presentasi praktikum dt

7/30/2019 Presentasi Praktikum DT

1/29

Kelompok 16

Dewi Lestari NataliaDian Sepala Sihombing

M. Ryan Junaldi

Yermia Andri Prawira

Praktikum Pengujian Material

Kamis, 11 Oktober 2012


2/29


3/29

Analisa Grafik P vs dL

Saat proses pembebanan dimulai, logam mulai mengalami deformasi. Saat masih mengalami

deformasi elastis, maka terjadi hubungan linier dalam grafik, belum terjadi deformasi

permanen, dimana spesimen masih dapat kembali ke panjang semula. Saat pembebanan

terus dilakukan, akhirnya spesimen memasuki daerah plastis, dimana spesimen mulai

terdeformasi secara permanen. Saat berada di daerah ini, pada waktu pengujian terlihat di

sekitar bagian tengah spesimen mulai terjadi pengurangan ukuran diameter, yaitu terjadi

necking. Pembebanan terus dilanjutkan hingga terjadi perpatahan.

Berdasarkan literatur, struktur FCC memiliki slip plane 12 buah dan BCC slip plane ada 6 buah.

Jumlah slip plane ini menjelaskan mengapa logam FCC memiliki keuletan yang tinggi karena

dengan jumlah slip plane yang banyak, dislokasi mudah bergerak sehingga kemampuan

menahan beban tarik lebih tinggi.Pergerakan dislokasi dengan bebas ini mengakibatkan

material menjadi ductile. Namun, grafik menunjukkan bahwa logam Fe lebih ulet dari pada Al

dan Cu. Menurut analisa kelompok kami, logam Fe yang digunakan bukanlah logam murnisehingga memungkinkan sifat ulet terdapat pada logam tersebut sesuai dengan

komposisinya. Karena sifatnya ulet, maka salah satu kemungkinan material logam tersebut

adalah baja karbon rendah.

Pada grafik beban (P) terhadap elongasi (dL) dapat dilihat bahwa material yang mengalami

pertambahan panjang terbesar adalah Fe, kemudian Al dan Cu. Hal ini berarti bahwa Fe

memiliki ketahanan paling besar dalam menahan pembebanan tarik yang dialaminya hingga

putus, sedangkan spesimen Cu memiliki ketahanan terhadap beban paling rendah.


4/29

Analisa Grafik vs

Dari hasil pengolahan data maka dapat

diperoleh informasi mengenai kekuatan luluh

(yield strength), kekuatan tarik maksimum

(UTS), modulus elastisitas, serta % elongasi.

SpesimenModulus

Elastisitas (MPa)

Yield Strength

(MPa)UTS (MPa)

%ELongasi

(grafik)

Fe 6487 324,31 566.998 30

Al 1499 149,90 192,372 16

Cu 3123 268,61 288,558 11,5


5/29

Analisa Grafik vs

Untuk modulus elastisitas, Fe mempunyai modulus elastisitas yangtertinggi, kemudian Cu dan modulus elastisitas yang terendah

dimiliki oleh Al. Modulus elastisitas menyatakan ukuran kekakuan

suatu material. Dengan demikian, semakin besar modulus

elastisitas, maka material semakin kaku.

Nilai UTS tertinggi dimiliki oleh Fe, kemudian Cu dan nilai UTS

tertinggi dimiliki oleh Al. Nilai UTS ini menunjukan sifat kekuatan

material. Semakin besar UTS, maka material akan semakin kuat.

Hasil perhitungan % elongasi, dimana jika %EL < 5% maka material

tersebut bersifat brittle sedangkan jika %EL > 5% maka materialtersebut bersifat ductile. Ketiga grafik juga menunjukkan grafik yang

panjang yang menjadi ciri dari garif material ductile. Semakin tinggi

%EL maka material semakin ductile. Urutan %E dari yang terbesar

sampe yang terkecil, yaitu Fe, Al dan Cu.

Semua hal di atas sudah sesuai dengan literatur.


6/29

Analisa Grafik TVs T

Untuk mendapatkan kurva tegangan-regangan

seungguhnya diperlukan luas area dan

panjang aktual pada saat pembebanan setiap

saat terukur.

Berdasarkan hasil perhitungan, besarnya

tegangan-regangan seungguhnya tidak jauh

berbeda dengan besarnya tegangan-reganganrekayasa.


7/29

Analisa Hasil Perpatahan

Patahan sampel Fe:

Permukaan patahan pada sampel Fe menunjukkan adanya bentukcup and cone dan permukaannya berserabut. Bentuk permukaanperpatahannya termasuk cup and cone silky.

Patahan sampel Cu :

Patahan pada sampel Cu terlihat adanya necking. Permukaanpatahan terlihatfibrous yang tidak teratur dantidak rata. Bentuk cupadn cone yang dihasilkan tidak sempurna seperti pada Fe. Bentukpermukaan patahannya termasuk irregular fibrous.

Patahan sampel Al :

Pada sampel Al patahannya sepertifibrous dan gelap. Bentukperpatahnnya mirip dengan cup cone, seperti pada Fe.


8/29

Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian, beberapa hal yang dapat disimpulkanadalah sebagai berikut:

Masing-masing logam memiliki sifat mekanis yang berbeda-bedaberdasarkan hasil percobaan pengujian tarik yang dilakukan padaFe, Cu dan Al.

Pengujian tarik dapat menunjukan perilaku mekanik dari suatumaterial seperti kekuatan luluh, kekuatan maksimum, keuletan,ketangguhan, dan kekuatan putus dari suatu material.

Bentuk permukaan patahan pada logam dapat menunjukkan sifatkeuletan dari material tersebut. Material ulet memperlihatkanpermukaan cup and cone. Ketiga material tersebut dapat dikatakanulet karena memperlihatkan permukaan patahan yang ulet.

Perbedaan sifat mekanis dari tiap logam ini dipengaruhi olehpaduan unsur dalam material, struktur kristal, serta cacat mikroyang dihasilkan dari pengerjaan material sebelumnya.


9/29

TABEL DATA

Sampel

P(Kg)

D (mm)

Nomor

Indenta

si

Jejak (mm)

d rata-rata(mm)

BHN(Kg/mm2)

BHN rata-rata(Kg/mm2)

d1

(mm)d2 (mm)

Fe

187.

5 3 1 1.14 1.213 1.1765

165.65137

65

175.7215445187.

5 3 2 1.128 1.121 1.1245

182.00578

69

187.

5 3 3 1.142 1.122 1.132

179.50747

01

Samp

elP (Kg) D (mm)

NomorIndenta

si

Jejak (mm) d rata-rata

(mm)

BHN

(Kg/mm2)

BHN rata-rata

(Kg/mm2)d1

(mm)d2 (mm)

Cu

62.5 3 1 1.073 1.06 1.0665

67.712204

39

65.2914415162.5 3 2 1.062 1.102 1.082

65.718723

22

62.5 3 3 1.105 1.113 1.109

62.443396

91

Samp

elP (Kg) D (mm)

Nomor

Indenta

si

Jejak (mm)d rata-rata

(mm)

BHN

(Kg/mm2)

BHN rata-rata

(Kg/mm2)d1

(mm)d2 (mm)

Al

31.25 3 1 0.874 0.969 0.9215

45.747029

84

46.1159282431.25 3 2 0.902 0.892 0.897

48.344413

42

31.25 3 3 0.959 0.914 0.9365

44.256341

45

K

E

K

E

R

A

S

A

N

P

E

N

G

UJ

I

A

N


10/29

FOTO HASIL UJI


11/29

CONTOH PERHITUNGAN

Sample Fe

P = 187.5 kg

D = 3 mm

Drata-rata1 = 1.176 mm

Sample Cu

P = 62.5 kg

D = 3 mm

Drata-rata1 = 1.0665 mm

Sample Al

P = 31.25 kgD = 3 mm

Drata-rata = 0.969 mm

=2187,5

3 (3 3 1,1765)= 2mm

kg175,72 =

262,5

3 (3 3 1,0665)= 2mm

kg65,3

=231,25

3 (3 3 0.969)= 2

mmkg

12,64


12/29

Grafik

155

160

165

170

175

180

185

1 2 3

165.6513765

182.0057869179.5074701

BHN

Nomor indentasi

Grafik BHN vs Beban Fe

(187,5Kg)

58

60

62

64

66

68

1 2 3

67.71220439

65.71872322

62.44339691

BHN

Nomor Indentasi

Grafik BHN vs Beban Cu (62,5Kg)

42

43

44

45

46

47

48

49

1 2 3

45.74702984

48.34441342

44.25634145BHN

Nomor Indentasi

Grafik BHN vs Beban Al

(31,25Kg)

0

20

40

60

80

100120

140

160

180

Fe Cu Al

175.7215445

65.29144151

46.11592824BHN

Sampel

Grafik BHN vs Sampel


13/29

Analisis Grafik Fe

Terdapat perbedaanjejak dari ketiga hasilpenjejakan.

Nilai kekerasan rata-rata dari spesimen Fesebesar 175,72 BHN

Berdasarkanpendekatan jenis

material, hasilkekerasannyamendekati baja 0.4% C

Analisis Grafik Cu

Terdapat perbedaan jejakdari ketiga hasilpenjejakan.

Nilai kekerasan rata-ratapenjejakan sebesar 65.3BHN.

Berdasarkan pendekatanjenis material, hasil

kekerasannya mendekatiCu alloy C11000


14/29

Analisis Grafik Al

Terdapat perbedaan jejakdari ketiga hasilpenjejakan.

Nilai kekerasan rata-rataspesimen Al sebesar46,11 BHN

Berdasarkan pendekatanjenis material, hasil

kekerasannya mendekatibaja Al alloy 1100.

Analisis Grafik Sampel

Fe memiliki nilai kekerasan

tertinggi (175.72 BHN),

diikuti Cu (65.3 BHN),

kemudian Al (46.12 BHN).

Hasil ini sudah sesuai

dengan literatur.


15/29

Analisis Hubungan Nilai Kekerasan dengan Sifat

Lain

Nilai kekerasan suatu material

dapat mempengaruhi sifat mekanis

dari material itu sendiri, seperti

nilai kekuatan tarik dan juga

ketahanan aus.

Kekerasan suatu material

berbanding lurus dengan kekuatan

tarik dari material tersebut.

Semakin keras suatu material maka

nilai UTS nya akan semakin tinggi.

Nilai kekuatan tarik material akan

semakin meningkat seiring dengan

meningkatnya nilai BHN.

Hal ini sesuai dengan literatur

bahwa nilai UTS Fe > nilai UTS Cu >

nilai UTS Al.

Sumber: Callister, William D. 2007. Materials Science and Engineering An

Introduction, seventh Edition page 160. The McGraw-Hill Companies : New

York,NY


16/29

Kesimpulan

Pengukuran nilai kekerasan dengan metode Brinell

dilakukan dengan indentor hardened steel ballyangakan meninggalkan jejak berupa lingkaran. Nilaikekerasan akan didapatkan dengan menghitungdiameter jejak yang dimasukan ke dalam rumusperhitungan BHN.

Didapatkan bahwa Kekerasan Fe > Kekerasan Cu >Kekerasan Al, dengan nilai BHN dari sampel Fe sebesar175,72, Cu sebesar 65,29, dan Al sebesar 46,16.

Nilai kekerasan dapat diketahui dari tensile strength

suatu material dengan rumus :s (MPa) = 3,45 x HB

Dengan naiknya nilai kekerasan, maka nilai kekuatantarik suatu logam akan meningkat


17/29

Tabel Data Baja ST 42

Bahan a (mm) b (mm) A (mm2) T (oC) E (Joule) HI (J/mm2) Sketsa Patahan

Baja ST

428,000 9,550 76,400 -0,03 204 2,6702

8,000 9,550 76,400 27 188 2,4607

8,000 9,550 76,400 103,6 116 1,5183

PENGUJIAN IMPAK


18/29

Tabel Data Cu-Zn

Cu-Zn 8,750 10,150 88,813 11 18 0,2027

8,750 10,150 88,813 27 25 0,2815

8,750 10,150 88,813 84 21 0,2365


19/29

Grafik HI vs T (Fe)

2.67022.4607

1.5183

0.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000

-20 0 20 40 60 80 100 120

HI(Joule/mm2)

Temperatur oC

Grafik HI vs Temperatur Baja ST 42


20/29

Grafik HI vs T (Cu-Zn)

0.2027

0.2815

0.2365

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0 20 40 60 80 100

HI(Joule/mm2)

Temperatur oC

Grafik HI vs Temperatur Cu-Zn


21/29

Grafik HI vs T (Fe & Cu-Zn)


22/29

Kesimpulan

Dengan pengujian tarik dapat ditentukan ketangguhan dari suatu materialdengan memperlihatkan energi dari beban impak yang diterima.

Perbedaan temperatur pada saat pengujian bertujuan untuk mengamatiapakah ada temperatur transisi atau tidak pada benda uji

Temperatur transisi ditandai dengan adanya lonjakan pada grafik seiringnaiknya temperatur.

Temperatur transisi adalah temperatur dimana perubahan sifat mekanismaterial dari getas ke ulet, ataupun sebaliknya

Material ulet memiliki temperatur transisi, sedangkan material getastidak.

Semakin besar ketangguhan material maka, ketahanan impaknya semakin

bagus. Berdasarkan hasil pengujian, harga impak Fe lebih tinggi dari Cu-Zn,

sehingga dapat disimpulkan bahwa Fe lebih tangguh jika dibandingkandengan Cu-Zn.


23/29

Tabel Data

PENGUJIAN AUS


24/29

Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Al

r = 15 mm b = 2,694 mm

B = 3 mm x = 100000 mm

Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Fe

r = 15 mm b = 2,758 mm

B = 3 mm x = 100000 mm

Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Cu

r = 15 mm b = 3,113 mm

B = 3 mm x = 100000 mm


25/29

Grafik Laju Aus vs Jarak

Luncur (Fe)

0

0.000001

0.000002

0.000003

100000 400000

Laju Aus vs Jarak Luncur

Fe


Luncur (Cu)

0

0.000002

0.000004

0.000006

100000 400000

Laju Aus vs Jarak

Luncur

Cu


Luncur (Al)

0

0.000005

0.00001

100000 400000

Laju Aus vs Jarak

Luncur

Al

Grafik Laju Aus vs Jarak Luncur

(Perbandingan 3 sampel)

CuAl

Fe

0

0.000002

0.000004

0.000006

0.000008

100000 400000

Cu

Al

Fe


26/29

Grafik Laju Aus vs Jarak Luncur (Fe)

0

0.0000005

0.000001

0.0000015

0.0000020.0000025

0.000003

3.62 2.38

Laju Aus vs Kecepatan

Fe

Grafik Laju Aus vs Kecepatan (Cu)

0

0.000002

0.000004

0.000006

3.622.38

Laju Aus vs Kecepatan

Cu

Grafik Laju Aus vs Kecepatan (Al)

0

0.000002

0.000004

0.000006

0.000008

3.62 2.38

Laju Aus vs

Kecepatan

Al

Grafik Laju Aus vs Kecepatan

(Perbandingan 3 sampel)

Cu

AlFe

0

0.000002

0.000004

0.000006

0.000008

3.622.38

Cu

Al

Fe


27/29

Analisa Mekanisme Keausan Abrasif

Kekerasan MaterialSemakin keras material maka akan semakin kecil keausan abrasif yang terjadi

Kondisi Struktur MikroJika pada material jumlah butir banyak dan berukuran kecil-kecil, atau jumlah paduansemakin banyak serta impurities, maka kekerasan material akan meningkat yangmenyebabkan abrasivewear resistantsemakin meningkat.

Ukuran AbrasifUkuran abrasif di sini diartikan sebagai besar-kecil suatu abrasif. Apabila abrasif memilikiukuran (luas permukaan) yang besar, maka volume material yang terabrasi akan semakinbesar. Itu berarti ketahan aus abrasif dari suatu material akan semakin menurun apabilameluncur pada abrasif dengan ukuran yang besar.

Bentuk AbrasifAbrasif yang memiliki bentuk yang lebih tajam (sudut kecil) akan memberikan ketahanan ausabrasif yang rendah pada material. Karena dengan sudut yang kecil, maka koefisien gesekakan semakin besar. Hal ini akan mengakibatkan gaya gesek yang terjadi antara permukaanmaterial dan abrasif semakin besar, sehingga semakin besar volume material yang terabrasi.


28/29

Kesimpulan

Metode Ogoshi adalah salah satu metode yang dapat digunakanuntuk mengetahui nilai keausan suatu material dimana benda ujimemperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (revolving disc).

Aluminium (Al) memiliki laju keausan (LA) yang lebih tinggidibandingkan Tembaga (Cu) dan Baja Karbon (Fe).

Besarnya laju keausan (LA) tergantung pada tebal revolving disk (B),jari-jari revolving disk (r), dan lebar celah yang terabrasi (b), danjarak luncur (x).

Kecepatan revolving disc berkaitan dengan cepat-lambatnya terjadiproses abrasi pada material. Semakin cepat kecepatan revolvingdisc, semakin cepat terjadinya abrasi pada material.

Semakin panjang jarak luncur semakin rendah laju ausnya.

Semakin tinggi nilai kekerasan suatu material, semakin besarketahanan material tersebut terhadap mekanisme abrasif.


29/29

Terima Kasih

presentasi praktikum dt

Documents