LAPORAN
PRAKTKUM ILMU LOGAM
DI BALAI LATIHAN KERJA INDUSTRI BALIKPAPAN
MELIPUTI :
1. HARDNES TEST
2. TENSILE TEST
Disusun oleh
:
Nama
NIM
Jurusan
:
:
:
EKO SUDARNO
06.11.106.701201.0446
TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS BALIKPAPAN
2008
I
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN
PRAKTIKUM ILMU LOGAM
DI BALAI LATIHAN KERJA INDUSTRI BALIKPAPAN
Disusun oleh
:
Nama
NIM
Jurusan
:
:
:
EKO SUDARNO
06.11.106.701201.0446
TEKNIK MESIN
DI PERIKSA DAN DISETUJUI OLEH:
KETUA
JURUSAN TEKNIK MESIN
BUDHA MARYANTI, ST
DOSEN PEMBIMBING
SISWANTO, ST
NILAI:……….
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS BALIKPAPAN
2008
II
LEMBAR ASISTENSI
NAMA
:
EKO SUDARNO
NIM
:
06.11.106.701201.0446
PROGRAM STUDI
:
TEKNIK MESIN
DOSEN PEMBIMBING
:
SISWANTO, ST
NO
Tanggal
Keterangan
Paraf Pembimbing
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS BALIKPAPAN
2008
III
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga laporan Praktikum Ilmu Logam ini dapat tersusun dengan baik untuk memperkaya pengetahuan tentang ilmu logam
Laporan ini disusun untuk memenuhi harapan dari mahasiswa jurusan Teknik Mesin tentang masalah Praktikum Ilmu Logam khususnya yang berkenaan dengan proses Uji Kekerasan (Hardness test) dan uji tarik (Tensile test) terhadap logam.
Pada kesempatan ini penyusun sampaikan terimakasih kepada :
1. Ibu. Budha Maryanti, ST Kepala Jurusan Teknik mesin Universitas Balikpapan.
2. Bapak. Siswanto, ST selaku Dosen Pembimbing.
3. Para Instruktur Laboratorium ilmu logam Balai Latihan Kerja Industri Balikpapan.
4. Rekan-Rekan Mahasiswa yang telah bekerja sama dengan baik.
Penulis menyadari bahwa tanpa dukungan dan bantuan banyak pihak laporan ini tidak pernah terwujud, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah mendorong. mendukung dan membantu penyelesaian laporan ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan masukan yang bersifat membangun untuk perbaikan terus-menerus agar lebih up to date demi sempurnanya laporan ini. Semoga laporan Praktikum ilmu logam ini dapat mernberikan manfaat bagi mahasiswa teknik mesin.
Balikpapan, 21 Mei 2008
Penyusun
Eko sudarno
IV
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…………………………………………………….............
I
LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………..
II
LEMBAR ASISTENSI…………………………………………………………
III
KATA PENGANTAR…………………………………………………………..
IV
DAFTAR ISI……………………………………………………………………
V
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………
VI
DAFTAR GRAFIK………………………………………………………………
VII
BAB I PENDAHULUAN
1.1 . Latar belakang praktikum…………………………………………
1.2 . Maksud dan tujuan praktikum…………………………………….
1.3 . Manfaat praktikum……………………………………………….
1.4 . Ruang lingkup Praktkum………………………………………..
1.5 . Waktu dan tempat pratikum………………………………………
1
1
1
1
1
BAB II PENGUJIAN KEKERASAN (HARDNESS TEST)
2.1.Tujuan Pengujian………………………………………………….
2.2. Teori dasar………………………………………………………..
2.3. Proses pengujian kekerasan brinell……………………………….
2.4. Data pengujian kekerasan Brinell………………………………...
2.5. Analisa dan pembahasan………………………………………….
2.5.1. Analisa …………………………………………………………
2.5.2. Pembahasan ……………………………………………………
2
2
5
10
11
11
12
BAB III PENGUJIAN TARIK (TENSILE TEST)
3.1. Tujuan pengujian tarik…………………………………………….
3.2. Teori dasar………………………………………………………..
3.2.1. Bentuk dan ukuran benda uji tarik………………………………
3.2.2. Hubungan tegangan dan renggangan……………………………
3.3. Prosedur pengujian………………………………………………..
3.4. Data pengujian…………………………………………………….
3.5. Analisa dan pembahasan…………………………………………
3.5.1. Analisa …………………………………………………………
3.5.2. Pembahasan…………………………………………………….
13
13
14
15
18
20
22
22
22
BAB IV PENUTUP
4.1. Kesimpulan………………………………………………………
4.2. Saran – saran……………………………………………………..
25
25
DAFTAR PUSTAKA
V
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR NOMOR
NAMA GAMBAR
HALAMAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Mekanis brinel
Model spesiman
Poldi manual tester model P11M
Miyoto hardnes testing machine ark -600
Model specimen
Universal testing machine GT – LC 30
Jenis patahan akibat takikan
3
6
3
10
14
19
24
VI
DAFTAR GRAFIK
GRAFIK NOMOR
NAMA GRAFIK
HALAMAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hubungan kekuatan dan kekerasan
Diagram tegangan regangan baja ulet
Diagram menentukan tegangan Plastis.
Macam diagram tegangan regangan
Diagram Spesimen 1
Diagram kadar karbon dengan kekuatan tarik
Pengaruh Heat Treatment pada kekuatan tarik.
5
15
17
18
21
22
23
VII
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Praktikum.
Pada umumnya masyarakat dalam kehidupan sehari-hari sangatlah membutuhkan dunia industri kususnya tentang logam. Sehingga dari alasan tersebut maka untuk mengatasi hal-hal tentang permasalahan yang akan timbul di masyarakat nantinya maka mahasiswali Universitas Balikpapan jurusan teknik mesin khususnya dituntut untuk dapat membantu memberikan jalan keluar dan terobosan bam dalam tekhnologi dibidang industri logam melalui pengujian dan penelitian dilaboratorium Ilmu Logam, sehingga dapat meningkatkan kemajuan dibidang industri logam.
1.2. Maksud dan Tujuan Praktikum.
Sebagai salah satu syarat dalam pengajuan tugas akhir/skripsi di Universitas Balikpapan, serta untuk menambah dan meningkatkan kemampuan mahasiswali dalam keterampilan dibidangnya dan untuk sebagai bekal lulus dari Universitas Balikpapan sehingga siap masuk dalam dunia industri dimasyarakat
Adapun manfaat Praktikum yaitu untuk menainbah wawasan dalam mempelajari mata kuliah kususnya ilmu logam yang dipelajari di perkuliahan dan untuk menambah ilmu dibidang keteknikan melalui pengujian dan penelitian dalam rangka menambah keterampilan para mahasiswa khususnya jurusan teknik mesin sehingga nantinya siap memasuki dunia kerja.
1.4. Ruang Lingkup Praktikum.
Adapun Proses Praktikum Ilmu Logam yang dilaksanakan yaitu pemberian materi -materi tentang ilmu logam, Pengenalan peralatan pengujian logam, Cara pengoperasian peralatan pengujian logam dan Praktek melakukan pengujian logam. Ada beberapa cara pengujian logam yang dilaksanakan yaitu pengujian kekerasan dan pengujian tarik pada logam.
1.5. Waktu Dan Tempat Praktikum.
Praktikum ilmu logam dilaksanakan pada tanggal 23 Februari 2008 bertempat di Laboratorium ilmu logam Balai Latihan Kerja Industri Balikpapan.
BAB II
PENGUJIAN KEKERASAN (HARDNESS TEST)
2.1. Tujuan Pengujian Kekerasan.
Kekerasan sebenarnya merupakan suatu istilah yang sulit didefinifikan secara tepat, karena setiap bidang ilmu dapat memberikan definisinya sendiri sendiri yang sesuai dengan persepsi dan keperluannya. Karenanya juga cara pengujian kekerasan ada bermacam -macam tergantung konsep yang dianut. Dalam engineering yang menyangkut logam, kekerasan sering dinyatakan sebagai kemampuan untuk menahan identasi / penetrasi / abrasi. Ada beberapa cara pengujian kekerasan yang terstandar yang digunakan untuk menguji kekerasan logam yaitu pengujian Brinell, Rockwell, Vickers, dll.
Adapun tujuan pengujian kekerasan ( Hardness Test ) yaitu untuk memperoleh angka kekerasan bahan (logam) yang merupakan salah satu sifat sifat mekanik yang penting dengan mengetahui hubungan antara perlakuan panas pada. Logam serta pendinginannya, sehingga akhimya didapat suatu logam yang sifatnya diinginkan.
2.2. Teori Dasar.
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang dipakai, karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa kesukaran mengenai spesifikasi. Pengujian yang paling banyak digunakan ialah dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk di atas nya, cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan. Pengujian kekerasan Brinell merupakan pengujian standar secara industri, sedangkan pengujian Rockwell digunakan untuk pengujian bahan yang lebih keras.
Pada pengujian kekerasan seperti pada pengujian static lainnya diukur ketahanan terhadap deformasi. Tetapi ukuran penekanan, beban dan ukuran penekanan, derajat pengerasan regangan, berbeda. Jadi pertama korelasi antarakekerasan yang diperoleh dengan berbagai cara pengujian kekerasan menjadi permasalahan.
Adapun pengujian yang digunakan dalam Praktikum Prestasi Mesin yaitu :
1. Pengujian kekerasan Brinell ( Brinell Hardnes Test).
Pengujian Brinell adalah salah satu cara pengujian kekerasan yang paling banyak digunakan. Pada pengujian Brinell digunakan bola baja yang dikeraskan sebagai indentor. Indentor ini nditusukkan kepermukaan logam yang diuji dengan gaya tekan tertentu selama waktu tertentu pula ( antara 10 sampai 30 detik ). Karena penusukan ( indentasi ) itu maka pada permukaan logam tersebut akan terjadi tapak tekan yang berbentuk tembereng bola. Kekerasan brinell dihitung :
BHN =
Gaya Tekan
Luas Tapak Tekan
BHN =
2 . P .
Л . D (D - √D² - d²
Dimana :
BHN = Nilai kekerasan (kg/mm2)
P = Gaya tekan ( kg )
D = Diameter bola indentor ( mm )
d = Diameter tapak tekan (mm)
Gambar. .1. Mekanisme Brinell Hardness
Sumber: Pengetahuan Bahan I.
Biasanya , pada pengujian kekerasan Brinell yang standar digunakan bola baja yang dikeraskan berdiameter 10 mm, gaya tekan 3000 kg ( untuk pengujian kekerasan baja ), 1000 atau 500 kg ( untuk pengujian non logam Ferrous, yang lebih lunak ), dengan lama penekanan 10 -15 detik. Tetapi mengingat kekerasan bahan yan diuji dan juga tebal bahan ( supaya tidak terjadi indentasi yang terlalu dalam atau terlalu dangkal ) boleh digunakan gaya tekan dan indentor dengan diameter yang berbeda asalkan se1alu dipenuhi persyaratan P I D2 = konstant. Dengan memenuhi persyaratan tersebut maka hasil pengukuran tidak akan berbeda banyak bila diuji dengan gaya tekan I diameter bola indentor yang berbeda. Harga konstanta ini untuk baja adalah 30, untuk tembaga I paduan tembaga 10 dan untuk alumunium I paduan alumunium 5.
Untuk pengujian logam yang sangat keras (diatas 500 BRN ) bahan indentor dari baja yang dikeraskan tidak cukup baik, karena indentor itu sendiri mungkin mulai terdeformasi, maka digunakan digunakan bola dari karbida tungsten, yang mampu mengukur sampai kekerasan sekitar 650 BRN.
2. Hubungan antara kekerasan dan kekuatan.
Dari pengalaman dapat diketahui bahwa ada hubungan antara kekuatan dan kekerasan suatu logam. Tetapi mencari bentuk hubungan itu sendiri secara teoritik bukanlah hal yang mudah. Memang ada beberapa hal rumusan yang diajukan untuk itu tetapi semuanya masih jauh dari memuaskan. Secara empiritik juga banyak diajukan rumusan untuk menyatakan hubungan antara kekuatan dan kekerasan, dan ini biasanya hanya berlaku untuk satu jenis logam tertentu pada kondisi tertentu, misalnya untuk baja karbon (kontruksi) yang dianil. Pada umumnya kekuatan sebanding dengan kekerasan, kekuatan akan naik dengan naiknya kekerasan (bersamaan dengan itu keuletan akan menurun).
Hubungan antara kekuatan dan kekerasan dapat dinyatakan sebagai berikut :
1. Untuk Baja Karbon.
UTS = 0,36 BRN (kg/mm") atau UTS = 500 BRN (psi)
2. Untuk Baja Paduan.
UTS = 0,34 BRN (kg/mm").
Hubungan antara kekerasan dan kekuatan juga dapat digambarkan dengan suatu grafik, seperti terlihat pada gambar dibawah ini ( hubungan antara angka kekerasan dengan kekuatan tarik untuk baja kontruksi). Dari grafik tersebut terlihat bahwa angka kekerasan Brinell (standar) menunjukkan suatu hubungan yang paling linier. Dengan angka kekerasan yang lain akan terjadi sedikit penyimpangan pada angka kekerasan yang agak tinggi.
Grafik. 1 Hubungan kekuatan dan kekerasan.
Sumber: Pengetahuan Bahan 1.
2.3. Prosedur Pengujian Kekerasan Brinell,
Prosedur pengujian kekerasan yaitu :
a) Bahan ( spesimen) yang digunakan adalah baja st 37.
b) Spesimen yang digunakan sudah melalui proses pemanasan terlebih dahulu.
c) Spesimen didinginkan pada media pendingin yaitu air dan dibiarkan sampai suhu kamar.
d) Perrnukaan benda uji ( spesimen ) dibersihkan sehingga perrnukaan tersebut rata dan sejajar terhadap perrnukaan meja uji.
e) Peralatan atau Mesin uji dikalibrasi terlebih dahulu sebelum digunakan untuk pengujian ( beban awal kalibrasi 100 kg ).
f) Pengukuran -pengukuran kekerasan dilakukan beberapa titik pada perrnukaan benda uji danjarak antar titik pengukuran minrna12 mm.
g) Waktu yang diperlukan selama proses pengukuran berlangsung minimal 15 detik.
h) Hasil pengukuran yang didapat di lakukan pencatatan sesuai data yang ada pada mesin pengujian.
Alat dan Bahan yang digunakan.
a) Bahan(benda uji). Bahan yang digunakan adalah baja Cor ST 37 dengan ukuran sebagai berikut:
Panjang = 100 mm.
Lebar = 40 mm
Tinggi = 60 mm
b) Gambar. 2 Spesimen Uji kekerasan
c) Alat pengujian yang digunakan.
1. Adapun peralatan -peralatan yang dipergunakan untuk pengujian kekerasan yaitu di antaranya :
a. Menggunakan alat Poldi Impact Hardness Tester.
Poldi impact hardness tester. Manufacturings bluesteel enginers pvi pltd. Bluessteel hause d -12 dills. St r no.2!. Arol -ander! (e ) bombay -400093, india
Komponen -komponen Peralatan dan hal-hal yang hams diperhatikan yaitu :
a. Indentor Polding I Pemukul (Brinell Ball)
b. Batang Standar (Std Tes Bar)
c. Spesimen (benda uji)
d. Alat Baca (teropong baca) (magnify -Scope)
e. Tabel Hasil kekerasan
f. Pemilihan I penentuan awal pengukuran specimen
g. Jarak Pengukuran antara pengukuran pertama dengan pengkuran kedua minimal 2 Mm
Gambar. 3 Poldi Manual HardnessTester. Model PHM.
b. Menggunakan mesin Merek MITOYO HARDNESS TESTING MACHINE. Spesifications :
Gambar: 4 MITOYO HARDNESS TESTING MACHINE
Brinell ball Mitoyo hardness testing
2.4. Data Pengujian kekerasan Brinell.
Adapun data -data yang didapat dilakukan yaitu diataranya :
A. Pengujian kekerasan dengan menggunakan Alat Poldi Impact Harness Tester
No.
Bahan
Jenis pengujian
D 1
D 2
D 3
D rata- rata
Hasil dari tabel
1
Baja St 37 baja cor
Poldi
2,8
3,0
2,5
2,7
25,8
119 in.mm
2
Batang Standar
Poldi
2,5
2,7
2,2
2,4
Jadi dari pengujian menggunakan Poldy tes yang dilakukan, maka didapat hasil pengujian kekerasan dati tahel yaitu = strength = 25,8 ton/in dan BHN = 119 in.mm.
B. Pengujian kekerasan dengan Mitoyo Hardness Testing Machine
Jadi di dapat nilai rata -rata dati basil pengujian kekerasan dengan Mitoyo Hardness Testing Machine Yaitu : 70,55 kg/mm².
2.5. Analisa dan Pembahasan.
2.5.1. Analisa.
Pada suatu bahan (specimen) setelah dikenai heat treatment sampai temperatur tertentu dan diholding beberapa menit, selanjutnya spesiment kemudian didinginkan dengan media pendinginan air sampai tempertur kamar lalu dilakukan pengujian.
Pada pengujian kekerasan tersebut terdapat hanya beberapa titik permukaan spesimen yang mempunyai harga kekerasan yang berbeda dari titik pengujian yang lain. Dati sejumlah spesimen yang diuji pada temperatur yang bervariasi maka juga akan mempunyai harga kekerasan yang berbeda -beda. Begitu juga apabila spesimen yang didinginkan dengan media yang berbeda beda misalkan dengan oli, udara, dll maka harga kekerasan tentunya juga berlainan pula.
2.5.2. Pembahasan.
Pengaruh Heat Treatment terhadap kekerasan.
Heat Treatment ( perlakuan panas) dapat didefmisikan sebagai suatu langkah operasi pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat secara terkontrol dengan maksud untuk meningkatkan sifat -sifat struktur dari logam tersebut.
Adapun proses heat treatment terdiri atas
a. Heating (pemanasan).
Proses pemanasan logam sampai suhu yang di inginkan yang bertujuan agar susunan atom -atom dati logam tersebut rnengalami perubaban bentuk,
b. Holding ( penahanan ).
Proses menahan temperature suhu beberapa saat pada waktu proses heating. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kesempatan pada struktur logam agar mengalami perubaban bentuk secara teratur dan merata.
c. Cooling (pendinginan).
Proses suatu pendinginan dan logam setelah logam tersebut mendapat proses heating dan holding dengan menggunakan media pendinginan tertentu. Misalkan dengan media pendinginan : Air, Oli, Udara, Dll
BAB III
PENGUJIAN TARIK (TENSILE TEST)
3.1. Tujuan Pengujian Tarik.
Untuk mengetahui sifat logam tersebut perlu dilakukan pengujian. Pengujian biasanya dilakukan terhadap contoh (sample) bahan yang dipersiapkan menjadi spesimen atau batang uji (test piece) dengan bentuk dan ukuran yang standar (mengikuti suatu standar tertentu) barn kemudian dari hasil pengukuran pada pengujian diambil kesimpulan mengenai sifat mekanik dari spesimen yang diuji.
Sebenarnya hasil pengujian yang paling mendekati kenyataan akan dapat diperoleh bila pengujian dilakukan terhadap komponen benda atau keseluruhan kontruksi dengan bentuk dan ukuran sebenamya dan pengujian dilakukan dengan pembebanan yang mendekati keadaan yang sebenamya. Tetapi cara ini terlalu mahal, tidak praktis dan bahkan kadang -kadang sulit dianalisis.
Beberapa pengujian mekanik yang banyak dilakukan adalah pengujian tarik, dan pengujian kekerasan. Pengujian tarik (tensile test) terhadap suatu benda uji akan menghasilkan suatu diagram tarik, yaitu diagram beban tarik terhadap perubahan panjang. Diagram tersebut kemudian dirubah menjadi diagram tegangan -regangan.
3.2. Teori dasar.
Pada pengujian tarik, nantinya didapat beberapa sifat mekanik dari material. Beberapa sifat mekanik dari material tersebut antara lain:
a) Kekuatan (strength): Kekuatan tarik ( tensile strength) dan batas luluh ( yield point ).
b) Keuletan ( ductility): Perpanjangan (elongation), reduksi penampang.
c) Modulus elastisitas : Ukuran kekakuan suatu bahan, Makin besar modulus makin kecil regangan elastisitas yang dihasilkan akibat pemberian regangan
Deformasi suatu bahan disebabkan oleh beban tarik statik adalah dasar dati pengujian dan studi mengenai kekuatan bahan, hal ini disebabkan oleh beberapa alasan:
a) Mudah dilakukan.
b) Menghasilkan tegangan uniform pada penampang.
c) Kebanyakan bahan mempunyai kelemahan untuk menerima beban tegangan tarik yang uniform pada penampang. Evaluasi dibagian yang aman masih mungkin.
Maka dalam pengujian bahan industri, kekuatan adalah paling sering ditentukan oleh penarikan statik. Dalam pengujian tarik ini akan dapat pula diamati beberapa fenomena yang terjadi dalam deformasi antara lain :
a) Elastisitas.
b) Fenomena luluh.
c) Plastisitas.
d) Ketidak stabilan,
e) Bidang patah.
3.2.1 Bentuk Dan Ukuran Benda Uji Tarik.
Benda uji (spesiment) yang digunakan dalam pengujian tarik mempunyai bentuk seragam, berpenampang silinder dan segi empat (plat) dengan ujungnya tanpa atau dibuat lebih besar. Dengan bentuk spesimen dimana ujungnya berdiameter lebih dimaksudkan untuk menghasilkan tegangan aksial tepat pada pusat specimen. Selain itu juga untuk menghindarkan patahan yang terjadi diujung atau pangkal specimen, karena specimen diharapkan akan patah pada pusat spesimen. Ukuran dan bentuk specimen juga distandarkan oleh ASTM yang senng digunakan untuk pengujian, seperti gambar dibawah ini.
Gambar. 5 Model Spesimen
3.2.2. Hubungan Tegangan -Regangan.
Data yang diperoleh dati mesin tank biasanya dinyatakan dengan grafik beban-pertambahan panjang (grafik P - ∆L). Grafik ini masih belum banyak gunanya karena hanya menggambarkan kemampuan batang uji (bukan kemampuan bahan) untuk menerima beban gaya. Untuk dapat digunakan menggambarkan sifat bahan secara umum, maka grafik P - ∆L , Hams dijadikan grafik lain yaitu suatu diagram tegangan -regangan (stress -strain diagram), disebutjuga suatu diagram ð - ∑, kadang-kadangjuga disebut diagram tank.
Pada saat batang uji menerima beban sebesar P kg maka batang uji (yaitu panjang uji) akan bertarnbah panjang sebesar !5. L mrn. pada saat itu pada batang uji bekerja tegangan yang besarnya : ð = P I Ao : dinana Ao = luas penampang batang uji mula-mula. Juga saat itu pada batang uji terjadi regangan yang besarnya: ∑ = ∆L I Lo = (L-Lo) I Lo,
dimana Lo = panjang , '"panjang uji "mula-mula
L = panjang, "panjang uji" saat menerima beban.
Tegangan dituliskan dengan satuan kg/mm", kg/em", psi (pound per square inch) atau Mpa (Mega pascal =108 N/m2) . Regangan dapat dinyatakan dengan
persentase pertambahan panjang, satuannya adalah persen (%) atau mm/mm, atau
in / in. Gambar dibawah .salah satu contoh bentuk diagram tegangan-regangan ,yaitu diagram tegangan -regangan suatu baja yang ulet (baja karbon rendah).
Grafik: 2 Tegangan regangan Baja ulet.
Sumber: Ir.Wahid Suherman, Pengetahuan Bahan, ITS Surabaya 1987, hal 11
Dan diagram diatas tampak: bahwa pada tegangan yang kecil grafik berupa gans lurus, ini berarti bahwa besamya regangan yang timbul sebagai akibat tegangan yang kecil tersebut berbanding lurus dengan besamya tegangan yang bekerja (Hukum Hook). Hal ini berlaku hingga titik P, yaitu batas kesebandingan atau proportionality limit.
Jadi bila pengujian tarik dilakukan dengan penambahan beban secara perlahan mula-mula akan terjadi pertambahan panjang yang sebanding dengan penambahan gaya yang bekerja. Kesebandingan ini berlangsung terus sampai beban mencapai titik P (proportionality limit), setelah itu pertambahan panjang yang terjadi sebagai akibat penambahan beban tidak: lagi berbanding lurus, pertambahan beban yang sarna akan menghasilkan pertambahan panjang yang lebih besar. Dan bahkan pada suatu saat dapat terjadi pertambahan panjang tanpa ada penambahan beban, batang uji bertambah panjang dengan sendirinya. dikatakan batang uji mengalami yield (luluh). Keadaan ini berlangsung hanya beberapa saat dan sesudah itu beban akan naik lagi untuk dapat memperoleh pertambahan panjang (tidak lagi proportional).
Kenaikan beban ini akan berlangsung terns sampai suatu maksimum, dan untuk logam yang ulet ( seperti halnya baja karbon rendah ) sesudah itu beban mesin tarik akan menurun lagi (tetapi pertambahan panjang terus berlangsung ) sampai akhirnya batang uji putus. Pada saat beban mencapai maksimum pada batang uji terjadi pengecilan penampang setempat ( local necking ), dan pertambahan panjang akan terjadi hanya sekitar necking tersebut. Peristiwa ini seperti hanya terjadi pada logam yang ulet, sedang pada logam yang ulet, sedang pada logam -logam yang lebih getas tidak terjadi necking dan logam itu akan putus pada saat beban maksimum.
Bila pengujian dilakukan dengan cara yang sedikit berbeda yaitu beban dinaikkan perlahan -lahan sampai suatu harga tertentu lalu beban diturunkan lagi sampai nol, dinaikkan lagi sampai diatas harga tertinggi yang sebelumnya lalu diturunkan lagi sampai nol, demikian terns berulang -ulang, maka akan terlihat bahwa pada beban yang kecil disamping berlaku Hukurn Hook juga logam masih elastic, pada saat menerima beban akan bertambah panjang tetapi bila beban dihilangkan pertambahan panjang juga akan hilang, batang uji kembali kebentuk dan ukuran semula. Keadaan ini akan berlangsung sarnpai batas elastis ( elastis Limits, titik E ) jadi untuk beban rendah, pertambahan panjang mengikuti garis OP pada gambar.
Bila beban melebihi batas elastic, maka bila beban dihilangkan pertambahan panjang tidak seluruhnya hilang, masih ada terdapat pertambahan panjang yang tetap, atau pertambahan panjang yang plastic. Besamya pertambahan yang plastic ini dapat dicari dengan menarik garis sejajar dengan garis pertambahan panjang elastis ( garis OP ) dari titik yang menunjukkan besarnya beban / tegangan yang bekerja, pada garnbar.
Grafik. 3 Menentukan tegangan plastis
Sumber : Ir. Wahid Suherrnan, Pengetahuan Bahan ITS Surabaya 1987, hal 12.
Diagram tegangan -regangan dapat dibagi menjadi dua daerah yaitu daerah elastis dan daerah plastic. Yang menjadi batas kedua daerah tersebut seharusnya adalah batas elastic, titik E, tetapi ini tidak praktis karena mencari titik E cukup solid, maka yang dianggap sebagai batas antara daerah plastic dan elastic adalah titik luluh (yield poit)Y.
Diagram seperti contoh diatas, dimana yield tampakjelas dan patah terjadi tidak pada beban maksimurn, sebenamya jarang terjadi. Ini hanya akan terjadi padabeberapa logam yang cukup ulet. Seperti baja karbon rendah yang dianil. Pada logam yang lebih getas yiel kurang nampak, babkan tidak terlihat sarna sekali dan putus akan terjadi pada beban maksimum.
Pada gambar dibawah ini terlihat beberapa jenis diagram tegangan regangan yang sering dijumpai pada logam. Logam dikatakan getas bila setelah putus hanya terdapat sedikit regangan plastik ( kurang dari 0,050 in/in ), dan bila regangan plastic yang terjadi lebih dari itu logam dapat dianggap ulet.
Grafik. 4 Macam -Macam Diagram Tegangan -Regangan.
Sumber: Ir. Wahid Suherman, Pengetahuan Bahan, ITS Surabaya 1987, hal 13
3.3. Prosedur Pengujian
Adapun prosedur I petunjukjalannya pengujian tarik yaitu :
a) Ukur diameter dan panjang spesimen sesuai prosedur.
b) Perkirakan beban tertinggi yang dapat diberikan sebagai tahanan atau reaksi dari bahan terhadap beban luar untuk keamanan.
c) Pasang spesimen pada mesin pengujian tarik.
d) Pasang kertas pada peralatan pencetak pada computer pengatur.
e) Hidup computer pengatur mesin pengujian dan lakukan pengesetan.
f) Pilih beban dengan jalan mengeset computer pengatur mesin tersebut sesuai beban yang diinginkan.
g) Pilih Waktu penarikan dengan jalan mengeset computer pengatur mesin tersebut sesuai waktu yang diinginkan.
h) Catat skala beban penarikan dan perubahan diameter specimen serta pertambahan panjangnya.
i) Setelah selesai melakukan pengujian maka lakukan pencetakan hasil pengujian yang ada pada computer pengatur mesin tersebut.
Bahan dan Alat yang digunakan yaitu berupa: Bahan :
Baja Kontruksi ST 37.
Alat:
a. Mesin Pengujian Tarik.
b. Jangka Sorong.
c. Mistar Baja.
d. Spidoll Penggores
Gambar.6 Mesin Pengujian Tarik
( UNIVERSAL TESTING MACHINE GT -7001 -LC 30 ).
Sumber : Operation Manual Book.
3.4. Data Pengujian.
Adapun data -data pengujian yang ada yaitu sebagai berikut
A. Diketahui data pengujian Spesimen 1 :
Spesiment sebelum di uji:
Do = 1O,08 Mm
Lo = 75 mm
Spesimen sesudah di uji:
D = 5,42 Mm
L = 97,26 mm.
a. Luas lingkaran batang uji ( Ao ) mula -mula:
Ao = Л / 4 .Do² » Do = diameter spesimen sebe1um ditarik.
= 3,14/4 • 10,082 = 79,76 mm²
b. Pertambahan panjang batang uji.
Panjang mula -mula benda uji (Lo) = 75 mm
Pertambahan panjang patah (L) = 97,25 mm
c. Gaya yang terjadi.
1. Tegangan Maksimum:
ð max = P / Ao dimana P = 30.000 Kg.f
= 30.000/79,76 Ao = 79,76 mm
= 376,13 kg.f/mm²
2. Regangan Maksimum:
∑ max = L/Lox100 % dimana L = 97,25mm
= 97,25/75 x 100 % Lo = 75mm
= 129,6 %
3. Modulus elastisitas saat beban maksimum
∑ max = ð max / ∑ max dimana ð max = 376 kg.f/mm²
= 376,13/134 ∑ max = 130%
= 2,807 kg.f1mm²
blki
3.5. Analisa Dan Pembahasan.
3.5.1. Analisa.
Dari pengujian tarik yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa spesimen yang diberikan beban tertentu akan mengalami perubahan bentuk pula. Dengan adanya kenaikan pemberian beban terhadap benda uji maka benda akan mengalami patah. Pada spesimen yang diametemya tidak sarna pada daerah yang patah maka tempat putusnya specimen tidak selalu pas di pertengahan tempat pengukuran specimen. Perubahan -perubahan tersebut menunjukkan besamya kekuatan tarik dari spesimen yang diuji tersebut yaitu baja kontruksi st 37.
3.5.2. Pembahasan.
A. Pengaruh kadar karbon terhadap kekuatan tarik.
Baja adalah paduan dari besi dengan unsure karbon, tanpa atau dengan unsure lain, dimana kadar karbon tidak lebih dari 2 %. Untuk baja dengan kandungan karbon dibawah 1 % bersifat martensit mempunyai kekuatan tarik yang tinggi. Tetapi untuk baja berkadar karbon diatas 1 % cenderung kekuatan tariknya menurun.
Grafik. 6 Diagram hubungan kadar karbon dengan kekuatan tarik.
Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, Pradnya Paramita, Jakarta 1986, Hal 34. Keterangan :
B. Pengaruh Heat Treatment pada kekuatan Tarik.
Dengan perlakuan panas pada baja, maka kekuatan tariknya dapat di tingkatkan, Akan tetapi perlakuan panas tidak boleh terus menerus dilakukan., karena setelah mencapai temperature tertentu kekuatan tarik baja akan menurun kembali. Pada umumnya baja akan mengalami proses Heat Treatment dengan eara hardening akan sangat keras dan tegang, sehingga perlu di tempering ( mengurangi tegangan dalam )
Grafik. 7 Pengaruh Heat Treatmen terhadap kekuatan tarik.
Sumber: Tata Surdia, Teknik Pengecoran Logam, Pradnya Paramita, Jakarta 1986, hal 34.
C. Jenis -Jenis Patahan
Adapun jenis -jenis patahan pada benda uji dalam pengujian tarik ini ada dua, yaitu :
a) Patah getas, yaitu jenis patahan berbentuk rata dan mengkilat, apabila potongan disambung temyata potongannya tidak dimuati dengan defonnasi plastic.
b) Patah Liat, terbentuk akibat deformasi plastic yang tinggi dengan bentuk patahan Cup -Cone.
Gambar 7: Jenis -jenis patahan akibat takikan. Sumber Davis, The Testing of Material engineering, MC. Graw Hill, New York
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan.
Dari laporan Praktikum ini maka dapat kita ambil beberapa kesimpulan yaitu di antaranya :
a) Bahwa logam pada dasarnya mempunyai sifat -sifat mekanik yang dapat di atur dan di kehendaki sesuai dengan kegunaannya.
b) Suatu logam yang telah mengalami suatu proses pemanasan tertentu maka sifat-sifat mekanik dari logam tersebut akan berubah sesuai strukur mikro yang ada pada bahan tersebut karena akibat proses pemanasan yang dilakukan.
c) Kekuatan dan kekerasan suatu logam dapat kita ukur melalui suatu pengujian dengan menggunakan peralatan yang sudah ditentukan sehingga kita dapat mengetahui apakah logam tersebut sesuai dengan sertifikat yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya.
4.2. Saran -Saran.
Dalam pengajuan saran -saran sebagai penulis kami mengkususkan saran tersebut bagi diri kami pribadi dan umumnya bagi pembaca yang menggunakan laporan ini .
a) Pengembangan kemampuan dan ilmu pengetahuan tidak hanya didapat dari bangku kuliah tetapi dapat juga (bahkan lebih banyak), dari praktikum yang dilaksanakan, sehingga mengingat masalah -masalah yang didapat, dapat saja muncul secara tiba -tiba pada saat sebelum atau sesudah melakukan suatu pekerjaan.
b) Kekreatifan pada mahasiswa adalah suatu kemajuan dengan aktifnya seseorang dengan respek terhadap sesuatu permasalahan sehingga akan lebih baik, yang akhirnya memberi nilai tambah baik dari pengetahuan atau pengalaman dalam melakukan suatu pekerjaan.
c) Memperhatikan factor keselamatan kerja pada setiap melakukan suatu pekerjaan adalah bagian utama dari keberhasilan suatu pekerjaan. Adapun faktor keselamatan kerja sangatlah penting ditekankan pada setiap melakukan suatu pekerjaan apapun baik bagi diri pekerja maupun lingkungan nya.
Demikian laporan Praktikum Ilmu Logam ini kami susun, kami berusaha semampu kami untuk menyusun laporan praktum ini sampai menjadi satu bentuk laporan, semoga menjadi nilai tambah bagi kita semua
DAFTAR PUSTAKA
1. Sriati Djapri, METALURGI MEKANIK, JAKARTA 1992.
2. Sriati Djapri, TEKNOLOGI MEKANIK, Erlangga, JAKARTA 1990.
3. Tata Surdia, Prof. Ir. MS. MET. E, TEKNIK PENGECORAN LOGAM,
Pradnya Paramita, JAKARTA 1986.
4. Wahid Suherman Ir, PENGETAHUAN BAHAN, ITS SURABAYA.
5. Iif Abda Alif, TUGAS AKHIR PRAKTRIKUM ILMU LOGAM
