BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan. Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logam harus dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik. Pengujian ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya. Material yang mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki sifat mekanik dari material dengan sifat yang kurang baik dengan cara alloying. Hal ini dilakukan sesuai kebutuhan konstruksi dan pesanan. Uji tarik merupakan salah satu pengujian mekanik yang paling luas digunakan di industri dan di dunia pendidikan karena kemudahan dalam menganalisa data yang didapatkan dan memperoleh informasi mengenai sifat mekanik suatu material. Pada proses pengujian tarik ini, pembebanan berupa beban uniaksial dengan kecepatan pembebanan yang statis. Pengujian ini dilakukan dimaksudkan untuk mengetahui sifat – sifat mekanik suatu bahan atau logam terhadap pembebanan tarik. Sehingga Mahasiswa dapat melakukan percobaan ini karena mengetahui karakteristik benda. Kekuatan tarik dari pada spesimen akan diuji, seberapa besar gaya yang bekerja pada spesimen tersebut hingga spesimen dapat patah.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraiakan di atas, maka permasahan yang dibahas adalah: 1. Bagaimana standar prosedur pengujian tarik dengan baik benar ?
1
2. Apa besaran-besaran dari sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik ? 3. Data apa saja yang didapat dari hasil pengujian tarik ?
C. Tujuan Praktikum
Praktikum ini ditujukan untuk : 1. Mengetahui standar prosedur pengujian tarik dengan baik benar 2. Mengetahui besaran-besaran sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik 3. Mengetahui fenomena-fenomena yang terjadi dari pengujian tarik 4. Mampu mengolah data dari hasil pengujian
D. Manfaat Praktikum
Manfaat yang dapat dipetik dari kegiatan praktikum, dan penyusunan laporan ini merupakan ilmu pengetahuan dibidang teknologi material, khususnya dalam bidang uji tarik. Mahasiswa mampu mendalami ilmu material teknik melalui uji tarik ini.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Dasar Teori
Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff). Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada Gambar 1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.
Uji tarik bertujuan untuk mendapatkan informasi-informasi yang dibutuhkan oleh pengguna bahan logam, informasi yang akan diperoleh antara lain : 1. Tegangan Luluh (Yield Strength), 2. Tegangan Tarik Maksimum, 3. Kekuatan Patah ( Fracture Strength), 4. Elongasi, 5. Modulus Elastisitas, dan 6. Kontraksi.
3
Untuk mengetahui data-data daitas, biasanya mesin penguji yang telah dihubungkan dengan komputer, diprogram untuk mengolah data diatas, namun untuk memberikan informasi data yang lebih beberapa data perlu dihitung secara manual menggunakan rumus persamaan matematis. Persamaan matematis yang digunakan meliputi : 1. Tegangan Luluh Untuk mencari tegangan luluh, dapat dilakukan dengan menggunakan dua metode, yaitu : a. Metode Tangensial Metode ini menggunakan cara menarik garis berhimpt dengan garis proporsional. b. Metode Offset Metode ini menggunakan cara menarik garis sejajar berjarak = 0.02 dari garis proporsional. Tegangan luluh dengan satuan
2
2. Tegangan Tarik Maksimum Untuk mencari tegangan tarik maksimum, dapat menggunakan persamaan :
=
Tegangan tarik maksimum dengan satuan :
2
3. Kekuatan Patah ( Fracture Strength) Untuk mencari kekuatan patah dapat menggunakan persamaan :
= Kekuatan patah dengan satuan
2
4. Elongasi Untuk mencari elongasi dapat menggunakan persamaan :
=
−
100%
4
Elongasi dengan satuan persen (%) 5. Modulus Elastisitas Untuk mencari modulus elastisitas menggunakan persamaan :
= Modulus elastisitas dengan satuan
2
6. Kontraaksi Untuk mencari kontraksi dapat menggunakan persamaan :
=
−
100%
Kontraksi dengan satuan persen (%)
5
BAB III PEMBAHASAN DAN PERHITUNGAN A. Alat dan Bahan
Untuk melaksanakan uji tarik, digunakan mesin uji tarik berjenis mesin Electrical Universal Testing Machine (EUTM). Adapun alat dan bahan yang dipergunakan dalam paraktikum uji tarik yang telah dilaksanakan, meliputi : 1. Mesin EUTM 2. Jangka Sorong 3. Ampelas 4. Gergaji Besi 5. Komputer 6. Printer 7. St-37 (Speciment) 8. Buku dan Alat Tulis B. Langkah Percobaan
Standar pengujian yang baik benar, dapat mengikuti peraturan umum yang berlaku. Mulai dari standar K3 yang harus diperhatikan dan diaplikasikan, hingga tahapan percobaan uji tarik. Untuk melaksanakan praktikum uji tarik ini, berikut langkah-langkah percobaan yang harus dilakukan : 1. Siapkan alat dan bahan, 2. Hamplas spesimen hhingga bersih dari karat, 3. Hidupkan komputer dan masukan data yang diperlukan, 4. Siapkan mesin penguji, 5. Pasang spesimen pada chuck pemegang mesin, 6. Setelah selesai, print data hasil dari komputer, 7. Bersihkan mesin dan matikan komputer, dan 8. Susun laporan praktikum.
6
C. ANALISIS PERHITUNGAN A. Data Perhitungan No.
Detail of material Testin g
Quotes and Val ue
1.
Test
Ridwan 2
2.
Date of test
31 – 10 - 2014
3.
Tap
ASTM
4.
Reel Number
Fe
5.
Wire Drawing Section
std
6.
Work Turn I
Ridwan 2014 pp
7.
Diameter
1
8
Round Sample. Section
79,33 mm2
9.
Sample diameter
10,05 mm
10
Measuring base length
50 mm
11.
Maximum Force
5,258 t
12.
Maximum Stress ( Rm )
66,3 kg/mm2
13.
Yield point force
5,135 t
14.
Yield ponit at 0,2 % ( Re )
64,7 kg/mm2
15.
Maximum stress / Yield point ratio
1,02
16.
Remanent elongation at fracture
-
B. Analisis Perhitungan 1. Tegangan Tarik Maksimum ( σ t ) Diketahui
: F max = 5,258 t = 5.258 kg A O
Ditanyakan
= 79,33 mm2
: Berapakah nilai Tegangan Tarik Maksimumnya?
Penyelesaian: σ t
=
2 = 66,2800958 kg/mm
σ t
7
.
σ t =
2.
2 Jadi, nil ai Tegangan T arik M aksimumnya adalah 66 kg/mm
,
Elongasi (e) : Lf
Diketahui
L O
= 64,7 mm = 50,00 mm
: Berapakah nilai Elongasinya?
Ditanyakan
Penyelesaian:
e= e=
−
× 100 %
, −, ,
× 100 %
,
e = , × 100 % e = 29, 4 % Jadi, ni lai El ongasin ya adalah 29,4 %.
3. Tegangan Tarik Patah : F f
Diketahui
( ) σf racture
= (diketahui dari analisis perhitungan grafik
percobaan) d patah = 7,1 mm
: Berapakah nilai Tegangan Tarik Patahnya?
Ditanyakan
Penyelesaian: a. Mencari Luas Penampang Setelah Patah A patah = A patah =
.,.,
2 A patah = 39,57 mm
8
b. Analisis Grafik Percobaan untuk mendapatkan nilai F f Nilai σ f racture didapat dengan menghitung pada grafik uji tarik dengan menarik skala garis lurus secara mendatar dan akan mendapatkan nilai F f , kemudian subtitusikan ke : σ f
= F / f A patah F f = 3,8 + n
Keterangan : = Skala ukur tegangan yang diukur dari F = 3,8 ton sampai garis n horizontal pada diagram uji tarik. 1) Besar 1 bagian pada sumbu y atau F didapat dari besar skala nominal per kotak pada diagram uji tarik dibagi dengan jumlah skala ukur dengan menggunakan penggaris : . Dengan, besar 1 bagian di sumbu y = 0,6 / 15 = 0,04 ton 2) Besar 1 bagian pada sumbu x atau L didapat dari besar skala nominal per kotak pada diagram uji tarik dibagi dengan jumlah skala ukur dengan menggunakan penggaris : Dengan, besar 1 bagian di sumbu x = 1,5 / 16 = 0,09375 mm.
3) Nilai n dicari dengan mengalikan skala ukur n dengan penggaris dikalikan dengan jumlah 1 bagian di sumbu y: n = 9,5 x 0,04 = 0,38 ton. 4) M aka nilai F f = 3,8 + 0,38= 4,18 ton.
c. Menentukan Nilai Tegangan Tarik
σ f
=
9
σ f
=
σ f
=
,
2 105,635 kg/m m
4. Modulus Elastisitas (E ) Diketahui
: P = 5,258 t = 5.258 kg A O = 79,33 mm2 L
= 50,0 mm
∆L = 64,7 – 50,0 mm = 14,7 mm Ditanyakan
: Berapakah nilai Modulus Elastisitasnya?
Penyelesaian:
E
=
E
=
E
2 = 225,442 kg/mm
∆
. , ,
2 Jadi, n il ai modul us elastisnya adalah 225,442 kg/mm
10
BAB IV PENUTUP DAN KESIMPULAN A. Kesimpulan
Standar pengujian yang baik benar, adalah praktikum percobaan yang mengikuti peraturan umum yang berlaku. Mulai dari standar K3 yang harus diperhatikan dan diaplikasikan, hingga tahapan percobaan uji tarik.
Dalam uji tarik yang telah dilaksanakan, ada beberapa besaran yang didapat. Meliputi : Tegangan Luluh (Yield Strength), Tegangan Tarik Maksimum, Kekuatan Patah ( Fracture Strength), Elongasi, Modulus Elastisitas, dan Kontraksi.
Besaran berupa data diatas tidak dapat secara langsung diukur oleh mesin, ada beberapa besaran yang perlu dihitung secara manual.
Didalam proses uji tarik, terjadi peristiwa “necking”, dimana terjadinya pengecilan diameter spesimen hingga akhirnya putus.
B. Saran
Disarankan kepada mahasiswa yang akan melakukan praktikum, sebaiknya melakukan persiapan spesimen terlebih dahulu, agar pada saat akan melakukan praktikum tidak direpotkan dengan mempersiapkan spesimen terlebih dahulu.
11
12
