ta material

8/2/2019 TA Material

1/125

Bagian A

TEORI DASAR MATERIAL

Material adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati

ruang. Material teknik adalah material yang digunakan untuk perekayasaan dan

perancangan di bidang teknik.

A.1. Klasifikasi Material

Berdasarkan sumbernya material dapat dibagi atas dua macam yaitu :

A.1.1. Material Organik

Material organik adalah material yang berasal dari makhluk hidup dan

dapat dimanfaatkan langsung tanpa melalui proses. Contoh kayu, karet, dan lain-

lain.

A.1.2. Material Anorganik

Material anorganik adalah material yang berasal dari selain makhluk hidup

yang untuk mendapatkannya harus melalui proses terlebih dahulu.

Material Anorganik dapat dibagi atas logam dan nonlogam.

a. Logam,

Adalah material yang mempunyai sifat penghantar panas yang baik,

konduktor, umumnya tahan temperatur tinggi.

Logam terbagi 2 yaitu :

1). Logam Ferro, yaitu logam yang unsur penyusun utamanya adalah besi

(Fe). Logam Ferro dibagi 2 yaitu :

a). Baja, yaitu paduan antara besi dan karbon yang mana kandungan

karbon adalah antara 0,02 % - 2,1 %. Baja terbagi dua yaitu baja

karbon dan baja paduan.

Baja Karbon, adalah baja yang diklasifikasikan berdasarkan

atas kandungan karbon yang dimilikinya. Baja karbon

dibedakan atas :

Baja karbon rendah, kadar karbonnya 0,02 % C 0,2

%. Baja karbon rendah memiliki sifat mampu mesin,


2/125

Laporan Akhir Mateerial Teknik

Kelompok 19 2

mampu las, dan memiliki biaya produksi yang relatif tidak

mahal. Contoh plat, paku, dll.

Baja karbon menengah, kadar karbonnya 0,2 % < C 0,5

%. Dengan perlakuan panas membuat baja ini lebih kuat,

namun terjadi penurunan keuletan dan ketangguhan dari

baja tersebut. Contoh roda kereta api, roda gigi, dan

komponen mesin lainnya.

Baja karbon tinggi, kadar karbonnya 0,5 % < C 2,1 %.

Baja ini Memiliki sifat yang keras dan getas, kekuatan yang

tinggi dibandingkan dengan baja karbon rendah dan

menengah. Dengan ditambahkan chromium, vanadium,

tungsten dan molybdenum maka baja karbon tinggi akan

menjadi sangat keras dan tahan aus yang membentuk

senyawa karbida (CrC, VC, dan WC). Contoh: baja tahan

karat

Baja Paduan, adalah baja yang diklasifikasikan berdasarkan

konsentrasi paduannya dengan unsur lain. Baja paduan dibagi

atas :

1. Berdasarkan paduan

Baja Paduan Rendah (Low Alloy Steel), kadar

paduan 8%.

Baja Paduan Tinggi (High Alloy Steel), kadar

paduan > 8%.

Contoh : baja tahan karat (Stain Less Steel), baja perkakas dan

baja tahan gesek,

2. Berdasarkan kegunaan :

Baja tahan karat

Dengan penambahan Cr

Contoh : Stainless steel

Baja tahan aus

Dengan penambahan Mn

Contoh : Kuku eskavator


3/125


Kelompok 19 3

Baja tahan temperatur tinggi

Dengan penambahan Mo dan W

Contoh : Sudu turbin Tool steel

Dengan penambahan Mo dan V

Contoh : Pahat karbida

b). Besi Cor, yaitu logam ferro yang disusun oleh Fe dan grafit

(karbon yang tidak berikatan dengan Fe) dengan kandungan C nya

2,1 % - 6,67 %. Pada umumnya, besi cor bersifat sangat getas

karena mengandung persen karbon yang tinggi.

Gambar A.1.1 Pembentukan besi cor

Keterangan:

BCP: Besi cor putih

BCKP: Besi cor kelabupearlitic

BCKF: Besi cor kelabuferitic

BCMM: Besi cor melliable martensitik

BCMP: Besi cor melliable pearlitic

BCMF: Besi cor melliable feritic

Berdasarkan bentuk grafitnya, besi cor dapat dibagi atas :

Besi cor putih, yaitu besi cor yang tidak memiliki grafit.

Memiliki sifat yang keras dan getas. Karena sifatnya yang getas

penggunaan besi cor ini terbatas. Contoh roda kereta api,

pengerol dalam rolling mills, dll.

Besi cor nodular, yaitu besi cor yang memiliki grafit berbentuk

bulat. Besi cor ini dibuat dengan memanaskan besi cor

kemudian ditambah Mg atau Ce sehingga terbentuk gelembung

gas berisi grafit yang berbentuk bulat. Besi cor nodular


4/125


Kelompok 19 4

digunakan untuk katup, rumah pompa, roda gigi dan

komponen-komponen otomotif.

Gambar A.1.2 Pembentukan besi cor nodular

Keterangan:

BCNM: Besi cor nodular melliable

BCNP: Besi cor nodularpearlitic

BCNF: Besi cor nodularferitic

Gambar A.1.3 Besi cor nodular

Besi cor melliable, yaitu besi cor yang memiliki grafit

berbentuk bongkahan. Besi cor ini bersifat ulet, mempunyai

sifat mampu cukup baik. Sifat besi cor malleable mirip dengan

besi cor nodular memiliki sifat ulet dan mampu tempa. Banyak

digunakan sebagai connecting rods, transmisi roda gigi,

industri otomotif seperti flens, fitting pipa, katup kereta api dan

lain sebagainya.

Gambar A.1.4 Besi cor melliable

Besi cor kelabu, yaitu besi cor yang memiliki grafit berbentuk

pipih/serpihan. Besi cor ini memiliki ciri-ciri : memiliki

kemampuan peredam getaran yang baik dan memiliki kekuatan

tarik tinggi. Besi cor kelabu sangat baik untuk meredam


5/125


Kelompok 19 5

getaran, struktur dasar mesin-mesin dan peralatan berat yang

bekerja dengan kondisi yang bergetar. Contoh mesin jahit

Gambar A.1.5 Besi cor kelabu

2). Logam non Ferro adalah logam yang unsur penyusun utamanya bukan

besi (Fe). Contohnya : Aluminium (Al), Tembaga (Cu), Zinc (Zn), dll.

b. Non Logam adalah material yang bersifat isolator, penghantar panas yang

buruk, berwarna gelap dan cendrung lunak. Material non logam dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

1). Polimer, adalah gabungan dari monomer-monomer membentuk rantai

hidrokarbon yang panjang yang tersusun berpola dan berulang.

Polimer terdiri atas :

a). Termosetting, yaitu polimer yang tahan terhadap temperatur tinggi

karena memiliki rantai hidrokarbon yang bercabang.

Contoh : melamin.

b). Termoplastis, yaitu polimer yang tidak tahan terhadap temperatur

yang tinggi. Memiliki rantai hidrokarbon yang berbentuk lurus,

tidak tahan temperatur tinggi dan berkekuatan rendah. Contoh :

plastik, PVC (Poly Vinil Chloride).

c). Elastomer, yaitu polimer yang membentuk rantai hidrokarbon

berbentuk jala dan mempunyai sifat sangat sangat elastis. Contoh :

karet.

2). Keramik, yaitu gabungan dari dua unsur atau lebih yang membentuk

material dan sifat yang baru, dibuat dengan pemanasan pada

temperatur tinggi. Pada umumnya, keramik bersifat keras dan getas.

Berdasarkan cara pembuatannya, keramik dapat dibagi atas :

a). Keramik tradisional, yaitu keramik yang dibuat dengan cara

manual. Contoh : tembikar.


6/125


Kelompok 19 6

b). Keramik modren, yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan

teknologi canggih. Contoh : sekring, busi.

3). Komposit, yaitu gabungan dari dua unsur atu lebih yang masih

mempertahankan sifat aslinya terdiri darifiber/partikelsebagai penguat

dan matriks sebagai pengikat.

Berdasarkan matriksnya, komposit terbagi menjadi :

1) Metal Matrics Composite (MMC) dengan logam sebagai matriks.

Contoh :Body pesawat terbang

2) Ceramic Matrics Composite (CMC) dengan keramik sebagai

matriks.

Contoh : Tiang bangunan beton

3) Polymer Matrics Composite (PMC) dengan polimer sebagai

matriks.

Contoh : Ban

A.2. Struktur Mikro Material

Struktur mikro material adalah gambaran komposisi dan distribusi dari

fasa-fasa material yang hanya dapat dilihat dengan metalografi. Struktur mikromaterial dapat dibagi atas :

1. Atom

Atom adalah bagian terkecil dari suatu material yang tidak dapat dibagi

lagi dengan reaksi kimia biasa dan masih mempertahankan sifat aslinya.

2. Sel Satuan

Merupakan gabungan atom-atom yang tersusun secara teratur dengan pola

berulang.

Macam-macam sel satuan :

a.Cubic (kubus)

Sel satuan kubus terdiri atas Body Centered Cubic (BCC) dan Face

Centered Cubic (FCC).

1). BCC (Body Centered Cubic)

Yaitu pemusatan satu buah atom di tengah kubus. Contoh material

yang memiliki sel satuan BCC adalah baja, kromium, besi.


7/125


Kelompok 19 7

Gambar A.2.1 Sel satuan BCC

n = 1 + 8 x 1/8 = 2

4R = a 3

a =3

34

3

4 RR

3

3

)3/34(

)3/4(2

R

rx

atuanvolumesels

latomnxvolumeseAPF

= 0,68

2). FCC (Face Centered Cubic)

Yaitu pemusatan satu atom pada tiap sisi kubus. Contoh material yang

memiliki sel satuan FCC adalah Aluminium, Emas, Tembaga.

Gambar A.2.2 Sel satuan FCC

n = ( x 6) + (1/8 x 8) = 4

4R = a 2

a = 222

24

2

4R

RR


8/125


Kelompok 19 8

3

3

)22(

)3/4(4

R

rx

atuanvolumesels

latomnxvolumeseAPF

= 0,74Berdasarkan bidang gesernya, pada struktur Kristal BCC

jumlah bidang gesernya lebih sedikit sehingga kemampuan atom-atom

untuk bergeser atau mengalami dislokasi akibat deformasi akan lebih

terbatas (lebih sulit) sehingga membutuhkan energi yang lebih besar

untuk menggerakan dislokasi jika dibandingkan dengan struktur

Kristal FCC. Hal inilah yang menyebabkan logam dengan Kristal BCC

biasanya lebih kuat (tetapi kurang liat) jika dibandingkan dengan

logam Kristal FCC yang biasa menunjukan kekuatan yang lebih

rendah tetapi memiliki keliatan yang tinggi

b. Hexagonal Close Package (HCP)

Contoh material yang memiliki sel satuan HCP adalah Kobalt,

Kadmium, Magnesium, Titanium,Zinc.

Gambar A.2.3 Sel Satuan HCP

n atom = (3.1) + (12.1/6) + 2.1/2)= 6 atom

a = 2R

Volume sel satuan

V = Luas alas x tinggi (t = 1,633a)

= (6 x luas segitiga) x 1,633 a

= (6 x a. t) x 1,633 a

= (3 x a x a sin 60) x 1,633a


9/125


Kelompok 19 9

= 3a2

sin 60 x 1,633 a

= 4,899 a3

sin 60

= 4,24 a3

= 4,24 (2R)3

= 33,94 R3

3

3

94,33

)3/4(6

R

rx

atuanVolumesels

VolumeatomHCPAPF

=94,33

13,25

= 0,74

Macam-macam Sel SatuanLainnya


10/125


Kelompok 19 10

3. Butir, yaitu Merupakan kumpulan sel satuan yang memiliki arah dan

orientasi gerak yang sama dalam 2 dimensi.

Gambar A.2.5 Butir

4. Kristal, yaitu Merupakan kumpulan sel satuan yang memiliki arah danorientasi gerak yang sama dalam 3 dimensi.

Gambar A.2.6 Kristal

A.3. Sifat-Sifat Material1. Sifat Fisik

Sifat Fisik merupakan sifat yang telah ada pada material tanpa melakukan

proses-proses tertentu dan dapat dilihat langsung pada material. Seperti : warna,

bentuk, dll.

2. Sifat termal

Sifat termal yaitu sifat material yang dipengaruhi tenperatur. Contoh: titik

didih.

3. Sifat Magnetik

Sifat magnetik yaitu sifat material untuk merespon medan magnet.

4. Sifat Akustik

Sifat akustik yaitu sifat material yang berhubungan dengan bunyi. Contoh:

fibrasi.

5. Sifat Kimia


11/125


Kelompok 19 11

Sifat kimiayaitu sifat dari material yang merupakan sifat kimia yang

mampu berinteraksi dengan lingkungannya. Contoh: korosi.

6. Sifat teknologi

Sifat teknologi yaitu sifat material untuk mampu diproses. Contoh: mampu

cor

7. SifatOptik

Sifat optik yaitu sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan.

Contoh: pembiasan

8. Sifat Mekanik

Sifat mekanik merupakan sifat pada mateial yang dipengaruhi oleh

pembebanan. Sifat mekanik terbagi menjadi 6 bagian. yaitu :

a. Kekuatan, adalah kemampuan material untuk menahan deformasi total

pada seluruh permukaan.

Gambar A.3.1Kurva Tegangan-Regangan Kekuatan

b. Kekerasan, adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis

lokal akibat penetrasi pada permukaan. Grafik kekerasan hanya berbentuk

titik.

c. Ketangguhan, adalah kemampuan material untuk menyerap energi

maksimum terhadap pembebanan yang diberikan sampai material itu

patah.


12/125


Kelompok 19 12

Gambar A.3.2Kurva Ketangguhan

d. Kelentingan, adalah kemampuan material untuk menyerap energi selama

deformasi elastis yang apabila beban tersebut dilepas, maka material akan

kembali ke bentuk semula.

Gambar A.3.3Kurva Kelentingan

e. Keuletan, adalah besarnya regangan maksimum yang mampu ditahan oleh

material sampai terjadi perpatahan.

Gambar A.3.4Kurva Keuletan


13/125


Kelompok 19 13

f. Modulus Elastisitas, adalah ukuran kekakuan material dan dapat diperoleh

dari perbandingan antara tegangan dengan regangan.

Gambar A.3.5Kurva Modulus Elastisitas

A.4. Jenis-Jenis Pengujian

Pengujian dilakukan bertujuan untuk megetahui sifat mekanik yang

dimiliki oleh suatu material. Pengujian dapat dibedakan atas :

A.4.1 Berdasarkan Akibat pada Material

a. Pengujian merusak, yaitu pengujian yang dilakukan menyebabkan

material menjadi rusak. Contoh : uji tarik, uji impak.

b. Pengujian tidak merusak, yaitu pengujian yang tidak menyebabkan

benda uji menjadi rusak. Contoh : addie current test, ultrasonic test,

radiographic test, magnetic test, visual test dry penetrant.

A.4.2 Berdasarkan Jenis Pembebanan, terdiri atas :

a. Pembebanan statis, yaitu pengujian yang dilakukan dengan cara

pemberian beban tidak berubah seiring waktu. Contoh : uji tarik.

b. Pembebanan Dinamis, adalah pengujian yang dilakukan dengan

cara pemberian beban berubah setiap waktu. Contoh : uji lelah.

c. Pembebanan Impak, yaitu pengujian yang dilakukan dengan cara

pemberian beban secara tiba-tiba. Contoh : uji impak.


14/125


Kelompok 19 14

Gambar A.4.2. Pengujian Berdasarkan Pembebanan

A.5. Cacat pada Material

Cacat pada material dapat didefinisikan ketidaksempurnaan pada material.

Cacat pada material terbagi atas :

1. Cacat titik

Cacat titik adalah ketidaksempurnaan material yang terjadi pada satu atom.

Cacat titik terbagi atas :

a. Vacancy (kekosongan), yaitu cacat yang terjadi akibat adanya kekosongan

atom dalam susunan atom.

Gambar A.5.1 Vacancy (kekosongan)

b. Subtitusi/pergantian, yaitu cacat yang terjadi akibat adanya pergantian

atom pada susunan atom.

Gambar A.5.2 Subtitusi/pergantian

c. Intertisi adalah cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang menyusup

dalam susunan atom.


15/125


Kelompok 19 15

Gamabar A.5.3 Intertisi

d. Self Intertisi, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip pada susunanatom yang berasal dari atom itu sendiri.

Gambar A.5.4 Self Intertisi

2. Cacat Garis/Dislokasi

Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat kekosongan

pada sebaris atom. Dislokasi terbagi atas dislokasi sisi dan dislokasi ulir.

a. Dislokasi sisi, adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya tegak

lurus terhadap garis dislokasi. (Dislocation line). Arah dislokasi arah

pergerakan atom.

Gambar A.5.5Dislokasi Sisi

b. Dislokasi Ulir, yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya sejajar

terhadap arah garis dislokasi (Dislocation line).Arah dislokasi // dengan

pergerakan atom.


16/125


Kelompok 19 16

Gambar A.5.6Dislokasi Ulir

3. Cacat Bidang

Cacat bidang yaitu ketidak sempurnaan material pada sebidang struktur

atom. Cacat ini terjadi pada batas butir. Cacat bidang terbagi atas Batas butir dan

twinning.

a. Batas butir

Batas butir merupakan garis batas yang terjadi dari pertemuaan

orientasi butir yang berbeda.

Gambar A.5.7 Batas butir

b. Twinning

Garis kembar (Twin) adalah dua garis sejajar yang terjadi akibat slip,

dan ini terjadi pada material yang memiliki banyak bidang slip atau

bidang geser, yakni material yang memiliki sel satuan FCC.

Garis kembar terjadi karena butir-butir saling berdesakan


17/125


Kelompok 19 17

Gambar A.5.8 Twinning

4. Cacat Ruang

Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom yaitu

timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat dilihat

secara langsung. Contoh : retak, porositas.

Gambar A.5.9 Cacat Ruang


18/125


Kelompok 19 18

Objek : Uji Tarik

Asisten :Nico Walnedi


19/125


Kelompok 19 19

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangMaterial digunakan pada bidang keteknikan untuk membuat beberapa

produksi. Maka unttuk mengetahui sifat mekanis material tersebut perlu dilakukan

beberapa pengujian. Dan salah satu pengujian adalah uji tarik. Pengujian tarik

dilakukan agar kita dapat mengetahui sifat-sifat mekanik spesimen tersebut dan

dapat digunakan sesuai kebutuhan dalam proses produksi.

1.2 Tujuan PraktikumAdapun yang menjadi tujuan praktikum ini adalah :

1. Mendapatkan kurva uji tarik dari spesimen

2. Menentukan beberapa sifat makanik spesimen dari pengujian tarik

3. Menentukan interpretasi sifat mekanik hasil uji tarik

4. Mengamati fenomena-fenomena fisik yang terjadi selama penarikan

1.3 Manfaat1. Pratikan dapat mengetahui kurva tegangan dan regangan.

2. Pratikan dapat menyatakan fenomena-fenomena fisik saat

pengujian tarik.


20/125


Kelompok 19 20

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi

Uji tarik adalah salah satu pengujian material yang bertujuan untuk

mengukur kekuatan suatu material, dimana uji tarik ini mengetahui seberapa kuat

material menahan beban tarik sampai material patah. Proses uji tarik dilakukan

untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai

data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pengujian tarik suatu spesimen akan

menghasilkan diagram tarik antara pembebanan (P) terhadap perubahan panjang

(L). Kurva tersebut kemudian diubah menjadi diagram tegangan regangan (e)

dan diagram tegangan regangan sebenarnya (tr - ). Jika pada suatu material

diberikan energi, maka akan terjadi tegangan dan regangan material tersebut.

2.2 Kurva Uji TarikKurva ini didapatkan dari mesin uji tarik. Kurva ini menjelaskan hubungan

antara beban dan pertambahan panjang dari spesimen akibat pengujian tarik.

Berikut contoh gambar kurva uji tarik.

Gambar B. 2.1 Kurva Uji Tarik

P

l


21/125


Kelompok 19 21

2.3 Kurva Tegangan dan ReganganTegangan merupakan perbandingan antara beban dengan luas penampang.

Rumusnya :

=

Kurva Tegangan Regangan

.

.

.

u

y f

l

Gambar B 2.1 Kurva Tegangan Regangan

Keterangan : u = ultimate

y =yield

f =fracture

Dari pengujian tarik akan diperoleh beberapa sifat mekanik dari material

tersebut, yaitu :

1. Kekuatan tarik adalah kekuatan suatu bahan teradap tarikan.

0

ntmntm

2. Kekuatan Luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan

sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan.

0

y

Su


22/125


Kelompok 19 22

3. Kekuatan Putus adalah tegangan yang dibutuhkan untuk memutuskan

bahan.

0

t

Sf

4. Perpanjangan adalah pertamabahan panjang yang terjadi selama ui tarik

dilakukan.

L

-ef

00

0t

ll

ll

5. Reduksi peenamapang adalah pengurangan enanmpang ditempat terjadinya

perpatahan.

0

f0

A

A-Aa

2.4 Kurva Tegangan Regangan Teknis dan SebenarnyaPada kurva ini dibagi pula atas dua yakni :

1. Kurva Tegangan Regangan Teknis

Gambar B2.5 Kurva Tegangan Regangan Teknis

a. Tegangan Teknis

Besarnya pembebanan yang dilakukan terhadap luas penampang awal

spesimen.


23/125


Kelompok 19 23

b. Regangan Teknis

Perbandingan antara perubahan panjang setelah pengujian dengan panjang

awal.

2. Kurva Tegangan Regangan Sebenarnya

Gambar B 2.6 Kurva Tegangan Regangan Sebenarnya

a. Tegangan Sebenarnya

Perbandingan besarnya pembebanan yang dilakukan terhadap luas

penampang sesaat.

true

= ( 1 + e )

b. Regangan Sebenarnya

Perbandingan besarnya perubahan panjang dengan panjang awal sesaat.

= ln ( 1 + e)

Perbedaannya antara titik setelah ultimate yang dapat dilihat ada gambar.

Perbedaan ini karena pada kurva tegangan-regangan teknis luas penampangnya

adalah luas penampang mula-mula yang nilainya tetap. Sedangkan pada kurva

tegangan-regangan sebenarnya luas penampangnya pada saat i yang nilainya

berubah. Nilai luas penampang semakin ditarik maka semakin kecil sehingga nilai

tegangan semakin besar.

0A

P

0

0

l

ll

l

le

i


24/125


Kelompok 19 24

2.5 Penurunan Rumus Tegangan-Regangan Sebenarnyaa. Tegangan Sebenarnya

V0 = Vi A0 . l0 = Ai . li

b. Regangan Sebenarnya

2.6 Metode OffsetMetode offset merupakan metode pencarian titikyield pada baja karbon

tinggi. Cara pengambilannya ambil garis 0,002 dari garis regangan lalu tarik garis

lurus sejajar dengan kurva. Titik perpotongan itulah yang disebut titikyield.

i

trueA

P

i

00i

l

l.AA

i

00true

l

l.A

P

00

itrue

l.A

l.P

0

0

0 l

ll

l

le

i

0

0

0 l

l

l

le i 1

0

el

li

)e(1true

0

1

1l

ldll

il

ll

0

ln

0lnln lli

0

lnl

li

0

0

0 l

ll

l

le

i

0

0

0 l

l

l

le i 1

0

e

l

li

1ln e


25/125


Kelompok 19 25

Gambar B 2.6 GrafikMetode Offset

2.7 Fenomena Uji Tarik

Fenomena yang didapat pada pengujian tarik selama deformasi, antara

lain:

a. Elastisitas

Kembalinya material ke bentuk semula apabila pembebanan ditiadakan atau

dilepaskan .b. Plastisitas

Ketidak mampuan material menahan regangan sehingga apabila beban

dihilangkan akan terjadi deformasi plastis. Maka material tidak bisa kembali

ke bentuk semula bila pembebanan ditiadakan.

c. Fenomena luluh

Terjadinya sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan.

d. Pengecilan penampang setempat (necking)

Necking adalah pengecilan penampang setempat yang terjadi akibat adanya

pembebanan yang berlawanan arah sehingga penampang menjadi kecil.


26/125


Kelompok 19 26

Gambar B 2.7Necking

Keterangan : F = Fracture

TS = Tensile strength

M = Ultimatee. Bidang patah

Adalah patah yang terjadi pada material akibat pembebanan tarik.

f. Strain HardeningTerjadi karena adanya penumpukan dislokasi pada material.

Proses :

Material dideformasi, sehingga terjadi pergerakan dislokasi. Bila deformasi

diteruskan, maka akan terjadi pertambahan dislokasi. Suatu saat dislokasi

akan menumpuk, pada saat inilah terjadi Strain Hardening. Bila deformasi

tetap diteruskan, maka dislokasi yang menumpuk akan muncul ke

permukaan, lalu menyebabkan terjadinya retak hingga material tersebut

patah/ gagal.

Dalam pengujian tarik ini dikenal ada dua jenis mesin uji tarik , yaitu:


27/125


Kelompok 19 27

1. Mesin dengan kendali beban

Pada mesin ini operator mengatur beban tanpa dapat mengatur

pergerakannya.

2. Mesin dengan pengendali penggerak

Pada mesin ini penggerak terkontrol dan beban akan menyesuaikan

sendiri.


28/125


Kelompok 19 28

BAB III

METODOLOGI

3.1 Peralatan Praktikum

1.Spesimen

2.Kertas grafik

3.Beban

4.Ultimate testing machine

3.2 Skema Alat

Gambar B.3.1 Skema Uji Tarik

3.3 Prosedur Percobaan

1. Spesimen dibuat menurut standar.

2. Ukur kekerasan dan spesimen.

3. Ukur panjang uji dan diameter dari spesimen (tebal dan lebar untuk

spesimen berbentuk plat.


29/125


Kelompok 19 29

4. Perkirakan beban tertinggi yang dapat diberikan sebagai tahanan atau

reaksi dari beban terhadap beban luar (berikan faktor keamanan untuk hal

ini, besarnya ditentukan oleh asisten dan mengacu kepada nilai kekerasan

bahan)

5. Siapkan mesin uji tarik yang akan digunakan

- pastikan beban terpasang dengan baik

- pastikan kertas grafik terpasang dengan baik

- pastikan mesin bisa bekerja dengan baik

6. Hidupkan pompa

7. Berikan beban awal pada mesin uji tarik.

8. Pasang spesimen pada lengan pencekam.

9. Jalankan mesin uji tarik (berikan beban dengan cara membuka katup

beban).

10.Amati fenomena fisik yang terjadi selama penarikan.

11.Catat beban maksimum dan beban waktu spesimen patah.

12.Setelah percobaan selesai, tutup katub dan matikan pompa. Untuk

menyetimbangkan mesin buka katub tanpa beban.

13.Ukur diameter(tebal dan lebar spesimen berbentuk pelat) pada bagian yang

putus dan ukur panjang uji setelah putus.


30/125


Kelompok 19 30

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data PercobaanJenis mesin uji tarik : UTM

Beban pada skala penuh : 15000 Kgf

Lo : 74,9 mm

Do : 10,8 mm

Py : 4825 Kgf

uP : 7175 Kgf

fP : 5325 Kgf

Li : 93,7 mm

DI : 7,95 mm

No. spesimen Do

(mm)

Lo

(mm)

D1

(mm)

L1

(mm)

P

(Kgf)

Pyield Pultimate Pfracture

ASTM AT 37 10.8 74.9 7.95 93.7 4825 7175 5325

Tabel. B.4.1 Data Hasil Percobaan

4.2 PerhitunganJumlah kotak pada sumbu x = 44

Jumlah kotak pada sumbu y = 45

2

0 rA

2

0 )5.5(A

985.940 A mm2

Skala sumbu x =xsbkotakjumlah

L-L

xsbkotakjumlah

L 01

= 43,044

74,9-93,7

Skala sumbu y =ysbkotakjumlah

Pu

= 44,15945

7175


31/125


Kelompok 19 31

a. Menentukan Nilai PiPi= Jumlah kotak pada sumbu y skala sumbu y

P1 = 0 x 149,44 = 0 Kgf

P2 = 1 x 149,44 = 149,44 Kgf

P3 = 3 x 149,44 = 448,32 Kgf

P4 = 5 x 149,44 = 747,2 Kgf

P5 = 7 x 149,44 = 1046,08 Kgf

P6 = 9 x 149,44 = 1344,96 Kgf

P7 = 11 x 149,44 = 1643,84 Kgf

P8 = 13 x 149,44 = 1942,72 Kgf

P9 = 15 x 149,44 = 2241,6 Kgf

P10 = 17 x 149,44 = 2540,48 Kgf

P11 = 18 x 149,44 = 2689,92 Kgf

P12 = 20 x 149,44 = 2988,8 Kgf

P13 = 21 x 149,44 = 3138,24 Kgf

P14 = 22 x 149,44 = 3287,68 Kgf

P15 = 23 x 149,44 = 3437,12 Kgf

P16 = 24 x 149,44 = 3586,56 Kgf

P17 = 26 x 149,44 = 3885,44 Kgf

P18 = 27 x 149,44 = 4034,88 Kgf

P19 = 28 x 149,44 = 4184,32 Kgf

P20 = 29 x 149,44 = 4333,76 Kgf

P21 = 30 x 149,44 = 4483,2 Kgf

P22 = 31 x 149,44 = 4632,64 Kgf

P23 = 30 x 149,44 = 4483,2 Kgf

P24 = 31 x 149,44 = 4632,64 Kgf

P25 = 33 x 149,44 = 4931,52 Kgf

P26 = 36 x 149,44 = 5379,84 Kgf

P27 = 39 x 149,44 = 5828,16 Kgf

P28 = 40 x 149,44 = 5977,6 Kgf

P29 = 41 x 149,44 = 6127,04 Kgf


32/125


Kelompok 19 32

P30 = 42 x 149,44 = 6276,48 Kgf

P31 = 43 x 149,44 = 4525,92 Kgf

P32 = 44 x 149,44 = 6575,36 Kgf

P33 = 45 x 149,44 = 6724,8 Kgf

P34 = 44 x 149,44 = 6575,36 Kgf

P35 = 42 x 149,44 = 6276,48 Kgf

P36 = 41 x 149,44 = 6127,04 Kgf

P37 = 39 x 149,44 = 5828,16 Kgf

P38 = 37 x 149,44 = 5529,28 Kgf

P39 = 35 x 149,44 = 5230,4 Kgf

P40 = 33 x 149,44 = 4931,52 Kgf

b. Mencari Nilai Li

Li = Jumlah kotak pada sumbu xx skala sumbu x

L1 = 0 x 0,43 = 0 mm

L2 = 0,1 x 0,43 = 0,043 mm

L3 = 1 x 0,43 =0,43 mm

L4 = 1,2 x 0,43 = 0,516 mm

L5 = 2 x 0,43 = 0,86 mm

L6 = 2,5 x 0,43 = 1,075 mm

L7 = 3 x 0,43 = 1,29 mm

L8 = 3,5 x 0,43 = 1,505 mm

L9 = 4 x 0,43 = 1,72 mm

L10 = 4,5 x 0,43 = 1,935 mm

L11 = 4,75 x 0,43 = 2,043 mm

L12 = 5,25 x 0,43 = 2,258 mm

L13 = 5,5 x 0,43 = 2,365 mm

L14 = 6 x 0,43 = 2,58 mm

L15 = 6,1 x 0,43 = 2,623 mm

L16 = 6,25 x 0,43 = 2,688 mm

L17 = 6,5 x 0,43 = 2,795 mm

L18 = 7 x 0,43 = 3,01 mm


33/125


Kelompok 19 33

L19 = 7,1 x 0,43 = 3,053 mm

L20 = 7,25 x 0,43 = 3,118 mm

L21 = 7,5 x 0,43 = 3,225 mm

L22 = 8 x 0,43 = 3,44 mm

L23 = 8,1 x 0,43 = 3,483 mm

L24 = 9 x 0,43 = 3,87 mm

L25 = 10 x 0,43 = 4,3 mm

L26 = 12,5 x 0,43 =5,375 mm

L27 = 13,5 x 0,43 = 5,805 mm

L28 = 14,25 x 0,43 = 6,28 mm

L29 = 15 x 0,43 = 6,45 mm

L30 = 16 x 0,43 = 6,88 mm

L31 = 17 x 0,43 = 7,31 mm

L32 = 19 x 0,43 = 8,17 mm

L33 = 29 x 0,43 = 12,47 mm

L34 = 35 x 0,43 = 15,05 mm

L35 = 38 x 0,43 =16,34 mm

L36 = 39,5 x 0,43 =16,985 mm

L37 = 41 x 0,43 =17,63 mm

L38 = 42 x 0,43 = 18,06 mm

L39 = 43 x 0,43 = 18,49 mm

L40 = 44 x 0,43 = 18,92 mm

c. Menentukan Nilai

0A

Pi

teknis

56,91

01 = 0 Kgf/mm

2

56,91

44,1492 = 1,632 Kgf/mm

2

56,91

32,4483 = 4,896 Kgf/mm

2

teknis


34/125


Kelompok 19 34

56,91

2,7474 = 8,161 Kgf/mm

2

56,91

08,10465 = 11,425 Kgf/mm

2

56,91

96,13446 = 14,689 Kgf/mm

2

56,91

84,16437 = 17,954 Kgf/mm

2

56,91

72,19428 = 21,218 Kgf/mm

2

56,91

6,22419 = 24,482 Kgf/mm

2

56,91

48,254010 = 27,747 Kgf/mm

2

56,91

92,268911 = 29,379 Kgf/mm

2

56,91

8,298812 = 32,643 Kgf/mm

2

56,91

24,313813 = 34,275 Kgf/mm

2

56,91

68,328714 = 35,907 Kgf/mm

2

56,91

12,343715 = 37,54 Kgf/mm

2

56,91

56,358616

= 39,172 Kgf/mm

2

56,91

44,388517 = 42,436 Kgf/mm

2

56,91

88,403418 = 44,068 Kgf/mm

2

56,91

32,418419 = 45,7 Kgf/mm

2


35/125


Kelompok 19 35

56,91

76,433320 = 47,332 Kgf/mm

2

56,91

2,448321 = 48,965 Kgf/mm

2

56,91

64,463222 = 50,597 Kgf/mm

2

56,91

2,448323 = 48,965 Kgf/mm

2

56,91

64,463224 = 50.597 Kgf/mm

2

56,91

52,493125 = 53,861 Kgf/mm

2

56,91

84,537926 = 58,758 Kgf/mm

2

56,91

16,582827 = 63,654 Kgf/mm

2

56,91

6,597728 = 65,286 Kgf/mm

2

56,91

04,612729 = 66,918 Kgf/mm

2

56,91

48,627630 = 68,55 Kgf/mm

2

56,91

92,452531 = 70,183 Kgf/mm

2

56,91

36,657532

= 71,185 Kgf/mm

2

56,91

8,672433 = 73,447 Kgf/mm

2

56,91

36,657534 = 71,815 Kgf/mm

2

56,91

48,627635 = 68,55 Kgf/mm

2


36/125


Kelompok 19 36

56,91

04,612736 = 66,918 Kgf/mm

2

56,91

16,582837 = 63,654 Kgf/mm

2

56,91

28,552938 = 60,39 Kgf/mm

2

56,91

4,523039 = 57,125 Kgf/mm

2

56,91

52,493140 = 53,861 Kgf/mm

2

d. Mencari Nilai Regangan teknis

e1 = 0 / 74,9 = 0

e2 = 0,043 / 74,9 = 0,001

e3 = 0,43 / 74,9 = 0,006

e4 = 0,516 / 74,9 = 0,007

e5 = 0,86 / 74,9 = 0,011

e6 = 1,075 / 74,9 = 0,014

e7 = 1,29 / 74,9 = 0,017

e8 = 1,505 / 74,9 = 0,02

e9 = 1,72 / 74,9 = 0,023

e10 = 1,935 / 74,9 = 0,026e11 = 2,043 / 74,9 = 0,027

e12 = 2,258 / 74,9 = 0,03

e13 = 2,365 / 74,9 = 0,032

e14 = 2,58 / 74,9 = 0,034

e15 = 2,623 / 74,9 = 0,035

e16 = 2,688 / 74,9 = 0,036

e17 = 2,795 / 74,9 = 0,037

0L

Le iteknis


37/125


Kelompok 19 37

e18 = 3,01 / 74,9 = 0,04

e19 = 3,053 / 74,9 = 0,041

e20 = 3,118 / 74,9 = 0,042

e21 = 3,225 / 74,9 = 0,043

e22 = 3,44 / 74,9 = 0,046

e23 = 3,483 / 74,9 = 0,047

e24 = 3,87 / 74,9 = 0,052

e25 = 4,3 / 74,9 = 0,057

e26 = 5,375 / 74,9 = 0,072

e27 = 5,805 / 74,9 = 0,078

e28 = 6,128 / 74,9 = 0,082

e29 = 6,45 / 74,9 = 0,086

e30 = 6,08 / 74,9 = 0,092

e31 = 7,31 / 74,9 = 0,098

e32 = 8,17 / 74,9 = 0,109

e33 = 12,47 / 74,9 = 0,166

e34 = 15,05 / 74,9 = 0,201

e35 = 16,34 / 74,9 = 0,218

e36 = 16,985 / 74,9 = 0,227

e37 = 17,63 / 74,9 = 0,235

e38 = 18,06 / 74,9 = 0,241

e39 = 18,49 / 74,9 = 0,247

e40 = 18,92 / 74,9 = 0,253

e. Menentukan Nilai

1 = 0 x (0 + 1) = 0 Kgf/mm2

2 = 1,632 x (0.001 + 1) = 1,633 Kgf/mm2

3 = 4,896 x (0,06 + 1) = 4,925 Kgf/mm2

4 = 8,161 x (0,007 + 1) = 8,217Kgf/mm2

5 = 11,425 x (0,0011 + 1) = 11,556 Kgf/mm2

true

)1( exteknistrue


38/125


Kelompok 19 38

6 = 14,689 x (0,014+ 1) = 14,900 Kgf/mm2

7 = 17,954 x (0,017+ 1) = 18,263 Kgf/mm2

8 = 21,218 x (0,02 + 1) = 21,644 Kgf/mm2

9 = 24,482 x (0,023 + 1) = 25,045 Kgf/mm2

10 = 27,747 x (0,026 + 1) = 28,463 Kgf/mm2

11 = 29,379 x (0,027 + 1) = 30,180Kgf/mm2

12 = 32,643 x (0,03 + 1) = 33,627 Kgf/mm2

13 = 34,275 x (0,032 + 1) = 35,357 Kgf/mm2

14 = 35,907 x (0,034 + 1) = 37,144 Kgf/mm2

15 = 37,54 x (0,035 + 1) = 38,854 Kgf/mm2

16 = 39,172 x (0,036 + 1) = 40,577 Kgf/mm2

17 = 42,436 x (0,037 + 1) = 44,020 Kgf/mm2

18 = 44,068 x (0,04 + 1) = 45,839 Kgf/mm2

19 = 45,7 x (0,041 + 1) = 47,563 Kgf/mm2

20 = 47,332 x (0,042 + 1) = 49,303 Kgf/mm2

21 = 48,965 x (0,043 + 1) = 51,073 Kgf/mm2

22 = 50,597 x (0,046 + 1) = 52,921 Kgf/mm2

23 = 48,965 x (0,047 + 1) = 51,242 Kgf/mm2

24 = 50.597 x (0,052 + 1) = 53,211 Kgf/mm2

25 = 53,861 x (0,057 + 1) = 56,953 Kgf/mm2

26 = 58,758 x (0,072 + 1) = 62,974 Kgf/mm2

27 = 63,654 x (0,078 + 1) = 68,587 Kgf/mm2

28 = 65,286 x (0,082 + 1) = 70,627 Kgf/mm2

29 = 66,918 x (0,086 + 1) = 72,681 Kgf/mm2

30 = 68,55 x (0,092 + 1) = 74,847 Kgf/mm2

31 = 70,183 x (0,098 + 1) = 74,847 Kgf/mm2

32 = 71,185 x (0,109 + 1) = 79,648Kgf/mm2

33 = 73,447 x (0,166 + 1) = 85,675 Kgf/mm2

34 = 71,815 x (0,201 + 1) = 86,245 Kgf/mm2

35 = 68,55 x (0,218 + 1) = 83,505 Kgf/mm2

36 = 66,918 x (0,227 + 1) = 82,093 Kgf/mm2

37 = 63,654 x (0,235 + 1) = 78,637Kgf/mm2


39/125


Kelompok 19 39

38 = 60,39 x (0,241 + 1) = 74,951 Kgf/mm2

39 = 57,125 x (0,247 + 1) = 71,227 Kgf/mm2

40 = 53,861 x (0,253 + 1) = 67,467 Kgf/mm2

f. Menentukan Nilai

1 = Ln (0 + 1) = 0

2 = Ln (0,001 + 1) = 0,001

3 = Ln (0,006 + 1) = 0,006 4 = Ln (0,007 + 1) = 0,007

5 = Ln (0,011 + 1) = 0,011

6 = Ln (0,014 + 1) = 0,014

7 = Ln (0,017 + 1) = 0,017

8 = Ln (0,02 + 1) = 0,02

9 = Ln (0,023 + 1) = 0,023

10 = Ln (0,026 + 1) = 0,026 11 = Ln (0,027 + 1) = 0,027

12 = Ln (0,03 + 1) = 0,03

13 = Ln (0,032 + 1) = 0,031

14 = Ln (0,0,34 + 1) = 0,034

15 = Ln (0,035 + 1) = 0,034

16 = Ln (0, 036 + 1) = 0, 035

17 = Ln (0, 037 + 1) = 0,037

18 = Ln (0,04 + 1) = 0,039

19 = Ln (0,041 + 1) = 0,04

20 = Ln (0,042 + 1) = 0,041

21 = Ln (0,043 + 1) = 0,042

22 = Ln (0,046 + 1) = 0,045

23 = Ln (0,047 + 1) = 0,045

24 = Ln (0,052 + 1) = 0,05

25 = Ln (0,057 + 1) = 0,056

true

)1( eLntrue


40/125


Kelompok 19 40

26 = Ln (0,072 + 1) = 0,069

27 = Ln (0,078 + 1) = 0,075

28 = Ln (0,082 + 1) = 0,079

29 = Ln (0,086 + 1) = 0,083

30 = Ln (0,092 + 1) = 0,088

31 = Ln (0,098 + 1) = 0,093

32 = Ln (0,109 + 1) = 0104

33 = Ln (0,166 + 1) = 0,154

34 = Ln (0,201 + 1) = 0,183

35 = Ln (0,218 + 1) = 0,197

36 = Ln (0,227 + 1) = 0,204

37 = Ln (0,235 + 1) = 0,211

38 = Ln (0,241 + 1) = 0,216

39 = Ln (0,247 + 1) = 0,221

40 = Ln (0,253 + 1) = 0,225

Skala sb y

kotak

yPi

Skala

sb xkotak x Li Lo

Regangan

teknisAo

tegangan

teknis

Tegangan

true

Regangan

True

149.440 0 0.000 0.430 0.000 0.000 74.900 0.000 91.560 0.000 0.000 0.000

149.440 1 149.440 0.430 0.100 0.043 74.900 0.001 91.560 1.632 1.633 0.001

149.440 3 448.320 0.430 1.000 0.430 74.900 0.006 91.560 4.896 4.925 0.006

149.440 5 747.200 0.430 1.200 0.516 74.900 0.007 91.560 8.161 8.217 0.007

149.440 7 1,046.080 0.430 2.000 0.860 74.900 0.011 91.560 11.425 11.556 0.011

149.440 9 1,344.960 0.430 2.500 1.075 74.900 0.014 91.560 14.689 14.900 0.014

149.440 11 1,643.840 0.430 3.000 1.290 74.900 0.017 91.560 17.954 18.263 0.017

149.440 13 1,942.720 0.430 3.500 1.505 74.900 0.020 91.560 21.218 21.644 0.020

149.440 15 2,241.600 0.430 4.000 1.720 74.900 0.023 91.560 24.482 25.045 0.023

149.440 17 2,540.480 0.430 4.500 1.935 74.900 0.026 91.560 27.747 28.463 0.026

149.440 18 2,689.920 0.430 4.750 2.043 74.900 0.027 91.560 29.379 30.180 0.027

149.440 20 2,988.800 0.430 5.250 2.258 74.900 0.030 91.560 32.643 33.627 0.030

149.440 21 3,138.240 0.430 5.500 2.365 74.900 0.032 91.560 34.275 35.357 0.031

149.440 22 3,287.680 0.430 6.000 2.580 74.900 0.034 91.560 35.907 37.144 0.034

149.440 23 3,437.120 0.430 6.100 2.623 74.900 0.035 91.560 37.540 38.854 0.034

149.440 24 3,586.560 0.430 6.250 2.688 74.900 0.036 91.560 39.172 40.577 0.035

149.440 26 3,885.440 0.430 6.500 2.795 74.900 0.037 91.560 42.436 44.020 0.037

149.440 27 4,034.880 0.430 7.000 3.010 74.900 0.040 91.560 44.068 45.839 0.039

149.440 28 4,184.320 0.430 7.100 3.053 74.900 0.041 91.560 45.700 47.563 0.040

149.440 29 4,333.760 0.430 7.250 3.118 74.900 0.042 91.560 47.332 49.303 0.041


41/125


Kelompok 19 41

149.440 30 4,483.200 0.430 7.500 3.225 74.900 0.043 91.560 48.965 51.073 0.042

149.440 31 4,632.640 0.430 8.000 3.440 74.900 0.046 91.560 50.597 52.921 0.045

149.440 30 4,483.200 0.430 8.100 3.483 74.900 0.047 91.560 48.965 51.242 0.045

149.440 31 4,632.640 0.430 9.000 3.870 74.900 0.052 91.560 50.597 53.211 0.050

149.440 33 4,931.520 0.430 10.000 4.300 74.900 0.057 91.560 53.861 56.953 0.056

149.440 36 5,379.840 0.430 12.500 5.375 74.900 0.072 91.560 58.758 62.974 0.069

149.440 39 5,828.160 0.430 13.500 5.805 74.900 0.078 91.560 63.654 68.587 0.075

149.440 40 5,977.600 0.430 14.250 6.128 74.900 0.082 91.560 65.286 70.627 0.079

149.440 41 6,127.040 0.430 15.000 6.450 74.900 0.086 91.560 66.918 72.681 0.083

149.440 42 6,276.480 0.430 16.000 6.880 74.900 0.092 91.560 68.550 74.847 0.088

149.440 43 6,425.920 0.430 17.000 7.310 74.900 0.098 91.560 70.183 77.032 0.093

149.440 44 6,575.360 0.430 19.000 8.170 74.900 0.109 91.560 71.815 79.648 0.104

149.440 45 6,724.800 0.430 29.000 12.470 74.900 0.166 91.560 73.447 85.675 0.154

149.440 44 6,575.360 0.430 35.000 15.050 74.900 0.201 91.560 71.815 86.245 0.183

149.440 42 6,276.480 0.430 38.000 16.340 74.900 0.218 91.560 68.550 83.505 0.197

149.440 41 6,127.040 0.430 39.500 16.985 74.900 0.227 91.560 66.918 82.093 0.204

149.440 39 5,828.160 0.430 41.000 17.630 74.900 0.235 91.560 63.654 78.637 0.211

149.440 37 5,529.280 0.430 42.000 18.060 74.900 0.241 91.560 60.390 74.951 0.216

149.440 35 5,230.400 0.430 43.000 18.490 74.900 0.247 91.560 57.125 71.227 0.221

149.440 33 4,931.520 0.430 44.000 18.920 74.900 0.253 91.560 53.861 67.467 0.225

Tabel. B.4.2 Data Hasil Perhitungan

4.3 Grafik

1. Kurva Tegangan Regangan Teknis

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

0.

000

0.

006

0.

011

0.

017

0.

023

0.

027

0.

032

0.

035

0.

037

0.

041

0.

043

0.

047

0.

057

0.

078

0.

086

0.

098

0.

166

0.

218

0.

235

0.

247


42/125


Kelompok 19 42

2. Kurva Tegangan Regangan Sebenarnya

4.4 AnalisaPada percobaan uji tarik ini akan terlihat fenomena-fenomena pada

spesimen, yaitu:

1. Elastisitas

Yaitu saat percobaan, pada daerah elastis jarum cepat bergerak, dan jika

beban dihilangkan maka spesimen kembali kebentuk semula dengan Pyield

= 4825.

2. Plastisitas

Yaitu spesimen tidak mampu menahan pembebanan dan jika beban

dilepaskan tidak kembali ke bentuk semula. Ini terjadi ketika berada di

daerah plastis dan telah melewati Py = 4825.

3. Fenomena Luluh

Yaitu spesimen mengalami sebagian kecil deformasi plastis. Ini terjadi

pada beban 4825. Yaitu pada titik yield, karena pada batas itu spesimen

bisa menahan pembebanan.

4. Necking

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

0.

000

0.

006

0.

011

0.

017

0.

023

0.

027

0.

031

0.

034

0.

037

0.

040

0.

042

0.

045

0.

056

0.

075

0.

083

0.

093

0.

154

0.

197

0.

211

0.

221


43/125


Kelompok 19 43

Yaitu pengecilan penampang spesimen karena adanya pembebanan. Ini

terjadi setelah spesimen melewati titik ultimatenya, yaitu 7175.

5. Bidang Patah

Yaitu spesimen tidak mampu lagi menahan pembebanan dan

menyebabkan spesimen putus. Ini terjadi setelah mencapai batas

maksimal, yaitu titik fracture, Pf = 5325. Peerpatahan terjadi karena

ikatan-ikatan antar partikel tidak sanggup lagi menahan beban yang

mengakibatkan spesimen putus.

Pada pengujian tarik juga terjadi penambahan panjang spesimen ini terjadi

setelah spesimen melewati daerah elastis dan masuk ke daerah plastis. Yaitu

setelah Pyield = 4825. Ini dapat dilihat sebelum L0 = 74,9 mm dan setelah diberi

pembebanan sampai mencapai Pf= 5325 spesimen menjadi 93,7 mm. Jadi dengan

kata lain spesimen bertambah panjang.

Dan pada data dapat dilihat juga perbandingan antara D0 dan D1. D0 = 10,8

dan setelah dilakukan pembebanan ternyata didapatkan D1 = 7,95. Pengecilan

diameter ini terjadi setelah spesimen melewati titik ultimatenya maka akan terjadi

pengecilan penampang (necking).

Apabila terjadi pemanjangan dan necking dalam waktu yang lama, itu

menandakan suatu material atau spesimen bisa dianggap ulet, namun jika suatu

spesimen mengalami necking yang sebentar maka dapat dikatakan bahwa material

ersebut memiliki sifat getas.

Dari kurva pada mesin dapat ditentukan / didapatkan kurva tegangan

regangan teknis dan sebenarnya.


44/125


Kelompok 19 44

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada pengujian tarik, akan didapat kurva yang menunjukkan antara beban

tarik dengan perubahannya. Dari pengujian ini juga didapatkan sifat mekanik dari

suatu material, yaitu:

1. Kekuatan tarik

2. Keuletan

3. Tegangan luluh

4. Tegangan putus

5. Modulus elastisitas

Selain itu, juga bisa dilihat fenomena-fenomena yang terjadi pada uji tarik,

yaitu:

a. Elastisitas

b. Plastisitas

c. Fenomena luluh

d. Bidang patah

e. Necking5.2 Saran

1. Teliti dalam melihat skala pada alt pengujian.

2. Teliti dalam memeriksa grafik agar mendapatkan hasil yang maksimal.


45/125


Kelompok 19 45

loodcess

crosshead

spesimen

TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

1. Bagaimana hubungan antara kekuatan tarik dengan kekerasan. Tuliskan

rumusnya dan tentukan batasan pemakainya

Hubungan antara kekuatan tarik dan kekerasan berbanding lurus semakin

besar kekuatan maka kekerasan semakin besar pula.

Kekuatan tarik =0A

F

Kekerasan =A

F

2. Bagaimana cara memprkirakan kekuatan tarik spesimen untuk menentukan

skala beban pada mesin uji tarik

Cara menentukan kekuatan tarik pada mesin uji tarik yaitu dengan

perbandingan :

Melihat jenis material yang diuji.

Memperlihatkan bentuk penampang dari specimen dan kekerasan dari

specimen.

Besarnya pembebanan diukur dengan dinamometer yang ada

disamping mesin.

3. Apakah yang saudara ketahui tentang mesin uji tarik, gambarkan sketsa

mesin dan jelaskan prinsip kerjanya

4. Apakah yang saudara ketahui tentang kekuatan tarik, batas luluh,

perpanjangan dan reduksi penampang?

Kekuatan Tarik adalah kemampuan material untuk menahan

deformasi total hingga patah


46/125


Kelompok 19 46

Batas luluh adalah batas dimana terjadi perubahan sifat dari elastis

menjadi plastis.

Perpanjangan adalah pertambahan panjang saat dilakukan uji tarik.

Reduksi penampang adalah pengurangan luas peenampang akibatditambahnya pembebanan pada uji tarik

5. Gambarkan kurva uji tarik, kurva tegangan-regangan teknis dan kurva

tegangan-regangan sebenarnya

a. Kurva e- (Tegangan dan Regangan Teknis)

b. Kurva -tr (Tegangan dan Regangan Sebenarnya)


47/125


Kelompok 19 47

TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM

1. Jelaskan pengertian-pengertian berikut:a. Tegangan dan regangan teknik

b. Tegangan dan regangan sebenarnya.

c. Buatlah diagram tersebut dari pengujian tarik yang dilakukan!

Jawab :

a. Tegangan teknik merupakan banyaknya gaya yang diberikan pada luas

penampang spesimen.

Regangan teknik merupakan besarnya perubahan panjang material yang

diberi gaya terhadap panjang awal.

b. Tegangan sebenarnya merupakan gaya yang diberikan pada luas wilayah

tertentu sewaktu dilakukan pengujian tarik.

Regangan sebenarnya merupakan perubahan ukuran material terhadap

panjang sesaat sewaktu dilakukan pengujian tarik.

c. Diagram/ Grafik untuk pengujian tarik

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

0.

000

0.

006

0.

011

0.

017

0.

023

0.

027

0.

032

0.

035

0.

037

0.

041

0.

043

0.

047

0.

057

0.

078

0.

086

0.

098

0.

166

0.

218

0.

235

0.

247


48/125


Kelompok 19 48

2. Nyatakan dan berikan interprestasi atas hasil pengujian tarik tersebut.

Jawab:

Interprestasi atas pengujian tarik adalah uji tarik dilakukan dengan UTM

yang bertujuan untuk mendapatkan kurva uji tarik kemudian kurva ini akan

diubah menjadi kurva tegangan-regangan sebenarnya.3. Bila hubungan antara tegangan sebenarnya dan perpanjangan garis sejajar

dapat dinyatakan dengan persamaan = Kn , tentukan harga K dan n :

Y = 18.38e8.374x

Harga k = 18.38

Harga n = 8.374

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

0.

000

0.

006

0.

011

0.

017

0.

023

0.

027

0.

031

0.

034

0.

037

0.

040

0.

042

0.

045

0.

056

0.

075

0.

083

0.

093

0.

154

0.

197

0.

211

0.

221

y = 18.383e8.3747x

0

20

40

60

80

100

120

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Series1

Expon. (Series1)


49/125


Kelompok 19 49

4. Apakah dari pengujian yang dilakukan anda dapat langsung menghitung

modulus elastisitas dari bahan tersebut?

Jawab :

Nilai modulus elastisitas dari bahan dapat ditentukan karena terdapat kurva

yang langsung diperoleh nilai tegangan dan regangan.


50/125


Kelompok 19 50

Objek : Uji Keras

Asisten :Andi Nofrianto


51/125


Kelompok 19 51

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang.

Material mempunyai berbagai macam sifat mekanik yaitu

kekerasan,keuletan,ketangguhan,kelentingan,kekuatan,dll. Pemahaman

mengenai sifat tersebut harus dikuasai oleh seorang engineer. Dan untuk

mendapatkan material yang berkualitas diperlukan pengujian terhadap

material tersebut.

Pada pratikum kali ini akan dibahas salah satu sifat mekanik,yaitu

kekerasan. Kekerasan tiap material berbeda-beda untuk dapat menentukan

nilai kekerasan dari suatu bahan dapat digunakan beberapa metode seperti

metode rockwell,brineel,vickers,meyers,dan knoop.untuk itu di pelajari cara

menentukan kekerasan material agar daoat di proses sesuai dengan sifatnya.

I.2 Tujuan

1. Mahasiswa mampu membandingkan beberapa metode pengukuran

kekerasan.2. Mahasiswa mampu menentukan angka kekerasan bahan.

3. Mahasiswa mampu mengiterpretasikan hasil uji keras.

I.3 Manfaat

Dari pengujian keras, praktikan mampu mengetahui sifat mekanik dari

sebuah material, sehingga dapat menggunakan material yang tepat untuk

membuat suatu produk.


52/125


Kelompok 19 52

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi

Definisi kekerasan secara umum adalah ketahanan material terhadap

deformasi plastis lokal akibat penetrasi di permukaan.

Kekerasan dapat juga didefinisikan melalui beberapa pandangan yaitu :

1. Ketahanan terhadap goresan

Dilakukan dengan menggoreskan material yang lebih keras dari

benda uji.

2. Ketahanan terhadap deformasi plastis

Diukur dengan pemberian beben lokal melalui penekanan. Cara

yang umum dilakukan dengan metode Brinell, Rockwell,

Vickers, Meyers, Knoop.

3.besarnya energi yang diserap selama pembebanan dinamik

2.2 Metode Pengujian Kekerasan

Beberapa definisi yang dipakai untuk menyatakan kekerasan adalah:

2.2.1 Metode Goresan

Ketahanan terhadap goresan dilakukan secara langsung

menggoreskan material yang lebih keras dari pada spesimen uji.

Kekerasan diukur dengan skala Mohs, yaitu :

a. Talk , yaitu batuan yang sangat lunak dengan kekerasan 1 pada

skala Mohs, mempunyai komposisi kimia(OH)2 Mg3Si4O10,

pada umumnya berwarna putih. Berikut merupakan gambarnya :

Gambar1.13 Talk


53/125


Kelompok 19 53

b. Gypsum , yaitu salah satu contoh mineral dengan kadar kalsium

yang mendominasi pada mineralnya. Yang paling umum

ditemukan adalah jenis hidrat kalsium sulfat dengan rumus

kimia CaSO4.2H2O. Sifat lunak dan pejal dengan skala Mohs

1,5-2 dan umumnya berwarna putih, kelabu, cokelat, kuning dan

transparan. Berikut merupakan gambarnya :

Gambar1.14 Gypsum

c. Kalsit, yaitu merupakan mineral utama pembentuk batu

gamping, dengan unsur pembentuk kimianya terdiri dari Ca

dan CO3 . Pada umumnya tidak berwarna atau transparan

dengan kekerasan 3 skala Mohs. Berikut merupakan gambarnya

:

Gambar 1.15 Kalsit

d. Fluorit, yaitu bersifat transparan dan memiliki variasi warna

hijau, merah, pink, ungu, orange, biru, dan putih. Kekerasan 4

skala Mohs dengan unsur kimia CaCO3. Berikut merupakan

gambarnya :


54/125


Kelompok 19 54

Gambar 1.16 Fluorit

e. Apatit, yaitu memiliki warna yang bervariasi yang banyak,

seperti kuning, putih, cokelat, biru, hingga ungu terang. Bersifat

transparan dan memiliki kekerasan 5 skala Mohs. Berikut

merupakan gambarnya :

Gambar 1.17 Apatit

f. Felspar, yaitu bersifat keras dan memiliki unsur kimia(KAlSi3O8

- NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8). Umumnya berwarna putih, cokelat

dan hijau dengan kekerasan 6 skala Mohs. Berikut merupakan

gambarnya :

Gambar 1.18 Felspar

g. Kuarsa, yaitu salah satu mineral yang umum ditemukan di kerak

kontinen bumi dan memiliki unsur kimia SiO2. Bersifat

transparan dan tidak memiliki warna dengan kekerasan 7 skala

Mohs. Berikut merupakan gambarnya :
http://en.wikipedia.org/wiki/Potassiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Sodiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Calciumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Calciumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Calciumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Sodiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Sodiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Oxygenhttp://en.wikipedia.org/wiki/Siliconhttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassiumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium


55/125


Kelompok 19 55

Gambar 1.19 Kuarsa

h. Topas, yaitu memiliki unsur kimia Al2SiO4(F,OH)2 ). Bersifat

transparan bening, dengan warna biru, cokelat, orange, hijau,

kuning dan pink. Nilai kekerasan 8 skala Mohs. Berikut

merupakan gambarnya :

Gambar 1.20 Topas

i. Korundium, yaitu memiliki unsur kimia (Al2O3). Bersifat

transparan dengan warna cokelat, merah hati, biru, ungu dan

pink. Nilai kekerasan 9 Skala Mohs. Berikut merupakan

gambarnya :

Gambar 1.21 Korundium

j. Intan, yaitu mineral yang secara kimia merupakan bentuk

kristal, atau alotrop, dari karbon. Intan terkenal karena memiliki

sifat-sifat fisika yang istimewa, terutama faktor kekerasannya

dan kemampuannya mendispersikan cahaya. Kekerasan 10 skala

Mohs. Berikut merupakan gambarnya :
http://id.wikipedia.org/wiki/Mineralhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Kristalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alotrophttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/wiki/Karbonhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alotrophttp://id.wikipedia.org/wiki/Kristalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mineral


56/125


Kelompok 19 56

Gambar 1.22 Intan

Semakin tinggi indeks Mohs, maka semakin keras material.

Kekuatan logam terletak pada 4-6 Indeks Mohs dan yang paling

keras merupakan intan dengan kekerasan 10 skala Mohs.

2.2.2 Metode Pantulan

h 1

h 2

Gambar 1.23 Metode lantunan bola

Dilakukan dengan cara Scleroscope (metode lantunan bola).

Pengujian dilakukan dengan menjatuhkan bola dengan ukuran

tertentu dan ketinggian lantunan bola. Material lunak dapat

memberikan pantulan terhadap bola baja lebih rendah dibandingkan

material keras. Hal ini dikarenakan energi yang diserap olehmaterial yang lebih lunak akan lebih besar dibandingkan dengan

material yang keras. Sehingga pantulannya akan semakin rendah.

EP = EP1EP2\

= mgh1mgh2

= mg( h1 - h2 )


57/125


Kelompok 19 57

Semakin rendah nilai ketinggian dari pantulan ( h2 ) dari suatu

benda menyebabkan meningkatnya nilai EP dikarenakan energi

yang diserap oleh material besar

Kerugian menggunakan metode ini adalah :

a. Bila material keras maka kemungkinan bola menjadi patah.

b. Tidak dapat dihitung kekerasannya

c. Bila plat tipis, pantulan tidak murni lagi karena sudah ada pengaruh

landasan.

2.2.3 Metode Penekanan

Logam yang diuji ditekan sehingga berbentuk bekas penekanan.

Prinsip umum pengujian ini adalah menekan spesimen uji dengan

suatu indentor, lalu dicari nilai kekerasannya. Metode ini terbagi

menjadi 5 cara, yaitu :

2.2.3.1 KekerasanBrinell

Yaitu berupa pembentukan lekukan pada permukaan

dengan menggunakan bola baja sebagai penetrator. Beban

diletakkkan selama waktu beberapa saat, lekukan diameter

diukur dengan mikroskop.

Setelah beban dihilangkan kemudian dicari rata-rata dari 2

buah pengukuran diameter pada jejak yang berarah tegak

lurus.

x

D/2 D t t

d/2

Gambar 1.24 Pengukuran Diameter Pada Jejak Yang

Berarah Tegak Lurus.

t = D/2x


58/125


Kelompok 19 58

22)2/()2/( dDx

2/Dt 22 )2/()2/( dD

)(2/1 22 dDD

BHN = P/A = P/Dt

))2/()2/(2/( 22 dDDD

PBHN

)(2/22dDDD

P

)(2

22dDDD

PBHN

2.2.3.2 KekerasanMeyer

Meyermengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional

dari pada Brinell yakni berdasarkan luas proyek jejak

bukan luas permukaannya. Tekanan rata-rata antara

penumbuk dan lekukan adalah beban dibagi proyeksi

lekukan.

r = d

A = 2r

= ( d) 2

= 4/2d

BHN =22

4

4/ d

P

d

P

A

P

Gambar 1.25 Pengukuran Diameter Pada Jejak

Yang Berarah Tegak Lurus.


59/125


Kelompok 19 59

2.2.3.3 Kekerasan Vickers

Uji kekerasan Vickers dilakukan dengan menggunakan

penumbuk piramida intan yang dasarnya berbentuk bujur

sangkar. Besarnya sudut antara permukaan piramida yang

saling berhadapan adalah 136 o .

Gambar 1.26 Penumbuk Piramida Intan

Gambar dibawah ini adalah penumbuk piramida intan

tampak depan

Gambar 1.27 Penumbuk Piramida Intan

(Tampak Depan)

X = d/2 sin 45 0

= d/2 2

= d/4 2]

000684

2

68

2d/4

68

)(

Sin

d

SinSin

xFGFo

Luas = . 2x . fo

= . 2(d/4 2)0684

2

Sin

d

=0

688

2

Sin

d


60/125


Kelompok 19 60

1. A (Luas permukaan lekukan)= 4 x luas A

= 0

2

6884

Sin

dx

= 0

2

68Sin

d

VHN =2

0

0

2

68.2

682

d

SinP

Sin

d

P

A

P

VHN =2

21854,12

ddd

d

P

2.2.3.4KekerasanKnopDisebut juga dengan kelarasan mikro. Pada dasarnya

pengujian knop hampir sama dengan Vickers, tetapi

berbeda pada fungsinya dimana pengujian Knop dilakukan

untuk menguji material yang kecil.

Bentuk penekanan

Gambar 1.28 Bentuk Penekan Kekerasan Knop

b = l / 7,11 ; b.t = 4 - HKN = P/A = P/(l x b /2)

l / b = 7,11 = P/ (l x l/7,11)/

2

HKN =2

2,14

l

P

Vb = 7 11

b/t = 4,00


61/125


Kelompok 19 61

2.2.3.5 KekerasanRockwell

Uji kekerasan yang paling banyak dipakai adalah uji

Rockwell, hal ini dikarenakan, Cepat , Bebas dari kesalahan

manusia dan Mampu membedakan kekerasan yang

memiliki perbedaan kecil pada baja yang diperkeras,

sehingga bagian yang mendapat perlakuan panas dapat diuji

kekerasannya. Uji Rockwell menggunakan kerucut intan

sebagai penetrasi dan untuk Superficial. Rockwell

menggunakan bola baja dengan diameter 1/16, 1/8, ,1/2

(inchi).

SkalaRockwell :

Superficial Rockwell :

A = Beban mayor 60 kg

B = Beban mayor 100 kg

C = Beban mayor 150 kg

Penggunaan skalaRockwell untuk logam :

Keras = SkalaRockwell A

Lunak = SkalaRockwell B

HT = SkalaRockwell C

Gambar C.2.5 Bentuk PenekananRockwell (Tampak Samping)


62/125


Kelompok 19 62

Skala kekerasan bahan


63/125


Kelompok 19 63

2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi KekerasanBeberapa faktorfaktor yang mempengaruhi kekerasan antara lain :

2. Jenis material

Dimana material anorganik terbagi atas 2 yaitu logam dan non logam

dimana pada umumnya logam cenderung memiliki kekerasan yang

lebih tinggi dibandingkan non logam dikarenakan logam memiliki

ikatan ion dan kovalen

3. Komposisi paduan jika unsur paduan yang saling menguatkan maka

material semakin keras

4. Berdasarkan kandungan karbon dari material tersebut maka apabila

%C yang terdapat pada material tinggi maka material tersebut akan

bersifat keras.


64/125


Kelompok 19 64

BAB III

METODOLOGI

3.1 Peralatan dan Bahan

Pada percobaan uji keras, digunakan :

- Beban

- Tuas pengendali

- Spesimen uji

- Penumpuk

- Skala

3.2 Skema Alat

Gambar C.3.1 Alat Uji KerasRockwell

3.3 Prosedur Percobaan1. Permukaan benda uji (specimen) dibersihkan hingga permukaan tersebut

rata dan sejajar terhadap permukaan meja uji.

2. Pemilihan metode pengujian kekerasan yang dipakai didasarkan atas

keperluan.

3. Pengukuran kekerasan dilakukan dibeberapa titik pada permukaan benda

uji.


65/125


Kelompok 19 65

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Percobaan

Material No. Beban Identor Warna Skala HRC

Besi

1

2

3

45

60 Kg Diamond Cone Hitam

48,5

51,5

51,5

5252

Baja

1

2

3

4

5

60 kg Diamond Cone Hitam

42,5

45

44

45

46,5

Kuningan

12

3

4

5

60 Kg Diamond Cone Hitam

3436

33,5

32,5

33,5

Tabel C.4.1 Data perhitungan

4.2 PerhitunganKonversi harga kekerasan dariRockwell keBrinell

1. Interpelasi data dan tabel konversi harga kekerasan.

A. Besi

1. HRA = 48,5 BHN = 144

2. HRA = 51,5 BHN = 160,5

52 51,5

51,5 x


66/125


Kelompok 19 66

51 159

159161

159

5152

515,51

x

159

3

5,0

1

x

X = 160,5

3. HRA = 51,5 BHN = 160,5

4. HRA = 52 BHN = 162

5. HRA = 52 BHN = 162

B. Baja

1. HRA = 42,5 BHN = 119

2. HRA = 45 BHN = 130

3. HRA = 44 BHN = 125

4. HRA = 45 BHN = 130

5. HRA = 46,5 BHN = 137

C. Kuningan

1. HRA = 34 BHN = 34

2. HRA = 36 BHN = 36

3. HRA = 33,5 BHN = 33,5

4. HRA = 32,5 BHN = 32,5

5. HRA = 33,5 BHN = 33,5


67/125


Kelompok 19 67

4.3 Tabel PerhitunganBahan No HRA BHN

Besi

1 48,5 144

2 51,5 160,5

3 51,5 160,5

4 52 162

5 52 162

Baja

1 42,5 119

2 45 130

3 44 125

4 45 130

5 46,5 137

Kuningan

1 34 34

2 36 363 33,5 33,5

4 32,5 32,5

5 33,5 33,5Tabel C.4.5 Data perhitungan


68/125


Kelompok 19 68

4.4 Grafik1. HRA

2. BHN

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5

Besi

Baja

Kuningan

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

1 2 3 4 5

besi

baja

kuningan


69/125


Kelompok 19 69

4.5 Analisa

Pengujian uji keras merupakan jenis pengujian yang bersifat merusak

spesimen. Alat uji yang dipakai dalam pratikum kali ini adalah Rockwell

Hardness Tester. Pada saat spesimen diuji dengan mesin Rockwell, material akan

mendapat tekanan atau penetrasi dari identor intan, sehingga terlihat pada

spesimen akan ada lekukan atau lubang-lubang pada permungkaan material .

Pada percobaan yang telah kami lakukan digunakan 3 buah spesimen,

yaitu tembaga, alumunium, dan kuningan. Pada pratikum diambil lima titik pada

tiap spesimen . Kelima titik ini diambil untuk mewakili nilai kekerasan material

tersebut. Pada mesinRockwell Hardness Tester, digunakan skala A dengan beban

sebesar 60 kg. Nilai kekerasan yang didapat dari mesinRockwell satuannya adalah

HRC, yang nantinya akan di konversikan ke nilai kekerasan Brinell yang

satuannya BHN. Konversi nilai kekerasan didapatkan menggunakan tabel

konversi harga kekerasan.

Pada pengujian pertama yaitu tembaga, didapatkan nilai kekerasan rata-

ratanya 2,88 HRC. Namun setelah dikonversikan ke nilai kekerasan Brinell,

nilainya adalah 0 BHN untuk kelima titik yang di uji. Hal ini disebabkan karena

nilai yang bisa dikonversikan dalam hargaBrinell adalah nilai yang kekerasannya

20 kg ke atas dariRockwell skala A.

Pada pengujian alumunium, dari kelima titik yang diuji nilai kekerasannya

maka didapat nilai kekerasan rata-ratanya adalah 46,6 HRC. Setelah

dikonversikan ke harga kekerasan Brinell maka didapatkan nilai kekerasannya

berkisar 120 BHN sampai 123 BHN.

Pada pengujian kuningan, dari kelima titik yang diuji nilai kekerasannya,

maka didapatkan nilai rata-rata nilai kekerasannya adalah 32,44 HRC. Setelah

dikonversikan ke harga kekerasanBrinell maka didapatkan nilai kekerasanBrinell

sekitar 77 BHN sampai 79 BHN.

Pengujian keras pada tiap-tiap spesimen , nilai kekerasan yang didapat dari

kelima titik yang diuji berbeda-beda. Ini terjadi karena kekersan pada seluruh

bagian material tidaklah sama. Salah satu penyebabnya adalah karena adanya

dislokasi pada material tersebut.


70/125


Kelompok 19 70

Selanjutnya dari nilai kekerasan dari masing-masing spesimen yang telah

diuji didapatkan bahwa nilai kekerasan alumunium lebih keras dibandingkan nilai

kekerasan dari kuningan dan nilai kekerasan tembaga. Namun menurut literatur

nilai kekerasan kuningan dalah yang paling tinggi dari spesimen alumunium dan

tembaga. Pada dasarnya kuningan terdiri dari unsur tembaga dan seng dimana

unsur tembaga yang terkandung lebih banyak dari kandungan seng.

Pada grafik juga kelihatan dengan jelas yang mana nilai kekerasan

alumunium lebih tinggi dari nilai kekerasan kuningan maupun nilai kekerasan

tembaga. Nilai rata-rata kekerasan untuk spesimen alumunium adalah 46,6 HRC

dan nilai kekerasan rata-rata untuk kuningan adalah 32,44 HRC. Sedangkan untuk

tembaga yang mana memiliki nilai rata-rata kekerasannya yang paling kecil

diantara spesimen yang diuji adalah 2,88 HRC. Dari nilai tersebut jelas

menunjukan bahwa pada percobaan ini nilai kekerasan yang paling tinggi adalah

spesimen alumunium dan paling rendah adalah spesimen tembaga.

Pada pengujian ini terdapat beberapa kesalahan yang terjadi bila dibandingkan

secara teoristis yaitu :

1. Nilai kekerasannya tidak sama disemua titik pada spesimen

2. Nilai kekerasan pada kuningan harusnya lebih tinggi bila dibanding

nilai kekerasan pada spesimen Aluminium tetapi jika kita ambil nilai

rata-rata kekerasannya nilai kekerasan alumunium lebih tinggi dari

nilai kekerasan tembaga.

Perbedaan nilai kekerasan percobaban dengan literatur bisa disebabkan

oleh beberapa faktor, antara lain :

1. Ketidaktelitian dalam membaca skala.

2. Alat uji yang kurang akurat.

3. Dislokasi pada daerah tertentu pada material.

4. Ukuran butir yang tidak sama pada material.

5. Terjadinya beban yang tidak stabil.


71/125


Kelompok 19 71

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan1.Nilai kekerasan dari masing-masing titik yang diuji pada tiap spesimen

berbeda-beda.

2.Dari percobaan yang didapatkan, nilai kekerasan yang paling tinggi

adalah alumunium. Yang kedua adalah kuningan dan yang paling randah

adalah tembaga. Namun dari literatur nilai kekerasan kuningan lebih

tinggi daripada nilai kekerasan alumunium.3.Metode pengujian denganRockwell lebih mudah digunakan

dibandingkan pengujian dengan metode lainnya karena skala pada

Rockwell dapat langsung dibaca.

5.2 Saran1.Teliti dalam membaca skala Rockwell agar tidak terjadi kesalahan

dalam menentukan angka kekerasan spesimen.

2.Perhatikan cara pengamplasan dengan benar agar permukaan rata.

3.Hindari gerakan yang berlebihan pada saat menggunakan Rockwell

Hardness Tester agar terjadi keseimbangan pada saat penunjukan

skala.


72/125


Kelompok 19 72

TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

1) Kekerasan suatu bahan menurun jika bahan tersebut dipanaskan. Hal ini

dikarenakan fase atau struktur dari bahan tersebut berubah menjadi mendekati ke

cair yang berkonsekuensi pada perubahan sifat mekanis suatu bahan. Selain itu,

kemampuan dukung bahan cenderung menurun.

2) Metode Pengukuran

a. Brinell

Identor : Bola baja, d = 10 mm

Rumus :)(

2

22dDDD

PBHN

b. Rockwell

Identor : - Kerucut intan

- Bola baja, d = , 1/4, 1/8, 1/16 inchi

Kekerasan dapat dibaca langsung pada skala mesin.

c. Vickers

Identor : Piramid intan

Rumus : VHN =2

854,1

d

P

d. Meyer

Identor : Bola baja

Rumus : MHN =2

4

d

P

A

P

3) Kekerasan suatu bahan berbanding lurus dengan kekuatan tariknya karenapada dasarnya kekerasan merupakan ketahanan suatu bahan terhadap deformasi

plastis akibat penetrasi pada permukaan, sedangkan kekuatan tarik adalah ukuran

besar gaya yang diperlukan untuk mematahkan atau merusak suatu bahan.

Kekerasan dan kekuatan tarik adalah sebanding dengan semakin kerasnya suatu

bahan maka akan semakin tinggi kekuatan kolerasinya.


73/125


Kelompok 19 73

TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM

1. Kekerasan sebanding dengan kekuatan

Kekerasan dan kekuatan bahan terhadap deformasi adalah semakin

tinggi. Semakin luas permukaan benda maka akan semakin besar

kekuatan yang diperlukan untuk mematahkan benda tersebut.

Hubungan antara kekerasan dengan kekuatan :

A

Pc

Keterangan :

c = Kekuatan tarik (kg/mm 2 )

P = Berat beban (kg)

A = Luas penampang (mm 2 )

Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi

plastis lokal akibat adanya penetrasi di permukaan.

Kekuatan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi

plastis secara menyeluruh di permukaan.

Dengan mengetahui kekerasan kita bisa memperkirakan kekuatan tarik

material tersebut. TS(Mpa) = 3,45 x BHN .

2. Mengapa konsep kedataran dan kerataan perlu dalam uji keras?

Karena tidak rata dan datarnya suatu permukaan specimen akan

mempengaruhi dalam atau dangkalnya lekukan yang dihasilkan oleh

pembebanan. Selain itu apabila specimen tidak datar atau rata. Maka

akan mengakibatkan identor tidak berada dalam posisi tegak pada saat

pembebanan dilakukan

3. Tentukan rata-rata standar deviasi dari data yang dilakukan maka akan

diperoleh :

Standar Deviasi untuk tembaga = 203,6

Standar Deviasi untuk kuningan = 69,2

Standar Deviasi untuk baja = 69,2


74/125


Kelompok 19 74

Objek : Uji Impak

Asisten :Faisal Rahman

Asisten: Viktor Martin


75/125


Kelompok 19 75

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar BelakangProduk yang beredar pada saat sekarang terbuat dari berbagai macam jenis

material. Karena itulah produk yang satu jenis bisa memiliki harga yang berbeda-

beda. Karena material yang digunakan mempengaruhi kualitas produk tersebut.

Karena sifat-sifat material tersebut berbeda-beda yang mana dapat diketahui

melalui berbagai pengujian. Salah satunya adalah uji impak, uji ini perlu agar

perancang mampu mengetahui kemampuan material menahan pembebanan secara

tiba-tiba.

1.2TujuanAdapun tujuan dilakukan percobaan mengenai uji impak ini adalah sebagai

berikut:

a. Menentukan harga impak berbagai jenis logam

b. Menentukan pengaruh temperatur terhadap harga impak

c. Mengamati permukaan patahan benda uji

d. Mampu material patah ulet dan getas dari hasil uji impak

1.3ManfaatDengan melakukan percobaan ini, pratikan bisa tahu apa itu uji impak. Dan

dapat mengetahui sifat-sifat sebuah material setelah dilakukan pengujian. Dan

pratikan dapat membedakan antara material ulet dan getas, serta faktor-faktor

yang mempengaruhi harga impak pada suatu material.


76/125


Kelompok 19 76

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Defenisi

Uji impak merupakan merupakan pengujian untuk mengetahui kekuatan

dan ketangguhan material terhadap pembebanan yang diberikan secara tiba-tiba.

Spesimen memiliki ukuran dan bentuk standar, yaitu :

Gambar D.2.1 Spesimen Uji Impak

Parameter yang diperoleh adalah Energi impak yakni besar energi yang

diserap untuk mematahkan benda kerja (spesimen). Harga impak adalah energi

impak tiap satuan luas penampang di daerah takikan.

h1

-90

r

L

h2

y

x

Gambar D.2.2 Mekanisme Uji Impak


77/125


Kelompok 19 77

2.2 turunan rumus HI

Turunan Rumus HI berdasarkan gambar diatas adalah:

x = r . sin ( 90o)

= r . sin (-cos )y = r

h1 = y + x

= r + r . (-cos )

= r (1cos )

cos =

L = r. cos

r = L + h2

h2 = rL

= rr . cos

= r (1cos )

Pada uji impak ini berlaku hukum kekelan energi, sehingga:

Em1 = Em2

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2 + EI

Mgh1 + mv2 = mgh2 + mv2 + EI

EI = mgh1mgh2

= mg (h1h2)

= mg ( r (1-cos )) (r (1-cos ))

= mgr (cos - cos )

Jadi, berdasarkan turunan rumus diatas, didapatkan persamaan berikut:

Ket: HI = Harga Impak

EI = Energi Impak

= Sudut yang dibentuk saatHammerdijatuhkan

= Sudut yang dibentuk saatHammertelah mematahkan spesimen

A = Luas penampang spesimen

Karakteristik HI Material:

Material Ulet mempunyai HI yang besar


78/125


Kelompok 19 78

Material Getas mempunyai HI yang kecil

2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi HI

Adapun yang mempengaruhi Harga Impak suatu material adalah sebagai

berikut:

1. Bentuk takikan

Dalam percobaan uji impak ini, terdapat 4 jenis takikan yang umum

digunakan, yaitu:

a.Takikan-V

Gambar D.2.3 Takikan V

b.Takikan-U

Gambar D.2.4 Takikan Uc.Takikan-I

Gambar D.2.5 Takikan I

d.Takikan-Keyhole

Gambar D.2.6 Takikan Keyhole

Dari keempat jenis takikan diatas, takikan V memiliki HI terkecil, karena

spesimen mudah dipatahkan dari 3 jenis takikan yang lain.


79/125


Kelompok 19 79

2. Kecepatan pembebanan

Semakin cepat hammer diayunkan, maka semakin kecil pula energi ynag

dibutuhkan untuk mematahkan spesimen, sehingga harga impak juga

semakin kecil.

3. Temperatur

Pengaruh Temperatur terhadap harga impak baja dapat dilihat pada

gambar berikut.

Gambar D.2.7 Temperatur dependence of the Charpy V-notch impact

energi (curve A) andpercent shear fracture (curve B) for

an A283 steel.

Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwa material ulet akan berubah menjadi

getas pada temeperatur rendah. Namun untuk beberapa jenis material,

memiliki rentangan temperatur untuk berubah dari ulet menjadi getas.

Gambar D.2.8 Perbandingan Harga Impak Kelompok Material


80/125


Kelompok 19 80

Dari diagram di atas dapat dilihat bahwa Harga Impak material FCC dan

HCP tidak terpengaruh oleh temperatur. Begitu juga dengan material yang

sangat keras dang getas, tidak terpengaruh oleh temperatur. Material yang

dapat berubah dari ulet menjadi getas adalah saat terjadi perubahan

temperatur adalah material BCC.

4. Kadar Karbon

Kadar karbon mempengaruhi Harga Impak material karena semakin keras

material, maka semakin getas pula material tersebut, sehingga Harga

Impaknya akan semakin kecil. Berikut ini bagan perbandingan Harga

Impak Material untuk Komposisi karbon yang berbeda pada berbagai

temperatur.

Gambar D.2.9 Pengaruh kadar karbon terhadap Energi Impak Material

Bentuk patahan yang mungkin terjadi ada 2 jenis patahan yaitu patah getas dan

patah ulet. Adapun ciri-ciri dari masing-masing patahan ini adalah sebagai

berikut:

1. Patah Getas:

- Energi impak kecil

- Temperatur rendah

- Bekas patahan datar dan mengkilap

- Terjadi pada batas butir

2. Patah Ulet:

- Energi impak besar

- Temperatur Tinggi


81/125


Kelompok 19 81

- Bekas patahan berserabut

- Terjadi pada butir

Gambar D.2.10 Bentuk Patahan Baja A36 pada berbagai temperature

2.4 Metode Pengujian Impak

Prosedur uji impak dapat dilakukan dengan 2 metode, yaitu:

1. Metode izoed

Metode izoed ini dilakukan dengan cara meletakkan spesimen dalam

posisi vertikal dan pembebanan dilakukan dari arah depan takikan

seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar D.2.11 Skema Standar Pengujian Metode Izod

2. Metode Charpy

Pembebanan yang dilakukan pada metode charpy ini dilakukan dari

belakang takikan dengan posisi spesimen pada alat uji adalah

horizontal seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar D.2.12 Skema Standar Pengujian Metode Charpy


82/125


Kelompok 19 82

BAB III

METODOLOGI

3.1 PeralatanAdapun peralatan yang digunakan dalam uji impak ini adalah sebagai

berikut:

1. Alat uji impak

2. Spesimen

3. Pendulum/ hammer

4. Thermometer3.2 Skema Alat

Gambar D.3.1 Skema Alat Uji Impak


83/125


Kelompok 19 83

3.3 Prosedur PengujianProsedur atau tahapan yang dilakukan dalam uji impak ini adalah sebagai

berikut:

Pengukuran harga impak dilakukan atas batang uji.

Spesimen dengan ukuran-ukuran standar yang telah diberi takikan

(notch).

Pengujian impak dilakukan menurut metode charpy.

Lakukan pengujian untuk temperatur spesimen yang berbeda


84/125


Kelompok 19 84

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1Data Hasil Percobaan

No Bahan P l t t-h T A W H

I

Permu

kaan

pataha

n

1 Al 6.87 0.6

6

0.66 0.04 Kmr 0.411

2 Baja 7.6 0.7

9

0.725 0.07

5

Kmr 0.513

3 Al 7.97 0.66

0.65 0.12 Freez 0.35

4 Baja 4.99 0.6

5

0.67 0.12 Freez 0.36

5 Al 6.4 0.6

5

0.65 0.5 Nitro 0.39

6 Baja 6.8 0.7

3

0.725 0.12

5

Nitro 0.438

4.2 PerhitunganAlumunium Temperatur Kamar1. Alumunium Temperatur Kamar

A = L (t-h)

= 0,66 (0,660,04)= 0,41

EI = mgr ( cos - cos )= 26.62 x 10 x 0.738 (cos 118cos 141)= 59,63

= 145,4

2. Baja Temperatur Kamar

A = L (t-h)

= 0,79 (0,7250,075)= 0,513

EI = mgr ( cos - cos )= 26.62 x 10 x 0.738 (cos 75cos 141)


85/125


Kelompok 19 85

= 200,77

= 391,36

3. Alumunium Temperatur Freezer

A = L (t-h)

= 0,66 (0,650,12)= 0,35

EI = mgr ( cos - cos )= 26.62 x 10 x 0.738 (cos 120cos 141)

= 53,71

= 153,46

4. Baja Temperatur Freezer

A = L (t-h)

= 0,65 (0,670,12)= 0,36


= 9485

5. Alumunium Nitrogen

A = L (t-h)

= 0,65 (0,650,05)= 0,39


= 122,85

6. Alumunium Temperatur Kamar


86/125


Kelompok 19 86

A = L (t-h)

= 0,73 (0,7250,125)= 0,438


= 558,37

4.3 Grafik1. Grafik EI

2. Grafik HI

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Kamar Freezer Nitrogen cair

Alumunium

Baja


87/125


Kelompok 19 87

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

Kamar Freezer Nitrogen cair

Alumunium

Baja


88/125


Kelompok 19 88

4.4 AnalisaPercobaan uji impak dilakukan untuk mengetahui sifat

mekanik dari suatu matterial yang mana diberikan pembebanan

secara tiba-tiba. Pada percobaan uji impak ini menggunakan dua

macam material yaitu baja dan alumunium, dengan diberi takikan

V. Pengujian dilakukan dengan metoda charpy.

Pada pengujian impak kita dimaksudkan untuk bisa

membandingkan pengaruh temperatur terhadap harga impak dan

energi impak setiap material. Jadi untuk setiap spesimen kita

memvariasikan temperaturnya, agar lebih jelas perbedaanna

masing-masing. Ke tiga variasi tersebut yaitu:

3. Suhu kamar

4. Suhu freezer

5. Nitrogen cair

Pada teori menyebutkan, untuk material FCC (dalam

pratikum ini adalah alumunium) perubahan temperatur tidak

membawa dampak yang signifikan terhadp harga impak dan energiimpak, namun berbeda dengan material BCC (dalam pratikum ini

adalah baja) perubahan temperatur menimbulkan dampak pada

harga impak dan energi impak.

Pada hasil perhitungan, untuk alumunium menunjukkan

hasil yang sama dengan teori, yaitu energi impaknya menurun

seiring menurunnya suhu, ini dikarenakan material menjadi getas

bila suhu rendah. Begitu juga dengan harga impaknya. Namun

berbeda dengan baja, tidak terjadi kesesuaian data dengan teori.

Seharusnya semakin rendah temperatur maka suatu material akan

menjadi lebih getas, namun dari grafik dilihat semakin rendah suhu

maka material semakin ulet, ini dapat dilihat dari energi impaknya.

Temperatur kamar memiliki energi impak yang kecil d

ta material

Documents