LAPORAN PENGUJIAN BAHAN ~ R.M.Lutfi

Tuesday, July 7, 2015

LAPORAN PENGUJIAN BAHAN

1:41 AM

R.M.Lutfi

LAPORAN PENGUJIAN BAHAN

PENGUJIAN BAHAN

Dosen Pengampu:

Shohihatur Rohman

Disusun oleh:

Wahyu Santo Aji 5201413035

Mohammad Rikzam Kamal 5201413036

Aji Anjang Mas 5201413037

Hafidz Dienur Rahmawan 5201413038

Beni Fajar Ramadhan 5201413039

Miftah Yanottama 5201413040

Achmad Nurul Chusaeni 5201413041

Rozaq Mustofa Lutfi 5201413042

Alfian Wahyu P. 5201413043

Egi Fajar Setiawan 5201413044

Khoiril Yasin Thohari 5201413091

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

JUNI 2015

KATA PENGATAR

Puji syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-Nya saya masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan tugas ini. Tidak lupa juga Saya capkan terima kasih kepada dosen pengujian bahan yang telah membimbing kami agar dapat mengerti tentang bagaimana cara menyusun laporan ini. Laporan ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang pengujian bahan. Dengan penuh kesabaran tugas ini dapat terselesaikan. Semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi para pelajar ataupun, umum khususnya pada diri kami sendiri dan semua yang membaca laporan ini, Dan mudah mudahan juga dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca .

Dalam penyelesaian tugas ini kami banyak menerima bantuan dan dukungan dari banyak pihak, dan kesempatan ini kami berterimakasih kepada :

1. Kedua orang tua kami yang telah memberikan kasih sayang dan dukungan baik Moril maupun Materiil sehingga kami dapat menyelesaikan laporan akhir ini.

Akhir kata kami sebagai penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Dari kami mungkin masih ada kekurangan dan kesalahan, oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan buku ini..

Semarang, 30 Juni 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar...................................................................................................... ii

DAFTAR ISI......................................................................................................... iii

BAB II

1. Latar Belakang..................................................................................... 2

2. Tujuan ................................................................................................ 3

3. Sistematika Penulisan.......................................................................... 7

BAB II

1. Landasan Teori................................................................................... 3

2. Uji Impak .......................................................................................... 3

3. Uji Kekerasan..................................................................................... 7

4. Uji Tarik............................................................................................ 11

BAB III PENGUJIAN

1. Membuat Spesimen............................................................................. 21

2. Pengujian Impak.................................................................................. 23

3. Pengujian Kekerasan............................................................................ 24

4. Pengujian Tarik.................................................................................... 25

BAB IV HASIL PENGUJIAN

1. Hasil Pengujian Impak......................................................................... 28

2. Hasil Pengujian Kekerasan................................................................... 34

3. Hasil Pengujian Tarik........................................................................... 36

BAB V HASIL PENGUJIAN

A. Latar Belakang Keluarga..................................................................... 38

B. SARAN............................................................................................... 38

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Sekarang ini kebutuhan akan material terutama logam sangatlah penting. Besi dan baja merupakan salah satu kebutuhan yang mendasar untuk suatu konstruksi. Dengan berbagai macam kebutuhan sifat mekanik yang dibutuhkan oleh suatu material ialah berbeda-beda. Sifat mekanik tersebut terutama meliputi kekerasan, keuletan, kekuatan, ketangguhan, serta sifat mampu mesin yang baik. Dengan sifat pada masing-masing material berbeda, maka banyak metode untuk menguji sifat apa sajakah yang dimiliki oleh suatu material tersebut. Uji impak merupakan salah satu metode yang digunakkan untuk mengetahui kekuatan, kekerasan, serta keuletan material. Oleh karena itu uji impak banyak dipakai dalam bidang menguji sifat mekanik yang dimiliki oleh suatu material tersebut.

Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Agar dapat memahami uji impak terlebih dahulu mengamati fenomena yang terjadi terhadap suatu kapal yang berada pada suhu rendah ditengah laut, sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan mudah patah. Disebabkan laut memiliki banyak beban (tekanan) dari arah manapun. Kemudian kapal tersebut menabrak gunung es, sehingga tegangan yang telah terkonsentrasi disebabkan pembebanan sebelum sehingga menyebabkan kapal tersebut terbelah dua. Dalam Pengujian Mekanik, terdapat perbedaan dalam pemberian jenis beban kepada material. Uji tarik, uji tekan, dan uji punter adalah pengujian yang menggunakan beban statik. Sedangkan uji impak (fatigue) menggunakan jenis beban dinamik. Pada uji impak, digunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Perbedaan dari pembebanan jenis ini dapat dilihat pada strain rate. Pada pembebanan cepat atau disebut dengan beban impak, terjadi proses penyerapan energi yang besar dari energi kinetik suatu beban yang menumbuk ke spesimen. Proses penyerapan energi ini, akan diubah dalam berbagai respon material seperti deformasi plastis, efek histerisis, gesekan, dan efek inersia.

3.Tujan Percobaan

1. Tujuan instruksional umum

Mahasiswa mampu melakukan pengujian impack, kekerasan, dan tarik material.

2. Tujuan intruksional khusus

Mahasiswa mampu menganalisa kekuatan dari setiap pengujian

4.Sistematika penulisan

pada laporan ini terdiri dari lima bab. Bab I menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, dan sistematika penulisan. Bab II menjelaskan mengenai dasar teori yang berisi mengenai teori singkat untuk mendukung sebuah percobaan yang telah dilakukan, Bab III menjelaskan mengenai metode percobaan, yang berupa, alat & bahan, serta prosedur percobaan. Bab IV menjelaskan mengenai data-data percobaan yang telah dicatat saat melakukan praktikum, baik berupa tabel ataupun foto Bab V berupa kesimpulan percobaan dan saran untuk praktikum selanjutnya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.Landasan Teori

a. Uji Impack

Beberapa perangkat pada otomotif dan transmisi serta bagian-bagian pada kereta api dan lain, akan mengalami suatu beban kejutan atau beban secara mendadak dalam pengoperasianya. Maka dari itu ketahanan suatu material terhadap beban mendadak, serta faktor-faktor yang mempengaruhi sifat material tersebut perlu diketahui dan diperhatikan.

Pengujian ini berguna untuk melihat efek-efek yang ditimbulkan oleh adanya takikan, bentuk takikan, temperatur, dan faktor-faktor lainnya. Impact test bisa diartikan sebagai suatu tes yang mengukur kemampuan suatu bahan dalam menerima beban ztumbuk yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen dengan ayunan sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1.1

$Description: F:\contoh laporan\Laporan Praktikum Pengujian Mekanik Pengujian Impak (Impact test) - Material-is-me_files\impak1.PNG$

Bandul dengan ketinggian tertentu berayun dan memukul spesimen. Berkurangnya energi potensial dari bandul sebelum dan sesudah memukul benda uji merupakan energi yang diserap oleh spesimen.

$Description: F:\contoh laporan\laporan uji bahan impact test _ Design & Manufacture Engineering_files\2.jpg$

Besarnya energi impact (joule) dapat dilihat pada skala mesin penguji. Sedangkan besarya energi impact dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

E_o=W.h_o………....(1)

E₁= W.h₁………...(2)

∆E = E_o-E₁

= W (h_o- h₁)… .(3)

dari gambar 1.2 didapatkan h_o = ℓ - ℓcos α

= ℓ (1 - cos α)……(4)

h₁ = ℓ - ℓcos β

= ℓ (1 - cos β)…...( 5)

dengan subtitusi persamaan 4 dan 5 pada 3 di dapatkan :

∆E = W ℓ( cos β - cos α )……… (6)

dimana:

E_o= Energi awal (J)

E₁ = Energi akhir (J)

W = Berat bandul (N)

h_o = Ketinggian bandul sebelum dilepas (m)

h₁= Ketinggian bandul setelah dilepas (m)

ℓ = panjang lengan bandul (m)

α = sudut awal (^o)

β = sudut akhir (^o)

Untuk mengetahui kekuatan impact /impact strength (I_s) maka energi impact tersebut harus dibagi dengan luas penampang efektif spesimen (A) sehingga :

I_s = ∆E/A

= W ℓ( cos β - cos α )……… (7)

Pada suatu konstruksi, keberadaan takik atau nocth memegang peranan yang amat berpengaruh terhadap kekuatan impact. Adanya takikan pada kerja yang salah seperti diskotinuitas pada pengelasan, atau korosi lokal bisa bersifat sebagai pemusat tegangan (stress concentration). Adanya pusat tegangan ini dapat menyebabkan material brittle (getas), sehingga patah pada beban di bawah yield strength.

Ada tiga macam bentuk takikan pada pengujian impact yakni takikan type A (V), type B (key hole) dan type C (U) sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

$Description: F:\contoh laporan\laporan uji bahan impact test _ Design & Manufacture Engineering_files\3.jpg$

Fracture atau kepatahan pada suatu material dapat digolongkan sebagaibrittle (getas) atau ductile (ulet). Suatu material yang mengalami kepatahan tanpa mengalami deformasi plastis dikatakan patah secara brittle. Sedangkan apabila kepatahan didahului dengan suatu deformasi plastis dikatakan mengalami ductile Fracture. Material yang mengalami brittle Fracture hanya mampu menahan energi yang kecil saja sebelum mengalami kepatahan. Perbedaan permukaan kedua jenis patahan sebagaimana ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

$Description: F:\contoh laporan\laporan uji bahan impact test _ Design & Manufacture Engineering_files\4.jpg$

Metode Pengujian Impact

Metode pengujian impact dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

a) Metode Charpy

$Description: F:\contoh laporan\laporan uji bahan impact test _ Design & Manufacture Engineering_files\5.jpg$

Gambar 1.5. Metode Charpy

Pada metode sebagaimana ditunjukkan pada gambar1.5.a, spesimen diletakkan mendatar dan kedua ujung spesimen ditumpu pada suatu landasan. Letak takikan (notch) tepat ditengah dengan arah pemukulan dari belakang takikan. Biasanya metode ini digunakan di Amerika dan banyak negara yang lain termasuk Indonesia.

b) Metode izod

$Description: F:\contoh laporan\laporan uji bahan impact test _ Design & Manufacture Engineering_files\6.jpg$

Gambar 1.6. Metode Izod

Pada metode ini sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1.5.b, spesimen dijepit pada salah satu ujungnya dan diletakkan tegak. Arah pemukulan dari depan takikan. Biasanya metode ini digunakan di Negara Inggris.

b. Uji Kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis.

Rockwell (HR / RHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

Dibawah ini adalah rumus yang diberika pada uji kekerasan,Rumusk mencari Rockwelldan Brinell ini untuRumusnya adalah sebagai berikut :

HR = E – e...................................................(1)

Dibawah ini adalah arti dari rumus diatas,bisa dilihat sebagai berikut :

F0 = Beban Minor(Minor Load) (kgf)

F1 = Beban Mayor(Major Load) (kgf)

F = Total beban (kgf)

E = Jarak antara kondisi 1 & kondisi 3 yang dibagi dengan 0.002 mm

E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line

HR = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness

(anonim,2013)

Scale	Indentor	F0 (kgf)	F1 (kgf)	F (kgf)	E	Jenis Material Uji
A	Diamond cone	10	50	60	100	Exremely hard materials, tugsen carbides, dll
B	1/16" steel ball	10	90	100	130	Medium hard materials, low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu, dll
C	Diamond cone	10	140	150	100	Hardened steels, hardened and tempered alloys
D	Diamond cone	10	90	100	100	Annealed kuningan dan tembaga
E	1/8" steel ball	10	90	100	130	Berrylium copper,phosphor bronze, dll
F	1/16" steel ball	10	50	60	130	Alumunium sheet
G	1/16" steel ball	10	140	150	130	Cast iron, alumunium alloys
H	1/8" steel ball	10	50	60	130	Plastik dan soft metals seperti timah
K	1/8" steel ball	10	140	150	130	Sama dengan H scale
L	1/4" steel ball	10	50	60	130	Sama dengan H scale
M	1/4" steel ball	10	90	100	130	Sama dengan H scale
P	1/4" steel ball	10	140	150	130	Sama dengan H scale
R	1/2" steel ball	10	50	60	130	Sama dengan H scale
S	1/2" steel ball	10	90	100	130	Sama dengan H scale
V	1/2" steel ball	10	140	150	130	Sama dengan H scale

Tabel.1 Rockwell Hardness Scales (anonim,2013)

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 pada permukaan material uji tersebut (spesimen).

Dibawah ini adalah keterangan dari rumus diatas,bisa dilihat sebagai berikut :

D         = Diameter bola (mm)
d          = impression diameter (mm)
F          = Load (beban) (kgf)
HB      = Brinell result (HB)

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap indentasi / penetrasi.Beberapa definisi kekerasan antara lain :

1. Energi yang diserap pada beban Impact (Kekerasan Pantul)

2. Ketahanan terhadap goresan (Kekerasan Goresan)

3. Ketahanan terhadap abrasi (Kekerasan Abrasi)

4. Ketahan terhadap pemotongan / pengeboran (Mampu Mesin)

Indentor terbuat dari baja yang diperkeras berbentuk bola dan selain itu ada juga yang berbentuk kerucut intan lihat gambar. Indentor bola mempunyai ukuran diameter masing-masing 1,588, 3,175, 6,350 dan 12,70 mm. Sedangkan beban yang tersedia adalah 10, 60, 100 dan 150 kg.

Pengujian kekerasan Brinell

Pengujian kekerasan Brinell menggunakan penumbuk (penetrator) yang terbuat dari bola baja yang diperkeras (atau tungsten carbide). Selama pembebanan, beban ditahan 10 sampai 30 detik. Pemilihan beban tergantung dari kekerasan material, semakin keras material maka beban yang diterapkan juga semakin besar.

. 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 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). Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu :

Pengujian Kekerasan RockwellMicro 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 seperti keramik.

c. Uji Tarik

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu [Askeland, 1985]. 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.

Description: https://sersasih.files.wordpress.com/2011/07/untitled.jpg?w=300&h=234

Gambar 1. Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar.

Seperti pada gambar 1 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. Dimana 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 valid adalah; bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain.

Bentuk dan Dimensi Spesimen uji

Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8 atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi di daerah gage length.

b. Grip and Face Selection

Face dan grip adalah faktor penting. Dengan pemilihan setting yang tidak tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip (jaw break). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi di seluruh permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak bergesekan langsung dengan face.

Beban yang diberikan pada bahan yang di uji ditransmisikan pada pegangan bahan yang di uji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan estándar baku pengujian.

Description: https://sersasih.files.wordpress.com/2011/07/untitled1.jpg?w=300&h=132

Gambar 2. Dimensi dan ukuran spesimen untuk uji tarik

Kurva tegangan-regangan teknik dibuat dari hasil pengujian yang didapatkan.

Description: https://sersasih.files.wordpress.com/2011/07/untitled2.jpg?w=614

Gambar 3. Contoh kurva uji tarik

Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan teknik tersebut diperoleh dengan cara membagi beban yang diberikan dibagi dengan luas awal penampang benda uji. Dituliskan seperti dalam persamaan 2.1 berikut:

s= P/A0

Keterangan ; s : besarnya tegangan (kg/mm²)

P : beban yang diberikan (kg)

A₀ : Luas penampang awal benda uji (mm²)

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik adalah regangan linier rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan yang dihasilkan setelah pengujian dilakukan dengan panjang awal. Dituliskan seperti dalam persamaan 2.2 berikut.

Keterangan ; e : Besar regangan

L : Panjang benda uji setelah pengujian (mm)

Lo : Panjang awal benda uji (mm)

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik, laju regangan, temperatur dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan pengurangan luas. Dan parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan dua yang terakhir menyatakan keuletan bahan.

Bentuk kurva tegangan-regangan pada daerah elastis tegangan berbanding lurus terhadap regangan. Deformasi tidak berubah pada pembebanan, daerah remangan yang tidak menimbulkan deformasi apabila beban dihilangkan disebut daerah elastis. Apabila beban melampaui nilai yang berkaitan dengan kekuatan luluh, benda mengalami deformasi plastis bruto. Deformasi pada daerah ini bersifat permanen, meskipun bebannya dihilangkan. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan deformasi plastis akan bertambah besar dengan bertambahnya regangan plastik.

Pada tegangan dan regangan yang dihasilkan, dapat diketahui nilai modulus elastisitas. Persamaannya dituliskan dalam persamaan

Keterangan ; E : Besar modulus elastisitas (kg/mm²),

e : regangan

σ : Tegangan (kg/mm²)

Pada mulanya pengerasan regang lebih besar dari yang dibutuhkan untuk mengimbangi penurunan luas penampang lintang benda uji dan tegangan teknik (sebanding dengan beban F) yang bertambah terus, dengan bertambahnya regangan. Akhirnya dicapai suatu titik di mana pengurangan luas penampang lintang lebih besar dibandingkan pertambahan deformasi beban yang diakibatkan oleh pengerasan regang. Keadaan ini untuk pertama kalinya dicapai pada suatu titik dalam benda uji yang sedikit lebih lemah dibandingkan dengan keadaan tanpa beban. Seluruh deformasi plastis berikutnya terpusat pada daerah tersebut dan benda uji mulai mengalami penyempitan secara lokal. Karena penurunan luas penampang lintang lebih cepat daripada pertambahan deformasi akibat pengerasan regang, beban sebenarnya yang diperlukan untuk mengubah bentuk benda uji akan berkurang dan demikian juga tegangan teknik pada persamaan (1) akan berkurang hingga terjadi patah.

Dari kurva uji tarik yang diperoleh dari hasil pengujian akan didapatkan beberapa sifat mekanik yang dimiliki oleh benda uji, sifat-sifat tersebut antara lain [Dieter, 1993]:

Kekuatan tarik

Kuat luluh dari material

Keuletan dari material

Modulus elastic dari material

Kelentingan dari suatu material

Ketangguhan.

ü Kekuatan Tarik

Kekuatan yang biasanya ditentukan dari suatu hasil pengujian tarik adalah kuat luluh (Yield Strength) dan kuat tarik (Ultimate Tensile Strength). Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength / UTS), adalah beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda uji.

di mana, S_u= Kuat tarik

P_mak_s = Beban maksimum

A₀ = Luas penampang awal

Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum dimana logam dapat menahan sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas.

Tegangan tarik adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan bahan. Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum, di mana logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Akan ditunjukkan bahwa nilai tersebut kaitannya dengan kekuatan logam kecil sekali kegunaannya untuk tegangan yang lebih kompleks, yakni yang biasanya ditemui. Untuk berapa lama, telah menjadi kebiasaan mendasarkan kekuatan struktur pada kekuatan tarik, dikurangi dengan faktor keamanan yang sesuai.

Kecenderungan yang banyak ditemui adalah menggunakan pendekatan yang lebih rasional yakni mendasarkan rancangan statis logam yang liat pada kekuatan luluhnya. Akan tetapi, karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dikenal, dan merupakan metode identifikasi bahan yang sangat berguna, mirip dengan kegunaan komposisi kimia untuk mengenali logam atau bahan. Selanjutnya, karena kekuatan tarik mudah ditentukan dan merupakan sifat yang mudah dihasilkan kembali (reproducible). Kekuatan tersebut berguna untuk keperluan spesifikasi dan kontrol kualitas bahan. Korelasi empiris yang diperluas antara kekuatan tarik dan sifat-sifat bahan misalnya kekerasan dan kekuatan lelah, sering dipergunakan. Untuk bahan-bahan yang getas, kekuatan tarik merupakan kriteria yang tepat untuk keperluan perancangan.

Tegangan di mana deformasi plastik atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastik yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastik mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti. Telah digunakan berbagai kriteria permulaan batas luluh yang tergantung pada ketelitian pengukuran regangan dan data-data yang akan digunakan.

Batas elastik sejati berdasarkan pada pengukuran regangan mikro pada skala regangan 2 X 10^-6 inci/inci. Batas elastik nilainya sangat rendah dan dikaitkan dengan gerakan beberapa ratus dislokasi.

Batas proporsional adalah tegangan tertinggi untuk daerah hubungan proporsional antara tegangan-regangan. Harga ini diperoleh dengan cara mengamati penyimpangan dari bagian garis lurus kurva tegangan-regangan.

Batas elastik adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh bahan tanpa terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada saat beban telah ditiadakan. Dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan, nilai batas elastiknya menurun hingga suatu batas yang sama dengan batas elastik sejati yang diperoleh dengan cara pengukuran regangan mikro. Dengan ketelitian regangan yang sering digunakan pada kuliah rekayasa (10^-4 inci/inci), batas elastik lebih besar daripada batas proporsional. Penentuan batas elastik memerlukan prosedur pengujian yang diberi beban-tak diberi beban (loading-unloading) yang membosankan.

ü Kekuatan luluh (yield strength)

Salah satu kekuatan yang biasanya diketahui dari suatu hasil pengujian tarik adalah kuat luluh (Yield Strength). Kekuatan luluh ( yield strength) merupakan titik yang menunjukan perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis [Dieter, 1993]. Besar tegangan luluh dituliskan seperti pada persamaan 2.4, sebagai berikut.

Keterangan ; Ys : Besarnya tegangan luluh (kg/mm²)

Py : Besarnya beban di titik yield (kg)

Ao : Luas penampang awal benda uji (mm²)

Tegangan di mana deformasi plastis atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastis yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastis mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti.

Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan. Definisi yang sering digunakan untuk sifat ini adalah kekuatan luluh ditentukan oleh tegangan yang berkaitan dengan perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis yang sejajar dengan elastis ofset kurva oleh regangan tertentu. Di Amerika Serikat offset biasanya ditentukan sebagai regangan 0,2 atau 0,1 persen (e = 0,002 atau 0,001)

Cara yang baik untuk mengamati kekuatan luluh offset adalah setelah benda uji diberi pembebanan hingga 0,2% kekuatan luluh offset dan kemudian pada saat beban ditiadakan maka benda ujinya akan bertambah panjang 0,1 sampai dengan 0,2%, lebih panjang daripada saat dalam keadaan diam. Tegangan offset di Britania Raya sering dinyatakan sebagai tegangan uji (proff stress), di mana harga ofsetnya 0,1% atau 0,5%. Kekuatan luluh yang diperoleh dengan metode ofset biasanya dipergunakan untuk perancangan dan keperluan spesifikasi, karena metode tersebut terhindar dari kesukaran dalam pengukuran batas elastik atau batas proporsional.

ü Pengukuran Keliatan (keuletan)

Keuleten adalah kemampuan suatu bahan sewaktu menahan beban pada saat diberikan penetrasi dan akan kembali ke baentuk semula.Secara umum pengukuran keuletan dilakukan untuk memenuhi kepentingan tiga buah hal [Dieter, 1993]:

Untuk menunjukan elongasi di mana suatu logam dapat berdeformasi tanpa terjadi patah dalam suatu proses suatu pembentukan logam, misalnya pengerolan dan ekstrusi. Untuk memberi petunjuk secara umum kepada perancang mengenai kemampuan logam untuk mengalir secara pelastis sebelum patah. Sebagai petunjuk adanya perubahan permukaan kemurnian atau kondisi pengolahan

ü Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah ukuran kekuatan suatu bahan akan keelastisitasannya. Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian tegangan.Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom, karena gaya-gaya ini tidak dapat dirubah tanpa terjadi perubahan mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus elastisitas salah satu sifat-sifat mekanik yang tidak dapat diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin.

Secara matematis persamaan modulus elastic dapat ditulis sebagai berikut.

Dimana, s = tegangan

ε = regangan

Tabel 1 Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu [Askeland, 1985]

Description: https://sersasih.files.wordpress.com/2011/07/untitled10.jpg?w=614

BAB III

PENGUJIAN

A. PENGUJIAN

1. Membuat Spesimen

a. Alat dan Bahan

1) Alat

a) Kertas Minyak

b) Keramik,

c) Penggaris

2) Bahan

a) Serbuk kayu

b) Kertas

c) Serat Fiber

d) Resin 3 liter

e) Kobalt (perekat)

f) Katalis (pengeras)

b. Proses Pembuatan

1) Pembuatan bahan agar siap dibuat specimen

a) Serbuk Kayu : Serbuk kayu yang sudah diambil dikeringkan terlebih dahulu hingga kadar air hilang. Hal tersebut bertujuan untuk mempermudah proses pengerasan.

b) Kertas : kertas disobek-sobek dan direndam air semalaman, kemudian dikeringkan di atas papan yang datar.Diatur juga ketebalannya yaitu 2 mm. Kemudian dipotong dengan ukuran 25 x 25 cm

c) Fiber : Untuk bahan fiber merupakan bahan jadi yang sudah siap untuk dibuat specimen yaitu dicampur langsung dengan resin.

2) Setelah bahan sudah siap semua, buatlah cetakan untuk specimen menggunakan kertas minyak yang sudah diukur dengan panjang 25 x 25 cm ditaruh diatas keramik. Tiap sisinya juga diberi keramik.

3) Campurkan antara resin, kobalt, dan katalis dengan takaran resin 1/3 liter, kobalt 4 tetes, dan katalis 2 tetes, kemudian diaduk.

4) Tuangkan campuran resin tersebutke dalam cetakan yang telah dibuat. Kemudian taburkan serbuk kayu di atasnya hingga merata dan semua bagian tertutup serbuk kayu. Tunggu beberapa saat, lalu setelah sedikt mengeras campurkan lagi cairan resin dengan ketentuan takaran seperti pada poin 3. Tunggu selama 4 hari sampai specimen benar-benar mengeras.

5) Buat campuran antara resin, kobalt dan katalis. Seperti pada poin 3 untuk membuat specimen dari bahan kertas.

6) Tuangkan campuran resin tersebut pada cetakan seperti pada poin 2, kemudian diatasnya taruh lapisan kertas yang telah dikeringkan. Dan kemudian diatasnya dituangkan lagi campuran resin. Tunggu sekitar 1 hari sampai spesimen mengeras sempurna.

7) Buat campuran antara resin, kobalt dan katalis. Seperti pada poin 3 untuk membuat specimen dari bahan fiber.

8) Tuangkan campuran resin tersebut pada cetakan seperti pada poin 2, kemudian diatasnya dilapisi dengan fiber. Dan kemudian diatasnya dituangkan lagi campuran resin. Tunggu sekitar 1 hari sampai spesimen mengeras sempurna.

2. Pengujian Impack

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji impak\20150617_144534.jpg$

Gambar mesin uji impack

a. Alat dan Bahan

1) Alat penguji impack

2) Jangka Sorong

3) Spesimen yang telah dibuat

b. Langkah Kerja

1) Siapkan alat dan bahan,

2) Ukur Spesimen yang telah dibuat menggunakan jangka sorong. Ukur pada bagian Lebar dan ketebalan,

3) Hitung rata-rata dari lebar dan ketebalan specimen,

4) Setting mesin uji impak dengan memasukan data lebar dan tebal spesimen,

5) Pasang specimen pada penahan mesin uji impak, luruskan takikan pada mata pemukul,

6) Angkat pendulung,

7) Lakukan pengujian dengan melepaskan pendulung,

8) Lakukan lankah yang sama pada specimen yang lainnya,

9) Setelah sudah teruji semua, print hasil pengujian,

10) Setelah selesai bersihkan alat dan tempat praktik.

3. Pengujian Kekerasan

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\Uji\20150618_105744.jpg$

Gb. Alat uji Kekerasan

a. Alat dan Bahan

1) mesin uji kekerasan Brinell (Brinell Hardness Test)

2) indentor bola (bola baja atau bola carbide)

3) benda uji ukuran 10cmx10cm yang sudah di gerinda

4) amplas halus

5) Spidol

6) Pulpen

7) Kertas

b. Langkah Kerja

1) Siapkan Alat dan Bahan terlebih dahulu

2) Pasang Indentor bola baja

3) Taruh spesimen pada tempatnya

4) Tekan tuas Minor Load

5) Kencangkan spesimen hingga jarum bergerak mendekati titik H/B

6) Settingkan pada titik 0 kemudian lepas tuas Mayor Load

7) Sehingga terjadi penekanan, amati sampai jarum berhenti dan catat skala indikatornya

4. Pengujian Tarik

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji tarik\IMG_20150625_101023.jpg$

Gb. Alat Uji tarik

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji tarik\IMG_20150625_101028.jpg$

Gb. Alat Uji tarik

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji tarik\IMG_20150625_101020.jpg$

Gb. Alat Uji tarik

v Alat dan Bahan

ü mesin uji Tarik

ü benda uji

ü amplas halus

ü Spidol

ü Gerinda

ü Kikir

ü Pulpen

ü Kertas

Langkah-langkah uji tarik

· Siapkan alat dan bahan untuk uji tarik

· Ukur benda kerja terlebih dahulu sebelum diuji

· Cek mesin uji tarik

· Nyalakan mesin uji tarik

· Kalibrasi mesin uji tarik

· Pasang benda uji pada cekam mesin

· Kencangkan dengan menekantuas pada cekam

· Putar tombol penentu kekuatan tarik untuk memulai penarikan sampai terbentuk takikan atau sampai benda kerja patah

· Tulis hasil dari penarikan benda uji yaitu F yield dan F max

· Lepas benda uji pada cekam

· Lakukan seperti langkah diatas untuk menguji benda selanjutnya

BAB IV

HASIL PENGUJIAN

c. Hasil Pengujian Impack

1) Spesimen 1.

Tebal 1 =21,40

Tebal 2 = 22,10

Tebal 3 = 20,60

Tebal rata-rata =21,37

Lebar 1 = 16,5

Lebar 2 = 16,2

Lebar 3 =15,1

Lebar rata-rata =15,93

Gb. Hasil pengujian impak 1

2) Spesimen 2.

Tebal 1 =21,4

Tebal 2 = 21,0

Tebal 3 = 21,4

Tebal rata-rata =21,27

Lebar 1 = 16,2

Lebar 2 = 16,2

Lebar 3 = 16,8

Lebar rata-rata =16,4

Gb. Hasil pengujian impak 2

3) Spesimen 3.

Tebal 1 = 21,7

Tebal 2 = 20,9

Tebal 3 = 21,7

Tebal rata-rata =21,43

Lebar 1 = 14,7

Lebar 2 = 15,6

Lebar 3 = 16,4

Lebar rata-rata = 15,56

Gb. Hasil uji impak 3.

4) Spesimen 4.

Tebal 1 = 20,6

Tebal 2 = 19,5

Tebal 3 = 19,1

Tebal rata-rata = 19,73

Lebar 1 = 12,9

Lebar 2 = 12,4

Lebar 3 = 11,9

Lebar rata-rata = 12,4

Gb. Hasil uji impak 4.

5) Spesimen 5.

Tebal 1 = 20,5

Tebal 2 = 20,8

Tebal 3 = 21,7

Tebal rata-rata = 21,0

Lebar 1 = 16,5

Lebar 2 = 14,8

Lebar 3 = 13,8

Lebar rata-rata = 15,03

Gb. Hasil Uji impak 5

6) Spesimen 6.

Tebal 1 = 18,0

Tebal 2 = 18,4

Tebal 3 = 19,0

Tebal rata-rata = 18,46

Lebar 1 = 12,6

Lebar 2 = 12,3

Lebar 3 = 12,8

Lebar rata-rata = 12,56

7) Spesimen 7.

Tebal 1 = 19,00

Tebal 2 = 19,50

Tebal 3 = 17,72

Tebal rata-rata = 18,74

Lebar 1 = 19,60

Lebar 2 = 19,53

Lebar 3 = 18,38

Lebar rata-rata = 19,17

8) Spesimen 8.

Tebal 1 = 16,28

Tebal 2 = 17,00

Tebal 3 = 17,34

Tebal rata-rata = 16,87

Lebar 1 = 23,4

Lebar 2 = 21,90

Lebar 3 = 20,16

Lebar rata-rata = 21,87

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji impak\20150617_145128.jpg$

Gb Hasil uji impak 8

9) Spesimen 9.

Tebal 1 = 15,3

Tebal 2 = 16,8

Tebal 3 = 13,8

Tebal rata-rata = 15,4

Lebar 1 = 19,72

Lebar 2 = 21,12

Lebar 3 = 19,30

Lebar rata-rata = 20,04 `

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji impak\20150617_145614.jpg$

Gb. Hasil Uji impak 9

Spesimen 1. Tebal 1 =21,40 Tebal 2 = 22,10 Tebal 3 = 20,60 Tebal rata-rata =21,37 Lebar 1 = 16,5 Lebar 2 = 16,2 Lebar 3 =15,1 Lebar rata-rata =15,93	Spesimen 2. Tebal 1 =21,4 Tebal 2 = 21,0 Tebal 3 = 21,4 Tebal rata-rata =21,27 Lebar 1 = 16,2 Lebar 2 = 16,2 Lebar 3 = 16,8 Lebar rata-rata =16,4	Spesimen 3. Tebal 1 = 21,7 Tebal 2 = 20,9 Tebal 3 = 21,7 Tebal rata-rata =21,43 Lebar 1 = 14,7 Lebar 2 = 15,6 Lebar 3 = 16,4 Lebar rata-rata = 15,56
Spesimen 1. Sudut buang = 61 Energi buang = 942.09	Spesimen 2. Sudut buang = 119.75 Energi buang = 224.56	Spesimen 3. Sudut buang = 111.60 Energi buang = 330.33
Spesimen 4. Tebal 1 = 20,6 Tebal 2 = 19,5 Tebal 3 = 19,1 Tebal rata-rata = 19,73 Lebar 1 = 12,9 Lebar 2 = 12,4 Lebar 3 = 11,9 Lebar rata-rata = 12,4	Spesimen 5 Tebal 1 = 20,5 Tebal 2 = 20,8 Tebal 3 = 21,7 Tebal rata-rata = 21,0 Lebar 1 = 16,5 Lebar 2 = 14,8 Lebar 3 = 13,8 Lebar rata-rata = 15,03	Spesimen 6. Tebal 1 = 18,0 Tebal 2 = 18,4 Tebal 3 = 19,0 Tebal rata-rata = 18,46 Lebar 1 = 12,6 Lebar 2 = 12,3 Lebar 3 = 12,8 Lebar rata-rata = 12,56
Spesimen 1. Sudut buang = 122.75 Energi buang = 204.76	Spesimen 2. Sudut buang = 126.90 Energi buang = 177.39	Spesimen 3. Sudut buang = 110.30 Energi buang = 373.78
Spesimen 7. Tebal 1 = 19,00 Tebal 2 = 19,50 Tebal 3 = 17,72 Tebal rata-rata = 18,74 Lebar 1 = 19,60 Lebar 2 = 19,53 Lebar 3 = 18,38 Lebar rata-rata = 19,17	Spesimen 8. Tebal 1 = 16,28 Tebal 2 = 17,00 Tebal 3 = 17,34 Tebal rata-rata = 16,87 Lebar 1 = 23,4 Lebar 2 = 21,90 Lebar 3 = 20,16 Lebar rata-rata = 21,87	Spesimen 9. Tebal 1 = 15,3 Tebal 2 = 16,8 Tebal 3 = 13,8 Tebal rata-rata = 15,4 Lebar 1 = 19,72 Lebar 2 = 21,12 Lebar 3 = 19,30 Lebar rata-rata = 20,04
Spesimen 7. Sudut buang = 111.65 Energi buang = 309.31	Spesimen 8. Sudut buang = 117.45 Energi buang = 252.46	Spesimen 9. Sudut buang = 112.35 Energi buang = 301.44

Hasil Uji Kekerasan

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\Uji\20150618_113554.jpg$

Gb. Pengujian Komposit kertas

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\Uji\20150618_105753.jpg$

Gb. Pengujian Komposit Serat kaca

Komposit serat kaca

40,5 HRC	43,5 HRC	45,5 HRC
43,5 HRC	45,5 HRC	54 HRC
52 HRC	64,5 HRC	58,5 HRC

Komposit Kertas

50,5 HRC	39 HRC	32 HRC
37 HRC	43,5 HRC	24 HRC
50 HRC	26 HRC	69 HRC

Komposit Serbuk Kayu

52 HRC	70 HRC	73 HRC
93 HRC	90 HRC	88 HRC
85 HRC	92 HRC	46 HRC

HASIL PENGUJIAN UJI TARIK

$Description: C:\Users\Rozaq ML\AppData\Local\Microsoft\Windows\Temporary Internet Files\Content.Word\IMG_20150701_221357.jpg$

$Description: F:\kuliah\semester 4\pengujian bahan\pengujian bahan\uji tarik\IMG_20150625_101842.jpg$

Gb. Hasil Pengujian tarik

BAB V

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Pada setiap pengujian mempunyai hasil yang berbeda-beda. Untuk hasil pengujian impack komposit dengan campuran kayu mempunyai kekuatan yang tertinggi diantara ketiganya, kemudian komposit dengan campuran serat kaca di urutan kedua dan yang paling rendah kekuatanya adalah komposit dengan campuran kertas.

Untuk hasil pengujian tekan komposit dengan campuran kayu mempunyai kekuatan yang tertinggi diantara ketiganya, kemudian di lanjut komposit dengan campuran serat kaca di urutan kedua dan yang paling rendah adalah komposit dengan campuran kertas

Untuk hasil pengujian tarik komposit dengan campuran serat kaca mempunyai kekuatan uji tarik yang paling tinggi, kemudian di lanjut dengan komposit dengan campuran kertas dan terakhir adalah komposit dengan campuran serbuk kayu yang paling rendah nilai uji tariknya.

B. SARAN

Untuk jurusan melengkapi alat-alat pengujian agar kita bisa belajar lebih nyaman. Untuk dosen alangkah baiknya jika mendampingi saat melakukan pengujian agar mahasiswa tidak melakukan kesalahan saat menguji. Untuk mahasiswa lebih giat dalam mencari informasi pengujian bahan, menambah referensi.

Buruan daftar

Tuesday, July 7, 2015