamatan Pengujian Mulur

NoWaktu

(t)∆l

Regangan

1 0 3.62 0.112 5 4.60 0.143 10 4.16 0.134 15 4.19 0.135 20 4.20 0.136 25 4.17 0.137 30 4.20 0.138 35 4.21 0.139 40 4.23 0.1310 45 4.25 0.1311 50 4.25 0.1312 55 4.25 0.13



13 60 4.24 0.1314 65 4.25 0.1315 70 4.28 0.1316 75 4.29 0.1317 80 4.29 0.1318 85 4.29 0.1319 90 4.29 0.1320 95 4.31 0.1321 100 4.33 0.1422 105 4.34 0.1423 110 4.34 0.1424 115 4.34 0.1425 120 4.35 0.1426 125 4.40 0.1427 130 4.40 0.1428 135 4.40 0.1429 140 4.39 0.1430 145 4.30 0.1331 150 4.42 0.1432 155 4.43 0.1433 160 4.44 0.1434 165 4.44 0.1435 170 4.45 0.1436 175 4.46 0.1437 180 4.48 0.1438 185 4.49 0.1439 190 4.49 0.1440 195 4.49 0.1441 200 4.51 0.1442 205 4.52 0.1443 210 4.54 0.1444 215 4.55 0.1445 220 4.55 0.1446 225 4.56 0.1447 230 4.59 0.1448 235 4.60 0.1449 240 4.61 0.1450 245 4.60 0.1451 250 4.61 0.1452 255 4.65 0.1553 260 4.67 0.1554 265 4.68 0.15



55 270 4.68 0.1556 275 4.68 0.1557 280 4.71 0.1558 285 4.73 0.1559 290 4.75 0.1560 295 4.74 0.1561 300 4.75 0.1562 305 4.76 0.1563 310 4.78 0.1564 315 4.83 0.1565 320 4.82 0.1566 325 4.82 0.1567 330 4.84 0.1568 335 4.86 0.1569 340 4.87 0.1570 345 4.88 0.1571 350 4.88 0.1572 355 4.89 0.1573 360 4.91 0.1574 365 4.93 0.1575 370 4.96 0.1676 375 4.99 0.1677 380 5.03 0.1678 385 5.07 0.1679 390 5.10 0.1680 395 5.15 0.1681 400 5.19 0.1682 405 5.23 0.1683 410 5.26 0.1684 415 5.30 0.1785 420 5.35 0.1786 425 5.38 0.1787 430 5.41 0.1788 435 5.45 0.1789 440 5.48 0.1790 445 5.51 0.1791 450 5.54 0.1792 455 5.57 0.1793 460 5.59 0.1794 465 5.61 0.1895 470 5.63 0.1896 475 5.65 0.18



97 480 5.67 0.1898 485 5.69 0.1899 490 5.72 0.18100 495 5.75 0.18101 500 5.79 0.18102 505 5.58 0.17103 510 5.86 0.18104 515 5.89 0.18105 520 5.92 0.19106 525 5.96 0.19107 530 6.00 0.19108 535 6.04 0.19109 540 6.10 0.19110 545 6.13 0.19111 550 6.16 0.19112 555 6.20 0.19113 560 6.25 0.20114 565 6.30 0.20115 570 6.36 0.20116 575 6.42 0.20117 580 6.48 0.20118 585 6.52 0.20119 590 6.52 0.20120 595 6.55 0.20121 600 6.60 0.21122 605 6.68 0.21123 610 6.70 0.21124 615 6.70 0.21125 620 6.70 0.21126 625 6.70 0.21127 630 6.75 0.21128 635 6.75 0.21129 640 6.75 0.21130 645 6.75 0.21131 650 6.75 0.21132 655 6.75 0.21133 660 6.75 0.21134 665 6.76 0.21135 670 6.76 0.21136 675 6.78 0.21137 680 6.78 0.21138 685 6.79 0.21



139 690 6.78 0.21140 695 6.80 0.21141 700 6.81 0.21142 705 6.83 0.21143 710 6.84 0.21144 715 6.84 0.21145 720 6.84 0.21146 725 6.88 0.22147 730 6.89 0.22148 735 6.90 0.22149 740 6.89 0.22150 745 6.89 0.22151 750 6.89 0.22152 755 6.92 0.22153 760 6.92 0.22154 765 6.92 0.22155 770 6.92 0.22156 775 6.92 0.22157 780 6.95 0.22158 785 6.97 0.22159 790 6.97 0.22160 795 6.98 0.22161 800 7.00 0.22162 805 7.01 0.22163 810 7.02 0.22164 815 7.02 0.22165 820 7.04 0.22166 825 7.08 0.22167 830 7.08 0.22168 835 7.08 0.22169 840 7.11 0.22170 845 7.12 0.22171 850 7.12 0.22172 855 7.12 0.22173 860 7.12 0.22174 865 7.13 0.22175 870 7.16 0.22176 875 7.16 0.22177 880 7.16 0.22178 885 7.16 0.22179 890 7.18 0.22180 895 7.21 0.23



181 900 7.21 0.23182 905 7.22 0.23183 910 7.22 0.23184 915 7.26 0.23185 920 7.26 0.23186 925 7.26 0.23187 930 7.26 0.23188 935 7.26 0.23189 940 7.3 0.23190 945 7.31 0.23191 950 7.31 0.23192 955 7.31 0.23193 960 7.31 0.23194 965 7.34 0.23195 970 7.35 0.23196 975 7.35 0.23197 980 7.35 0.23198 985 7.35 0.23199 990 7.4 0.23200 995 7.4 0.23201 1000 7.4 0.23202 1005 7.4 0.23203 1010 7.4 0.23204 1015 7 0.23205 1020 7.4 0.23206 1025 7.42 0.23207 1030 7.42 0.23208 1035 7.42 0.23209 1040 7.46 0.23210 1045 7.48 0.23211 1050 7.48 0.23212 1055 7.48 0.23213 1060 7.48 0.23214 1065 7.48 0.23215 1070 7.48 0.23216 1075 7.48 0.23217 1080 7.48 0.23218 1085 7.5 0.23219 1090 7.52 0.24220 1095 7.53 0.24221 1100 7.53 0.24222 1105 7.53 0.24



223 1110 7.54 0.24224 1115 7.55 0.24225 1120 7.56 0.24226 1125 7.56 0.24227 1130 7.56 0.24228 1135 7.56 0.24229 1140 7.56 0.24230 1145 7.56 0.24231 1150 7.58 0.24232 1155 7.58 0.24233 1160 7.59 0.24234 1165 7.59 0.24235 1170 7.59 0.24236 1175 7.6 0.24237 1180 7.63 0.24238 1185 7.64 0.24239 1190 7.65 0.24240 1195 7.66 0.24241 1200 7.67 0.24242 1205 7.67 0.24243 1210 7.67 0.24244 1215 7.68 0.24245 1220 7.68 0.24246 1225 7.68 0.24247 1230 7.69 0.24248 1235 7.69 0.24249 1240 7.7 0.24250 1245 7.75 0.24251 1250 7.76 0.24252 1255 7.76 0.24253 1260 7.76 0.24254 1265 7.78 0.24255 1270 7.79 0.24256 1275 7.79 0.24257 1280 7.8 0.24258 1285 7.8 0.24259 1290 7.81 0.24260 1295 7.81 0.24261 1300 7.82 0.24262 1305 7.82 0.24263 1310 7.82 0.24264 1315 7.82 0.24



265 1320 7.82 0.24266 1325 7.83 0.24267 1330 7.84 0.25268 1335 7.84 0.25269 1340 7.84 0.25270 1345 7.84 0.25271 1350 7.85 0.25272 1355 7.85 0.25273 1360 7.85 0.25274 1365 7.85 0.25275 1370 7.86 0.25276 1375 7.86 0.25277 1380 7.86 0.25278 1385 7.86 0.25279 1390 7.87 0.25280 1395 7.87 0.25281 1400 7.87 0.25282 1405 7.87 0.25283 1410 7.88 0.25284 1415 7.88 0.25285 1420 7.88 0.25286 1425 7.89 0.25287 1430 7.89 0.25288 1435 7.9 0.25289 1440 7.91 0.25290 1445 7.92 0.25291 1450 7.93 0.25292 1455 7.93 0.25293 1460 7.94 0.25294 1465 7.94 0.25295 1470 7.94 0.25296 1475 7.94 0.25297 1480 7.94 0.25298 1485 7.95 0.25299 1490 7.95 0.25300 1495 7.95 0.25301 1500 7.95 0.25302 1505 7.95 0.25303 1510 8.31 0.26304 1515 8.31 0.26305 1520 8.33 0.26306 1525 8.35 0.26



307 1530 8.35 0.26308 1535 8.36 0.26309 1540 8.36 0.26310 1545 8.38 0.26311 1550 8.38 0.26312 1555 8.38 0.26313 1560 8.38 0.26314 1565 8.39 0.26315 1570 8.40 0.26316 1575 8.41 0.26317 1580 8.41 0.26318 1585 8.41 0.26319 1590 8.44 0.26320 1595 8.45 0.26321 1600 8.45 0.26322 1605 8.45 0.26323 1610 8.47 0.26324 1615 8.49 0.27325 1620 8.49 0.27326 1625 8.48 0.27327 1630 8.48 0.27328 1635 8.52 0.27329 1640 8.53 0.27330 1645 8.53 0.27331 1650 8.53 0.27332 1655 8.53 0.27333 1660 8.57 0.27334 1665 8.58 0.27335 1670 8.58 0.27336 1675 8.57 0.27337 1680 8.59 0.27338 1685 8.63 0.27339 1690 8.63 0.27340 1695 8.63 0.27341 1700 8.63 0.27342 1705 8.64 0.27343 1710 8.68 0.27344 1715 8.68 0.27345 1720 8.68 0.27346 1725 8.68 0.27347 1730 8.67 0.27348 1735 8.72 0.27



349 1740 8.73 0.27350 1745 8.73 0.27351 1750 8.73 0.27352 1755 8.73 0.27353 1760 8.76 0.27354 1765 8.77 0.27355 1770 8.76 0.27356 1775 8.78 0.27357 1780 8.82 0.28358 1785 8.84 0.28359 1790 8.84 0.28360 1795 8.84 0.28361 1800 8.83 0.28362 1805 8.87 0.28363 1810 8.87 0.28364 1815 8.87 0.28365 1820 8.86 0.28366 1825 8.88 0.28367 1830 8.91 0.28368 1835 8.92 0.28369 1840 8.91 0.28370 1845 8.91 0.28371 1850 8.93 0.28372 1855 8.96 0.28373 1860 8.97 0.28374 1865 8.96 0.28375 1870 8.96 0.28376 1875 8.95 0.28377 1880 8.98 0.28378 1885 9.01 0.28379 1890 9.02 0.28380 1895 9.01 0.28381 1900 9.01 0.28382 1905 9.02 0.28383 1910 9.05 0.28384 1915 9.06 0.28385 1920 9.05 0.28386 1925 9.05 0.28387 1930 9.06 0.28388 1935 9.08 0.28389 1940 9.09 0.28390 1945 9.09 0.28



391 1950 9.09 0.28392 1955 9.1 0.28393 1960 9.12 0.29394 1965 9.12 0.29395 1970 9.12 0.29396 1975 9.12 0.29397 1980 9.16 0.29398 1985 9.17 0.29399 1990 9.17 0.29400 1995 9.16 0.29401 2000 9.16 0.29402 2005 9.21 0.29403 2010 9.22 0.29404 2015 9.21 0.29405 2020 9.21 0.29406 2025 9.21 0.29407 2030 9.21 0.29408 2035 9.21 0.29409 2040 9.25 0.29410 2045 9.27 0.29411 2050 9.26 0.29412 2055 9.25 0.29413 2060 9.26 0.29414 2065 9.3 0.29415 2070 9.32 0.29416 2075 9.32 0.29417 2080 9.31 0.29418 2085 9.3 0.29419 2090 9.34 0.29420 2095 9.36 0.29421 2100 9.36 0.29422 2105 9.35 0.29423 2110 9.35 0.29424 2115 9.39 0.29425 2120 9.41 0.29426 2125 9.41 0.29427 2130 9.39 0.29428 2135 9.4 0.29429 2140 9.43 0.29430 2145 9.45 0.30431 2150 9.45 0.30432 2155 9.43 0.29



433 2160 9.44 0.30434 2165 9.48 0.30435 2170 9.51 0.30436 2175 9.5 0.30437 2180 9.49 0.30438 2185 9.48 0.30439 2190 9.53 0.30440 2195 9.55 0.30441 2200 9.54 0.30442 2205 9.53 0.30443 2210 9.53 0.30444 2215 9.57 0.30445 2220 9.59 0.30446 2225 9.59 0.30447 2230 9.58 0.30448 2235 9.58 0.30449 2240 9.61 0.30450 2245 9.64 0.30451 2250 9.63 0.30452 2255 9.62 0.30453 2260 9.63 0.30454 2265 9.67 0.30455 2270 9.69 0.30456 2275 9.69 0.30457 2280 9.67 0.30458 2285 9.67 0.30459 2290 9.71 0.30460 2295 9.73 0.30461 2300 9.74 0.30462 2305 9.72 0.30463 2310 9.72 0.30464 2315 9.75 0.30465 2320 9.78 0.31466 2325 9.77 0.31467 2330 9.76 0.31468 2335 9.77 0.31469 2340 9.81 0.31470 2345 9.83 0.31471 2350 9.83 0.31472 2355 9.82 0.31473 2360 9.82 0.31474 2365 9.85 0.31



475 2370 9.87 0.31476 2375 9.87 0.31477 2380 9.87 0.31478 2385 9.87 0.31479 2390 9.9 0.31480 2395 9.93 0.31481 2400 9.32 0.29482 2405 9.91 0.31483 2410 9.91 0.31484 2415 9.94 0.31485 2420 9.97 0.31486 2425 9.96 0.31487 2430 9.94 0.31488 2435 9.95 0.31489 2440 9.95 0.31490 2445 10.01 0.31491 2450 10.01 0.31492 2455 10 0.31493 2460 10 0.31494 2465 10.03 0.31495 2470 10.05 0.31496 2475 10.06 0.31497 2480 10.04 0.31498 2485 10.04 0.31499 2490 10.08 0.32500 2495 10.1 0.32501 2500 10.09 0.32502 2505 10.08 0.32503 2510 10.08 0.32504 2515 10.14 0.32505 2520 10.13 0.32506 2525 10.11 0.32507 2530 10.13 0.32508 2535 10.17 0.32509 2540 10.18 0.32510 2545 10.17 0.32511 2550 10.16 0.32512 2555 10.17 0.32513 2560 10.21 0.32514 2565 10.22 0.32515 2570 10.21 0.32516 2575 10.2 0.32



517 2580 10.22 0.32518 2585 10.25 0.32519 2590 10.26 0.32520 2595 10.25 0.32521 2600 10.24 0.32522 2605 10.25 0.32523 2610 10.26 0.32524 2615 10.3 0.32525 2620 10.31 0.32526 2625 10.3 0.32527 2630 10.29 0.32528 2635 10.31 0.32529 2640 10.35 0.32530 2645 10.36 0.32531 2650 10.35 0.32532 2655 10.34 0.32533 2660 10.37 0.32534 2665 10.4 0.33535 2670 10.41 0.33536 2675 10.39 0.32537 2680 10.39 0.32538 2685 10.42 0.33539 2690 10.45 0.33540 2695 10.46 0.33541 2700 10.45 0.33542 2705 10.44 0.33543 2710 10.48 0.33544 2715 10.51 0.33545 2720 10.52 0.33546 2725 10.5 0.33547 2730 10.5 0.33548 2735 10.53 0.33549 2740 10.58 0.33550 2745 10.58 0.33551 2750 10.55 0.33552 2755 10.55 0.33553 2760 10.6 0.33554 2765 10.63 0.33555 2770 10.63 0.33556 2775 10.61 0.33557 2780 10.6 0.33558 2785 10.64 0.33



559 2790 10.67 0.33560 2795 10.68 0.33561 2800 10.66 0.33562 2805 10.67 0.33563 2810 10.69 0.33564 2815 10.73 0.34565 2820 10.73 0.34566 2825 10.73 0.34567 2830 10.72 0.34568 2835 10.75 0.34569 2840 10.78 0.34570 2845 10.78 0.34571 2850 10.77 0.34572 2855 10.76 0.34573 2860 10.8 0.34574 2865 10.82 0.34575 2870 10.82 0.34576 2875 10.8 0.34577 2880 10.8 0.34578 2885 10.84 0.34579 2890 10.86 0.34580 2895 10.87 0.34581 2900 10.85 0.34582 2905 10.85 0.34583 2910 10.88 0.34584 2915 10.91 0.34585 2920 10.92 0.34586 2925 10.9 0.34587 2930 10.9 0.34588 2935 10.94 0.34589 2940 10.98 0.34590 2945 10.96 0.34591 2950 10.95 0.34592 2955 10.97 0.34593 2960 10.99 0.34594 2965 11.02 0.34595 2970 11.01 0.34596 2975 10.98 0.34597 2980 11.02 0.34598 2985 11.05 0.35599 2990 11.05 0.35600 2995 11.05 0.35



601 3000 11.05 0.35602 3005 11.06 0.35603 3010 11.08 0.35604 3015 11.1 0.35605 3020 11.11 0.35606 3025 11.1 0.35607 3030 11.9 0.37608 3035 11.12 0.35609 3040 11.15 0.35610 3045 11.2 0.35611 3050 11.23 0.35612 3055 11.25 0.35613 3060 11.27 0.35614 3065 11.29 0.35615 3070 11.31 0.35616 3075 11.31 0.35617 3080 11.38 0.36618 3085 11.43 0.36619 3090 11.44 0.36620 3095 11.44 0.36621 3100 11.44 0.36622 3105 11.45 0.36623 3110 11.51 0.36624 3115 11.69 0.37625 3120 11.71 0.37626 3125 11.72 0.37627 3130 11.77 0.37628 3135 11.86 0.37629 3140 11.95 0.37630 3145 11.98 0.37631 3150 12.04 0.38632 3155 12.11 0.38633 3160 12.17 0.38634 3165 12.21 0.38635 3170 12.24 0.38636 3175 12.26 0.38637 3180 12.3 0.38638 3185 12.34 0.39639 3190 12.34 0.39640 3195 13.34 0.42




1. Diketahui : Δl= 3.62 mm

lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=3.62 mm32 mm

=0.1131


lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 2=∆ llo

= 4.83 mm32 mm

=0.1509


lo= 37 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 3=∆ llo

=6.75 mm37 mm

=0.219


lo= 23 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 4=∆ ll o

=7.23 mm23 mm

=0.2259


lo= 23 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :



ε 5=∆ llo

=7.79 mm23 mm

=0.2434


lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=8.45 mm32 mm

=0.2831


lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=9.06 mm32 mm

=0.2831


lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=0.58 mm32 mm

=0.2993


lo= 32 mm

Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=10.17 mm32 mm

=0.3178


lo= 32 mm



Ditanyakan : ε?

Jawab :

ε 1=∆ llo

=13.34 mm32 mm

=0.4168

0 360 720 1080144018002160252028800.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

Kurva Hasil Pengujian Mulur

REGANGAN

Time (Menit)

STR

AIN

(ᵋ)

Gambar 6.6 Kurva Hasil Pengujian Mulur


Stage I Stage II Stage III



Pada praktikum ini dilakukan pengujian mulur pada spesimen uji baja

ST37. Pengujian mulur adalah pengujian terhadap deformasi permanen dari

material ketika material ketika mengalami beban konstan atau tekanan

konstan pada waktu tertentu. Pengujian mulur ini mirip dengan pengujian

tarik, namun pada pengujian mulur dipengaruhi oleh temperatur tinggi. Pada

praktikum ini, temperatur equicohesive adalah 700oC. Material yang

dgunakan adalah baja ST37 yang ulet (baja karbon renda) sehingga pada

pengujian ini membutuhkan waktu yang lama hingga spesimen uji patah.

Namun pada praktikum ini, spesimen yang diuji tidak patah.

Pada pengujian ini didapatkan kurva hasil pengujian creep. Pada

kurva ini memiliki 3 (tiga) daerah yaitu daerah primary (stage I), secondary

(stage II) dan tertiary (stage III). Stage I yaitu tahap dimana spesimen uji

mengalami peningkatan regangan plastis dengan menurunnya laju regangan

terhadap waktu. Pada tahap ini spesimen uji mengalami perpanjangan yang

sangat cepat. Tahap ini merupakan tahap dimana terjadi initial crack. Stage

II yaitu kondisi kesetimbangan antara mekanisme work hardening dan

recovery. Pada tahap ini spesimen uji tetap berada dibawah pembebanan dan

tetap bertambah panjang, namun tidak secepat tahap pertama. Laju mulur

akan turun terhadap waktu hingga keadaan semakin seimbang. Tahap ini

bergantung kepada temperatur dan tingkat pembebanan pada benda uji.

Semakin besar beban dan semakin tinggi temperatur, maka pertambahan

panjang dari benda uji akan semakin besar. Stage III adalah tahap

pertambahan panjang benda uji secara cepat menuju perpatahan. Pada tahap

ini terjadi pengurangan luas penampang akibat adanya necking yang

mengakibatkan bertambahnya tegangan dalam beban yang kostan sehingga

menambah peningkatan deformasi.

Pada kondisi creep, patah akan terjadi apabila creep strain telah

mengakibatkan regangan mencapai regangan maksimal. Karena creep rate

akan meningkat dengan naiknya tegangan dan/ atau temperatur, maka umur

hidup atau masa kerja sampai patah akan menurun bila tegangan dan/atau

temperatur dinaikkan. Pada praktikum ini, spesimen uji tidak patah.



Kemungkinan disebabkan oleh kurangnya tegangan dan temperatur yang

bekerja pada spesimen uji. Namun, tetap terjadi perubahan dimensi awal

dan akhir. Panjang spesimen uji awal yaitu 32 mm dan diameter awal yaitu

5 mm, sedangkan panjang spesimen uji akhir yaitu 41.18 mm dan diameter

akhir yaitu 4.34 mm.

6.7 Kesimpulan

- Pengujian mulur adalah pengujian terhadap deformasi permanen dari

material ketika material ketika mengalami beban konstan atau tekanan

konstan pada waktu tertentu

- Terdapat 3 (tiga) daerah pada kurva uji mulur, yaitu daerah primary

(Stage I), daerah secondary (stage II) dan daerah tertiary (stage III).

- Daerah primary terjadi pada: ε= 0.13 – 0.20 t(m)= 0 – 500 m

- Daerah secondary terjadi pada: ε=0.20 – 0.35 t(m)= 500 – 3000 m

- Daerah tertiary terjadi pada: ε= 0.35 – 0.43 t(m)= >3000 m

- Panjang spesimen uji awal yaitu 32 mm dan diameter awal yaitu 5

mm, sedangkan panjang spesimen uji akhir yaitu 41.18 mm dan

diameter akhir yaitu 4.34 mm.



BAB VII

PENGUJIAN DYE PENETRANT

7.1 Tujuan

1. Memahami prinsip dasar non-destructive test;

2. Memahami prinsip dasar non-destructive test dye penetrant;

3. Menganalisis cacat dengan menggunakan non-destructive test dye

penetrant.

7.2 Teori Dasar

Dye penetrant merupakan salah satu metode pengujian jenis NDT

(Non Destructive Test) yang relatif mudah dan praktis untuk dilakukan.

Pemeriksaan dengan penetrant ini dilakukan untuk cacat permukaan (cacat

retak/retak halus), dapat digunakan untuk material metal atau non metal, dan

tidak bisa diperiksa dengan spot check. Uji liquid penetran, berfungsi untuk

mengetahui discontinuity halus pada permukaan seperti retak, berlubang

atau kebocoran. Prinsip kerja loquid penetrant testing, yaitu: cairan

penetrant akan masuk ke dalam defect dipermukaan berdasarkan aksi

kapilaritas.

Discontinuity yang mampu dideteksi dengan pengujian ini adalah

discontinuity yang bersifat mikro yaitu discontinuity yang tidak dapat

diamati dengan mata telanjang. Deteksi discontinuity dengan cara ini tidak

terbatas pada ukuran, bentuk dan arah discontinuity, struktur bahan maupun

komposisinya.

Jenis penetrant dapat digolongkan sebagai berikut:

1. Berdasarkan Tipe Penetrant

a. Visible Dye Penetrant

Berisi cairan penetrant biasanya berwarna merah. Proses

ini tidak membutuhkan pencahayaan ultra violet, tetapi

membutuhkan cahaya putih yang cukup untuk

pengamatan.



b. Fluorescent Penetrant

Cairan berwarna hijau muda terang (dengan bantuan

cahaya ultraviolet). Liquid penetrant ini adalah yang dapat

berkilau bila disensivitas fluorescent penetrant bergantung

pada kemampuannya untuk menampilkan diri terhadap

cahaya ultra violet yang lemah pada ruangan yang gelap.

c. Dual Sensitivity Penetrant

Berisi kombinasi cairan visible dan fluorescent. Pada

system ini, specimen yang telah mengalami pengujian,

untuk mengetahui cacat di permukaannya dengan cara

dilihat melalui bantuan cahaya lampu dengan kekuatan

minimal 100 Fc. Tetapi apabila dengan cara itu tidak

ditemukan cacat permukaan maka dilihat di dalam ruang

gelap dengan bantuan sinar ultraviolet.

2. Berdasarkan Cara Pembersihan Cairan Penetrant

a. Water Washable Penetrant (Visible dan Fliorescent)

Cairan penetrant di benda uji dibersihkan dengan air.

Sistem liquid penetrant ini dapat berupa fluorescent.

Proses pengerjaannya cepat dan efisien. Pembilasan harus

dilakukan secara hati-hati, karena liquid penetran dapat

terhapus habis dari permukaan yang discontinuity.

b. Post – Emulsifiled Penetrant (Visible dan Flourescent)

Cairan penetrant di benda uji diberikan dulu emulsifier

untuk membuat penetrant dapat dibersihkan dengan air.

Biasa digunakan untuk menyelidiki keretakan yang sangat

kecil, menggunakan penetrant yang tidak dapat dibasuh

dengan air. Penetrant jenis ini dilarutkan dengan oli dan

membutuhkan langkah tambahan pada saat penyelidikan

yaitu pembubuhan emulsifier yang dibiarkan pada

permukaan spesimen.

c. Solvent Removable Penetrant (Visible dan Fliorescent)



Cairan penetrant di benda uji dibersihkan dengan

solvent/cleaner. Solvent removable sistem digunakan pada

saat pre cleaning dan pembasuhan penetrant. Penetrant

jenis ini larut dalam oli. Pembersihan penetrant secara

optimum dapat dicapai dengan cara mengelap permukaan

benda kerja dengan lap yang telah dilembabkan dengan

solvent. Tahap akahir dari pengelapan dilakukan dengan

menggunakan kain kering.

Ada 2 jenis pemeriksaan menggunakan penetrant test, yaitu :

1. Penetran fluoresen, yaitu pengujian penetran test yang dilakukan

dengan bantuan sinar ultraviolet. Cairan ini berwarna hijau yang

mengandung zat warna yang akan berfluorensi bila disinari

dengan sinar ultraviolet. Sama halnya dengan phosphor apabila

kena cahaya makin bersinar atau menimbulkan cahaya yang

akan menunjukan letak retakkan material. Cara ini biasanya

digunakan untuk material atau barang-barang yang lebih

membutuhkan sensitifitas lebih tinggi, misal: baling-baling

pesawat.

2. Penetran non Fluoresen yaitu pengujian ini dapat dilakukan

langsung secara visual langsung tanpa bantuan sinar ultraviolet.

Cairan ini berwarna merah yang mengandung zat warna yang

memiliki sifat kontras yang tinggi pada ruangan terang. Dan

cara kedua ini yang paling banyak digunakan karena dalam

pemakaiannya paling mudah dan efisien.

Kelebihan Liquid Penetrant Testing adalah:

1. Portable, mudah dibawa kemana saja

2. Murah

3. Efisien

4. Tidak merusak.



Kekurangan Liquid Penetrant Testing adalah:

1. Hanya mendeteksi permukaan benda uji saja

2. Harus membersihkan permukaan benda uji dengan teliti terlebih

dahulu

3. Tidak bersih, menimbulkan kotoran

4. Dipengaruhi oleh variabel selama proses pengujian

dilangsungkan seperti : suhu, permukaan spesimen,

pencahayaan dan kondisi lingkungan sekitar.

Syarat-syarat cairan penetrant:

1. Mampu masuk lubang/bukaan yang sangat halus

2. Mampu menempel /tinggal pada bukaan/lubang yang dangkal

3. Tidak mudah menguap

4. Mudah dibersihkan dari permukaan

5. Tahan terhadap pemucatan

6. Tidak bersifat korosif

7. Tidak berbau

8. Tidak beracun

9. Stabil selama disimpan

10. Mampu tampil dengan cepat dari lubang ke permukaan setelah

diberikan developer

Peralatan yang digunakan untuk Liquid Penetrant Testing, yaitu:

1. Cleaner (pembersih)

2. Liquid Penetrant (ada yang berwarna merah atau berpendar /

fluorescent pada cahaya lampu ultraviolet)

3. Developer (berbentuk cairan)

4. Kain majun (putih)



Pemilihan Tipe Penetrant atau Sistem Penetrant terbaik tergantung

pada:

1. Sensitivitas yang diperlukan

2. Jumlah benda uji

3. Kondisi permukaan benda uji

4. Bentuk benda uji

5. Ketersediaan kelengkapan yang diperlukan, seperti : air,

kompresor, listrik, dll.

Tujuh langkah dalam proses inspeksi dengan menggunakan penetrant

test yaitu:

1. Pembersihan (cleaning) permukan part benda uji yang akan

diinspeksi

2. Pengeringan (pengeringan)

3. Pemberian penetran (penetrant application)

4. Pembersihan penetran (penetrant removal)

5. Pemberian developer (developer application)

6. Evaluasi subjek yang diinspeksi

7. Pembersihan akhir dari subjek yang diinspeksi

Ada 2 jenis developer :

1. Wet Developer

- Sangat baik untuk diaplikasikan untuk permukaan yang

halus (jika menggunakan developer kering tidak akan

menempel di permukaan yang halus)

- Untuk menemukan cacat yang lebar dan dangkal,

developer basah akan memberikan lapisan developer yang

merata

- Bisa diterapkan pada benda uji yang posisinya tidak datar

2. Dry Developer

- Cocok diaplikasikan pada permukaan benda uji yang

kasar, memiliki sudut tajam, berulir dan posisinya datar



Caranya dengan memberikan cairan berwarna terang (Liquid

Penetrant) pada permukaan yang di inspeksi. Cairan ini harus memiliki daya

penetrasi yang baik dan viskositas yang rendah agar dapat masuk pada cacat

dipermukaan material. Selanjutnya penetrant yang tersisa di permukaan

material disingkirkan. Cacat akan tampak jelas jika perbedaan warna

penetrant dengan latar belakang cukup kontras. Sesuai inspeksi, penetrant

yang tertinggal dibersihkan dengan pemberian developer.

Gambar 7.1 Proses Penetrant Dye Test

Keterangan gambar 7.1

A = Pada gambar A terlihat bahwa material yang sudah dibersihkan

disemprot secara merata dengan penetran dipermukaan materian

tersebut, biarkan penetran masuk kedalam celah material biarkan

selama 5 -10 menit (Dwell Time).

B = Setelah itu bersihkan penetran dengan kain, namun semprotkan

terlebih dahulu cleaner pada kain agar penetran yang menempel pada

permukaan lebih bersih. Jadi penetran yang tersisa hanya pada celah

apabila terdapat retak.



C = Kemudian setelah itu semprotkan developer pada permukaan

material tersebut dan diamkan beberapa saat.

D =Apabila terdapat indikasi keretakan maka cairan penetran yang

yang masuk kedalam celah tersebut akan terlihat dikarenakan daya

kapilaritas, dalam hal ini berat jenis developer lebih ringan dari pada

penetran jadi cairan developer akan mengisi pada celah tersebut

sedangkan cairan penetran akan naik keatas permukaan Penggunaan

uji liquid penetrant ini sangat terbatas




7.3.1 Skema Proses

Gambar 7.2 Skema Proses Non-Destructive Test Dye Penetrant


Mempersiapkan spesimen uji

Melakukan pre-cleaning

Menyemprotkan cairan penetrant

Menunggu dwell time 15 menit

Membersihkan sisa zat penetrant dengan lap kering

Menyemprotkan developer

Mengamati perubahan yang terjadi


Membuat kesimpulan



1. Mempersiapkan spesimen uji;

2. Melakukan pre-cleaning pada permukaan material uji dengan

thinner;

3. Menyemprotkan cairan penetrant secara merata pada permukaan

material uji;

4. Menunggu dwell time 15 menit;

5. Membersihkan sisa zat penetrant dengan lap kering;

6. Menyemprotkan developer;

7. Mengamati perubahan yang terjadi;



7.4 Alat dan Bahan

7.4.1 Alat

1. Lap;

2. Kamera.

7.4.2 Bahan

1. Thinner;

2. Penetrant;

3. Developer;

4. Material uji hasil las.



7.5 Data Pengamatan


Tabel 7.1 Data Pengujian Non-Destructive Test Dye Penetrant

Jenis NDT Dye Penetrant

Standar Pengujian ASTM E165-02

Tipe Visible

Teknik Pengaplikasian Spray

Preparasi Permukaan Hasil Las

Dwell Time 15 menit

Foto Interpretasi Cacat


Pada praktikum ini, dilakukan pengujian Non-Destructive Test atau

pengujian tidak merusak dengan metode Dye Penetrant pada spesimen uji

hasil las. Metode pengujian hasil las dapat diklasifikasikan menjadi

pengujian merusak dan pengujian tidak merusak. Dalam pengujian merusak,

maka spesimen dipotongkan dari daerah las dengan dirusak untuk

mengetahui sifat mekanik dan penampilan daerah las tersebut. Sedangkan

dalam pengujian Non-Destructive Test, hasil pengelasan diuji tanpa

perusakan untuk mendeteksi kerusakan hasil las dan cacat dalam.

Pada praktikum ini, pengujian yang akan dilakukan adalah pengujian

NDT dengan metode dye penetrant. Prinsip dari Non-Destructive Test

Liquid Penetrant Test adalah pemanfaatan kemampuan cairan penetrant



untuk memasuki celah discontinuity atau kapilaritas, serta kerja developer

untuk mengangkat kembali cairan yang meresap pada retakan, sehingga

cacat dapat terdeteksi. Prosedur pemeriksaannya yaitu:

1. Pre-cleaning

Pre-cleaning bertujuan untuk membersihkan permukaan benda

uji dari sesuatu yang menutup permukaan benda uji seperti

debu, cat, kerak dan sebagainya. Beberapa bahan dapat

digunakan pada proses ini seperti detergen, solven dan

sebagainya. Pada praktikum ini, bahan yang digunakan adalah

thinner.

2. Penetrasi

Pada tahap ini diberikan cairan penetrant pada permukaan hasil

las yang diperiksa. Kemudian ditunggu beberapa saat (dwell

time), sehingga cairan dapat masuk ke dalam celah retakan. Pada

praktikum ini dwell time yang digunakan yaitu 15 menit.

Terdapat dua jenis zat penetrant yang biasa digunakan yaitu

visible dan fluorescent. Hasil pengujian dengan cairan penetrant

visible dapat dilihat langsung sedangkan fluorescent akan

memancarkan sinar hijau muda apabila disinari dengan sinar

ultraviolet. Pada praktikum ini, cairan yang digunakan adalah

cairan penetrant visible dengan teknik pengaplikasian spray.

3. Removal of excess penetrant

Pembersihan cairan penetrant dapat menggunakan air, pelarut

atau dilap. Pada praktikum ini cairan penetrant dibersihkan

dengan dilap. Pembersihan tidak boleh berlebihan, karena dapat

menyebabkan penetrant yang meresap akan terbilas semua.

4. Development

Developer disemprotkan pada permukaan spesimen uji dengan

tujuan developer akan menyerap cairan penetrant kembali ke

permukaan. Hal ini disebabkan adanya perbedaan tegangan

permukaan antara cairan penetrant dan developer. Developer

harus berwarna terang dan kontras dengan penetrant untuk



memudahkan pengamatan. Penggunaan developer pada

praktikum ini diaplikasikan dengan teknik spray dengan

developer berwarna putih. Dwell tipe developer adalah waktu

yang dibutuhkan untuk development, mulai dari pemberian

developer hingga diperbolehkan untuk evaluasi. Menurut ASTM

E-165 dan ASME V part 6, maka dwell time developer adalah 7

menit.

5. Interpretasi Cacat

Tahap interpretasi dilakukan jika dwell time developer telah

terpenuhi dengan melihat bentuk, ukuran dan lokasi indikasi.

Jika indikasi cacat berwarna merah tua, maka indikasi telah

benar dan tidak ada kesalahan dalam pemberian developer. Jika

indikasi cacat berwarna merah muda dan warna background

tidak ada, maka hal ini menunjukkan terjadinya over wash atau

developer terlalu tebal.

Spesimen uji yang digunakan pada praktikum ini adalah spesimen

hasil pengelasan. Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam

menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat

juga didefinisikan sebagai sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh

gaya tarik menarik antar atom. Cacat las adalah keadaan dimana terjadi

penurunan kualitas hasil las. Kualitas hasil las yang dimaksud adalah berupa

turunnya kekuatan dibandingkan dengan kekuatan dasar base metal, tidak

baiknya tampilan hasil las atau dapat juga berupa tingginya kekuatan hasil

las sehingga tidak sesuai dengan tuntutan kekuatan suatu konstruksi.

Secara umum, jenis-jenis cacat las yaitu retakan (cracks), porositas,

inklusi, lack of fusion (kurangnya fusi) dan imperfect shape. Bentuk cacat

retak yaitu retakan memanjang (longitudinal) dan retakan melintang

(transversal). Pada spesimen uji ini terjadi cacat retak melintang atau tegak

lurus atau transversal crack yang ditunjukkan dengan warna merah pada

hasil uji penetrant. Cacat imperfect shape dapat terjadi dengan bentuk

undercut, underfill, overlap, excessive reinforcement dan lain-lain. Pada



spesimen uji ini terjadi cacat imperfect shape dalam bentuk undercut yang

ditunjukkan dengan warna merah pada daerah based metal yang terkikis.

Gambar 7.3 Intrepretasi Cacat Hasil Las

7.7 Kesimpulan

- Pengujian Non-Destructive Test Liquid Penetrant memiliki prinsip

yaitu pemanfaatan cairan penetrant untuk memasuki celah

discontinuity atau kapilaritas, serta kerja developer untuk mengangkat

cairan kembali yang meresap pada retakan sehingga cacat dapat

terdeteksi;

- Prosedur pemeriksaan yaitu pre-cleaning, penetrasi, removal of excess

penetrant, development dan interpretasi cacat;

- Pre-cleaning bertujuan untuk membersihkan permukaan benda uji;

- Penetrasi bertujuan untuk memasukkan cairan penetran ke celah

retakan;

- Removal of excess penetrant bertujuan untuk membersihkan sisa

penetrant di permukaan;

- Development bertujuan untuk developer menyerap cairan penetrant

kembali ke permukaan;

- Cacat yang terjadi pada spesimen uji hasil las yaitu imperfect shape

dalam bentuk undercut dan cacat retak transversal.


Undercut

Transversal Crack


DAFTAR PUSTAKA

Yuwono, Akhmad Herman. 2009. Buku Panduan Praktikum Karakterisasi Material I Pengujian Merusak (Destructive Testing). Depok: Departemen Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Yunus, Asyari D. Struktur dan Sifat Material. Jakarta: Universitas Darma Persada

Anonim. Modul Praktikum Metalurgi (Logam). Surakarta: Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Ramha, Anita. Memeriksa Crack Hasil Las pada Material dengan Metode NDT Dye Penetrant Testing. [Online] (http://www.api-iws.org/pdf/pemeriksaan-crack-pada-material-dengan-metode-ndt-dye-penetran-testing.pdf)


http://www.api-iws.org/pdf/pemeriksaan-crack-pada-material-dengan-metode-ndt-dye-penetran-testing.pdf

http://www.api-iws.org/pdf/pemeriksaan-crack-pada-material-dengan-metode-ndt-dye-penetran-testing.pdf

laporan praktikum teknik pengujian logam

Documents