MAKALAH
LAPORAN HASIL PRAKTIKUM PENGUJIAN BAHAN
DISUSUN OLEH
MUHAMMAD ALFIKAR MARPAUNG 5142121003
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2015
BAB I PENDAHULUAN A. Lata Latarr B!a" B!a"a# a#$ $
Ilmu Ilmu loga logam m adal adalah ah ilmu ilmu menge mengenai nai bahan bahan-b -baha ahan n logam logam dima dimana na ilmu ilmu ini berkembang bukan berdasarkan teori saja melainkan atas dasar pengamatan, peng amatan, pengukuran dan pengujian.Pengujian bahan logam saat ini semakin meluas baik dalam konstruksi, permesinan, bangunan, maupun bidang lainnya. Hal ini disebabkan karena sifat logam yang bisa diubah, sehingga pengetahuan tentang metalurgi terus berkembang. ntuk mengetahui kualitas suatu logam, pengujian sangat erat kaitannya dengan pemilihan bahan yang akan dipergunakan dalam konstruksi suatu alat, selain itu juga bisa untuk membuktikan suatu teori yamg sudah ada ataupun penemuan baru dibidang metalu metalurg rgi. i. !alam !alam proses proses peren"a peren"anaan naan,, dapat dapat juga juga ditent ditentuka ukan n jenis jenis bahan bahan maupun maupun dimensinya, sehingga apabila tidak sesuai dapat di"ari penggantinya yang lebih tepat. !isamping tidak mengabaikan faktor biaya produksi produksi dan kualitasnya. kualitasnya. Adapun pengujian yang akan kita lakukan adalah#
-
ji $arik ji kekerasan ji Metalografi ji Mikro %truktur
B. T%&%a# Mengenal alat pengujian, mengetahui bagaimana "ara menggunakan, kemampuan
dan sifat-sifatnya. ntuk mengetahui parameter - parameter pengujian ntuk mengetahui perhitungan suatu pengujian material yang dikaitkan dengan
penggunaanya didalam praktek. Mengetahui sifat & sifat karakteristik dan spesifik dari material logam. Mempratekkan teori & teori yang diperoleh dalam mata kuliah ilmu logam kedalam
praktikum pengujian material Melengkapi syarat mata kuliah dan syarat mengikuti Praktek Kerja 'yata. Menambah pengetahuan dan kemampuan menyusun suatu laporan.
'. Ma#(aat
Melalui pengujian ini diharapkan dapat mengetahui sifat-sifat logam seperti sifat mekanik, sifat fisik dan lain sebagainya. %ifat mekanik adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban atau gaya tanpa menimbulkan kerusakan pada benda tersebut. (eberapa sifat mekanik antara lain # ¬
KEKUATAN ) %$*+'H$
Menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah, kekuatan ini terdiri dari # kekuatan tarik, kekuatan tekan, kekuatan geser, dan lain sebagainya. ¬
KEKERASAN ) HA*!'+%%
Menyatakan kemampuan bahan untuk tahan terhadap goresan, pengikisan ) abrasi .%ifat ini berkaitan terhadap sifat tahan aus ) ear resistan"e . ¬
KEKENYALAN ) +LA%$I/I$0
Menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanent setelah tegangan dihilangkan. $etapi apabila tegangan melampaui batas maka perubahan bentuk akan terjadi alaupun beban dihilangkan. ¬
KEKAKUAN ) %$I1'+%%
Menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk atau defleksi. ¬
PLASTISITAS ) PLA%$I/I$0
Menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastis ) yang permanent tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. %ifat ini sering disebut sebagai keuletan ) du"tility . ¬
KETANGGUHAN ) $2H'+%%
Menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan atau banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu bahan.
¬
MERANGKAK ) /*++P
Merupakan ke"enderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastis yang besarnya merupakan fungsi aktu pada saat menerima beban yang besarnya relatif besar. ¬
KELELAHAN ) 1A$I3+
Merupakan ke"enderungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang & ulang yang besarnya masih jauh dibaah batas kekuatan elastisnya.
BAB II KAJIAN TEORI A. P#$%&)a# tar)"
ji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan4material dengan "ara memberikan beban gaya yang sesumbu 5Askeland, 6789:. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan se"ara lambat.
ambar 6. Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar. %eperti pada gambar 6 benda yang di uji tarik diberi pembebanan pada kedua arah sumbunya. Pemberian beban pada kedua arah sumbunya diberi beban yang sama besarnya. Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material.!imana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar penguijian menghasilkan nilai yang ;alid adalah< bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain.
B. P#$%&)a# K"ra*a#
%e"ara umum, kekerasan sebuah material dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis. Kekerasan dapat juga diartikan menjadi berbagai ma"am definisi, yaitu # -
Ketahanan terhadap penekanan di baah beban statik atau dinamik +nergi yang diserap ketika diberikan beban impak Ketahanan terhadap pengoresan Ketahanan terhadap abrasi Ketahanan terhadap pemotongan dan pengeboran
%yarat untuk benda yang akan diuji kekerasannya adalah #
•
Ketebalan pemotongan harus sesuai dengan ketebalan material Permukaan uji harus datar Permukaan uji harus bersih dari lapisan-lapisan lain yang mungkin
•
mempengaruhi kekerasan material Permukaan material dan benda penguji )indenterdiusahakan membentuk bidang
•
tegak lurus (eban penguji harus memiliki harga kekerasan yang lebih besar dari material
•
yang ingin diuji agar tidak terjadi deformasi plastis pada b enda penguji. kuran benda penguji harus lebih ke"il daripada material yang diuji agar tidak
•
terjadi perubahan lain dari material,misalnya pembengkokan. Pengujian dilakukan beberapa kali di beberapa tempat agar nilainya lebih
• •
meakili dari seluruh permukaan.
'. P#$%&)a# Mta!%$ra()
Merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur dan makrostruktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta hubungannya dengan sifat-sifat material, atau biasa juga dikatakan suatu proses umtuk mengukur suatu material baik se"ara kualitatif maupun kuantitatif berdasarkan informasi-informasi yang didapatkan dari material yang diamati.
!alam ilmu metalurgi struktur mikro merupakan hal yang sangat penting untuk dipelajari. Karena struktur mikro sangat berpengaruh pada sifat fisik dan mekanik suatu logam. %truktur mikro yang berbeda sifat logam akan berbeda pula. %truktur mikro yang ke"il akan membuat kekerasan logam akan meningkat. !an juga sebaliknya, struktur mikro yang besar akan membuat logam menjadi ulet atau kekerasannya menurun. %truktur mikro itu sendiri dipengaruhi oleh komposisi kimia dari logam atau paduan logam tersebut serta proses yang dialaminya. Metalografi bertujuan untuk mendapatkan struktur makro dan mikro suatu logam sehingga dapat dianalisa sifat mekanik dari logam tersebut. Pengamatanmetalografi dibagi menjadi dua,yaitu# 6. Metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 6= > 6==kali. ?. Metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 6=== kali. ntuk mengamati struktur mikro yang terbentuk pada logam tersebut biasanya memakai mikroskop optik. %ebelum benda uji diamati pada mikroskop optik, benda uji tersebut harus meleati tahap-tahap preparasi. $ujuannya adalah agar pada saat diamati benda uji terlihat dengan jelas, karena sangatlah penting hasil gambar pada metalografi. %emakin sempurna preparasi benda
uji, semakin jelas gambar struktur yang diperoleh. Adapun tahapan preparasinya meliputi pemotongan, mounting, pengampelasan, polishing dan et"hing)etsa. D. P#$%&)a# K+,-+*)*) K),)a
Proses pengujian komposisi kimia berlangsung dengan pembakaran bahan.Menggunakan elektroda dimana terjadi suhu rekristalisasi, dari suhu rekristalisasi terjadi penguraian unsur yang masing-masing beda arnanya.Penentuan kadar berdasar sensor .perbedaan arna.Proses pembakaran elektroda ini tidak lebih dari tiga detik.Pengujian komposisi dapat dilakukan untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dengan melihat persentase unsur yang ada.
ji komposisi merupakan pengujian yang berfungsi untuk mengetahui seberapa besar atau seberapa banyak jumlah suatu kandungan yang terdapat pada suatu logam,baik logam ferro maupun logam non ferro. ji komposisi biasanya dilakukan ditempat pabrik-pabrik atau perusahaan logam yang jumlah produksinya besar, ataupun juga terdapat di Instititut pendidikan yang khusus mempelajari tentang logam. ada tiga bagian utama proses pengujian komposisi yaitu )Hendri, ?==?. 6. Furnace berisi logam "air yang dilebur dari beberapa raw material ?. %tandar material yang menentukan kandungan komposisi masing masing unsur yang ditetapkan @. Proses pengujian komposisi yang menggunakan CE meter dan Spectrmeter .
BAB III PRAKTIKUM
@.6 enis pengujian !alam pelaksanaan praktikum, mahasisa melakukan B pengujian, adapun pengujian tersebut adalah # A. B. '. D.
P#$%&)a# Tar)" P#$%&)a# K"ra*a# P#$%&)a# Mta!%$ra() P#$%&)a# K+,-+*)*) K),)a.
@.? Pelaksanaan Praktikum Praktikum dilaksanakan di Laboratorium Material 1akultas $eknik ni;ersitas 'egeri Medan. !alam pelaksanaan praktikum ada beberapa hal yang harus diketahui dan dilaksanakan, yakni persiapan bahan, persiapan alat, keselamatan kerja dan langkah kerja. A. P#$%&)a# Tar)". Metode Pengujian # $ensile )$arik 'ama Alat # $M 4 ni;ersal $ensile Ma"hine Merk Alat # + 6== / Pabrikan # Metapholy (andung
ambar 6. ni;ersal $ensile Ma"hine 6. Alat-Alat yang !igunakan ni;ersal $ensile Ma"hine • • angka sorong • Meteran ?. (ahan-(ahan yang !igunakan
•
%ampel berbentuk besi A% Putih panjang ?9= mm diameter 6? mm
@. Keselamatan Kerja unakanlah mesin yang sesuai. • %egara laporkan suatu ke"elakaan apa saja,bagaimanpun ke"ilnya • Pakailah pakaian kerja. • anganlah memakai jam tangan,"in"in dll • • anganlah menyimpan alat-alat yang tajam dan sejenisnya di dalam saku • • • •
pakaian kerja angan hidupkan mesin apabila kun"i "ekam masih berada pada "ekam. angan menyandarkan tubuh pada mesin. angan hidupkan mesin untuk hal yang tak berguna (ekerjalah dengan hati-hati dan jangan terburu-buru.
B. Langkah Kerja Mengukur benda uji dengan ukuran standar • • Mengkur panjang aal )Lo atau !a!e len!t" dan luas penampang irisan •
• • •
• •
benda uji. Mengukur benda uji pada pegangan ) !rip atas dan pegangan baah pada mesin uji tarik. Menyiapkan bahan uji dan alat uji tarik yang akan digunakan. Mengalibrasi alat uji tarik yang akan digunakan. Menempatkan bahan uji pada tempat yang telah disediakan pada alat uji tarikMengontrol alat agar bahan uji yang telah ditempatkan ter"engkram dengan sempurna pada alat uji tarik. Memutar pengontrol ke"epatan pada "ontrol panel. Mengamati hasil pengukuran pada monitor "ontrol panel.
9. Hasil Pengujian Per"obaan yang dilakukan adalah pengujian tarik pada suatu material, untuk dapat mengetahui fenomena pada saat pengujian tarik dan dapat mengetahui bagaimana "ara untuk mengukur keelastisan suatu material yang di beri gaya tarik. %pesimen yang digunakan sebaiknya yang memiliki grip pada kedua sisinya, agar tidak terjadi slip atau tergelin"ir ketika ditarik. %pesimen ini berbentuk penampang lingkaran. Pertama-tama, alat uji tarik dikalibrasikan terlebih dahulu. Kemudian, (ahan uji )besi A% ditempatkan pada penjepit yang ada di bagian atas dan bagian baah alat uji. 'amun alat yang digunakan untuk memberikan gaya tarik pada bahan uji ditarik dan putus dengan mengetahui bagaimana grafik uji tarik tersebut terpampang di monitor. rafik tegangan-regangan pada uji tarik sangat mempengaruhi sifat material spesimen uji tarik. %emakin panjang garis grafik dengan besar tegangan yang ke"il maka benda dapat digolongkan ke dalam material yang memiliki elastisitas yang tinggi. %edangkan bila semakin pendek garis grafiknya maka dapat digolongkan dalam material yang getas. $iga titik penting dalam grafik, yaitu # yield point, ultimate strength, dan titik potong. 0ield point adalah titik persimpangan 4 perbatasan antara area elastisitas dan area plastis. ltimate strength adalah titik tegangan maksimum yang bekerja pada alat uji tarik. %edangkan titik potong adalah titik di mana material tersebut putus. $egangan yang terjadi pada bahan uji semakin lama semakin besar seiring dengan bertambahnya perpanjangannnya. Ini mengakibatkan gaya tarik 1 yang bekerja pada bahan uji tersebut semakin lama semakin besar. Karena adanya persamaan C D 14A di mana, C adalah besarnya tegangan, 1 adalah besarnya gaya yang bekerja, dan A adalah luas penampang bahan uji "oba. enis material dan suhu suatu material sangat mempengaruhi ketahanan uji tarik material. (ila suatu material memiliki kegetasan yang nilainya besar, material tersebut akan mudah untuk terputus. Karena, material tersebut tidak sempat memanjang pada saat gaya tarik berlangsung, melainkan langsung putus dan menghasilkan bentuk patahan yang tidak mengeru"ut. %uhu material juga mempengaruhi hasil pengamatan. %emakin dingin suatu material, maka semakin getas material tersebut yang menyebabkan material menjadi tidak elastis dan mudah putus pada saat ditarik. Karena, pada saat dingin susunan atom material menjadi sangat rapat dan sulit untuk terpisah. mumnya pengujian tarik digunakan untuk mengetahui sifat mekanis dari suatu material terhadap tarikan. %ifat & sifat mekanis tersebut antara lain adalah keelastisitas material. %ifat keelastisitas material sangat penting dalam hal meran"ang suatu
komponen atau alat, karena apabila terjadi kesalahan dalam peran"angan suatu alat, maka dapat berakibat fatal, dan memahayakan. Maka dari itu pengujian tarik sangat diperlukan. B. P#$%&)a# K"ra*a# Metode Pengujian 'ama Alat Merk Alat
# Ei"kers # Mi"ro Ei"kers Hardness $ester # %uper $e"h
ambar 6. Hardness Mi"ro Ei"kers a. Persiapan (ahan - (esi A% putih diameter 6? mm pangjang 9= mm yang sudah di gerinda b. Persiapan Alat - Mesin uji kekerasan Vickers (Vickers Hardness Test) - Amplas halus - Mikroskop pengukur (biasanya satu set dengan alatnya) ". Keselamatan Kerja - unakanlah mesin yang sesuai. - %egara laporkan suatu ke"elakaan apa saja,bagaimanpun ke"ilnya - Pakailah pakaian kerja. anganlah memakai jam tangan,"in"in dll - anganlah menyimpan alat-alat yang tajam dan sejenisnya di dalam saku -
pakaian kerja angan hidupkan mesin apabila kun"i "ekam masih berada pada "ekam. angan menyandarkan tubuh pada mesin. angan hidupkan mesin untuk hal yang tak berguna
-
(ekerjalah dengan hati-hati dan jangan terburu-buru.
d. Langkah Kerja Prosedur pengujian Ei"kers yaitu # - Menentukan beban yang akan digunakan. - Meletakkan benda uji pada landasan sehingga penampangnya tegak lurus terhadap mesin. - Menyetel ketinggian atau kenaikan bahan uji, agar seratnya terlihat pada mi"ros"ope kemudian menggeser posisi sensor dengan indentor. - Melakukan penekanan dengan menekan tombol start. - Menunggu spe"iment ditekan sampai lampu holding padam. - Mengeser posisi indentor dengan sensor kembali, kemudian menghitung diagonal batas penekanan yang terjadi.
e. Hasil pengujian
'. P#$%&)a# Mta!%r$ Metode Pengujian 'ama Alat Merk Alat
# !estruktif # Mi"ros"ope 2ptik # 2lympus (F B6 M
ambar 6. Mi"ros"ope Metalurgy a. Pr*)a-a# Ba/a# Ada pun langkah persiapan bahan yang dilaksanakan adalah#
6 /utting, yaitu pemotongan benda uji disesuaikan dengan penampang yang akan diamati )dengan menggunakan Mesin potong
? Mounting
)pembingkaian,
dilakukan
untuk
memudahkan
penanganan4
pemegangan terhadap benda uji yang berukuran ke"il atau memiliki bentuk
yang tidak beraturan yang akan sulit ditangani khususnya pada saat pengamplasan dan pemolesan apabila tidak mounting.
ambar Mounting @ rinding, yaitu proses meratakan permukaan benda uji dengan menggunakan kertas amplas anti air se"ara berurutan mulai dari kekasaran 6?=, ?B=, @G=, B==, ==, 8==, dan 6?==, selama proses grinding diberi air untuk men"egah terjadinya oksidasi pada permukaan benda uji.
Proses rinding B Polishing, yaitu menghaluskan serta menghilangkan goresan & goresan selama proses grinding dengan menggunakan kain bludru )polishing "loth dan pasta diamond dengan tingkat kehalusan G m, 6 m dan J m. sebagai media pendingin digunakan Luri"ant (lue atau alkohol 7G.
Proses Polishing 9 +t"hing, yaitu mereaksikan benda uji dengan bahan etsa sehingga dapat memun"ulkan gambar struktur mikro dengan jelas. )proses etsa menggunakan menggunakan nital ?.
G Eieing, Pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop optik.
Mi"ros"ope 2ptik
. Pr*)a-a# A!at . K*!a,ata# Kr&a
-
unakanlah mesin yang sesuai. %egara laporkan suatu ke"elakaan apa saja,bagaimanpun ke"ilnya Pakailah pakaian kerja. anganlah memakai jam tangan,"in"in dll anganlah menyimpan alat-alat yang tajam dan sejenisnya di dalam saku
-
pakaian kerja angan hidupkan mesin apabila kun"i "ekam masih berada pada "ekam. angan menyandarkan tubuh pada mesin. angan hidupkan mesin untuk hal yang tak berguna (ekerjalah dengan hati-hati dan jangan terburu-buru.
. La#$"a/ Kr&a
D. P#$%&)a# K+,-+*)*) K),)a Metode Pengujian 'ama Alat
Merk Alat
# %pe"trofotometri # %pe"trometer E # 2ford Instrument Persiapan (ahan
a. Persiapan (ahan Adapun persiapan bahan yang dilakukan adalah proses grinding menggunakan kertas pasir 8=. %ehingga permukaan tampak rata dan bergaris.
ambar permukaan logam b. Persiapan Alat
%pe"trometer E ". Keselamatan Kerja - unakanlah mesin yang sesuai. - %egara laporkan suatu ke"elakaan apa saja,bagaimanpun ke"ilnya - Pakailah pakaian kerja. anganlah memakai jam tangan,"in"in dll - anganlah menyimpan alat-alat yang tajam dan sejenisnya di dalam saku -
pakaian kerja angan hidupkan mesin apabila kun"i "ekam masih berada pada "ekam. angan menyandarkan tubuh pada mesin. angan hidupkan mesin untuk hal yang tak berguna (ekerjalah dengan hati-hati dan jangan terburu-buru.
d. Langkah Kerja
BAB IV DATA PRAKTIKUM Na,a M%/a,,a A!()"ar Mar-a%#$ N), 5142121003 A. B. '. D.
U&) Tar)" U&) K"ra*a# a/a# U&) K"ra*a# a/a# M)r+ *tr%"t%r A. K+,-+*)*) "),)a
!A$A HA%IL K2MP2%I%I MA$+*IAL '2 !A$A 'ILAI %A$A' 6 1e 7=,9 ? @ B 9 G 8 7 6= 66 6? 6@ 6B 69 6G 6
/ %i Mn P %i /r Mo 'i Al /o /u 'b $i E N Pb
=.6B@ =.6@? =.9@8 =.==9 =.=?G? =.=689 =.=6?9 =.=G7 =.==9B =.==BG =.=G@9 =.==9 =.==9 =.==9 =.=69 =.=6=
BAB IV HASIL PRAKTIKUM A. Ha*)! Pr/)t%#$a# #$ata "a%il per"itun!an $ari pen!u&ian 'an! $ila(u(an) B. P,a/a*a#
Ba V P#%t%A. K*),-%!a#
(aha besi memiliki banyak karakteristik atau sifat mekanis diantaranya ulet, getas dan lain. ini sudah dibuktikan pada pengujian tarik yang dilakukan. 0ang pertama pada pengujian besi kita tahu baha besi tersebut bersifat ulet sehingga tidak mudah patah sedangkan pada aluminium bersifat getas atau mudah patah dan tidak terlalu banyak
perubahan deformasi yang signifikan ,serta pada plat bersifat liat dan
mempunyai nilai ma"imal load tang tinggi jadi dari ketiga spesimen yang telah di "oba plat merupakan yang terbaik. !an aktu pengujian tekan berpengaruh pada nilai tekan. B. Sara# Ketika melakukan pengujian diharapkan mahasisa bisa menge"ek dan mengukur benda kerja yang akan diuji tersebut agar bisa menghasilkan pengujian yang falid. %ehingga pengujian tersabut tidak sia sia. !an mengenai penulisan laporan ini kami minta maaf apa bila dalam penulisan kurang sempurna.
LAMPIRAN D+"%,#ta*)
