UJI TARIK UJI KEKERASAN IMPACT FATIGUE
Venorita Permanasari 2711100027
UJI TARIK •
•
Uji tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan, kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Bila kita terus menarik suatu bahan logam sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan digambarkan pada Gambar 1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan tarikan dengan perubahan panjang.
Gbr.1 Gbr.1 Gambaran Ga mbaran singkat sing kat
Cara Kerja Uji Tarik Hukum Hooke (Hooke’s Law ) Untuk hampir semua logam, pada tahap awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke sebagai berikut: rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan dan strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan. Stress: σ = F/A F/A F: gaya tarikan, A: luas penampang ΔL: pertambahan panjang, Strain: ε = ΔL/L L: panjang awal Hubungan antara stress dan strain dirumuskan: σ/ε •
•
•
•
Gambar Ilustrasi pengukur regangan pada spesimen
UJI KEKERASAN Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaany pengg unaanya a akan frictional force) dan mangalami pergesekan ( frictional deformasi plastis.
4 MACAM METODE UJI KEKERASAN 1. Brinnel (HB / BHN) Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 5003000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.
Gambar Pengujian Kekerasan dengan Brinnel
•
Uji Kekerasan Kekerasan menggunakan meng gunakan Brinnel dirumuskan sebagai berikut
Dimana :
D d F HB
= Diameter bola (mm) = impression diameter (mm) = Load (beban) (kgf) = Brinell result (HB) Gambar Perumusan untuk pengujian Brinell
2. Rockwell (HR / RHN) •
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.
Gambar Pengujian Rockwell
Gambar Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell
Rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode Rockwell, adalah HR = E – e Dimana : F0 = Beban Minor(Minor Load ) (kgf) F1 = Beban Mayor(Major Load ) (kgf) F = Total beban (kgf) e = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0.002 mm E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang untuk tiap jenis indentor berbeda-beda yang bias dilihat pada table 1 HR = Besarnya nilai kekerasan kekerasan dengan metode hardness
3. Vikers (HV / VHN) Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada gambar 3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu yaitu antara 1 sampai 1000 gram. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2). •
•
Gambar Pengujian Vikers
•
Rumus untuk menentukan besarnya besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu :
Dimana, HV = Angka kekerasan Vickers F = Beban (kgf) d = diagonal (mm)
4. Micro Hardness (knoop hardness)
Mikrohardness test tahu sering disebut dengan knoop hardness testing merupakan pengujian yang cocok untuk pengujian material yang nilai kekerasannya rendah. Knoop biasanya digunakan untuk mengukur material yang getas getas seperti keramik
Gambar Bentuk indentor Knoop
IMPACT Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi yang besar ketika beban menumbuk spesimen. Energi yang diserap material ini dapat dihitung dengan menggunakan prinsip perbedaan energi potensial.
Faktor yang mempengaruhi kegagalan kegagalan material pada pengujian impak adalah Notch Notch pada material akan menyebabkan terjadinya terjadinya konsentrasi tegangan pada daerah daerah yang lancip sehingga material lebih mudah patah. Selain itu notch juga akan menimbulkan triaxial stress. Triaxial stress ini sangat berbahaya karena karena tidak akan terjadi deformasi plastis dna menyebabkan material menjadi getas. Temperatur Pada temperatur tinggi material akan getas karena pengaruh vibrasi elektronnya elektronnya yang semakin rendah, begitupun sebaliknya. Strainrate Pada uji impak, strain rate yang diberikan sangat tinggi sehingga dislokasi tidak sempat berger be rgerak, ak, apalagi terjadi deformasi plastis, sehingga material akan mengalami m engalami patah transgranular, transgranular, patahnya ditengah-tengah atom, bulan di batas butir. Karena dislokasi ga sempat gerak ke batas butir. •
•
•
FATIGUE Fatigue merupakan ketahanan suatu material menerima pembebanan dinamik. Benda yang tidak tahan terhadap fatik akan mengalami kegagalan kegagalan pada kondisi pembebanan dinamik (beban berfluktuasi ). Kegagalan fatik biasanya terjadi pada tempat yang konsentrasi tegangannya besar, seperti pada ujung yang yang tajam tajam atau atau notch. Tidak ada indikasi awal terjadinya patah fatik dan retakan fatik yang terjadi bersifat halus, maka patah fatik sulit untuk dideteksi dari awal
Grafik Fatigue
Faktor-faktor Penyebab Patah Fatik Bersadarkan Penyebab utamanya, yaitu beban (tegangan) yang bekerja, patah Fatik tergantung pada : Besarnya tegangan maksimum yang bekerja Fluktuasi tegangan yang bekerja, yaitu besarnya amplitudo dari tegangan tegangan tegangan tegangan yang yang bekerja Siklus tegangan yang bekerja. Adalah banyaknya periode pembebanan yang terjadi Selain tegangan, faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi terjadinya patah fatik, antara lain : Konsentrasi Konsentrasi tegangan pada suatu bagian benda. Terdapatnya porositas Korosi Korosi akibat lingkungan dan penyelesaian permukaan benda Kondisi lingkungan dapat menimbulkan terjadinya terjadinya retakan-retakan pada permukaan benda. Sedangkan proses penyelesaian permukaan seperti coating yang dapat melindungi permukaan juga dapat mempengaruhi terjadinya retakan retakan. Kedua hal tersebut dapat mempengaruhi nilai kekuatan fatik dari material. • •
•
• • •
•
Alat Uji Fatigue
