Laprak.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Dalam perancangan konstruksi mesin harus diupayakan menggunakan bahan seminimal mungkin. Karena setiap kelebihan berat yang tidak perlu akan berakibat terhambatnya fungsi atau kerja mesin serta memperbanyak biaya produksi.

Supaya

memaksimalkan

berbagai

hasil

dapat

tuntutan tercapai,

terhadap maka

efisisensi sifat-sifat

bahan bahan

serta seperti

mengoperasikan nya pada kondisi tertentu harus diuji. Penguji yang lainnya untuk menyelidiki kesalahan, perlakuan atau kelemahan bahan yang dapat timbul pada saat pembuatan, pengolahan atau pemakaian dalam konstruksi untuk mencapai maksud ini harus dlakukan serangkaian pengujian sesuaia dengan kekerasan. Kekerasan suatu bahan merupakan salah satu sifat mekanis bahan yang terpenting pengujian kekerasan bahan merupakan salah satu bentuk untuk pengujian yang sederhana, cepat dan relatif murah dibanding beberapa bentuk pengujian lain, namun diperlakukan untuk mengetahui kualitas bahan agar tercipta suatu konstruksi yang berkualitas tinggi. Definisi kekerasan sangat tergantung pada cara pengujian yang dilakukan, beberapa definisi kekerasan adalah sebagai berikut: a. Ketahanan terhadap identasi permanen akibat beban dinamis atau statis yang disebut dengan kekerasan identasi. b. Energi yang diserap impact disebut kekerasan pantul. c. Kekerasan terhadap goresan disebut kekuatan goresan. d. Ketahanan terhadap pemotongan disebut kekuatan mampu mesin.

1

Pengujian kekerasan yang banyak dilakukan adalah berdasarkan pada identifikasi permanen atau deformasi plastis akibat beban statis. Hasil pengujian kekerasan tidak dapat langsung dalam desain seperti halnya pengujian tarik, namun demikian pengujian kekerasan banyak dilakukan sebab hasilnya dapat digunakan sebagai berikut: a. Pada bahan yang sama dapat diklasifikasikan berdasarkan kekerasan. Dengan kekerasan tersebut dapat ditentukan penggunaan dari bahan tersebut. b. Sebagai kontrol kualitas dari produk seperti halnya mengetahui homogenitas akibat suatu proses pembentukkan dingin, pemaduan, heat treatment, cost hardening dan sebagainya. c. Dengan demikian dapat juga sebagai sarana kontrol terhadap proses tersebut.

1.2. Tujuan 1.2.1.

Pengujian Tarik Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain: a. Mengetahui sifat logam dengan uji tarik. b. Mengetahui tegangan luluh, ultimate tensile. c. Mengetahui kekuatan tarik bahan.

1.2.2.

Pengujian Impact Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain: a. Untuk mengetahui tegangan kejut yang dapat dialami oleh bahan. b. Untuk menentukan kekuatan suatu bahan. c. Untuk mengetahui bentuk alur akibat perpatahan suatu bahan

1.2.3.

Pengujian Kekerasan Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain: a. Memepelajari sifat logam dengan uji kekerasan. b. Mengetahui kualitas logam dengan uji kekerasan. c. Mengetahui struktur mikro dari benda uji

2

1.3. Manfaat Beberapa manfaat dari pengujian ini antara lain: a. Menambah pengetahuan bagi para praktikum khususnya tentang sifatsifat logam. b. Sebagai pelatihan dalam melakukan pengujian suatu bahan.

1.4. Batasan Masalah Pembatasan masalah yang diambil dalam laporan ini adalah: a. Pengujian Tarik b. Pengujian Impact c. Pengujian Kekerasan (Vickers)

3

BAB II DASAR TEORI 2.1. Pengujian Tarik

Pengujian tarik merupakan pengujian untuk menentukan sifat mekanis dari suatu material seperti tegangan maksimal, tegangan luluh dan tegangan. Umumnya benda uji yang digunakan adalah padat dan silindris, beberapa ada yang berbentuk lembaran plat maupun berbentuk seperti pipa dalam berbagai ukuran. Specimen kemudian dicekam diantara kedua penjepit pada mesin uji tarik dimana mesin ini dilengkapi dengan berbagai control sehingga specimen dapat diuji pada laju peregangan dan temperatur yang berbeda. Beban yang bekerja pada specimen serta perubahan panjang yang terjadi akibat beban itu semua dicatat pada diagram tegangan regangan. Sehingga kita bisa meneliti apa yang terjadi apabila batang uji tersebut diregangkan secara berangsur-angsur dari uji tarik suatu material. Sumbu horizontal adalah sumbu perpanjangan batang akibat gaya yang meregangkan yang dinyatakan dalam (N/mm2) dan sumbu vertical adalah sumbu gaya peregangannya

yang dinyatakan dalam persen (%). Dari

keterangan ini dapat ditulis persamaan yang berlaku. Besarnya harga kekuatan tarik atau tegangan maksimum adalah:

σ=

P A0

Dimana: P

= Beban atau Gaya (N)

σ

= Kekuatan Tarik Maksimum (N/mm2)

A0

= Luas Penampang Batang Mula-mula (mm2)

4

Besarnya harga regangan adalah:

σ = L1 − L0ΤL0 x 100%

Dimana:

ε

= Regangan (%)

L0

= Panjang Awal (mm)

L1

= Panjang Akhir (mm)

Pada awalnya dari titik 0 sampai dititik P berupa panjang yang elastic, dimana perpanjangan berbanding lurus dengan beban. Pada pembebanan tertentu dititik P garis mulai melengkung dan masih terjadi deformasi elastic. Apabila beban dinaikan lagi sampai titik VB maka akan terjadi deformasi plastis dan permanen yang cukup kuat, gejala ini disebut mulur atau mengulur. Karena terjadi proses mengulur maka beban akan turun sampai titik VA setelah melampaui fasa penguluran, benda akan bertambah sampai harga maksimum dititik S disertai deformasi yang permanen. Dari grafik dapat dihasilkan atau menunjukan adanya deformasi elastic dan deformasi permanen. 2.2. Pengujian Impact

Pengujian impact adalah pengujian yang digunakan untuk menentukan sifatsifat suatu material yang mendapatkan beban dinamis, sehingga dari

5

diketahui sifat ketangguhan suatu material baik dalam wujud liat maupun ulet serta getas. Apabila nilai atau harga impact semakin tinggi maka material tersebut memiliki keuletan yang tinggi. Dimana material uji dikatakan ulet jika patahan yang terjadi pada bidang patah tidak rata dan tampak berseratserat. Tetapi

apabila material getas, hasil

dari patahan tampak tara dan

mengkilap. Pada kondisi material ulet dapat mengalami patah getas dengan deformasi plastis yang sangat kecil, fenomena ini terjadi jika: 1. Temperatur rendah 2. Laju tegangan bertamban 3. Tarikan

Karena temperature dapat mempengaruhi material uji maka dalam melakukan pengujian, sebaiknya dilakukan pada suhu antara 20o sampai 22o. Alat yang digunakan adalah charpy test. Ada dua jenis batang uji standar yang digunakan, yaitu tarikan berbentuk V dan U. Dalam pengujian ini menggunakan tarikan berbentuk V. Bentuk material yang digunakan tarik berbentuk V karena dapat melokalisir energy patahan.

6

Karena temperature dapat mempengaruhi material uji maka dalam melakukan pengujian, sebaiknya dilakukan pada suhu antara

20o sampai

22o. Alat yang

digunakan adalah charpy test. Ada dua jenis batang uji standar yang digunakan, yaitu tarikan berbentuk V dan U. Dalam pengujian ini menggunakan tarikan berbentuk V. Bentuk material yang digunakan tarik berbentuk V karena dapat melokalisir energy patahan.

Harga impact dapat dicari dengan persamaan:

I = 𝑘 Τ𝐴

Dimana:

I

= Nilai Impact (Joule/ mm2)

k

= Energi Impact yang terserap (Joule)

A

= Luas Penampang (mm2)

7

2.3. Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan merupakan suatu pengujian yang digunakan untuk mengetahui harga kekerasan dari suatu material, dimana kekerasan dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap deformasi permanen oleh penekanan. Kekerasan dapat diukur dengan cara pengujian, dimana dalam praktikum ini pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan alat kekerasan Vickers (Vickers Hardness Tester) Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan

yang

dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besarnya sudut antara permukaan-permukaan piramida yang saling berhadapan adalah 136o. sudut ini dipilih karena nilai tersebut mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antara diameter kekakuan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell.

8

Angka kekerasan Vickers didefinisikan sebagai berikut:

VHN = 0,1891 𝑥 𝑃/𝑑2 Dimana:

VHN = Nilai kekerasan Vickers (N/mm2) P

= Beban Penekanan (N)

D

= diagonal rata-rata (mm)

yang mana d = (d1+d2)/2

Agar diperoleh nilai kekerasan yang cermat, sebaiknya harus diambil nilai ratarata dari pengujian sekurang-kurangnya tiga kali penekanan yang berdekatan. Uji Vickers sama halnya dengan pengujian lain, harus dilakukan pada suhu antara 18o sampai 28o, dan permukaan benda yang akan diuji juga harus diamplas sampai licin atau mengkilap dan juga harus dijaga supaya tidak terjadi perubahan struktur oleh pengerjaan tersebut. Selain itu, bidang penopang harus rata. Sehingga terletak rapat pada benda uji dan garis kerja penekanan juga harus tegak lurus dengan bidang uji.

Dalam melakukan pengujian Vickers tidak boleh diterapkan untuk uji kekerasan terhadap sobokan yang homogeny, karena ujung berlian mungkin Cuma mengenai lamena, grafit, sehingga diperoleh nilai kekerasan yang terlalu rendah.

Setelah penekanan pada alat Vickers selesai, maka specimen dapat dilihat hasil penekanan dengan mikroskop. Dengan pembesaran yang dikehendaki, baik 50x, 100x, 200x, 500x dan akan didapat diagonal atau diameter penekakan dari penetrator yang berupa bujur sangkar.

9

Keuntungan pada pengujian Vickers adalah: 1. Kerusakan pada benda uji tidak seberapa. 2. Penekanannya berbanding lurus dengan beban, jadi nilai kekerasan yang diperoleh tidak bergantung pada besarnya beban penekanan. 3. Tonjolan materi yang terjadi disudut-sudut adalah yang paling sedikit, oleh karena itu garis windu penekanan dapat diukur dengan seksama.

10

BAB III LANGKAH PENGUJIAN 3.1. Pengujian Tarik

1. Tentukan titik tengah pada bahan uji yang akan diuji 2. Mengukur dimensi benda uji, dimensi yang dihitung berupa panjang mula- mula dan diameter benda uji tersebut. 3. Hidupkan mesin uji tarik. 4. Cekam batang uji pada kedua penjepit dan kencangkan dengan keras. 5. Masukkan data-data yang diperlukan dalam Gotech testing machine software di komputer. 6. Klik “test” pada Gotech testing machine software untuk memulai pengujian. 7. Lihat proses uji tarik pada monitor dan akan terlihat grafik hubungan antara σ dan ε 8. Print hasil pengujian yang berupa diagram. 9. Lepas batang uji tersebut lalu ukur panjang akhir benda uji tersebut. 10. Catat hasil pengujian.

3.2. Pengujian Impact

1. Periksa jarum penunjuk angka, jika godam kapak menggantung bebas. 2. Naikkan godam kapak pada posisi awal dan jepit. 3. Tekan jarum penunjuk angka sampai menunjuk angka 300 kgf. 4. Tempatkan batang uji pada penampang, bila perlu stel kedua penampang. 5. Tekan kedua tangkai secara bersamaan untuk melepas kapak agar berayun kebawah. 6. Tekan tuas rem guna menghentikan godam kapak. 7. Catat hasil pengujian.

11

3.3. Pengujian Kekerasan Vikers 1. Persiapkan material yang akan diuji, mulai dari proses

pemotongan, pengamplasan dan specimen 2. Atur beban penekanan sesuai dengan yang dikehendaki 3. Atur waktu penekanan sesuai dengan ketentuan yang ada 4. Letakkan specimen pada meja uji dan naikkan sampai mendekati

penekanan, yaitu antara 0,2-0,5 mm

5. Tekan tombol start untuk menghidupkan mesin uji kekerasan Vickers,

mesin akan berjalan secara otomatis dengan menyalakan lampu penunjuk 6. Amati bekas injakan dengan menggunakan optic dengan cara

memutar rumah penekanan dan gantikan dengan lensa mikroskop 7. Dalam membaca hasil pengukuran dapat dilakukan dengan cara

a. Melepaskan garis vertical pada kaca dengan garis windu atau sudutsudut bujur sangkar, dan hitunglah jumlah strip yang bersinggungan dengan bujur sangkar tersebut b. Hitung strip garis vertical mulai dari tepi paling kiri sampai tepi paling kanan c. Perhatikan angka yang terdapat pada mikrometer d. Catat hasil pengujian yang terdapat pada micrometer

12

BAB IV DATA DAN ANALISA

a) Data Pengamatan /Lembar Kerja Praktikum Metalurgi

4.1.1. Uji Tarik Standar JIS Z 2201 DATA PERCOBAAN – Bahan

Material

Panjang

Panjang

D1 Awal

d2 Akhir

Awal

Akhir L1

(mm)

(mm)

L0 (mm)

(mm)

Bahan 1

102

134

14.2

9.5

Bahan 2

100

110

14

9.5

DATA GRAFIK Material

σ (N/mm3)

D0

A0

Fmax

Fyield

(mm)

(mm2)

(kN)

(kN)

Bahan 1

14,1

156,07

55,7

74,81

479,32 356,91

Bahan 2

14

153,86

52,36

74,81

467,82

y

u

332,5

 Bahan 1: 1. Tegangan Tarik Maksimum Diketahui : Fmax A0 Ditanya

: σt

= 55,7 kN = 5678,81 kg = 156,07 mm2 =?

Penyelesaian:

𝝈𝒕 =

𝑭𝒎𝒂𝒙 𝑨𝟎

σt = 36,3927 kg/mm2 13

2. Elongasi ɛ= =

𝑳𝟏−𝑳𝟎 𝑳𝟎

× 𝟏𝟎𝟎%

𝟏𝟑𝟒−𝟏𝟎𝟐 𝟏𝟎𝟐

× 𝟏𝟎𝟎%

= 0.31%%

σ

3. Tegangan Tarik Patah ( fracture) Diketahui:

Ff

= 3,893 kN = 396,98 kg

dpatah = 9.5 mm 𝟏

Apatah = . 𝝅. 𝒅𝒑𝒂𝒕𝒂𝒉𝟐 𝟒

= 70,84 mm2 σf = ?

Ditanya: Penyelesaian: σf = Ff / Apatah

σf = 5,6038 kg/mm2

 Bahan 2: 1. Tegangan Tarik Maksimum Diketahui : Fmax A0 Ditanya

: σt

= 52,36 kN = 5339,23 kg = 153,86 mm2 =?

Penyelesaian:

𝝈𝒕 =

𝑭𝒎𝒂𝒙 𝑨𝟎

σt = 34,7018 kg/mm2

14

2. Elongasi 𝑳𝟏−𝑳𝟎

ɛ = 𝑳𝟎×𝟏𝟎𝟎% 𝟏𝟏𝟎−𝟏𝟎𝟎

= 𝟏𝟎𝟎×𝟏𝟎𝟎% = 0,1%

σ

3. Tegangan Tarik Patah ( fracture) Diketahui:

Ff

= 3,893 kN = 396,98 kg

dpatah = 9,5 mm 𝟏

Apatah = . 𝝅. 𝒅𝒑𝒂𝒕𝒂𝒉𝟐 𝟒

= 70,84 mm2 σf = ?

Ditanya: Penyelesaian: σf = Ff / Apatah

σf = 5,603 kg/mm2

4.1.2. Uji Impact DATA PERCOBAAN Hasil Pengujian dengan menggunakan metode charpy

SPECIMEN

Dimensi (mm)

A

T

E1

ẞ

HI = ∆E/A

Tinggi Lebar

(mm2)

(ᵒC)

(J)

( ᵒ)

(Joule/mm2)

A

9,2

50

460

25

202

101

0,4391

B

9,2

52

478,4

25

196

98

0,4096

C

9,1

55

500,5

25

180

90

0,0545

15

.1.3. Uji Kekerasan

DATA PERCOBAAN Beban (P) : 50 Kg Bahan

Rata-rata D1

HV

d1

d2

Bahan 1

630,8

585,7

608,25

235,4

Bahan 2

620,5

620,5

620,5

230,8

Rumus : 

D1 indentasi

VHN =

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝑷 𝒅𝟐

Bahan 1 VHN =

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝟓𝟎 (𝟓𝟖𝟓,𝟕)𝟐

= 𝟐, 𝟕𝟓𝟒𝟕 × 𝟏𝟎−𝟓 

Bahan 2 VHN =

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝟓𝟎 (𝟔𝟐𝟎,𝟓)𝟐

= 𝟐, 𝟒𝟓𝟒𝟒 × 𝟏𝟎−𝟓

16

Beban (P) : 30 Kg Bahan

D1 indentasi

Bahan 1

450,6

Bahan 2

485,4

Rumus : 

VHN =

Rata-rata D1

HV

419,5

435,05

255,2

484,3

484,85

220,1

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝑷 𝒅𝟐

Bahan 1 VHN =

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝟑𝟎 (𝟒𝟏𝟗,𝟓)𝟐

= 𝟑, 𝟐𝟐𝟏𝟗 × 𝟏𝟎−𝟓 

Bahan 2 VHN =

𝟎,𝟏𝟖𝟗 ×𝟑𝟎 (𝟒𝟖𝟒,𝟑)𝟐

= 𝟐, 𝟒𝟏𝟕𝟒 × 𝟏𝟎−𝟓

17

B) LAMPIRAN GAMBAR / DOKUMENTASI PRAKTIKU METALURGI

1.1.1. Pengujian Tarik

Mesin Uji Tarik

Benda Uji Tarik

18

1.1.2. Pengujian Impact

Mesin Uji Impact

Benda uji Impac

19

1.1.3. Pengujian Kekerasan

Mesin Uji Kekerasan (Vickers)

1.1.4. Benda Uji Kekerasan (Vickers)

20

BAB V KESIMPULAN 5.1 KESIMPULAN 

Uji tarik:

1.

Harga impak yang diperoleh berbanding lurus dengan energi impak dan berbanding terbalik dengan temperatur spesimen.

2.

Temperatur spesimen sangat berpengaruh terhadap keuletan atau kegetasan suatu logam. Semakin tinggi temperaturnya maka semakin ulet logam tersebut dan sebaliknya.



Uji impact:

3.

Harga impak yang diperoleh berbanding lurus dengan energi impak dan berbanding terbalik dengan temperatur spesimen.

4.

Temperatur spesimen sangat berpengaruh terhadap keuletan atau kegetasan suatu logam. Semakin tinggi temperaturnya maka semakin ulet logam tersebut dan sebaliknya.

5.

Energi impak yang dibutuhkan dalam melakukan pengujian juga terpengaruh suhu. Energi impak terbesar dibutuhkan untuk pengujian suhu ruang, sedangkan suku rendah dan tinggi energi impak yang dibutuhkan lebih rendah.

6.

Semakin rendah harga impak yang diperoleh maka semakin ulet perpatahan yang terjadi pada spesimen.



Uji kekerasan atau vickers:

1.

Besarnya beban yang diberikan mempengaruhi nilai kekerasan material.

2.

Ketelitian dalam melihat besar diameter lekukan dalam melakukan uji kekerasan dengan metode brinell juga mempengaruhi hasil kekerasan material.

21

3.

Besarnya beban yang diberikan mempengaruhi nilai kekerasan suatu material,

semakin besar beban maka diameter cekungan semakin

lebar sehingga nilai kekerasanya akan semakin kecil. 4.

Uji kekerasan dilakukan untuk mengukur kekasaran untuk logam atau non logam pada suatu permukaan object yang akan diuji.

DAFTAR PUSTAKA

 Modul Praktikum Metalurgi fisik 2010 Jakarta : Laboratorium metalografi Universitas Pembangunan Nasional ‘‘Veteran’’ JAKARTA.  Modul Praktikum Destructive Test. 2011. Depok : Laboratorium Metalografi dan HST Departemen Metalurgi dan Material FTUI.

22

LAPORAN PRAKTIKUM

KELOMPOK 5

1. REYZA RAHMASARI

161.0313.014

2. ABY DJALU WICAKSONO

161.0313.015

3. MUHAMMAD NASHIIR

161.0313.016

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN

LABORATORIUM METALURGI FAKULTAS TEKNIK UNUVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAKARTA

23

24