LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIKKELOMPOK 4

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Logam merupakan salah satu bahan yang sangat penting dan paling banyak digunakan dalam memenuhi berbagai kebutuhan bahan teknik. Hal ini dikarenakan berbagai keunggulan dari berbagai sifat logam yang hampir semua sifat bahan produk dapat dipenuhi oleh sifat logam, disamping logam yang dapat diperbaiki sifat-sifatnya sesuai dengan kebutuhan sifat produk yang diinginkan. Keberagaman sifat dan karakteristik produk itulah bahan baku (raw material) dengan berbagai spesifikasi dan komposisi serta cara perbaikan sifatnya yang dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan.

Pengujian logam sangatlah diperlukan karena bila tidak logam tersebut dapat menimbukan efek negatif jika digunakan untuk bahan-bahan produksi.

1.2. TujuanTujuan dari praktikum pengujian logam ini adalah sebagai berikut: Untuk mengetahui pentingnya dilakukan suatu pengujian Untuk mengetahui parameter-parameter suatu pengujian Mengetahui jenis-jenis pengujian merusak dan pengujian tidak merusak Mengetahuimesin pengujian tarik serta caramelakukan pengujiantarik Mengetahuimesin pengujian kekerasan serta caramelakukan pengujiankekerasan Mengetahuimesin pengujian impak serta caramelakukan pengujianimpak Mengetahuimesin pengujian bending serta caramelakukan pengujianbending Mengetahuimesin pengujian mulur serta caramelakukan pengujianmulur Mengetahui cara pengujian menggunakan dye penetrant1.3. Batasan Masalah Bagaimana cara pengujiantarik? Bagaimana cara pengujiankekerasan? Bagaimana cara pengujianimpak? Bagaimana cara pengujian bending? Bagaimanacarapengujianmulur? BagaimanacarapengujiandenganmenggunakanDye Penetrant ?1.4. Tempat PraktikumPraktikum teknik pengujian logam dilakukan di Laboratorium Logam Jurusan Teknik Metalurgi Fakultas Teknik Universitas Jenderal Achmad Yani Bandung.1.5. Sistematika PenulisanAdapun susunan atau sistematika dari laporan ini adalah :BAB I

: PENDAHULUAN

BAB II: PENGUJIAN TARIKBAB III: PENGUJIAN KEKERASANBAB IV: PENGUJIAN IMPAKBAB V: PENGUJIAN BENDING

BAB VI: PENGUJIAN MULUR

BAB VII: PENGUJIAN DYE PENETRANT

BAB II PENGUJIAN TARIK1.1. Tujuan Untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari suatu logam atau paduannya seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, modulus elastisitas, perpanjangan, dan reduksi penampang. Untuk mengetahui cara melakukan pengujian tarik1.2. Teori Dasar

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.Hal yang dapat dipelajari dari hasil uji tarik adalah terdapatnya profil tarikan (kurva yang langsung diperoleh dari mesin) yang sangat diperlukan dalam desain untuk pemakaian bahan tersebut, profil tarikan yang lengkap berupa kurva yang menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang.

Gambar 2.1 Diagram gaya tarik terhadap perubahan panjang

Dari kurva tersebut kemudian dihitung besarnya tegangan teknis dan regangan teknis sehingga didapatkan kurva teknis:

Gambar 2.2 Kurva tegangan teknis + regangan teknis

Dari kurva tegangan teknis dan regangan teknis tersebut menghasilkan data sebagai berikut:

Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

SU = FU Ao Kekuatan Luluh (Yield Strength)

Sy = Fy AoPada material getas memiliki daerah elastis dan plastis yang kecil karena untuk material getas memiliki kemampuan untuk deformasinya kecil, baik deformasi elastis maupun plastis (contoh pada baja AISI 4130). Sedangkan pada material yang ulet memiliki daerah elastis dan plastis yang besar karena kemampuan untuk berdeformasinya tinggi, baik deformasi elastis maupun plastis (contoh pada baja HSS).

(a)

(b)

Gambar 2.3 Kurva uji tarik untuk material ulet (a) dan material getas (b)

Untuk material yang tidak menunjukkan batas luluh yang jelas (material selain baja karbon rendah) maka kekuatan luluhnya dicari dengan menggunakan metoda offset seperti terlihat pada gambar:

Gambar 2.4 Metoda Offset

Perpanjangan (Elongation)

e = Lf - Lo

Lo Reduksi Penampang (Reduction Area)

q = Ao Af

Ao Modulus Elastisitas (E)

E = tg = Sy

e

Gambar 2.5 Necking

Selama proses penarikan terhadap spesimen uji tarik, panjang spesimen selalu bertambah dan las penampang selau berkurang, sehingga kurva teknis tidak menggambarkan kondisi sebenarnya. Oleh karena itu diperlukan kurva tegangan dan regangan sebenar-benarnya. Jika kurva sebenarnya diplot pada suatu sistem koordinat:

Gambar 2.6 Kurva tegangan dan regangan sebenar-benarnyaBiasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut Ultimate Tensile Strength disingkat dengan UTS dalam bahasa Indonesia disebut tegangan tarik maksimum. Hukum Hooke (Hookes Law). Tegangan sebenarnnya (true stress) ditentukan dengan membagi beban dengan luas penampang sebenarnya (sesaaat pembebanan berlangsung). Sedangkan tegangan sebenarnya (true strain) didapat dari hasil perubahan panjang dibagi panjang yang terjadi:

= F/A = L/LKeterangan:

= tegangan sebenarnya (Stress)

F = gaya tarikan

A = luas penampang= regangan sebenarnya (Strain)

L = pertambahan panjang

L = panjang awalMaka hubungan antara stress dan strain dirumuskan :

E = /

Eadalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap.Ediberi nama"Modulus Elastisitas"atau" Modulus Young". Kurva yang menyatakan hubungan antarastraindan stressseperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve).

Gambar 2.7 Kurva SS (SS curve)Pada umumnya spesimen uji tarik dibuat menurut bentuk dan ukuran yang distandarkan, misalnya menurut ASTM, JIS, DIN, SNI dan lain-lain. Standar pengujian yang dipakai adalah ASTM E8.

Gambar 2.8 Gambar spesimen uji tarik

Secara umum mesin pengujian tarik dibagi dalam 3 kelompok yang didasarkan pada sistem kendalinya yaitu:

a. Mesin uji tarik kendali beban (Mesin Hidrolok)

b. Mesin uji tarik kendali gerak (Mesin ulir Penggerak/Mekanik)

c. Mesin uji tarik kendali gerak dan beban (Mesin ServoHidrolik)

Semua mesin uji selama pengujian tarik berlangsung, kecepatan kepala silang 2-5 mm/menit dan mempunyai pengaruh yang besar terhadap bentuk diagram gaya, perubahan panjang dan terhadap perilaku bperpatahan. Mesin ulir mekanik akan menampilkan titik luluh atas dan bawah serta titik-titik tersebut tidak kan tampak pada mesin hidrolik, tetapi hanya besarnya perpanjangan pada beban tertentu dapat ditampilkan.

Gambar 2.9 Mesin Uji Tarik

1.3. Tata Cara Praktikum1.3.1. Skema Proses

Gambar 2.10 Skema Proses

1.3.2. Penjelasan Skema Proses

Spesimen yang digunakan adalah baja ST-37 Pengukuran dimensi awal spesimen dilakukan dengan menggunakan jangka sorong Mesin pengujian yang digunakan adalah universal testing machine dengan menyimpan spesimen pada grip dan dilakukan penarikan hingga spesimen patah Spesimen yang telah patah disatukan kembali untuk dilakukan pengukuran dimensi akhir Melakukan perhitungan dan pengolahan data dari proses pengujian yang telah dilakukan Melakukan analisa setelah melakukan pengujian tarik Membuat kesimpulan1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat

Universal testing machine Jangka Sorong1.4.2. Bahan

Spesimen Baja ST-37 berbentuk silinder dengan gauge length1.5. Data Pengamatan

1.5.1. Pengumpulan Data

Standar pengujian: ASTM E8M-04Tabel 1.1 Data sebelum penarikanNoDataKeterangan

1Jenis MaterialBaja ST-37

2Panjang Awal ()45,2 mm

3Diameter Awal ()6,5 mm

4Luas Penampang Awal ()33,1666

NoDataKeterangan

1 = 1660 kg = 17 kotakDiperoleh dari hasil pengujian pada mesin

2Skala1 kotak = 97,64 kgSkala

3= 14 kotak= 1366, 96 kgTentukan posisi dari kurva lalu hitung beban

4Panjang Akhir

5Diameter Akhir

6Luas Penampang Akhir

7Perubahan Panjang

8Kekuatan Tarik

9Kekuatan Luluh

10Keuletan

11Modulus Elastisitas

1.5.2. Pengolahan Data

1.6. Analisa dan Pembahasan

Pada praktikum pengujian tarik ini spesimen yang digunakan adalah spesimen baja ST-37 yang memiliki kekuatan tarik sebesar 37 kg/ . Baja tersebut merupakan baja karbon rendahyang memiliki 0.02 0.3 % karbon. Berdasarkan standar ASTM E-8 spesimen uji tarik harus memiliki gauge length agar konsentrasi tegangan terpusat pada daerah gauge length selain itu juga spesimen uji tarik harus simetris agar memenuhi persyaratan pengujian, hal tersebut ditentukan oleh proses pemesinan dalam pembuatan spesimen.

Saat dilakukan pengukuran dimensi spesimen, maka diketahui panjang awal = 45,2 mm, diameter awal = 6,5 mm dan luas penampang awal = 33,1666 mm. Pengukuran dimensi tersebut bertujuan untuk menganalisa perubahan dimensi yang terjadi setelah dilakukan pengujian tarik.

Mesin uji tarik yang digunakan adalah universal testing machine dengan sistem hidrolik.

Sebelum dilakukan pengujian, terlebih dahulu dipasangkan kertas milimeter block agar dihasilkan kurva mesin yang akan terbentuk di kertas tersebut.Spesimen uji tarik diletakkan pada grip, setelah mesin dinyalakan maka dilakukan penarikan secara konstan hingga spesimen patah.

Saat dilakukan pengujian tarik, spesimen mengalami perubahan panjang, kemudian terjadi necking hingga spesimen patah. Namun patahan terjadi tidak pada bagian tengah gauge length namun mendekati radius. Hal tersebut menunjukan konsentrasi tegangan tidak terpusat di tengah, karena diakibatkan oleh spesimen yang kurang simetris akibat proses pemesinan yang kurang baik, selain itu dapat juga diakibatkan oleh penempatan pada grip yang kurang baik & tidak tegak lurus.

Jenis patahan yang dihasilkan menunjukan bahwa spesimen tersebut bersifat ulet, ditandai dengan adanya deformasi plastis sebelum terjadi patah dan patahan yang berserabut.

Setelah dilakukan pengukuran, dimensi dari spesimen uji telah berubah yaitu mengalami pertambahan panjang dan dan terjadi pengecilan diameter serta pengurangan luas penampang.

Dari kurva mesin yang dihasilkan dapat diketahui suatu titik yang menunjukan perubahan dari deformasi elastis menjadi deformasi plastis yaitu berada pada nilai 1366.96 kg. Maka dapat diketahui bahwa nilai yang berada pada titik tersebut menunjukan titik luluh, sedangkan nilai kekuatan tarik yaitu merupakan titik akhir pengujian tarik (Fmax) yang berada pada beban 1660 kg, maka didapatlah kekuatan tarik yang bernilai 50,05 kg/ Selain kekuatan tarik dan kekuatan luluh, kurva uji tarik dapat menunjukan keuletan dari spesimen yaitu sebesar 22,23% serta modulud elastisitas yaitu 1,85 kg/ , adapun reduksi penampangnya yaitu 10,05.

1.7. KesimpulanBAB IIIPENGUJIAN KEKERASAN

1.1. Tujuan Untuk mengetahui harga kekerasan suatu material Untuk mengetahui prinsip kerja dari alat uji keras yaitu mesin uji keras rockwell dan mesin uji keras brinell brinell1.2. Teori Dasar

Kekerasan (Hardness)adalahsalahsatusifatmekanik (Mechanical properties) darisuatu material.Kekerasansuatu material harusdiketahuikhususnyauntuk material yang dalampenggunaanyaakanmengalamigesekan (frictional force) dandeformasiplastis. Deformasiplastissendirisuatukeadaandarisuatu material ketika material tersebutdiberikangayamakastrukturmikrodari material tersebutsudahtidakbisakembalikebentukasalartinya material tersebut tidakdapatkembalikebentuknyasemula. Lebihringkasnyakekerasandidefinisikansebagaikemampuansuatu material untukmenahanbebanidentasiataupenetrasi (penekanan).

Di dalamaplikasimanufaktur, material dilakukanpengujiandenganduapertimbanganyaituuntukmengetahuikarakteristiksuatu material barudanmelihatmutuuntukmemastikansuatu materialmemilikispesifikasikualitastertentu. Umumnyapengujiankekerasanmenggunakan 4 macammetodepengujiankekerasan, yakni :

1. Brinnel (HB/BHN)PengujiankekerasandenganmetodeBrinnelbertujuanuntukmenentukankekerasansuatu material dalambentukdayatahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankanpadapermukaan material ujitersebut (spesimen).Idealnya, pengujianBrinneldiperuntukanuntuk material yang memilikipermukaan yang kasardenganujikekuatanberkisar 500-3000 kgf.Identor (Bola baja) biasanyatelahdikeraskandandiplatingataupunterbuatdaribahanKarbida Tungsten.

Gambar 3.1 PengujianBrinellDimana :D = Diameter bola (mm)

d = impression diameter (mm)

F = Load (beban) (kgf)

HB = Brinell result (HB)

2. Rockwell (HR / RHN)PengujiankekerasandenganmetodeRockwellbertujuanmenentukankekerasansuatu material dalambentukdayatahan material terhadapindentorberupa bola bajaataupunkerucutintan yang ditekankanpadapermukaan material ujitersebut.

Gambar 3.2 Pengujian RockwellUntuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode Rockwell dijelaskan pada gambar 3.3, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan beban mayor (major Load F1) pada langkah 2, dan pada langkah 3 beban mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F.

Besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis material yang akan di uji, jenis-jenisnya bisa dilihat pada Tabel 3.1.

Gambar 3.3 Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell

Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode Rockwell.

HR = E - eDimana :

F0 = BebanMinor(Minor Load) (kgf)

F1 = BebanMayor(Major Load) (kgf)

F

= Total beban (kgf)

e = Jarakantarakondisi 1 dankondisi 3 yang dibagidengan 0.002mm

E = Jarakantaraindentorsaatdiberibeban minor danzero referenceline yang untuktiapjenisindentorberbeda-beda yang bias dilihatpada table 1

HR = Besarnyanilaikekerasandenganmetode hardness

Tabeldibawahinimerupakanskala yang dipakaidalampengujian Rockwell skaladanrange ujidalamskala RockwellTabel 3.1 Rockwell Hardness ScalesScaleIndentorF0(kgf)F1(kgf)F(kgf)EJenis Material Uji

ADiamond cone105060100Exremely hard materials, tugsen carbides, dll

B1/16" steel ball1090100130Medium hard materials, low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu, dll

CDiamond cone10140150100Hardened steels, hardened and tempered alloys

DDiamond cone1090100100Annealed kuningandantembaga

E1/8" steel ball1090100130Berryliumcopper,phosphor bronze, dll

F1/16" steel ball105060130Alumunium sheet

G1/16" steel ball10140150130Cast iron, alumunium alloys

H1/8" steel ball105060130Plastikdan soft metals sepertitimah

K1/8" steel ball10140150130Samadengan H scale

L1/4" steel ball105060130Samadengan H scale

M1/4" steel ball1090100130Samadengan H scale

P1/4" steel ball10140150130Samadengan H scale

R1/2" steel ball105060130Samadengan H scale

S1/2" steel ball1090100130Samadengan H scale

V1/2" steel ball10140150130Samadengan H scale

3. Vikers (HV / VHN)Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu antara 1 sampai 1000 gram.

Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu :

(a) (b)

Gambar 3.4 (a) pengujian Vickers (b) Bentuk indentor vickers

Dimana,HV = Angka kekerasan Vickers

F = Beban (kgf)

d = diagonal (mm)

4. Micro Hardness (knoop hardness)Mikrohardness test tahu sering disebut dengan knoop hardness testing merupakan pengujian yang cocok untuk pengujian material yang nilai kekerasannya rendah. Knoop biasanya digunakan untuk mengukur material yang getas seperti keramik.

Gambar 3.5 Bentuk indentor knoop

Dimana,HK = Angka kekerasan Knoop

F = Beban (kgf)

Berdasarkan cara pengujian kekerasan, maka ada 3 jenis metoda kekerasan, yaitu:

a. Metoda gores (scratch)

b. Metoda pantulan

c. Metoda penekanan (indention)

Metoda gores banyak dipakai oleh para ahli mineralogi dengan nilai kekerasan 1 samapi dengan 10 atau dikenal skala Mohs :

Talk

Gibs

Calsite

Fluorite

Apatite

Orthoclase

Quartz

Topaz

Corundum

Intan

Metoda pantulan menggunakan suatu indentor yang dijatuh bebaskan pada permukaan logam. Nilai kekerasan diperoleh dari tinggi pantulan yang diartikan sebagai energi tumbukan atau energi yang diserap oleh material untuk berdeformasi plastis. Alatnya adalah skleroskop.

Metoda penekanan (indentasi), yaitu pada permukaan yang rata dilakukan penekanan dengan menggunakan indentor (penekan). Beban yang digunakan untuk setiap jenis material adalah berbeda dan tergantung pada metoda pengujian yang dilakukan.

1.3. Tata Cara Praktikum

1.3.1. Skema Proses

Gambar 3.6 Skema proses1.3.2. Penjelasan Skema Proses Spesimen yang digunakan untuk pengujian kekerasan adalah spesimen AISI H-13, spesimen AISI P-420, dan spesimen Al-Zn Mesin yang digunakan untuk pengujian kekerasan adalah mesin uji keras brinell dan mesin uji keras rockwellskala C Pengujian keras brinell dilakukan pada satu speseimen yaitu material paduan Al-Zn, pengujian dilakukan pada tiga titik Pengukuran diameter bekas indentasi dilakukan dengan cara dilihat dengan menggunakan mikroskop optik kemudian diukur diameternya Pengujian keras rockwell C dilakukan pada spesimen AISI H-13 dan AISI P-420. Pengujian dilakukan pada lima titik untuk masing-masing spesimen Pengolahan data dari hasil pengujian keras agar didapatkan nilai kekerasan pada setiap spesimen Melakukan analisa hasil pengujian kekerasan Kesimpulan1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat

Mikroskop optik Monitor Alat uji keras rockwell C Alat uji keras brinell1.4.2. Bahan

Material AISI H-13 Material AISI P-420 Material Al-Zn1.5. Data Pengamatan

1.5.1. Pengumpulan Data

Data awal1. Metoda pengujian kekerasan: Indentasi

2. Jenis mesin/ alat uji kekerasan: Alat uji rockwell C dan alat uji brinell

3. Standar pengujian

: ASTM E-18 & ASTM E-104. Jenis indentor

: Kerucut Intan

5. Beban

: 150 kg & 62,5 kg

6. Beban total

: 160 kg & 62,5 kg

7. Dwell time

: 10 s

8. Material uji

: AISI H-13, AISI P-420, Al-Zn Data setelah pengujianNoSpesimen ujiNilai KekerasanRata-rata

12345

1AISI H-1358 HRC58,2 HRC57,5 HRC 59 HRC57,65 HRC57,65 HRC

2AISI P-42037,5 HRC34 HRC39 HRC42 HRC38,2 HRC38,2 HRC

3Al-Zn37,3 HB37,4 HB38,2 HB36,3 HB

1.5.2. Pengolahan Data

Nilai kekerasan rata-rata material AISI H-13 Rata-rata =

= Nilai kekerasan rata-rata material AISI P-420Rata-rata =

= Nilai kekerasan brinell material Al-Zn Pengujian titik I

HB = = = 37,3 HB

Pengujian titik II

HB = = = 38,8 HB Pengujian titik III

HB = = = 37,03 HB

Nilai kekerasan brinell berdasarkan tabel1. 1 = 1,383 = 37,3 HB2. 2 = 1,364 = 33,4 HB3. 3 = 1,397 = 38,2 HB Rata-rata nilai kekerasan brinellRata-rata =

= 1.6. Analisa dan PembahasanPada praktikum ini pengujian kekerasan dilakukan dengan metoda brinell dan metoda rockwell skala C. Pengujian dilakukan pada spesimen yang berbeda dengan pengujian di beberapa titik pada permukaannya. Spesimen yang digunakan pada metoda brinell adalah paduan Al-Zn, sedangkan pada metoda rockwell spesimen yang digunakan adalah AISI H-13 dan spesimen AISI P-420.

Seluruh permukaan spesimen yang akan diuji harus dalam keadaan bersih dan rata karena keadaan permukaan spesimen akan mempengaruhi harga kekerasan yang akan dihasilkan.

Metoda pengujian keras ini adalah metoda indentasi yaitu dengan cara penekanan yang dilakukan dengan standar ASTM E-18 & ASTM E-10.

Pada saat akan dilakukan penekanan maka harus sangan diperhatikan ketegaklurusan indentor terhadap spesimen. Hal ini dapat mempengaruhi hasil indentasi yang valid.Saat pengujian keras, jarak antara indentasi yang diberikan terhadap material tidak boleh terlalu dekat karena akan mempengaruhi nilai kekerasan akibat adanya deformasi plastis pada bekas indentasi sebelumnya.

Pada metoda brinell nilai kekerasan tidak langsung didapatkan dari mesin uji, melainkan dilakukan perhitungan dari hasil pengukuran diameter indentasi, dengan menggunakan mikroskop optik yang dihubungkan dengan monitor sehingga diameter bekas indentasi dapat diketahui. Sedangkan pada rockwell C harga kekerasan langsung diketahui dari mesin uji.

Pada brinell hardness test, jenis indentor yang digunakan adalah bola baja berukuran 2,5 mm sedangkan pada rockwell c menggunakan kerucut intan dengan beban minor 10 dan beban mayor 150.

Lama penekanan pada kedua metoda pengujian adalah 10 detik

Harga kekerasan yang telah didapat dari metoda brinell dengan spesimen paduan Al-Zn adalah 36,3 HB. Sedangkan harga kekerasan dengan metoda rockwell c adalah 38,2 HRC untuk spesimen AISI P-420 dan 57,65 HRC untuk AISI H-13.

Nilai kekerasan tersebut didapatkan dari hasil perhitungan rata-rata banyaknya jumlah titik pengujian.1.7. Kesimpulan

BAB IVPENGUJIAN IMPAK

1.1. Tujuan Untuk mengukur keuletan atau kegetasan bahan terhadap beban tiba-tiba Untuk mengetahui cara kerja mesin uji impak1.2. Teori Dasar

1.3. Tata Cara Praktikum1.3.1. Skema Proses

1.3.2. Penjelasan Skema Proses Spesimen yang digunakan ada dua, yaitu spesimen baja ST-37 dan mika Pengukuran yang dilakukan adalah untuk mengetahui panjang, lebar, serta kedalaman takikan dari setiap spesimen dengan menggunakan jangka sorong Pengujian impak dilakukan dengan menggunakan mesin uji impak yang berbeda untuk masing-masing spesimen, yaitu mesin uji impak untuk material logam dan mesin uji impak untuk material non logam. Sebelum beban impak dilepaskan, terlebih dahulu harus dilakukan pengaturan sudut awal yang sesuai dengan prosedur pengerjaan Melakukan pengolahan data dari hasil pengukuran dan pengujian Mengamati spesimen hasil pengujian serta menganalisa hasil pengolahan data yang telah dilakukan kemudian dilakukan pembahasan Membuat kesimpulan dari praktikum pengujian impak yang telah dilakukan1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat Mesin uji impak logam Mesin uji impak non logam Jangka sorong1.4.2. Bahan Baja ST-37 Mika 1.5. Data Pengamatan

1.5.1. Pengumpulan DataDataMaterial

Baja ST-37Mika

Panjang (mm)140.05 64.05

Lebar (mm)9.4 mm9.5 mm

Tebal (mm)9.35 mm9.4 mm

KedalamanTakikan2.3 mm1.4 mm

LuasPenampang (987.3525 512.4

MetodaPengujianCharpyCharpy

TemperaturUji (C)25 C25 C

Panjang Pendulum (m)1 m0.5 m

SudutAwal ()150150

SudutPantul ()30124

Energi Impact (Joule)169.740 Joule7.5173 Joule

Harga Impact (J/)0.171914 J/0.0146 J/

PercepatanGravitasi (m/)9.8 m/9.8 m/

1.5.2. Pengolahan Data Baja ST-37 LuasPenampang (A) A = l (t kedalamantakikan)

= 140.05 (9.35 2.3)

= 987.3525 EnergiImpakEI = m x g x r (- )

= 10 x 8.8 x 1 (cos 30 -cos 150 )

= 169.740 Joule

HargaImpak

HI = = = 0.171914 J/ Baja ST-37 LuasPenampang (A) A = l (t kedalamantakikan)

= 64.05 (9.4 1.4)

= 512.4 EnergiImpakEI = m x g x r (- )

= 10 x 8.8 x 1 (cos 124 -cos 150 )

= 7.5173 Joule

HargaImpak

HI = = = 0.0146 J/1.6. Analisa dan PembahasanPada praktikum pengujian impak ini, prinsip pengujiannya yaitu dengan memberikan suatu beban secara tiba-tiba dengan beban dan sudut tertentu, hal tersebut sesuai dengan tujuan dari pengujian impak, yaitu untuk mengetahui kekuatan suatu material apabila diberi beban tiba-tiba dengan menggunakan standar ASTM E-23.Pengujian impak ini, dilakukan pada dua spesimen, yaitu baja ST-37 sebagai material logam dan pada mika sebagai material non logam.

Spesimen diukur menggunakan jangka sorong untuk mengetahui dimensi serta kedalaman takikan. Metoda uji impak yang digunakan adalah metoda charpy dengan temperatur kamar (25). Pada spesimen baja ST-37 pengujian dilakukan dengan beban pendulum 10 kg, sudut awal 150 dan panjang pendulum 1m. Sedangkan pada pengujian spesimen mika dilakukan dengan beban pendulum 5 kg, panjang pendulum 0,5 m dan sudut awal 150Setelah pengujian impak dilakukan, maka didapatkan sudut pantul yang terlihat pada mesin uji impak. Spesimen baja ST-37 memiliki sudut pantul sebesar 30 sedangkan mika adalah 124.

Patahan yang dihasilkan dari pengujian impak pada spesimen baja ST-37 meunjukan material tersebut bersifat ulet sedangkan pada mika patahannya menunjukan material bersifat getas.Selain untuk mengukur keuletan atau kegetasan suatu material, pengujian impak juga dapat digunakan untuk mengetahui ketangguhan, ketangguhan adalah kemampuan suatu material untuk menyerap energi. Energi impak yang didapat dari hasil perhitungan setelah pengujian yaitu sebagai berikut:

SpesimenEnergi impak

Baja ST-37169,740 J

Mika7,5173 J

Dari data diaas, dapat diketahui bahwa material logam lebih tangguh dari mika karena energi impak dari baja ST-37 lebih besar dari energi impak mika. Dari energi impak, dapat diketahui harga impak yaitu energi impak per satuan luas. Harga impak yang dihasilkan dari pengujian untuk masing-masing spesimen adalah sebagai berikut:

SpesimenHarga impak

Baja ST-370,171914

Mika0,0146

Harga impak dari baja ST-37 lebih besar dari spesimen mika.1.7. Kesimpulan

BAB V

PENGUJIAN BENDING

1.1. Tujuan untuk mengetahui sifat mekanik bahan apabila menerima beban tekan untuk mengetahui cara pengujian bengkok1.2. Teori Dasar

1.3. Tata Cara Praktikum

1.3.1. Skema Proses

1.3.2. Penjelasan Skema Proses menyiapkan baja ST-37 sebagai spesimen yang digunakan untuk uji bending mengukur dimensi spesimen dengan menggunakan jangka sorong melakukan pengujian bending dengan menggunakan universal testing machine mengukur sudut awal lengkungan spesimen saat spesimen masih berada pada mesin uji, dan sudut akhir saat spesimen dilepaskan dari mesin uji dengan menggunakan busur melakukan pengolahan data dari data yang telah didapatkan sebelum dan setelah proses pengujian menganalisa dan melakukan pembahasan baik dari data yang telah diperoleh ataupun hasil pengamatan secara langsung membuat kesimpulan1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat Universal testing machine Jangka sorong Busur derajat1.4.2. Bahan Spesimen baja ST-37

1.5. Data Pengamatan

1.5.1. Pengumpulan DataNoDataketerangan

1Jenis materialSt 37

2Panjang (p)156,05 mmPanjang awal plat

3Lebar (l)15,2 mmLebar plat

4Tebal (t)2,85 mmTebal plat

5Luas penampang (A)43,32

6Jari-jari tumpuan (r)23,7 mm

7Jarak tumpuan (L)101,22 mm

8Skala Awal380 mmUntukmenentukan

9Skala akhir467 mmBesarnyadefleksi

10Skala Beban (F)240 kg

11Sudutawal120o

12Sudutakhir120o

13Sudutspingback0Sudutawal - akhir

14Momen inersia (I)29,32

15Momen banding (M)6072 kgmmM=PL/4

16Kekuatan Banding ()295,10 kg/mm2/ 29510 Mpa=

17Regananbanding (E)0,027

18Modulus Elastisitas (E)10929,62 kg?mm2 / 1092962 Gpa

19Defleksi ()16,18 mm

1.5.2. Pengolahan Data Luas Penampang (A)

SudutSpringback :

= L T

= sudutakhir sudutawal

= 15,2 2,85

= 120o 120o = 0o

= 43,32

Momen Inersia :

Momen Bending :

= 29,32 mm4

= 6073,2 Kgmm

Kekuatan Bending :

Regangan Bending :

= 0,027

= 2951,6 MPaModulus Elastisitas :

Defleksi :

= 16,18 mm

= 1092 GPa 1.6. Analisa dan PembahasanPengujian bending adalah suatu pengujian sifat mekanik suatu material saat menerima beban tekan, selain itu juga dapat mengetahui mampu bentuk dari material tersebut.

Pada praktikum uji bending, material yang digunakan adalah baja ST-37 berbentuk plat dengan tebal 2,88 mm.

Pengujian bending ini dilakukan dengan menggunakan universal testing machinedengan standar pengujian yaitu ASTM E-03.

Spesimen yang akan diuji deiletakkan pada dua tumpuan, dan dipastikan spesimen berada ditengah. Setelah spesimen diletakkan dengan baik pada kedua tumpuan, maka penekan diturunkan hingga menyentuh spesimen. Selama pemberian beban tekan, spesimen mengalami deformasi dan membentuk lengkungan. Setelah pembebanan berakhir, maka sudut awal yang terbentuk diukur menggunakan busur pada saat spesimen masih berada pada mesin uji. Adapun sudut awalnya yaitu 120 sedangkan pengukuran sudut akhir dilakukan saat spesimen dilepaskan dari mesin uji dan didiamkan beberapa saat, untuk menunggu adanya spring back yaitu dimana spesimen bersifat elastis dan deformasi yang terjadi dapat kembali ke bentuk semula. Namun setelah didiamkan dan diukur kembali, tidak terjadi spring back karena sudut awal sama dengan sudut akhir yaitu 120.Dari pengujian bending yang telah dilakukan dengan skala pembebanan 240 kg maka dapat diketahui data-data dari spesimen yang telah diuji yaitu sebagai berikut

Momen inersia: 29,32 Momen bending : 6072 kg mm

Kekuatan bending : 29510 mpa

Regangan bending : 0,027

Modulus elastisitas : 109,2962 Gpa

Defleksi : 16,18 mm

Dari pengamatan visual, spesimen uji bending tidak mengalami crack/ retak maka dapat diperkirakan material tersebut memiliki mampu bentuk yang baik dan bersifat ulet.1.7. Kesimpulan

BAB VI

PENGUJIAN MULUR

1.1. Tujuan Untuk mengetahui ketahanan mulur suatu material pada temperatur tertentu dan beban yang konstan Untuk mengetahui parameter pengujian mulur Untuk mengetahui laju creep spesimen baja ST-371.2. Teori Dasar

1.3. Tata Cara Praktikum

1.3.1. Skema Proses

1.3.2. Penjelasan Skema Proses Spesimen yang digunakan adalah baja ST-37 Spesimen diukur dengan menggunakan jangka sorong untuk mengetahui panjang dan diameter gauge length Pengujian creep dilakukan pada mesin uji creep dengan beban 5,84 kg dan temperatur 700 Pengamatan dilakukan setiap 5 menit untuk mengetahui pertambahan panjang dan regangan yang terjadi Melakukan analisa dan membahas hasil pengujian Membuat kesimpulan1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat Mesin uji creep Jangka sorong

Waterpass Timer 1.4.2. Bahan Spesimen baja ST-37 berbentuk silinder1.5. Data Pengamatan1.5.1. Pengumpulan Data Standar pengujian: ASTM E-139DATAMATERIAL

Baja ST-37

Temperatur700

Beban5,84 kg

Panjang awal32 mm

Panjang akhir41,10 mm

Diameter awal5,0 mm

Diameter akhir4,24 mm

1.5.2. Pengolahan Data Kurva pengujian mulur

Perhitungan regangan Tahap I

Pada waktu 0 menit

= = 0,11

Pada waktu 570 menit = = 0,19 Tahap II

Pada waktu 760 menit

= = 0,21

Pada waktu 2850 menit

= = 0,33

Tahap III

Pada waktu 3045 menit

= = 0,35

Pada waktu menit

= = 0,41

Perhitungan laju creep

Laju creep I

= 0,245 0,235 = 0,01 menit x 100%

= 1 %

= 1250 1100

= 150 menit

= 2,5 jam

= = 0,4 Laju creep II

= 0,30 0,28= 0,02 menit x 100%

= 2 %

= 2200 1890

= 310 menit

= 5,1 jam

= = 0,39 Laju creep III = 0,34 0,33= 0,01 menit x 100%

= 1 %

= 2870 2660= 210 menit

= 3,5 jam

= = 0,28 Laju creep rata-rata

= = 0,356 Perhitungan pertambahan panjang secara manual = = 41,10 mm 32 mm

= 9,1 mm1.6. Analisa dan PembahasanPengujian creep adalah suatu pengujian untuk mengetahui ketahanan material terhadap beban yang konstan dan pada temperatur tertentu. Parameter yang digunakan pada pengujian creep ini adalah suhu, waktu, dan beban tertentu.

Pada pengujian ini, spesimen yang digunakan adalah baja ST-37 dengan panjang 32 mm dan diameter 5,0 mm. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin uji creep dengan standar pengujian yaitu ASTM E-139.Setelah mesin uji creep disiapkan dengan posisi tuas pengungkit berada pada posisi yang seimbang. Maka spesimen diletakkan pada batang penarik lalu diberikan suhu awal sebesar 400 kemudian suhu dinaikkan menjadi 700 . Sedangakan beban yang diberikan adalah sebesar 5,84 kg.

Pengamatan dilakukan setiap 5 menit hingga spesimen patah. Pengamatan yang telah dilakukan adalah sebanyak 640 kali selama 3195 menit. Selama pengujian, spesimen akan mengalami deformasi plastis, dan deformasi tersebut akan semakin besar pada waktu yang semakin lama hingga spesimen dapat patah dengan beban yang konstan.

Pengamatan yang telah dilakukan bertujuan untuk mengetahui pertambahan panjang yang terjadi pada spesimen.

Spesimen tidak putus oleh mesin uji creep melainkan karena adanya geseran/ human eror pada saat spesimen akan dikeluarkan dari tungku. Pertambahan panjang pada saat akhir pengamatan yang ditunjukan oleh mesin uji creep adalah 13,34 mm, sedangkan pada saat dihitung secara manual menggunakan jangka sorong, jika panjang akhir spesimen 41,10 mm maka pertambahan panjangnya yaitu 9,1 mm. Perbedaan tersebut dapat diakibatkan oleh kesalahan pengukuran spesimen atau kesalahan yang terdapat pada mesin uji creep.

Adapun kurva hasil pengujian mulur adalah sebagai berikut:

Pada kurva tersebut, peristiwa mulur terjadi pada tiga tahap yaitu primary, secondary, dan tertiary creep.

Pada tahap primary laju regangan meningkat dengan cepat akibat adanya pembebanan. Pada tahap kedua regangan menunjukan perubahan yang konstan dan tahapan ini merupakan tahapan yang paling lama dari kedua tahapan yang lain, yaitu selama 2280 menit. Sedangkan pada tahap tertiary kurva menunjukan adanya laju regangan yang kembali meningkat dengan cepat hal tersebut menunjukan jika spesimen mendekati patah akibat adanya perubahan luas penampang dan pengecilan diameter setempat.Lamanya waktu pengujian hingga spesimen patah adalah 3195 menit atau 53 jam 25 menit. Waktu yang cukup lama tersebut menunjukan bahwa spesimen yang diuji memiliki kekuatan yang baik dan bersifat ulet. 1.7. Kesimpulan

BAB VII

PEMERIKSAAN DYE PENETRANT1.1. Tujuan Untuk mengetahui cacat pada permukaan spesimen tanpa merusak spesimen tersebut Untuk mengetahui prinsip kerja dye penetrant Untuk mengetahui cara melakukan pemeriksaan cacat dengan dye penetrant1.2. Teori Dasar

1.3. Tata Cara Praktikum

1.3.1. Skema Proses

1.3.2. Penjelasan Skema Proses

1.4. Alat dan Bahan

1.4.1. Alat Lap pembersih Timer 1.4.2. Bahan Tiner Penetrant Developer Spesimen baja ST-371.5. Data Pengamatan1.5.1. Pengumpulan DataNo.DataKeterangan

1.Jenis NDTDye Penetrant

2.Standar PengujianASTM E-165

3.Tipe Visible

4.Teknik PengaplikasianSpray

5.Preparasi Permukaan-

6.Dwell Time15 menit

1.5.2. Pengolahan Data Cacat yang terlihat setelah dilakukan pengujian

1.6. Analisa dan PembahasanPemeriksaan dye penetrant adalah suatu analisa cacat pada suatu permukaan material dengan cara pengamatan visual/ penglihatan tanpa bantuan alat. Selain itu dye penetrant merupakan suatu pengujian yang tidak merusak, disebut juga NDT (Non Destructive Test). Kekurangan dari pengujian ini yaitu hanya dapat mengetahui cacat pada permukaan saja, tidak dapat melihat cacat dibawah permukaan material. Ada tiga tahapan pada pengujian ini yaitu pre cleaning berfungsi untuk membersihkan kotoran yang ada di permukaan material yang akan diuji. Pembersihan dilakukan dengan menggunakan cairan tiner, dibersihkan dengan kain secara searah agar kotoran tidak kembali terbawa. Setelah permukaan bersih makan spesimen disemprot dengan cairan penetrant. Setelah disemprotkan maka dilakukan dwell time selama 15 menit agar cairan penetrant dapat meresap pada celah yang terdapat di permukaan, karena pengujian ini merupakan suatu mengujian yang menggunakan prinsip kapilaritas. setelah 15 menit, permukaan material kembali dibersihkan dengan menggunakan kain lap yang diberi cairan tiner secara searah. Setelah dibersihkan maka dapat disemprotkan cairan developer secara merata pada seluruh permukaan karena cairan developer berfungsi mengangkat cairan penetrant untuk kembali ke permukaan, mekanismpe tersebut dapat terjadi karena adanya perbedaan tegangan permukaan, oleh karena itu bagian yang cacat pada permukaan material dapat terlihat, ditandai dengan adanya warna merah atau warna yang disemprotkan sebelumnya yaitu cairan penetrant. Dari pengamatan yang telah dilakukan, cacat yang terlihat pada permukaan material adalah cacat crack/ retak. Seperti yang terlihat pada gambar dalam pengumpulan data, retakan hampir terjadi pada seluruh permukaan material1.7. Kesimpulan

Kesimpulan

Analisa

Perhitungan dan Pengolahan Data

Mengukur Dimensi Akhir Spesimen

Pengujian Tarik

Mengukur Dimensi Awal Spesimen

Menyiapkan Spesimen

Kesimpulan

Analisa dan pembahasan

Pengumpulan & pengolahan data

Pengukuran diameter hasil indentasi

Persiapan spesimen

Persiapan mesin uji keras

Pengujian keras rockwell-C

Pengujian keras brinell

Kesimpulan

Analisa dan Pembahasan

Pengumpulan & Pengolahan Data

Pengujian Impak

Mengukur Dimensi Spesimen

Menyiapkan Spesimen

Kesimpulan

Analisa dan pembahasan

Perhitungan dan pengolahan data

Pengukuran sudut spesimen

Pengujian Bending

Mengukur Dimensi Spesimen

Menyiapkan Spesimen

Kesimpulan

Analisa dan Pembahasan

Pengumpulan & Pengolahan Data

Pengujian Mulur

Mengukur Dimensi Spesimen

Menyiapkan Spesimen

Kesimpulan

Analisa dan Pembahasan

Data Pengamatan

Penyemprotan Developer

Penyemprotan Cairan Penetrant

Persiapan Permukan Spesimen

Menyiapkan Alat dan Bahan

LABORATORIUM PENGUJIAN LOGAM 20141