ABSTRAK
Dalam
dunia industri banyak digunakan mesin-mesin yang bekerja selama berjam-jam
bahkan tanpa berhenti. Oleh karna itu perlu dilakukan pemeriksaan terhadap
komponen-komponen mesin agar berfungsi secara maksimal dan tetap optimal. Maka
dari itu diperlukan metode Destructive testing untuk mendeteksi kerusakan,
kekuatan dan daya tahan suatu mesin dalam dunia industri. Dalam praktikum
destructive test ini akan dilakukan dalam percobaan tensile untuk mengetahui
properties dari material mesin-mesin industri.
Setelah
melakukan praktikum destructive testing ini diharapkan para praktikan mampu
mengerti tentang sifat-sifat material dari beberapa percobaan yang dilakukan.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemeriksaan yang
dilakukan untuk menunjukan properties suatu material dengan melakukan
serangkaian percobaan. Prinsip dasar yang digunakan dalam percobaan kali ini
adalah dengan destructive testing yang dilakukan dengan cara menguji material
lewat penarikan spesimen sampai putus. Aplikasi umum dari percobaan ini adalah
pengujian kekuatan suatu material dan beberapa sifat material lainnya.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana cara mengetahui, memahami, dan melakukan uji tarik
yang benar pada suatu material?
2. Bagaimana mengetahui sifat-sifat mekanik yang didapat dari
pengujian tarik?
1.3 Tujuan Praktikum
1. Mengatahui, memahami, dan dapat melakukan uji tarik yang
benar pada suatu material.
2. Mengetahui sifat-sifat mekanik yang didapat dari pengujian
tarik.
1.4 Batasan Masalah
Pada praktikum maupun
dalam penulisan laporan ini hanya akan dilakukan pada spesimen Baja AISI 1040
dan Aluminium Alloy 2024. Dan standarirasi spesimen adalah JIS Z 2201 sedangkan
metode pengujian JIS Z 2241.
1.5 Sistematika Laporan
Sistematika laporan
pada penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN,
berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan praktikum, batasan
masalah dan sistematika laporan.
BAB II DASAR TEORI,
berisi tentang dasar-dasar teori yang akan digunakan dalam praktikum.
BAB III METODOLOGI
PERCOBAAN, berisi tentang peralatan yang digunakan selama praktikum dan
langkah-langkah percobaan.
BAB II
DASAR TEORI
Uji Tarik Uji tarik adalah cara pengujian yang paling mendasar. Pengujian
ini sangat sederhana serta tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di
seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTEMED dan Jepang dengan JIS 2241.
Pengujian tarik ini adalah salah satu pengujian mekanik yang paling terkenal
dan banyak di butuhkan untuk data-data material terutama sifat mekanik
untuk keperluan engginering (rekayasa). Besaran-besaran atau data yang
mendapatkan dari pengujian ini adalah modulus elastisitas, kekuatan tarik,
kekuatan mulur, kekuatan patah, ketangguhan, dan renggangan. Pada perinsip
pengujian tarik adalah batang specimen harus di sesuaikan dengan standar
seperti (ASTM, JIS, DIN, SNI). Batang uji ada yang berbentuk silindris dan
berbentuk plat yang di tarik dengan beban statik sampai putus. Dari
pengujiaan ini di dapat suatu kurva
hubungan beban
tarik(F), terhadap perpanjangan specimen(∆L). Kurva ini yang kemudian akan di
konversikan menjadi kurva tegangan teknik vs renggangan teknik(T-e) dan
digunakan untuk mendapatkan sifat mekanik logam yang akan di uji. Adapun data
yang kemudian dimaksud adalah kekuatan tarik, kekuatan mulur, elongasi, dan
pengurangan luas penampang dan sifat-sifat mekanik material lainnya. Kurva
tegangan renggangan teknik dibuat dari hasil pengujian yang di dapatkan.
Diagram kurva tegangan renggangan sangat di butuhkan dalam pengujian tarik,
karena untuk menganalisis suatu material yang di uji tarik.
Dari kurva uji
tarik dan renggangan renggangan di peroleh dari hasil pengujian akan di
dapatkan beberapa sifat mekanik yang di miliki oleh benda uji, sifat-sifat
tersebut antara lain :
a.Kekuatan tarik
b.Kekuatan luluh
c.Kekuatan dari
material
d.Modulus
elastistas
e.Kelentingan
f.Ketangguhan
Penjelasan mengenai
sifat-sifat mekanik :
a.
Kekakuan :
kemampuan material untuk mempertahankan bentuknya dari deformasi plastis.
b.
Resilien :
kemampuan material untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan deformasi plastis.
c.
Kekuatan :
kemampuan material untuk menerima tekanan tanpa putus.
d.
Keuletan :
kemampuan material untuk dideformasi tanpa mengakibatkan putus.
e.
Ketangguhan :
kemampuan suatu material dalam menerima atau menyerap energi dan berdeformasi
tanpa mengakibatkan putus.
f.
Kekerasan :
kemampuan material dalam menerima penetrasi, goresan atau pengikisan.
g.
Kelenturan :
kemampuan suatu material dalam menerima beban dan kembali ke bentuk awalnya
saat beban dihilangkan.
h.
Plastis :
kemampuan suatu material dalam mengalami deformasi permanen sebelum patah.
i Mulur :
kecenderungan logam mengalami deformasi plastis apabila diberi beban dalam
waktu tertentu.
j.
Fatigue :
kemampuan suatu material dalam menerima beban secara terus-menerus.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan
1. Mesin Trik
Wolfert Tensile-Bending dengan kapasitas maksimal 300 kg
2. Jangka Sorong
dengan ketelitian 0.1 mm
3. Milimeter block
4. Marker
3.2 Langkah-Langkah
Percobaan
1. Catat data mesin
tarik.
2. ukur dimensi
spesimen (panjang awal, gauge length awal, diameter awal, luas spesimen awal)
dengan menghitung nilai rata-rata dari 3 kali pengukuran.
3. sebelum spesimen
dipasang pada mesin tarik , buatlah grip pada plain end (shouldered end,
threaded end, pin end, dan weld end) agar pada saat ditarik spesimen tidak
mengalami slip.
4. spesimen
dipasang pada penjepit.
5. atur skala
pembebanan.
6. kertas grafik
dan pena dipasang.
7. Pemberian
pembebanan.
8. selama penaikan
perhatikan perubahan yang terjadi pada spesimen maupun grafik (besarnya beban
yield, perpanjangan saat yield, beban maksimum, perpanjangan saat beban
maksimum, beban saat patah, dan perpanjangan saat patah.)
9. setelah patah,
spesimen dilepas dari penjepit.
10. kedua bagian
spesimen yang patah disatukan kembali, kemudian diukur dan dicatat dimensi
spesimen setelah patah (panjang spesimen akhir, gauge length, diameter akhir,
luas spesimen akhir, yield strength, elongation, reduction area).
BAB IV
PEMBAHASAN
Pengujian tarik ini
dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis suatu material, khususnya logam.
Cara melakukan pengujian tarik yang baik dan benar adalah dengan yang pertama
melihat standart uji dan standart bahan yang dipakai saat pengujian. Dari
standart uji di dapat kriteria-kriteria tertentu dalam melakukan uji tarik
sehingga sesuai dengan ketetapan pengujian yang ada. memahami uji tarik sangat
penting kaitannya dalam menentukan properties suatu material, pemahaman itu
sendiri dapat dimengerti setelah pertama-tama praktikan mengetahui
langkah-langkah beserta bahan-bahan yang diperlukan selama praktikum
berlangsung. Serta pengetahuan tentang uji tarik itu sendiri merupakan salah
satu destructive testing yang dilakukan dengan menarik material sampai putus
hingga dapat diketahui sifat-sifat materialnya dari grafik hasil pengujian.
Sifat-sifat mekanik
suatu material dan penjelasannya adalah sebagai berikut :
1.
Kekakuan / stifness : kemampuan
material untuk mempertahankan bentuknya dari deformasi plastis.
2.
Resilien :
kemampuan material untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan terjadinya
deformasi plastis.
3.
Keuletan :
kemampuan material untuk dideformasi tanpa mengakibatkan patah.
4.
Kekuatan :
kemampuan material untuk menerima tekanan tanpa putus.
5.
Ketangguhan : kemampuan
material untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan patah.
6.
Kekerasan :
kemampuan material dalam menerima goresan, penetrasi, dan pengikisan.
7.
Kelenturan :
kemampuan material untuk kembali ke dimensi atau bentuknya yang semula setelah
beban dihilangkan.
8.
Plastis :
kemampuan material untuk mengalami deformasi permanen sebelum terjadi patah.
9.
Mulur :
kecenderungan material mengalami deformasi plastis apabila diberi beban dalam
waktu tertentu.
10. Fatigue :
kemampuanmaterial dalam menahan beban secara terus-menerus.
Dari semua sifat
material di atas, akan bisa didapatkan seberapa besarnya setelah mendapat tabel
hasil percobaan seperti di bawah ini. Setelah tabel diketahui, mencari berbagai
macam sifat material akan mudah dilakukan.
Tabel pengamatan
1.1
|
Data
|
Baja
|
Alumunium
|
|
Sebelum Percobaan
|
||
|
Standar
Pengujian
|
JIS
Z 2241
|
JIS Z 2241
|
|
Standar
spesimen
|
JIS
Z 2201
|
JIS Z 2201
|
|
Panjang
spesimen awal (mm)
|
256.5
|
256.5
|
|
Gauge
lenght awal (mm)
|
51.3
|
48.7
|
|
Diameter
awal (mm)
|
12.9
|
14.4
|
|
Luas
spesimen awal (mm2)
|
130.75
|
161.42
|
|
Saat Percobaan
|
||
|
Beban
lumer, Py (kN)
|
75.072
|
21.15
|
|
ΔL
saat yield (mm)
|
4.94
|
0.8
|
|
Beban
maksimum, Pu (kN)
|
81.6
|
56.4
|
|
ΔL
saat patah (mm)
|
9.1
|
3.2
|
|
Sesudah Percobaan
|
||
|
Panjang
spesimen akhir (mm)
|
265.6
|
259.7
|
|
Gauge
length akhir (mm)
|
64.8
|
58.8
|
|
Diameter
akhir (mm)
|
9
|
9.5
|
|
Luas
spesimen akhir (mm2)
|
63.64
|
70.91
|
|
Yield
(kg/mm2)
|
|
|
|
Elongation
% A atau (mm/mm)
|
24%
|
20%
|
|
Reduction
area, Ψ %
|
51%
|
|
Pembahasan mengenai satu per satu mengenai properties material adalah
sebagai berikut :
A.
Modulus Elastisitas
Sebelumnya mari mengetahui terlebih dahulu besar
modulus young yang sangat berperan penting dalam daerah deformasi
elastis.Besarnya modulus young dapat dirumuskan sebagai berikut :
E = σ /
ε
Modulus young merupakan garis lurus yang berada di daerah
elastis dimana perbandingan tegangan- regangannya selalu sama.
Pada baja, besarnya modulus young :
E = 1 x 1.6 (kN) / 130.75 mm2 =
6121 N/mm
0.38 /
265.6 mm
Pada alumunium, besarnya modulus
young :
E = 1 x 2.35 (kN) / 161.42 mm2 = 1.88 N/mm
0.2
/ 259.7 mm
B.
Kekuatan tarik
Kekuatan yang
biasanya ditentukan dari suatu hasil pengujian tarik adalah kuat luluh (Yield
Strength) dan kuat tarik (Ultimate Tensile Strength).
1.
Kuat tarik
Kekuatan tarik
atau kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength / UTS), adalah
beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda uji.
Untuk baja
-------------------à Tu = Pu/Ao = 81.6/ 130.75 = 0.62 kN/ mm2
Untuk alumunium
----------à Tu = Pu/Ao = 56.4/
161.42 = 0.35 kN/mm2
2. Kuat Luluh
Salah satu kekuatan yang biasanya diketahui
dari suatu hasil pengujian tarik adalah kuat luluh (Yield Strength).
Kekuatan luluh ( yield strength) merupakan titik yang menunjukan
perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis [Dieter, 1993]. Besar
tegangan luluh dituliskan sebagai berikut:
Ys = Py/Ao
Untuk besi Ys = 75.072/130.75
= 0.57 kN/mm2Untuk aluminium Ys = 21.15/161.42 = 0.13 kN/mm2
C. Keuletan
dari material
Keuleten adalah kemampuan suatu bahan
sewaktu menahan beban pada saat diberikan penetrasi dan akan kembali ke bentuk
semula. Dapat dicari dengan dua metode, satu dengan persentase elongation yang
kedua adalah dengan persentase penambahan luasan. Dalam laporan ini akan
digunakan persentase elongation untuk menentukan keuletan. Jadi besar keuletan
adalah 24 % untuk baja, dan 20 % untuk alumunium.
D. Kelentingan (resilience)
Kelentingan adalah
kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu berdeformasi secara
elastis dan kembali kebentuk awal apabila bebannya dihilangkan. Kelentingan
biasanya dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yakni energi regangan tiap
satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol
hingga tegangan luluh σo.
Uo = ½ x tegangan
yield x regangan yield ----à ½ x 0.57 x 0.02 = 0.0055 kN/mm2
E.
Ketangguhan
(Toughness)
Ketangguhan (Toughness)
adalah kemampuan menyerap energi pada daerah plastik. Salah satu menyatakan
ketangguhan adalah meninjau luas keseluruhan daerah di bawah kurva
tegangan-regangan. Luas ini menunjukan jumlah energi tiap satuan volume yang dapat
dikenakan kepada bahan tanpa mengakibatkan pecah. Ketangguhan adalah
perbandingan antara kekuatan dan kueletan. Persamaan sebagai berikut.
Berarti dapat
dirumuskan bahwa ketangguhan adalah 0.62 kN/ mm2 / 24% = 2.58 kN/mm2
untuk baja. Dan 0.35 kN/mm2 / 20% = 1.75 kN/mm2.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar