Upload
shinchansatrya
View
2.815
Download
60
Embed Size (px)
Citation preview
MAKALAH
TAHAPAN PENGUJIAN TARIK BAHAN
Disusun guna untuk memenuhi tugas mata kuliah Pengujian Bahan
Dosen Pengampu : Heri Yudiono, MT.
Disusun Oleh
1. Anton Ary Wibowo 52014080082. Gesa Yuda Amarta 5201408116
TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2011
BAB I
PENDAHULUAN
Dalam kehidupan sehari-hari pemakaian logam biasanya berdasarkan
sifat yang dimiliki logam tersebut contoh pada pembuatan konstruksi untuk
jembatan dibutuhkan logam yang kuat dan tangguh berbeda dengan
pemakaian logam untuk pagar rumah yang tidak terlalu memperhatikan sifat
mekaniknya. Contoh-contoh sifat mekanik adalah kekuatan tarik, kekerasan,
keuletan dan ketangguhan. Pengujian sifat-sifat mekanik ini dapat dilakukan
dengan pengujian mekanik. Salah satu pengujian yang digunakan untuk
mengetahui sifat mekanis logam adalah uji tarik (tensile test). Uji tarik adalah
suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material
dengan cara memberikan beban gaya yang berlawanan arah. 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 secara lambat.Sifat mekanis logam yang dapat diketahui
setelah proses pengujian ini seperti kekuatan tarik, keuletan dan ketangguhan.
Pengujian tarik sangat dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk
karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian tarik banyak
dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan
dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.
Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk
dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi
mengenai sifat-sifat logam. Dalam bidang industri juga diperlukan pengujian
tarik ini untuk mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang
tercakup dalam proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses
selanjutnya.
Oleh karena pentingnya pengujian tarik ini, kita sebagai mahasiswa
hendaknya mengetahui mengenai pengujian ini. Dengan adanya kurva
tegangan regangan kita dapat mengetahui kekuatan tarik, kekuatan luluh,
keuletan, modulus elastisitas, ketangguhan, dan lain-lain. Pada pegujian tarik
ini kita juga harus mengetahui dampak pengujian terhadap sifat mekanis dan
fisik suatu logam. Dengan mengetahui parameter-parameter tersebut maka
kita dapat data dasar mengenai kekuatan suatu bahan atau logam.
BAB II
ISI
A. LANDASAN TEORIProses pengujian tarik mempunyai tujuan utama untuk mengetahui
kekuatan tarik bahan uji. Bahan uji adalah bahan yang akan digunakan
sebagai konstruksi, agar siap menerima pembebanan dalam bentuk tarikan.
Pembebanan tarik adalah pembebanan yang diberikan pada benda dengan
memberikan gaya yang berlawanan pada benda dengan arah menjauh dari titik
tengah atau dengan memberikan gaya tarik pada salah satu ujung benda dan
ujung benda yang lain diikat.
Gambar 1. Pembebanan Tarik
Penarikan gaya terhadap bahan akan mengakibatkan terjadinya
perubahan bentuk (deformasi) bahan tersebut. Kemungkinan ini akan
diketahui melalui proses pengujian tarik. Proses terjadinya deformasi pada
bahan uji adalah proses pergeseran butiran-butiran kristal logam yang
mengakibatkan melemahnya gayaelektromagnetik setiap atom logam hingga
terlepasnya ikatan tersebut oleh penarikan gaya maksimum. Penyusunan
butiran kristal logam yang diakibatkan oleh adanya penambahan volume
ruang gerak dari setiap butiran dan ikatan atom yang masih memiliki gaya
elektromagnetik, secara otomatis bisa memperpanjang bahan tersebut.
Hasil yang diperoleh dari proses pengujian tarik adalah grafik
tegangan- regangan, parameter kekuatan dan keliatan material pengujian
dalam prosen perpanjangan, kontraksi atau reduksi penampang patah, dan
bentuk permukaan patahannya.
F F
Pada pengujian tarik beban diberikan secara kontinyu dan pelan-pelan
bertambah besar, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai
perpanjangan yang dialami benda uji. Kemudian dapat dihasilkan kurva
tegangan dan regangan. Tegangan dapat diperoleh dengan membagi beban
dengan luas penampang mula-mula benda uji.
Gambar 2. Diagram tegangan – regangan
a. Bahan tidak ulet, tidak ada deformasi plastic.Contoh besi
cor
b. Bahan ulet dengan titik luluh, misalnya pada baja karbon
rendah.
c. Bahan ulet tanpa titik luluh yang jelas, misalnya
alumunium.
d. Kurva tegangan sesungguhnya regangan – tegangan
nominal.
Untuk menghitung luas penampang normal ( oA ) suatu spesimen
dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :
Prosentase pertambahan panjang ( regangan ) diartikan
sebagai perpanjangan tiap satuan panjang, yang diperoleh
dengan membagi perpanjangan panjang ukur ΔL mula – mula
benda uji.
Pembebanan tarik dilakukan secara menerus dengan menambahkan
beban sehingga akan mengakibatkan perubahan bentuk pada benda berupa
pertambahan panjang dan pengecilan serta bila diteruskan akan
mengakibatkan kepatahan pada bahan. Prosentase pengecilan yang terjadi
dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :
Pengujian tarik dilaksanakan dengan mesin pengujian tarik
Servopulser yang selama pengujian akan mencatat setiap kondisi bahan
sampai terjadinya tegangan ultimate ( σU ), juga sekaligus akan
menggambarkan diagram tarik dari benda uji, adapun panjang L1 akan
diketahui sete1ah benda uji patah dengan menggunakan pengukuran secara
manual. Tegangan ultimate adalah beban tertinggi yang bekerja pada luas
penampang semula.
Tegangan luluh ( σy) hasilnya haruslah lebih kecil dari tegangan
maksimal atau tegangan Ultimate ( σu), sedangkan tegangan luluh
dinyatakan dengan rumus :
Bahan yang liat biasanya memiliki grafik uji tarik dimana titik yield
langsung dapat diketahui. Bahan yang tidak liat biasanya titik yield-nya tidak
dapat dilihat secara langsung. Dengan memberikan tambahan beban, maka
regangan mulai bertambah. Akibatnya kurva tegangan-regangan akan
memiliki kemiringan (slope) tertentu, kemudian kemiringannya berubah
menjadi keeil sehingga kurvanya mendatar dan terjadi perpanjangan yang
besar tanpa tambahan gaya tarik. Gejala ini dikenal sebagai peluluhan
(yielding) bahan dan tegangan pada daerah ini disebut tegangan luluh (yield
stress) atau merupakan kekuatan luluh bahan. Akhirnya pembebanan
mencapai harga maksimum dan tegangannya disebut tegangan tertinggi
(ultimate stress) atau merupakan kekauatan tarik bahan. Kondisi selanjutnya
diikuti pengurangan beban dan akhirnya putus (failure).
Apabila suatu bahan seperti paduan aluminium tidak memiliki titik
luluh yang jelas dan masih mengalami regangan-regangan besar setelah batas
luluh terlewati, maka suatu tegangan luluh sembarang dapat ditentukan
melalui metoda offset(offset method) (lihat gambar 3 ). Disini sebuah garis
lurus ditarik sejajar dengan bagian awal kurva yang linier pada diagram
tegangan-regangan yang berjarak 0,2% sampai 0,35% dari grafik keseluruhan
(Suherman, 1987: 14). Perpotongan garisoffset dengan kurva tegangan-
regangan (titik A pada gambar 3) didefinisikan sebagai tegangan luluh ( y
σ ).
Gambar 3. Penentuan tegangan luluh dengan metode
offset 0,2%
Kebanyakan bahan memiliki suatu daerah awal pada diagram
tegangan- regangan dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier. Jenis
kelakuan ini sangat penting dalam rekayasa dan mesin didesain untuk
berfungsi pada tegangan yang rendah dan agar menghindari terjadinya
deformasi plastis. Hubungan linier antara tegangan dan regangan dikenal
sebagai hukum Hooke serta dinyatakan oleh persamaan :
Dimana E adalah konstanta pembanding yang dikenal sebagai
modulus elastisitas dari bahan. Modulus elastisitas adalah kemiringan dari
diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier, dan harganya
tergantung pada bahan.
B. PEMBAHASAN
Bahan Uji Tarik
Spesimen dibuat dari bahan yang berasal dari pelek mobil bekas yang
kemudian di cor kembali. Pada uji tarik ini menggunakan standar ASTM
E8. Berikut ini adalah dimensi spesimen uji tarik:
Gambar 4. Dimensi Uji Tarik ASTM E8
Jumlah spesimen dalam pengujian ini adalah 4 batang dan diberi
beban sama sejumlah 4 ton per spesimen.
Alat Uji Tarik
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Mesin uji tarik Servopulser.
b. Mesin gergaji.
c. Kamera foto struktur makro.
d. Dapur crusibel tanah.
e. Mesin bubut.
f. Mesin Frais.
g. Kamera foto struktur mikro.
Proses Uji Tarik
Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik dari
material. Dengan demikian akan dapat diketahui kekuatan atau beban
maksimun dari material yang selanjutnya dapat diketahui kekuatan atau
beban luluhnya.
Langkah-langkah pengujian tarik adalah :
1. Siapkan spesimen yang akan diuji, yaitu dengan mengampelas
spesimen sampai dengan nomor ampelas 1500, tempatkan benda pada
mesin Servopulser dan jepit kedua ujung batang secara tegak lurus.
2. Siapkan milimeter book pada ploter yang sudah tersedia dalam mesin
uji.
3. Atur skala beban sesuai dengan yang kita kehendaki.
4. Penarikan dimulai dari beban nol dengan penambahan beban perlahan-
lahan dan merata sehingga tidak terjadi beban kejutan.
5. Selama penarikan berlangsung, berarti terjadi perpanjangan dan
pengecilan spesimen hingga putus.
6. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada kertas milimeter book yang
telah di pasang di dalamploter yang berupa grafik, serta penunjuk
beban maksimal pada alat Servopulser.
Gambar 5. Mesin uji tarik servopulser
Hasil Uji Tarik
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari
material aluminium tuang. Hasil pengujian tarik pada umumnya adalah
parameter kekuatan (kekuatan tarik dan kekuatan luluh), parameter
keliatan/keuletan yang ditunjukkan dengan adanya prosen perpanjangan
(e) dan prosen kontraksi atau reduksi (q) penampang patah dan bentuk-
bentuk penampang patah.
Pengujian dengan menggunakan mesin servopulser pada skala beban 4
ton dan menggunakan spesimen standar untuk pengujian tarik ASTM E8.
Pengujian tarik ini bertujuan untuk mendapatkan data kekuatan tarik
maksimal atau tegangan Ultimate. Dari hasil pengujian tarik didapatkan
data sebagai berikut:
Tabel 1. Data hasil uji tarik
Tabel 2. Data hasil uji tarik
Jadi tegangan maksimal (Ultimate) rata-rata dari material
logam alumunium ini adalah
5
BAB III
PENUTUP
Dari uraian diatas kita dapat mengetahui bahwa pengujian tarik sangat
dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk karena menghasilkan data
kekuatan material. Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi
informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung
bagi spesifikasi bahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian
yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan
berbagai informasi mengenai sifat-sifat logam.
DAFTAR PUSTAKA
B. H. Amstead, Teknologi Mekanik, Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta,
1987.
E. P Propov, Mekanika Teknik, Terjemahan Zainul Astamar Msc, Erlangga,
Jakarta, 1984.
.Ferdinand L. Singer, Andrew Pytel, Kekuatan Bahan, Terjemahan Ir. Darwin
Sebayang, Erlangga, Jakarta, 1980.
George E. Dieter, Metalurgi Mekanik, Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga,
Jakarta, 1988.
Surdia, T. dan Cijiiwa K, 1991, Teknik Pengecoran Logam, PT Pradnya
Paramita, Jakarta.
Surdia, T. dan Shinroku, 1992, Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya
Paramita, Jakarta.
file:///E:/D-Langkah-langkah-Pengujian.htm pukul 19.45 wib