BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN
3.7 Pengujian Benda Uji
Pengujian benda uji ini, bertujuan untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanis dari coran. Adapun pengujian yang dilakukan terhadap benda uji meliputi
1. Pengujian Tarik 2. Pengujian Kekerasan
3. Pengujian Struktur Mikro dan Porositas. 4. Pengujian Berat Jenis.
5. Pengamatan bentuk patahan.
3.7.1 Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan bertujuan untuk mengetahui untuk keuletan suatu bahan yang dilakukan dengan cara diberi beban gaya tarik yang sesumbu yang bertambah besar secara kontinu.
Pada penelitian ini, pengujian tarik yang dilakukan pada benda uji yaitu berbentuk lembaran sesuai dengan ASTM (American Society for Testing of Materials) yang mempunyai persamaan (George E. Dieter, 1996 : 296) sebagai berikut : 5 , 4 0 0 = A L (3.1) dengan : = 0
L Panjang ukur mula-mula benda uji (mm). =
0
A Luas penampang ukur mula-mula benda uji (mm2).
= w×t (3.2)
dengan :
t = Tebal ukur mula-mula benda uji (mm).
Gambar 3.2 : Ukuran benda uji tarik
Benda uji dijepit pada mesin uji dengan pembebanan perlahan-lahan meningkat sampai suatu beban tertentu dan akhirnya benda uji patah. Beban tarik yang bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan panjang disertai pengecilan penampang ukur benda uji. Perbandingan antara pertambahan panjang (∆L) dengan panjang awal benda uji (L0) disebut regangan (ε). Regangan dapat dicari dari persamaan (George E. Dieter dan Sriati Djaprie, 1996 : 277) sebagai berikut : 0 L L ∆ = ε (3.3) dengan : L ∆ = Pertambahan panjang (mm). 0
L = Panjang ukur mula-mula benda uji (mm).
Langkah-langkah pengujian tarik :
Benda uji dipasang pada grip (penjepit) atas dan bawah pada mesin uji, kemudian menaikkan atau meurunkan grip yang bawah dengan kecepatan sedang sehingga penjepitan benda uji dalam posisi yang tepat. Pemasangan benda uji pada grip betul-betul vertikal dan mengencangkan kedua penjepit secukupnya.
Gambar grafik tegangan tarik didapatkan dari kertas milimeter blok yang dipasang pada printer yang dijepit. Setelah kertas terpasang pada printer, hidupkan mesin uji tarik dengan menakan tombol power, selama proses penarikan benda uji, dilakukan pengambilan data.
Gambar 3.3 : Alat uji tarik
3.7.2 Pengujian Kekerasan
Secara umum kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi. Pengujian kekerasan dilakukan bertujuan untuk mengetahui kekerasan suatu logam. Pengujian kekerasan yang di pakai adalah uji kekerasan Brinell, karena uji kekerasan Brinell merupakan pengujian kekerasan standar secara industri, yaitu dengan menekankan bola baja yang berukuran besar dengan beban besar terhadap logam yang di uji.
Pada uji kekerasan ini menggunakan identor berupa bola baja dengan diameter 5 mm. Angka kekerasan Brinell (BHN) dapat diketahui dengan
mengukur besarnya diameter lubang bekas injakan identor. Persamaan (George E. Dieter dan Sriati Djaprie, 1996 : 329) yang digunakan adalah :
(BHN) = ) ( 2 2 2 d D D D P − − × × π (3.4) dengan :
P = Beban yang diberikan pada identor / gaya penekanan (kg). D = Diameter identor (mm).
d = Diameter lubang bekas injakan identor (mm).
Gambar 3.4 : Alat uji kekerasan Brinell
Pada uji kekerasan Brinell, diameter identor yang digunakan tergantung pada ketebalan benda uji sebagai berikut.
Tabel 3.1 :
Tebal benda uji Diameter identor
1 - 3 D = 2,5
3 - 6 D = 5
> 6 D = 10
Tabel 3.2 : Conversion Table For Carbon and Low Alloy Steels
Diameter Bola Baja Beban P
(mm) 30 D2 10 D2 5 D2
10 3000 1000 500
5 750 250 125
2.5 187,5 62,5 31,25
Sumber : Panduan Praktikum Proses Produksi II, USD Langkah-langkah pengujian kekerasan :
Permukaan benda uji dihaluskan sehingga permukaan tersebut rata dan halus. Setelah permukaan benda uji halus, dilakukan penekanan identor dengan cara memutar handel penekanan. Mengamati dan mencatat data besarnya gaya penekanan. Penekanan benda uji oleh identor dilakukan beberapa kali untuk tiap bahan/benda uji. Setelah dilakukan penekanan terhadap benda uji, yaitu memindahkan benda uji dari alat uji dan amati besarnya lubang injakan identor dengan mikroskop dan mencatat data yang ada dan dilakukan penghitungan harga kekerasan untuk tiap benda uji.
3.7.3 Pengujian Struktur Mikro dan Porositas
Pengujian struktur mikro dan porositas bertujuan untuk mengetahui struktur logam pada hasil coran. Pada pengujian struktur mikro diambil dari hasil foto mikro pada benda uji yang sudah mengalami etsa, supaya mendapatkan foto mikro yang baik dan mendapatkan permukaan benda uji yang benar-benar bersih dari kotoran bekas pengamplasan.
Sedangkan pada pengujian porositas diambil dari hasil foto yang belum mengalami etsa. Penghitungan persentase porositas dilakukan dengan cara mencari luasan cacat atau porositas pada foto mikro di bagi dengan luasan total dari hasil foto mikro dikalikan dengan 100% dengan menggunakan transparansi millimeter blok. Penghitungan porositas dapat menggunakan persamaan secara manual sebagai berikut :
100% _ _ _ _ _ = × total luas jumlah porositas luas jumlah porositas persentase (3.5)
Langkah-langkah pengujian struktur mikro dan porositas adalah :
Untuk pengujian struktur mikro yaitu, permukaan benda uji (spesimen) dihaluskan dan dibersihkan pada salah satu sisinya, sehingga permukaan tersebut rata dengan menggunakan amplas mulai dari yang kasar sampai amplas yang halus dan menggosok benda uji tersebut dengan autosol hingga permukaannya rata dan mengkilat. Mencuci benda uji dengan air yang bersih kemudian dikeringkan (dibersihkan dengan kain dan di hembuskan udara). Meletakan benda uji dibawah mikroskop dan mengamati hingga didapatkan fokus gambar yang tepat dan dilakukan penggambilan foto.
Sedangkan untuk pengujian porositas yaitu, melakukan etsa pada benda uji untuk menghilangkan kotoran, contohnya sisa-sisa autosol. Benda uji dimasukkan dalam alkohol untuk menetralkan bahan etsa kemudian cuci dengan air bersih dan keringkan. Melakukan pengamatan terhadap benda uji dengan mikroskop dan dilakukan foto.
Gambar 3.5 : Pengujian stuktur mikro
3.7.4 Pengujian Berat Jenis
Pengujian berat jenis bertujuan untuk mengetahui perubahan berat jenis material mula-mula setelah mengalami pengecoran ulang, apakah setelah mengalami pengecoran ulang berat jenisnya menjadi lebih besar atau menjadi lebih kecil. Pengujian berat jenis diambil dari tiap-tiap variasi paduan benda uji. Alat yang digunakan dalam pengujian berat jenis adalah timbangan digital Metler Toledo seri GB3002 dan gelas ukur Pyrex Iwaki Glass.
Langkah-langkah pengujian berat jenis :
Menyiapkan dan menimbang benda uji dengan timbangan digital yang bertujuan untuk mengetahui massa dari tiap benda uji. Memasukkan benda uji kedalam gelas ukur yang telah terisi air dan menghitung pertambahan volume air dalam gelas ukur. Berat jenis benda uji adalah hasil pembagian dari massa benda uji dengan pertambahan volume air dalam gelas ukur.
Pengujian berat jenis coran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
V m
=
dengan :
ρ = Berat jenis (gram/cm3) m = Massa (gram)
V = Volume (cm3)
a b
Gambar 3.6 : a) Gelas ukur dan b) Timbangan digital
3.7.5 Pengamatan Bentuk Patahan
Pengamatan bentuk patahan bertujuan untuk mengetahui permukaan patahan dan bentuk patahan secara riil serta cacat yang terdapat pada bagian dalam dari coran pada spesimen uji tarik, apakah pada penampang melintang patahan terdapat banyak terdapat cacat atau tidak.
Langkah-langkah :
Membersihkan pengamatan bentuk patahan permukaan patahan spesimen uji tarik dari kotoran dan debu dan menyambungkan kembali benda uji yang telah patah akibat pengujian tarik dan dilakukan pengambilan foto dengan perbesaran tertentu pada permukaan patahan pada spesimen uji tarik.