material teknik lanjut_4

8/19/2019 Material Teknik Lanjut_4

1/56

Dr.Ir.M.Amin Suhadi,M.Eng

MATERIALTEKNIKLANJUT - 4


2/56

PARA MANUFACTURER DALAMMENGUKUR KONDISI KENYATAAN DILAPANGAN, MENGECEK KUALITAS

PRODUK, VERIVIKASI DESIGN DANUNTUK MEYAKINKAN PROSES

MANUFAKTURINGNYA BENAR.

PENGUJIAN MATERIAL DALAM INDUSTRIMANUFAKTUR SELAIN BERMANFAATUNTUK MENGETAHUI SIFAT BAHAN BAKU

JUGA BERMANFAAT UNTUK :


3/56

TORSION TEST

TUJUANNYA : MENGETAHUI KARAKTERISTIK

LOGAM TERHADAP BEBANTORSI

KARAKTERISTIK TERSEBUT MELIPUTI :

- MODULUS GESER - YIELD GESER

- KEKUATAN GESER - DUCTILITY

- MODULUS PATAH GESER

DALAM APLIKASINYA PRODUK MANUFAKTUR

JUGA MENGALAMI BEBAN PUNTIR, MISALNYA ASRODA, KARENA ITU MATERIALNYA JUGA HARUSMEMPUNYAI SIFAT TAHAN PUNTIR


4/56


5/56

PRINSIPPERHITUNGAN


6/56

G = E/2(1+v)

YANG DIUKUR ADALAH TORSI vs

SUDUT PUTAR, MIRIP DENGANPENGUJIAN TARIK ANTARA STRESS

vs STRAIN


7/56

KARAKTERISTIK MEKANIS LOGAM YANG

LAIN ADALAH KETAHANAN FATIGUE YAITUKETAHANAN LOGAM TERHADAP BEBANDINAMIS YANG DIBERIKAN.

BEBAN DINAMIS ADALAH PEMBEBANANYANG SELALU BERUBAH YAITU BESARNYABEBAN ATAU JENIS PEMBEBANANNYA,

TETAPI SELALU BERULANG DENGAN SIKLUSYANG SERUPA.

CARA MENGETAHUINYA DENGAN PENGUJIANDINAMIS ATAU PENGUJIAN FATIGUE DANDIPEROLEH CURVA HUBUNGAN ANTARA

TEGANGAN (STRESS) DAN JUMLAH SIKLUS(S-N CURVE)


8/56

FATIGUE TEST

SYARAT UTAMA ADALAH ADANYA SIKLUSPEMBEBANAN DINAMIS/ BUKAN STATIS

BAIK RANDOM MAUPUN TERATURJENIS MENURUT ARAH PEMBEBANAN:

TARIK – TARIK, TARIK – TEKAN, TEKAN –TEKAN, BENDING, ROTATING BENDING,TORSION, BENDING - TORSION, SHEAR

FATIGUE DAN THERMAL FATIGUE.

TUJUANNYA: MENCARI KEKUATANMATERIAL TERHADAP BEBAN DINAMIS


9/56

CONTOH JENIS PEMBEBANAN


10/56

PARAMETER YANG DI ATUR :

JENIS DAN ARAH PEMBEBANAN

BESAR BEBAN

FREKWENSI

AMPLITUDO

KONDISI LINGKUNGAN/ATMOSFIR

TEMPERATUR

JUMLAH TITIK

JUMLAH SPECIMEN/TITIK


11/56

HASIL PENGUJIAN FATIGUE UMUMNYA

DITAMPILKAN DALAM BENTUK KURVA S-N

LOW

CYCLEAND

HIGHCYCLEFATIGUE


12/56

MESIN UJI DINAMIS


13/56

CONTOH LAIN MESIN UJI FATIGUE


14/56

ROTATINGBENDING/BENDING

TORSION FATIGUE


15/56

SIFAT TAHAN AUS/WEAR RESISTANCE

collective load

counter body

primary

body

surface changes(appearance of wear)

material loss(measure of wear)

wear characteristics

surrounding

mediuminterfacial

medium

SISTEMTRIBOLOGI


16/56

F

L

fracture

adhesive junction 2r

contact area

ADHESIVE/SLIDINGWEAR

JIKA DUA PERMUKAAN SALING KONTAK DAN

DIBEBANI. KARENA TEKANAN YG BESAR PADADUA BIDANG KONTAK ADA GAYA ANTAR ATOMKEDUA PERMUKAAN SHG TERJADI DEFORMASI

PLASTIS LOKAL DAN MEMBENTUK IKATANADHESIF DG MEKANISME COLD WELDING. TIMBULJUGA ALIRAN MATERIAL DARI SATU PERMUKAANKE YG LAIN, KEMUDIAN LEPAS MENJADISERBUK/GRAM (DEBRIS).


17/56

(a) Initial asperity contact (b) Junction failure

(h) Compressed transfer particle

(e) Merging of two particles

(c) Transfer of particle

(i) Further compression and shear due to sliding

(g) Transfer particle large enough tosupport total load

(f) Transfer particle just before detachment

(d) Secondary contact

SCHEMATIC MODELS OF ASPERITY

RUPTURE, TRANSFER PARTICLE,AGREGATION AND DEBRIS FORMATION


18/56

L

L

Three body (b )

T w o b o d y (a )

L

LL

Erosion (c)

ABRASIVEWEAR

ABRASIVE WEAR TERJADI JIKA ADA

MATERIAL YG LEBIH KERAS DG BEBANTERTENTU BERGERAK ATAU MENUMBUKPERMUKAAN MATERIAL LAIN YG LEBIH

LUNAK


19/56

AMSLER/BLOCK ON

WHEEL SLIDING

scar width

r = 25 mm

6 mm

6 mm

30 mm

CONTOH2 PENGUJIAN


20/56

FALEX TEST/SCUFFING TEST


21/56

DATA YGDIAMBILADALAH

SLIDINGDISTANCE vsWEIGHT LOSS


22/56

BALL CRATERING TEST


23/56

THE ABRASIVE WEAR TESTER IS A VERSATILEEQUIPMENT FOR ABRASIVE WEAR TESTINGOF ANODISED ALUMINIUM AND MANY OTHERMATERIALS.


24/56

PIN ON RING


25/56

PIN ON DISC


26/56

BLOCK ON RING

BLOCK-ON-RING MOTION TYPICAL IN MANYAPPLICATIONS SUCH AS BRAKE PADS, CONVEYORS,

HOIST AND MIXERS.


27/56

Thrust Washer Testing (ASTM D3702)

Ring-on-Disk configuration can be

used to simulate wearing of precision-engineered thrust washers used inengine automotive applications suchas transmissions, power take-offs,pumps, axle assemblies, motors, and

winches.


28/56

Four Ball Wear (ASTM D5183, D4172, D2266)The Four Ball Wear Test places one rotating ball

against three fixed balls under specific conditionsof pressure, temperature, rpm and duration.Useful to evaluate friction and wear of liquid

lubricants or greases in sliding contact.


29/56

Options- High Temperature (1000°C)

The analysis of friction and wear properties of materials at elevatedtemperatures is becoming increasingly important as engineers face evermore challenging materials problems in the design of advanced fuelefficient combustion engines and power plants. The High Temperature

Tribometer employs a removeable heating element, enabling the rotatingdisk to reach temperatures up to 800°C (1000°C optional ). It is suitablefor use in the study of high temperature ceramics, lubricants, oils andadditives and self lubricating materials.


30/56

TRI-MODE LUBRICATION SYSTEM

The Tri-Mode Lubrication systemoffers the choice of three modes oflubrication.

1) Using a low pressure pulverizationmodule, air is compressed and

filtered. This technique allows airand liquid to mix, creating auniform spray that can be directedto the appropriate test zone.

2) A drop by drop type of lubricationwith flow control.

3) soak option perfomes tests underfluid in a specialized cup thatsurrounds the sample holder,

allowing full submersion of thesample.

T ib C i M d l


31/56

Tribo-Corrosion Module

Using a special container made ofresistant material the sample is testedunder a variety of corrosive liquids.The rotative electrical connector,connected to the base of the sample

holder, permits measurements ofchemical Tri-Mode Lubrication systemoffers the choice of three modes oflubrication. 1) Using a low pressurepulverization module, air iscompressed and filtered. Thistechnique allows air and liquid to mix,creating a uniform spray that can bedirected to the appropriate test zone.

2) A drop by drop type of lubricationwith flow control. 3) soak optionperfomes tests under fluid in aspecialized cup that surrounds thesample holder, allowing fullsubmersion of the sample.


32/56

Features of the High Load TribometerHigh Load Tribometer (300N or 500N)

Precisely calibrated friction and wear measurementsStable contact point with no parasitic frictionPin, Ball and Plate on Plate testingHigh Temperature up to 800oC (optional 1000oC)

Testing compatible with ASTM G99 & DIN 50324Continuous depth recording, motorized radius, tri-mode lubrication ,electrical contact, humidity control, corrosion tests

G


33/56

FRETTING WEAR

CIRCULAR POINTCONTACT

ELLIPS POINTCONTACT


34/56

ADA KALANYA MATERIAL YANG

DIGUNAKAN UNTUK PRODUKMANUFAKTUR BEROPERASI PADATEMPERATUR TINGGI DALAM KEADAANTERBEBANI SECARA RELATIF KONSTANDAN DALAM JANGKA WAKTU YANG

CUKUP LAMA. KONDISI SEPERTI INIMATERIAL DAPAT MENGALAMI CREEP

CREEP DAPAT TERJADI KARENA DISLOKASIYANG SEMULA TERPAKU/TERHALANGPERGERAKANNYA AKIBAT STRAIN HARDENINGMENDAPAT ENERGI PANAS DAN DAPAT

MELOMPATI HALANGANNYA


35/56


36/56

KURVA CREEP

BAGAIMANA

MENDAPATKANKURVA INI…….?

……………DENGANPENGUJIAN CREEP


37/56

PENGUJIAN CREEPPENGUJIAN CREEPPENGUJIAN CREEP

TUJUAN PENGUJIAN:

1.MENGETAHUI DAYA TAHANCREEP DARI MATERIALSESUAI KONDISI

LINGKUNGANNYA

2.MENGETAHUI UMUR SISA

MATERIAL DALAM KONDISIBEBAN DAN TEMPERATURSESUAI DENGAN KONDISI

OPERASIONILNYA


38/56

INSTANSI YG MEMERLUKAN CREEP TEST :

PETRO KIMIA -------------- TURBIN,BOILER

KELISTRIKAN ------------- TURBIN, BOILER

TENAGA ATOM ----------- VESSEL

PERMINYAKAN ---------- TURBIN, BOILER

PESAWAT TERBANG – TURBIN BLADE

PENGECORAN ----------- CETAKAN/ DIES

METAL FORMING ------- CETAKAN/ DIES

LEMBAGA RISET -------- ANEKA MACAM


39/56

CREEP SPECIMEN

TAHAPAN PENGUJIAN :

TENTUKAN BESAR BEBAN DAN SUHU

UKUR DIMENSI DAERAH UKUR BENDA UJI

AMATI PERTAMBAHAN PANJANG/WAKTU

LAKUKAN PENGUJIAN SAMPAI PUTUS

BUAT KURVA CREEP RATE vs TIME


40/56


41/56


42/56

MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR MESIN UJI CREEP DAN ALAT UKUR


43/56

YANG HARUS DIPERHATIKAN :


44/56

YANG HARUS DIPERHATIKAN :

BEBAN DAN SUHU KONSTAN

SUHU ± MELTING POINT DLM °K

BEBAN DIBAWAH ELASTIC LIMIT

YANG DIUKUR REGANGAN/WAKTUPATAH TERJADI DLM WAKTU LAMA

target utama pengujian creep adalah menentukanminimum creep rate pada stage II. Jika diketahui bahwamaterial akan mengalami deformasi (creep) pada bebandan temperatur tersebut maka designer/user harus

menghindari komponen jangan patah/terdeformasi.


45/56

PERPATAHAN CREEP TERJADI PADA BATAS


46/56

VOIDS YANG TERBENTUK DI BATAS BUTIR PADA CREEP

TAHAP – I

BUTIR SEHINGGA PATAH SECARA

INTERGRANULAR. BENTUK PATAHNYA MIRIPBRITTLE FRACTURE DENGAN SEDIKIT ELONGASISEARAH DENGAN BEBANNYA.


47/56

Stress R pt re


48/56

Stress Rupture

Stress rupture testing is similar to creep testing except that the stressesused are higher than in a creep test. Stress rupture testing is always doneuntil failure of the material. Stress rupture tests are used to determine thetime to cause failure.


49/56

STRESS RELAXATION TESTSTRESS RELAXATION TEST


50/56

MATERIAL DAN PRODUK MANUFAKTUR JUGA


51/56

SURFACE ROUGHNESS TEST

PUNYA SIFAT KEKASARAN PERMUKAAN YANG

HARUS DI KETAHUI


52/56


53/56

roughnessroundsurface


54/56

ROUGHNESS

TEST LARGESCALE


55/56

PORTABLESURFACEROUGHNESS


56/56

material teknik lanjut_4

Documents