LAPORAN AKHIR
PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK
PERTEMUAN III
( UJI TARIK)
Oleh :
Nama : M.Iqbal. T 123030008 Zaenal Nur. A 123030018 Suhada A.M 123030037 Septiana N 123030045 Tanggal : 16 Mei 2012
Kelompok : 04
Assisten : Johan Singgih P.
LABORATORIUM MATERIAL TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PASUNDAN
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan
1. Mengetahui prinsip dasar pengujian tarik
2. Mendapatkan kurva F-∆L dan kurva σ-e hasil uji tarik
3. Mendapatkan data-data sifat mekanik kekuatan tarik, elongasi, reduksi penampang, ketangguhan, modulus resilin.
1.2. Prosedur pengujian
1. Menyiapkan spesimen sesuaikan dengan mesin uji tarik yang ada 2. Mengukur dimensi spesimen dan menggambar ulang spesimen 3. Memeriksa mesin uji apakah bekerja dengan baik
4. Memasang spesimen pada mesin uji kemudian melakukan pengujian
5. Mengukur ulang dimensi spesimen setelah penarikan terutama panjang dan diameter terkecil
6. Mencatat seluruh data yang di perlukan pada saat pengujian berlangsung dan setelah pengujian
7. Mencatat semua hasil pengukuran pada lembar data yang telah di sediakan. 1.3. Sistematika penulisan
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tujuan
1.2. Prosedur pengujian 1.3. Sistematika penulisan BAB II DASAR TEORI
2.1. Pengertian uji tarik 2.2. Cara melakukan uji tarik
2.3. Penjelasan mengenai sifat-sifat mekanik 2.4. Uji metalografi
2.5. Jenis-jenis mikroskop BAB III PENDAHULUAN
3.1. Soal 3.2. Jawaban
BAB IV PENGOLAHAN DATA 4.1. Data hasil pengujian 4.2. Pengolahan data 4.3. Analisa
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Pengertian Uji Tarik
Pengujian tarik ini adlah salah satu pengujian mekanik yang paling terkenal dan banyak di butuhkan untuk data-data material terutama sifat mekanik untuk keperluan engginering (rekayasa). Besaran-besaran atau data yang mendapatkan dari pengujian ini adalah modulus elastisitas, kekuatan tarik, kekuatan mulur, kekuatan patah, ketangguhan, dan renggangan.
Pada perinsip pengujian tarik adalah batang specimen harus di sesuaikan dengan standar seperti (ASTM, JIS, DIN, SNI). Batang uji ada yang berbrntuk silindris dan berbentuk plat yang di tarik dengan beban statik sampai putus. Darai pengujiaan ini di dapat suatu kurva hubungan beban tarik(F), terhadap perpanjangan specimen(∆L). Kurva ini yang kemudian akan di konversikan menjadi kurvategangan teknik vs renggangan teknik(T-e) dan digunakan untuk mendapatkan sifat mekanik logam yang akan di uji. Adapun data yang kemudian dimaksud adalah kekuatan tarik, kekuatan mulur, elongasi, dan pengurangan luas penampang. Kurva tegangan – renggangan teknik dibuat dari hasil pengujian yang di dapatkan.
Diagram kurva tegangan – renggangan sangat di butuhkan dalam pengujian tarik, karena untuk menganalisis suatu material yang di uji tarik
Gambar 2.1. contoh kurva uji tarik
Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tarik tersebut di peroleh dengan cara membagi beban yang diberikan dengan luas awal penampang benda uji.
Grip Face
Grip
Goge
moved ble croos
Diameter
Gambar 2.2. skematis mesin uji tarik
Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang di pergunakan pada material. Dimana specimen yang telah di nuji dan telah di standarisasi di lakukan pembebanan unaxial sehingga specimen uji mengalami perenggangan dan pertambahan panjang hingga akhirnya patah.
Pengujian tarik relative sederhana, murah dan sangat terstandarisasi di bandingkan pengujian lain. Hal-hal yang perlu di perhatiakan agar pengujian menghasilkan nilai yang valid adalah bentuk dan specimen lain yang di uji, pemilihan gips dan lain-lain.
Untuk mendapatkan data-data pengujian lain dan mengkonversi ke kurva tegangan-renggangan (α - e) dapat menggunakan rumus-rumus di bawah ini :
Tegangan : ……….pers. 2.1
Renggangan : ……….pers. 2.2
Elongasi : ...pers. 2.3
Reduksi penampang : ...pers. 2.4
σ= F A0
e=∆ L L0
e=Lfo−10 L0 ×100
Keterangan :
F = Beban tarik (kg)
A0 = Luas penampang awal specimen (mm2) = 14π Do2 ∆L = L
t – L0
L0 = Panjang awal (mm)
2.2. Cara Melakukan Uji Tarik
Banyak hal yang kita dapat pelajari dari hasil uji, bila kita terus menarik sesuatu bahan (dalam hal ini adalah logam) sampai putus maka kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukan hubungan antara gaya tarik dengan perubahan panjang profil (∆L). Ini sangat di perlukan dalam desain yang memiliki bahan tersebut misalnya pada kurva berikut ini :
Gambar 2.3. Kurva Tegangan – Renggangan
Dari kurva uji tarik dan renggangan – renggangan di peroleh dari hasil pengujian akan di dapatkan beberapa sifat mekanik yang di miliki oleh benda uji, sifat-sifat tersebut antara lain :
a. Kekuatan tarik b. Kekuatan luluh
2.3. Penjelasan mengenai sifat-sifat mekanik A. Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik adalah kekuatan yang biasanya ditentukan dari suatu hasil uji tarik adalah kekuatan luluh dan kekuatan tarik adalah kekuatan luluh dan kekuatan tarik maksimum, adalah beban maksimum yang di bagi luas penampang awal benda uji.
………...Pers.2.5
B. Kekuatan luluh
Salah satu cara kekuatan yang biasanya diketehaui dari suatu hasil pengujian tarik adalah kekuatan luluh. Kekuatan luluh merupakan titik yang menunjukan perubahan dari deformasi plastis. Besar tegangan luluh di tuliskan seperti pada persamaan berikut :
………..Pers. 2. 6
Keterangan :
Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm2)
Py = Besarnya beban di titik yield (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)
C. Pengukuran Keuletan
Keuletan adalah kemampuan suatu bahan sewaktu menahan beban pada saat di berikan penekanan dan akan kembali ke bentuk semula, secara umum penguluran keuletan dilakukan memenuhi kepentingan 3 buah hal yaitu :
a. Untuk memnunjukan elongasi dimana suatu logam dapat di deformasi tentang terjadi patahan dalam suatu proses pembentukan logam, misalnya pengerolan dan ekstrasi. b. Untuk member petunjuk secara umum kepada perancangan mengenai kemampuan
logam untuk mengaliri secara plastis sebelum patah.
c. Sebagai petunjuk adanya perubahan permukaan kemurnian atau kondisi pengolahan. D. Modulus Elastisitas
Su=Pmax Ao
Modulus elastisitas adalah kemampuan suatu material untuk menyerap energy dan kembali ke bentuk semula atau kembali ke sifat keelastisitasanya, makin besar modulus, makin kecil renggangan elastic yang di hasilkan akibat pemberian tegangan. Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antara atom, karena gaya-gaya ini dapat berubah tanpa terjadi perubahan yang mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus elastisitas salah satu sifat mekanik yang tidak dapat di ubah, persamaan modulus elastisitas :
……… ………..Pers. 2.7 Keterangan
σ = tegangan
ϵ = renggangan G. Kelentingan
Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energy pada waktu deformasi. Secara elastic dan kembali ke bantuk awal apabila bebannya dihilangkan.
………Pers. 2.8
F. Ketangguhan
Ketangguhan adalah kemampuan suatu material menyerap energy pada daerah plastis.
2.4. Uji metalografi
Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari struktur logam/material dalam skala kecil(mikro). Untuk dapat melihat struktur dalam skala mikro itu diperlukan alat bantu yang dikenal dengan mikroskop. Dengan mikroskop ini struktur logam yang diamati dapat diperbesar hingga ratusan ribu kali. Mikroskop yang ada di laboratorium termasuk dalam jenis mikroskop optic yang memiliki pembesaran maksimum 400x. Beberapa jenis mikroskop menghasilkan skala pembesar hingga 100.000x di kenal dengan SEM (scanning electron microscopy).
Mo=σ
ϵ
μo=1
Untuk dapat melihat struktur mikro logam sebelum pengamatan melalui mikroskop, terlebih dahulu dilakukan preparasi terhadap logam yang akan dipriksa, tehap-tahapnya sebagai berikut :
1. Cutting, yaitu mengetahui prosedur pemotongan sample dan menentukan sampel dan menentukan teknik dalam pengambilan sampel metalografi sehingga benda uji yang epresentif.
2. Mounting , yaitu menempatkan sempel pada suatu media, untuk memudahkan penenanganan sampel kecil dan tidak beraturan tanpa merusak.
3. Grinding, yaitu meratakan dan menghaluskan permukaan sempel dengan cara mrnggosokan sampel pada kain abrasive atau ampelas.
4. Pemolesan (polishing), yaitu mendapatkan permukaan sampel yang halus, mengkilat seperti kaca tanpa menggores, sehingga diperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin, menghilangkan ketidak teraturan sampel hingga orde 0,01µm.
5. Etsa, yaitu mengamati dan mengidentifikasi detil struktur logam dengan batang bantuan mikroskop optic setelah terlebih dahulu dilakuakan proses etsa pada sampel, mengetahui perbedaan antara etsa kimia dengan electron etsa serat aplikasinya.
5 hal yang disebutkan diatas wajib hukumnya dilakukan sebelum melakukan pengujian. Pengamatan metalografi dibagi menjadi 2, yaitu :
a. Metalografi makro
Metalografi makro yaitu pengamatan atau pengidentifikasian struktur logam dengan pembesaran 10±100
b. Metalografi mikro
Metalografi mikro yaitu pengamatan atau pengidentifikasian struktur logam dengan pembesaran 1000x.
2.5. Jenis-jenis mikroskop a. Mikroskop cahaya
Mikroskop cahaya atau lebih dikenal juga dengan nama compound light microscope adalah sebuah mikroskop yang menggunakan caha lampu sebagai pengganti cahaya matahari sebagaimana yang menggunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional sumber cahaya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar ataupun cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar ke dalam kondesor. Pada mikroskop ini, kita dapat bayangan benda dalam tiga dimensi lensa, yaitu lensa obyektif, okuler, dan kondensor.
TEM adalah sebuah mikroskop electron yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide, dimana electron di tembuskan kedalam objek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusan pada layar.
BAB III
TUGAS PENDAHULUAN
3.1 Soal
1. Jelsakan prinsip pengujian tarik ?
2. Gambarkan batang uji tarik yang bebrbentuk batang silindris dan flat besrta dimensinya !
3. Lengkapi rumus-rumus yang digunakan pada pengujian tarik !
4. Mengapa bidang instruksi sangat mebutuhkan data material seperti kekuatan tarik dan kekuatan luluh ?
Kekeuatan mulur
Kekuatan tarik
Ketangguhan
Modulus resilin
Necking 3.2 Jawaban
1. Prinsip dasar pengujian tarik adalah batang spesimen harus disesuaikan dengan standar ASTM,JIS,DIN, dan SNI. Batang uji ada yang berbentuk silindris dan berbentuk falt yang ditarik dengan beban statik sampai putus.
Batang silindris
Lt
Lc
Lo
r
AE
Flat
3. Tegangan : τ= F
Renggangan sejati :
A
4. Untuk mengetahui sifat-sifat dan data-data suatu material apakah berubah atau tidak ada pada saat proses pengerjaan atau pembentukan, selain itu juga untuk mengetahui kekuatan tarik dan kekuatan luluh sutua material dan untuk keperluan merekayasa suatu material, mengetahui sifat mekanik logam yang diuji.
5. a. Kekuatan mulur
Suatu fisik yang mempunyai kebolehan untuk mengekalkan canggahan plastik tanpa retakan atau patahan.
b. Kekuatan tarik
Jumlah energi yang diserap material sampai terjadi patah, yang dinyatakan dalam joule.
d. Modulus resilin
Kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu deformasi secara elastis dan kembali ke bentuk awal apabila bebanya dihilangkan
e. Necking
BAB IV
PENGOLAHAN DATA
4.1 Data hasil pengujian
Hari/tanggal pengujian : Selasa, 14-05-2013 Material yang digunakan : Alumunium
Diametet batang uji awal (Do) : 6,8 mm Panjang batang awal (Lo) : 157 mm Diameter batang setelah pengujian (Dt) : 4,8 mm Panjang batang setelah putus (Lt) : 161 mm Beban maksimum pengujian (Fy) : 751 Kgf Beban luluh (Fy) :
Kurva pengujian :
Assisten : Johan Singgih P.
Batang uji spesimen kondisi awal
9.
2
157 136.6
78.3
6.
4.2 Pengolahan data
Menghitung kekuatan tarik
τy=F4
A0
¿ 863
36,29
¿23,78kg/mm2
Menghitung kekuatan luluh
τy=F4 A0
¿431,5
36,29
¿11,89kg/mm2
Menghitung renggangan teknik (%)
e=∆ L l0 =
161−157
157 x100=0,025
Menghitung reduksi penampang (%)
A0=
9
Kurva tegangan(f) terhadap pertambahan panjang(ΔL)
0 10 13 19 24 30 37 40 60 120 180
No
titik Gaya tarik (kg)
Pertambahan panjang (mm) Keterangan daerah Saat ada beban Beban dihilangkan
1 9 0.5 0 Elastis
2 160 1.0 0 Elastis
3 215.75 1.3 0 Elastis
4 431.5 1.8 0 Elastis
5 468 2.2 0 Elastis
6 528 3.0 0.2 Plastis
7 602 3.8 0.6 Plastis
8 733 4.8 0.11 Plastis
9 815 6.1 0.21 Plastis
10 863 61.9 0.69 Plastis
Luas penampang specimen, A0 = 36.29 mm2
Kurva tegangan - renggangan
Kurva. 4.2. Kurva tegangan - renggangan
Dari kurva tegangan renggangn teknik diperoleh data-data sebagai berikut :
Modulus elatisitas :
¿´τ .´e=21,2847.0,1325
¿2,820kg/mm2
Kekuatan lelah :
¿Fy
A0
=431,5
36,29=11,890kg/mm
2
Kekuatan tarik :
¿Fy
A0
= 863
36,29=23,78kg/mm
2
Tegangan patah :
Ur=τ y
2
2E=
11,89
2.2,820=199,32kpa
4.3. Analisa
Dari hasil pengujan menyatakan bahwa ada 2 sifat material dalam pengujian tarik yaitu plastis dan elastic. Pada daerah plastis saat ada beban material mengalami perpanjangan akan tetapi tidak kembali ke bentuk semula, pada daerah elastic saat ada beban material mengalami perpanjangan kembali ke bentuk semula, selain itu grafik ∆ L-F menunjukan pada saat necking benda. Pada grafik ∆ L-F mengalami kesalahan, dikarenakan tidak benarnya skala.
Tidak karena yang kita uji adalah alumunium yang tidak memiliki keuletan yang tinggi.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan bahwa perinsip dasar uji tarik yaitu dengan menarik suatu spesimen/benda kerja dengan alat yang telah di atur sehingga gaya atau beban mengalami deformasi plastis.selain itu pada kurva f−∆ l dan σ−e menunjukan setiap material mengalami penurunanbeban setelah mencapai necking dan sampai benda/material putus. 5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
http://www.alatuji.com/article/detail/2/uji-tarik-apa-sih-what-is-tensile-test
http://belajarmetalurgi.blogspot.com/2011/02/pendahuluan-dalam-kehidupan-sehari-hari.html