pengujian tarik

Laporan Awal Praktikum Karakterisasi Material 1

PENGUJIAN TARIK

Rahmawan Setiaji 0706163735 Kelompok 9

Laboratorium Metalurgi Fisik Departemen Metalurgi dan Material FTUI 2009

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







MODUL 1 PENGUJIAN TARIK I. Tujuan Praktikum 1. Mem Memband bandin ingk gkan an

keku kekuat atan an

maksi aksimu mum m

bebe bebera rapa pa

jeni jenis s

logam (besi tuang, baja, tembaga dan alumunium). 2. Membandi Membandingkan ngkan titik titik luluh luluh logam-logam logam-logam tersebut tersebut.. 3. Memban Membandi dingk ngkan an tingk tingkat at keulet keuletan an logam logam-lo -logam gam terseb tersebut, ut, melalui penghitungan % elongasi dan % pengurangan luas. 4. Memb Memban andi ding ngka kan n feno fenome mena na neck neckin ing g pada pada loga logamm-lo loga gam m tersebut. 5. Memb Memban andi ding ngka kan n modu modulu lus s

elas elasti tisi sita tas s

dari dari loga logamm-lo loga gam m

tersebut. 6. Mem Membuat buat,,

memba emband ndin ingk gkan an

tegan egang gan-r an-reg egan anga gan n,

baik aik

sert serta a

menga engana nali lisi sis s

kurva urva

rekay ekayas asa a

kurv kurva a

maupu aupun n

sesungguhnya dari beberapa jenis logam. 7. Membandi Membandingkan ngkan tampilan tampilan perpatahan perpatahan (fraktog (fraktografi rafi)) logamlogam tersebut dan menganalisanya menganalisanya berdasarkan sifat-sifat mekanis yang telah dicapai.

II. Dasar Teori Kekuatan dipeng pengar aruh uhii

oleh

suatu sifa sifatt

struktur fisi fisik k

desain

mater ateriialny alnya, a,

material oleh

sangat

kar karena ena

itu

diperlukan pengujian untuk mengetahui sifat-sifat tersebut, salah satu satuny nya a adal adalah ah peng penguj ujia ian n tari tarik k (Ten (Tensi sile le test test). ). Dala Dalam m duni dunia a manufa manufaktu kturr penget pengetahu ahuan an tentan tentang g sifat sifat-si -sifat fat fis fisik ik suatu suatu bahan bahan sangat penting, khususnya dalam mendesain dan menentukan pros proses es

manu manufa fakt ktur urny nya. a.

Peng Penguj ujia ian n

tari tarik k

meru merupa paka kan n

jeni jenis s

pengujian material yang paling banyak dilakukan karena mampu memb member erik ikan an

info inform rmas asii

repr repres esen enta tati tiff

dari dari

peri perila laku ku

meka mekani nis s

material. Pengujian tarik sangat simple, relatif murah dan sangat







atau atau defor deformas masii dari dari luar luar (gaya (gaya-ga -gaya ya yang yang diber diberika ikan n dari dari luar, luar, yang dapat menyebabkan suatu material mengalami perubahan struktur, yang terjadi dalam kisi kristal material tersebut). Dalam hal ini akan akan diten ditentuk tukan an sebera seberapa pa jauh jauh peril perilaku aku inheren, inheren, yaitu sifa sifatt yang yang lebi lebih h meru merupa pakan kan kete keterg rgan antu tung ngan an atas atas feno fenome mena na atomic maupun mikroskopik mikroskopik

dan bukan dipengaruhi bentuk dan

ukuran benda uji. Prinsip pengujian ini yaitu sampel atau benda uji dengan ukuran ukuran dan bentuk bentuk terten tertentu tu diberi diberi beban beban gaya gaya tarik tarik sesumb sesumbu u yang yang bert bertam amba bah h besa besarr seca secara ra kont kontin inyu yu pada pada kedu kedua a ujun ujung g specimen tarik hingga putus, bersamaan dengan itu dilakukan pengam pengamata atan n mengen mengenai ai perpan perpanjan jangan gan yang yang dialam dialamii benda benda uji. uji. Teg Tegan anga gan n yang yang dipe diperg rgun unak akan an pada pada kurv kurva a adal adalah ah tega tegang ngan an membujur rata-rata dari pengujian tarik. Pada spesimen panjang bagi bagian an teng tengah ahny nya a bias biasan anya ya lebi lebih h kecil kecil luas luas pena penamp mpan angn gnya ya dibandingkan kedua ujungnya, agar patahan terjadi pada bagian tengah tengah.. Panjan Panjang g ukur ukur (gauge length length)) adala adalah h daerah daerah dibagi dibagian an tenga engah h

dim dimana ana

elo elongas ngasii

diu diukur kur

atau atau

alat alat

exte exten nsom someter eter

diletakkan untuk pengukuran. Data yang diukur secara manual, yakni diameter specimen



luas penampang A, dan data yang

terekam terekam dari mesin mesin tarik, tarik, berupa berupa beban F yang diberikan diberikan (load (load cell) cell) dan strain ε yang terbaca (extensometer (extensometer ), ), direduksi menjadi kurva tegangan-regangan dimana : σ = F/ A dan σ = ε.Ε







Gambar 1 Kurva tegangan regangan

I. Sifat Mekanik Material a).

Batas proposionalitas (Proportionality Limit) Didefi defini nisi sika kan n

sebag ebagai ai

daer aerah

dim dimana ana

teg tegang angan

dan dan

regangan mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainny lainnya. a. Setiap Setiap penamb penambaha ahan n tegang tegangan an akan akan dii diikut kutii dengan dengan penambahan penambahan regangan regangan secara secara proporsi proporsional onal dalam hubungan hubungan linier

Pada kurva tegangan-regangan pada gambar 1 diatas, titik P merupakan batas proposionalitas. proposionalitas.

b). Batas elastis (elastic ( elastic limit ) Didefi efinisi nisika kan n kembali

kepada

sebag ebagai ai

daera aerah h

panj anjang ang

semula

dim dimana ana bila

bah bahan

akan akan

tegangan

luar







elastis pada akhimya akan terlampaui sehingga bahan tidak kembali seperti ukuran semula. Batas elastis merupakan titik dim dimana ana

tegan egang gan

ter terjadi adinya

yang ang

defo deforrmasi asi

diber berikan kan

plasti astis s

untuk ntuk

aka akan

menye enyeb babka abkan n

per pertam tama

kali alinya. nya.

Kebanyakan Kebanyakan material material teknik mempunya mempunyaii batas elastis yang hampir berhimpitan dengan batas proporsionalitasnya. proporsionalitasnya. c). Titik Luluh (Yield Point) dan Kekuatan Luluh (Yield Strength) Didef Didefini inisik sikan an sebaga sebagaii batas batas dimana dimana sebuah sebuah mater material ial akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beba beban. n.

Tega Tegang ngan an

(stress)

yang yang

meng mengak akib ibat atka kan n

menunjuk menunjukkan kan mekanism mekanisme e luluh luluh ini disebut disebut tegangan tegangan

baha bahan n luluh luluh

(vield stress).

Gambar 2 Kurva tegangan regangan titik Y merupakan titik luluh

Gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logamlogam ogam ulet ulet den dengan gan stru truktur ktur kri kristal stal BCC dan dan FCC yan yang membentuk interstitial solid solution dari atom-atom karbon, boron, boron, hidro hidrogen gen dan oksige oksigen. n. Intera Interaksi ksi antar antar dislo dislokas kasii dan atom-atom tersebut menyebabkan baja ulet seperti mild steel







Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas pada umumnya tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk mene menent ntuk ukan an

keku kekuat atan an

lulu luluh h

mater ateria iall

sepe sepert rtii

ini ini

maka aka

digunakan suatu metode yang dikenal dengan metode offset. Deng Dengan an tegangan

metod etode e

ini ini

dimana

keku kekuat atan an

lulu luluh h

bahan

dite ditent ntuk ukan an

seba sebaga gaii

memperlihatkan

batas

penyimpangan/deviasi tertentu dari keadaan proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada gambar 1.2. garis offset OX ditari ditarik k parale paralell dengan dengan OP, sehin sehingga gga perpot perpotong ongan an XW dan kurva

tegangan

regang angan

memberikan

kekuatan luluh. Umumnya garis

titik

Y

sebagai

offset OX diambil diambil 0,1 – 0,2%

dari regangan regangan total dimulai dari titik titik O.

Gambar 3 Kurva tegangan regangan bahan getas

Keku Kekuat atan an

lulu luluh h

atau atau

titi titik k

lulu luluh h

merup erupak akan an

suat su atu u

gambaran kemampuan bahan menahan deformasi permanen bila digunakan dalam penggunaan struktural yang melibatkan pemb pembeb eban anan an meka mekani nik k sepe sepert rtii tari tarik, k, teka tekan, n, bend bendin ing g atau atau puntiran. puntiran.

Di sisi sisi lain, batas batas luluh luluh ini harus harus dicapai dicapai ataupun ataupun

dilewati bila bahan dipakai dalam proses manufaktur produkproduk logam seperti proses rolling, drawing, stretching dan









dalam penggunaan struktural (in (in service) service) dan harus dilewati dalam proses manufaktur logam (forming (forming process). process). d). Kekuatan Tarik Maksimum (Ultimate Tensile Strength) Didefinisikan sebagai tegangan maksmum yang dapat dita ditang nggu gung ng oleh oleh mate materi rial al sebe sebelu lum m teja tejadi diny nya a perp perpat atah ahan an (fracture).

Nil Nilai

keku kekuat atan an

tar tarik

ditentukan ditentukan dari dari beban beban maksimum maksimum

maks aksimum

tar tarik

dap dapat

dibagi dibagi luas penampa penampang, ng,

seperti berikut :

Pada gambar 1 kurva tegangan-regangan, titik M merupakan tegangan maksimum bahan ulet yang akan terus berdeformasi hingga titik B, sedangkan pada bahan getas titik B merupakan tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan. e). Kekuatan Putus (Breaking Strength) Kekuat Kekuatan an putus putus ditent ditentuka ukan n dengan dengan membag membagii beban beban Fbreaking) dengan tuas penampang pada saat benda uji putus ((F A0). Untuk awal ( A Untuk bahan bahan yang bersif bersifat at ulet pada pada saat beban beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga necking)) titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan ((necking sebagai akibat adanya suatu deformasi yang terlokalisasi.







Persentase perpanjangan (Elongation) :

dimana : Lf = panjang akhir benda uji L0 = panjang awal benda uji

Persentase reduksi penampang (Area Reduction) :

dimana : Af = luas penampang akhir A0 = luas penampang awal







Modulus Modulus kekakuan kekakuan dihitung dihitung gradien gradien dari batas batas proporsi proporsional onal kurva tegangan-regangan :

Maki Makin n besa besarr modu modulu lus s elas elasti tisi sita tas s maka maka maki makin n keci kecill regangan elastic yang dihasilkan akibat pemberian tegangan tegangan.. Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikatan antar atom Karena gaya ini tidak dapat diubah tanpa terjadinya suatu perubahan sifatt yang sangat mendasar pada material maka modulus elastisitas merupakan suatu sifat dari material yang tidak mudah diubah. h). Modulus kelentingan (modulus of resilience) Dide Didefi fini nisi sika kan n

seba sebag gai

kem kemampu ampuan an

mate materi rial al

untu untuk k

menyerap menyerap energi energi dari luar tanpa tanpa terjadin terjadinya ya kerusakan. kerusakan. Nilai modul dulus

merup erupak akan an

lua luas

segi egitiga

tegangan-regangan.(daerah tegangan-regangan.(d aerah abu-abu)

area area

elas elasti tis s

kur kurva







Gambar 6 toughness

j).

Kurva

Tegangan-Regangan

Rekayasa

dan

Sesungguhnya Kurva Kurva tegang teganganan-reg regang angan an rekaya rekayasa sa didasa didasark rkan an atas atas dim dimensi ensi awal (lua (luas s area area dan dan panj panjan ang) g) dari ari bend benda a uji uji, sement sementara ara untuk untuk mendap mendapatk atkan an kurva kurva tegang tegangan-r an-rega eganga ngan n seungguhnya diperlukan luas area dan panjang aktual pada saat saat pembeba pembebanan nan setiap setiap saat saat terukur terukur..

Perbed Perbedaan aan kedua kedua

kurva tidaklah terlalu besar pada regangan yang kecil, tetapi menj menjad adii

sign signif ifik ikan an

regan egang gan

(strain strain

pad pada

rent rentan ang g

harden hardenin ing g),

terj terjad adin inya ya

yait aitu

setelah

peng penger eras asan an titik

luluh

terlampaui. Secara Secara khusu khusus s perbed perbedaan aan menjad menjadii demiki demikian an besar besar di dala dalam m

daer daerah ah

neck neckin ing. g.

Pada Pada

kurv kurva a

tega tegang ngan an-r -reg egan anga gan n

rekaya rekayasa, sa, dapat dapat diket diketahu ahuii bahwa bahwa benda benda uji secara secara aktual aktual mampu mampu menahan menahan turunnya turunnya beban beban karena luas luas area awal awal A0







gambar 7

2. Mode Perpatahan Material Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan perpatahan seperti ditunjukkan oleh Gambar di bawah ini :

Gambar 8 mekanisme perpatahan

Pengamatan kedua tampilan tampilan perpatahan perpatahan ulet dan getas dapat dilakukan baik dengan mata telanjang maupun dengan bantuan stereoscan macroscope. macroscope. Pengamatan lebih detil









Gambar 9 Perpatahan Ulet

Tampilan foto SEM dari perpatahan ulet diberikan oleh Gambar berikut :

Gambar 10 Perpatahan ductile

b Perpatahan Getas







Gambar 11 Patahan brittle

III.Metodologi Penelitian III.1. Alat dan Bahan Alat 1.

Univer Universal sal testi testing ng machin machine e, Servop Servopul ulser ser Shima Shimadzu dzu kapasitas 30 ton

2. Calipe Caliperr dan/atau dan/atau micro micromet meter er 3.

Spidol permanent Spidol permanent atau atau penggores (cutter (cutter )







Gambar 13 Sampel Uji

III.2. Flow Chart Prosedur Pengujian







Amati dan catat tandai lepaskan tandai buat pasang Hitung sketsa panjng pada formulasi benda benda benda grafik ukur uji uji uji Material ukur uku Pengu mulai ukur r dimensi jian dimensi penarikan selesai benda akhir karakteristik karakter istik jenis Lain ygtitik sesuai pada dari ujigrip nilai-nilai grip BS UTS dan perpatahan







Daftar Pustaka 1.

Sriati Sriati Djaprie, Djaprie, Metalurgi Metalurgi Mekanik Mekanik , edi edisi keti ketiga ga,, jilid 1, Erlangga, 1993.

2. Davi avis,H.E,Troxell,G.E,Hauck,

GFW.”The

Testing

of

Engineering Materials”.1982. Materials”.1982. 3.

Diktat Teori Dasar Parktikum Karakterisasi Material 1

4.

Buku Buku Paduan Paduan Kerja Kerja Mahasi Mahasiswa swa Prakt Praktiku ikum m Karakt Karakteri erisas sasii Material 1

5. Louis Louis Cart,”Non Cart,”Non Destructi Destructive ve Testing”, Testing”,ASM, ASM, 1995. 1995. 6. Meta Metall Hand Handbo book ok Nint Ninth h Edit Editio ion, n, Volu Volume me 8, Mech Mechan anic ical al Testing, ASM,1985. 7. Catatan Catatan Perkul Perkuliahan iahan Pengujian Pengujian Material Material 8. Callister,William

D.,

1940-Ma -Materials

science

and

engineering : an introduction / William D. Callister, Jr.—7th ed

pengujian tarik

Recommend Documents