TINJAUAN PUSTAKA
2. Baja paduan tinggi (high alloy steels), total kandungan unsur di atas 8 %
2.5 Sifat- Sifat Mekanik Bahan
Sifat mekanik bahan adalah hubungan antara respons atau reformasi bahan terhadap benda yang bekerja. Sifat-sifat mekanik bahan yang dilakukan pada penelitian terhadap baja carbon SC 37 meliputi kuat tarik, kekerasan, dan impact struktur mikro.
2.5.1 Uji tarik
Uji tarik Adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus. Sampel uji tarik sesuai dengan standard seperti gambar berikut :
Gambar 2.1 sampel uji tarik ASTM Standard E 8M – 04
2.5.1.1 Kuat tarik maksimum
Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material padatan (logam dan nonlogam) dapat memberikan keterangan yang relatif lengkap mengenai perilaku material tersebut terhadap pembebanan mekanis. Informasi penting yang bisa didapat adalah: kuat tarik maksimum dan perpanjangan. Kuat tarik suatu bahan dapat ditentukan dengan menarik bahan tersebut sampai beban maksimum. Keterangan-keterangan yang diperoleh pada penarikan bahan dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran benda uji sesuai dengan standard yang digunakan.
Sifat yang umum dilakukan terhadap logam adalah kuat tarik maksimum (UTS) yaitu pembebanan maksimum yang diberikan terhadap bahan yang menyebabkan penciutan luas penampang yang akhirnya putus. Nilai kuat tarik maksimum dinyatakan dengan persamaan berikut (Surdia,T. Dan Shinroku, 1995)
UTS,σTS =
dimana : σ
2.1
TS = kuat tarik maksimum (N/m2 P
)
max
A
= beban maksimum pada watu pengujian (N)
Sifat yang umum dilakukan terhadap logam adalah kuat tarik maksimum (UTS) yaitu pembebanan maksimum yang diberikan terhadap bahan yang menyebabkan penciutan luas penampang yang akhirnya putus. Nilai kuat tarik maksimum dinyatakan dengan persamaan berikut (Surdia,T. Dan Shinroku, 1995)
UTS,σTS =
dimana : σ
2.1
TS = kuat tarik maksimum (N/m2 P
)
max
A
= beban maksimum pada watu pengujian (N)
0 = luas penampang (m2
Kenaikan tegangan dari titik luluh sampai kuat tarik maksimum menunjukan bahwa bahan mengalami pengerasan pengerjaan, sehingga pada logam terjadi deformasi plastis. Kuat tarik maksimum sampai kuat tarik putus mengakibatkan luas penampang bahan mereduksi (mengecil) dan terjadi lokalisasi pertambahan panjang hingga akhirnya putus.
)
2.5.1.2 Perpanjangan (elongation)
Pertambahan panjang suatu bahan setelah mengalami uji tarik disebut elongation. Nilai keuletan suatu bahan biasanya ditunjukan oleh harga elongation ini. Apabila harga elongation besar maka bahan tersebut dikatakan ulet (ductility). Keuletan (ductility) adalah kemampuan logam untuk berdeformasi plastis sebelum putus. Secara grafik digambarkan sebagai berikut;
Gambar 2.2 Kurva tegangan-regangan
Praktikum Karakterisasi Material 1 Departemen Metalurgi dan Material ( MMS 31 08 02 ) Fakultas Tehnik Universitas Indonesia.
σ σ σ ε ε ε O O O P P P Y U B ● ● ●
Dimana P menyatakan beban aksial dalam Newton dan A menyatakan luas penampang awal (m2
Persetase elongation dinyatakan dengan persamaan berikut
). Dengan memasangkan pasangan nilai tegangan normal σ dan regangan normal ε, data percobaan dapat digambarkan dengan memperlakunan kuantitas-kuantitas ini sebagai absis dan ordinat. Gambar yang diperoleh adalah diagram atau kurva tegangan-regangan. Kurva tegangan-regangan mempunyai bentuk yang berbeda-beda tergantung dari bahannya.
% elongation = 2.2 Dimana : L0
L = panjang setelah bahan putus (mm) = panjang mula-mula (mm)
Panjang mula-mula diukur pada dua batas bagian tengah sampel uji tarik dan panjang akhir sampel diukur pada batas yang sama setelah kedua bagian yang putus disatukan kembali.
Kuantitas E, yaitu rasio unit tegangan terhadap unit regangan, adalah modulus elastisitas bahan, atau, sering disebut Modulus Young. Karena unit regangan ε
merupakan bilangan tanpa dimensi (rasio dua satuan panjang), maka E mempunyai satuan yang sama dengan tegangan yaitu N/m2. Untuk banyak bahan-bahan teknik, modulus elastisitas dalam tekanan mendekati sama dengan modulus elastisitas dalam tarikan.
2.5.2 Uji Kekerasan
Kekerasan didefenisikan sebagai ketahanan suatu bahan terhadap penetrasi permukaan, yang disebabkan oleh penekanan oleh benda tekan yang berbentuk tertentu karena pengaruh gaya tertentu. Pengujian kekerasan sangat berguna sekali un tuk mengetahui kualitas suatu bahan yang akan dipergunakan pada produk-produk logam seperti komponen mesin.
Brinell, Rockwell & Vickers Hardness Tester TH722 Optical Fitur." Cocok untuk menguji kekerasan besi, logam non-ferrous, logam keras, lapisan carburized dan kimia mengobati lapisan" Beberapa metode pengujian: Brinell & Rockwell & Vickers" Berbagai jenis pengujian kekuatan dan dapat dipilih indentor " Mengadopsi uji kekuatan transformasi kerangka kerja dan sistem pengukuran optik instruksi" Dilengkapi dengan indentasi alat pengukur seperti gambar berikut:
Gambar 2.3 Brinell, Rockwell & Vickers Optical Hardness Tester TH722 Beberapa metode pengujian kekerasan logan, yaitu :
- Metode gores
- Metode kekerasan Brinell - Metode kekerasan Rockwell - Metode kekerasan Vickers - Metode kekerasan Vickers mikro
Dalam penelitian ini metode yang digunakan adalah Metode kekerasan Brinell.Metode ini sangat cocok untuk mengukur bahan-bahan yang tidak homogen seperti baja cor karbon rendah .Brinnell menggunakan indentor bola baja sebagai alat untuk mengukur kekerasan logam.
2.5.3 Uji Impact
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui ketangguhan suatu spesimen terhadap beban patah. Hal yang sangat penting pada uji impact ini adalah pembuatan takik yang memerlukan ketelitian khusus dan kepresisan yang tinggi. Sampel uji disesuaikan dengan standar ASTM E23-56T. Seperti gambar 2.4
Gambar 2.4 sampel uji impack
Pengujian ini dilakukan untuk membanding-kan benda uji yaitu baja karbon rendah dengan kandungan unsur mangan (Mn) yang berbeda. Jadi spesimen uji dibuat sedemikian rupa sehingga kedua benda uji benar-benar memiliki dimensi yang sama. Pengujian ini menggunakan mesin Charpy Impact Machine Uji impact dirancang untuk mengukur ketahanan bahan terhadap pembebanan tiba-tiba atau gaya kejut dan yang diukur adalah energy impact atau energy yang diserap sebelum bahan patah. Metode yang paling umum untuk mengukur energy impact adalah :
- Test Impact Charpy - Test Impact Izod
Test ini paling sering digunakan pada logam, namun juga digunakan pada polimer, keramik, dan komposit karena test ini lebih ekonomis dan cepat untuk menentukan ketangguhan bahan dan aplikasi pengendalian kualitas.(Azom,2005).
2.5.4 Struktur Mikro
Struktur mikro merupakan butiran-butiran suatu benda logam yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang sehingga perlu menggunakan metalurgical microscope untuk pemeriksaan butiran-butiran logam tersebut. Struktur material berkaitan dengan komposisi, sifat, sejarah dan kinerja pengolahan, sehingga dengan mempelajari struktur mikro akan memberikan informasi yang menghubungkan komposisi dan pengolahan sifat dan kinerjanya.
Analisis struktur mikro digunakan untuk menentukan apakah parameter struktur berada dalam spesifikasi tertentu dan didalam penelitian digunakan untuk menentukan perubahan-perubahan struktur mikro yang yang terjadi sebagai akibat variasi komposisi.(Tri Harya Wijaya, 2010)
BAB III