LABORATORIUM MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVESITAS KRISTEN INDONESIA
BUKU LAPORAN PPRAKTIKUM METALURGI FISIK
Disusun Oleh : Nama : Hadi Iswara NIM : 141711015040
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BUDI UTOMO
LEMBAR PENGESAHAN
LABORATORIUM MATERIAL TEKNIK FAKULTAS TEKNIK'
UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA JAKARTA
2016
Tanggal Masuk Tanggal Revisi Tanda Tangan
Disertujiui untuk Labratorium Metalurgi FT. Mesin UKI Jakarta, September 2016
Menyetujui :
Kepala Lab. Teknik Mesin Metalurgi Asisten Penguji
Universitas Kristen Indonesia
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang pentik dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik suatu benda terdiri dari keuletan, kekerasan, dan ketangguhan. Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logamharus dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Ada beberapa pengujian yang dilakukan antara lain:
a. Uji Tarik b. Uji Impact
c. Uji SEM (Scanninng Elecron Micosoft )
Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan material dengan spesifikasi dan sifat-sifat yang khusus pada setiap bagianya. Sebagai contoh dalam pembuatan konstruksi sebuah jembatan. Diperlukan material yang kuat untuk menerima beban diatasnya. Material juga harus elastic agar pada saat terjadi pembebanan standar atau berlebih tidak patah. Meskipun dalam proses pembuatanya telah diperediksi sifat mekanik dari logam tersebut, kita perlu benar-benar mengetahui nilai mutlak danakurat dari sifat mekanik logam tersebut. Hal tersebut dilakukan agar pada saat memilih material untuk kontruksi sesuai dengan kebutuhan.
1.2 tujuan percobaan
Pengujian destruktif adalah pengujian logam yang dilakukan dengan merusak specimen atau benda uji sehingga dapat diketahui sifat-sifat mekanis dari benda uji tersebut seperti kekuatan tarik, kekuatan tekan, kekuatan geser, kekuatan terhadap beban kejut dan modulus elastisitas dari logam tersebut. Tujuan umum dari pengujian destruktif adalah untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari benda uji. Pengujian destruktif terdiri dari :
a. Uji tarik b. Uji impak
Pengujian metallography adalah proses pemeriksaan logam tentang komposisi kimianya, unsur-unsur yang terdapat didalamnya, dan bentuk strukturnya.
1.3 Batasan masalah
Batasan masalah dalam percobaan ini yaitu melakukan uji tarik pada benda uji sampai benda uji tersebut putus sehingga benda uji tersebut putus sehingga diperoleh berapa besar yield strength, tensile sthrengt,dan prosentase regangannya. Melakukan uji lengkung pada benda uji sampai benda uji tersebut lengkung sehingga diketahui besar tegangan lentur, besar lengkungan dan rasio defleksinya. Melakukan uji SEM untuk mengetahui srtuktur micro pada benda uji, sehingga dapat diketahui jenis dari benda uji tersebut apakan ferit, austenite, simentit.
BAB II
1.Tujuan percobaan
Tujuan pengujian tarik adalah untuk mengetahui sifat mekanik logam,yakni modulus elastisitas (E),batas proposional(σр),tegangan luluh(σу),tegangan maksimum(σ ),tegangan ս
patah(σ ),dan regangan( ).ғ Ԑ
2.
Teori dasar
Uji tarik adalah suatu mode yang di gunakan untuk menguji suatu bahan atau material dengan cara memberi beben gaya yang sesumbu (askeland,1985).Hasil yang di dapat dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material pengujian tarik di gunakan unyuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statistik yang di berikan secara lambat.
2. Dial gauge
1. Siapkan specimen uji tarik
2. Catatlah jenis logam yang di gunakan untuk uji tarik
3. Pasanglah kertas grafik pada real order pada mesin uji tari
4. Ukur specimen uji tarik (diameter,panjang)
5. Cari titik tengah dari specimen uji kemudian beri tanda,setelah itu dari titik tengah ukur masing;masing 3 cm kekiri dan kekanan dari titik tengah tersebut kemudian beri tanda
6. Pasang specimen uji tarik pada mesin uji tarik dan beri beban 5000kg
7. Pasang dial gauge untuk mengukur pertambahan panjang
8. Lakukan pengujian
9. Catatlah perubahanspecimen uji pada beban tertentu.catatlah beban maksimum dan
beban pada saat specimen uji patah
10. Setelah specimen uji patah lakukan hal-hal sebagai berikut
a. Ambil specimen uji yang putus
b. Ambil grafik tegangan dan regangan yang tertera pada kertas grafik
12. Ukur diameter akhir specimen uji tari
13. Catatlah hasil pengukuran pad lembar data yang tersedia
5.
Data hasil percobaan
Dari hasil percobaan terhadap specimen uji tarik dengan spesifikasi dibawah ini :
Material : Aluminium
Standar percobaan : JIS
Panjang awal : 250 mm
Beban : 5000kgf
Diameter awal : 9,5 mm
Di dapat data sebagai berikut :
Panjang akhir : 284mm
Diameter akhir : 6,6 mm
Dari data hasil pengujian terhadap specimen uju tarik di atas di dapat :
Tegangan luluh ( : kg
Teganga maksimum (σu) : 540 N/mm²
Tegangan patah (σf) : 500 N/mm²
Sedangkan reganagan (ε) yang di terima oleh specimen dapat di cari dengan mengunakan persamaan:
NO P (kg) ∆l (mm)
1 200 0,03
2 400 3,41
di mana lf =284 mm
lo =250 mm
jadi untuk regangan nya menjadi
e = 250 ̶ 248 248
e = 0,008%
regangan dari specimen uji 0,08% maka modulus elastisitas nya adalah:
Untuk batas proposional (σp) bisa di lihat pada kurva tegangan dan regangan.untuk
batas proposional (σp) tidak ada standar untuk nilai dari batas proposional (σp) tetapi pada
prakteknya batas proposional sama dengan batas elastisitas nya.
6
.Kesimpulan
1. Aluminium memiliki
Tegangan luluh (σ
y) :
Tegangan maksimum (σ
u) : 540 N/mm2
Teganagan patah (σ
p) : 500 N/mm2
2. Batas proposinal (σp) aluminium berkisar 45% - 49% dari tegangan maksimum
BAB III
UJI IMPACT
1.
Tujuan percobaan
Tujuan pengujian impak adalah untuk mengetahui kemampuan logam terhadap beben kejut (impact) dan sifat perpatahan yang berbeda akibat perbedaan temperatur
2.
Teori dasar
Uji impak merupakan teknik yang digunakan untuk mengkarakterisasi patahan material yang sulit dilakukan pada uji tarik khususnya untuk material yang memiliki transisi deformasi yang sangat kecil
Pemilihan uji impak penting karena:
1. Deformasi dapat dilakukan pada temperatur yang rendah 2. Laju deformasi yang tinggi
3. Adanya notch dapat didekati dengan tegangan triaxial
3.
Alat yang di gunakan
1. Specimen uji impak 2. Mesin uji Charpy 3. Penggaris4. Alat tulis
4.
Prosedur percobaan
1. Siapkan lah benda uji benda uji dan peralatan uji impak 2. Catatlah jennis logam yang di gunakan
3. Ukurlah dan gambar logam yang akan di gunakan untuk uji impak
4. Masukanlah logam tersebut dalam bejana dengan temperatur yang sesuai diinginkan
5. Naikanlah pendulum sesuai dengan kedudukan dan aturlah jarum penunjuk pada mesin maksimum
6. Setelah benda kerja mencapai temperatur yang di inginkan,ambilah dan letakan pada landasan dengan cepat dan tepat
8. Catatlah kedudukan jarum penunjuk mesin yang menyatakan energi yang di serap oleh logam
9. Amati dan gambar lah bentuk logam yang terjadi (gunakan kaca pembesar 10. Catatlah semua data pada lembar yang tersedia
5.
Data hasil percobaan
1. Panjang specimen : 54,8 mm 2. Lebar specimen : 9,8 mm 3. Tinggi specimen : 9,75 mm
Dan hasil percobaan terhadap specimen uji Impak dengan sepesifikasi dibawah ini:
Material : ST-37
Standar percobaan : JIS
Panjang awal : 54,8 mm
Baban : l0000kgf = 1019.36N
Gambar 3.5 Benda uji
A = tinggi section di bawah takik b = lebar sampel
Luas = a x b = 9.8 x 54,8 = 537,04 mm2
Bahan A (mm2) E
(Joule) T (0C) Hl (Joule/mm2) Seketsa Patahan
ST 40
BAB IV
Uji SEM (Scaninng Electron Microsoft)
1. Tujuan percobaan
Mempelajari dan meamahami teknik pengoprasian dan penggunaan SEM
Mengetahui adanya kecacatan pad sebuah logam
Mengetaahui struktur dari sebuah logam membedakannya bedasarkan bentuk
Mempelajri sifat-sifat sebuah logam dari strukturnya
2. Teori dasar
Metalografi adalah salah satu disiplin ilmu tentang logam yang mempelajari
dan menyajikan struktur makro maupun mikro suatu logam. Dari definisi
tersebut,maka metalografi dapat dibagi menjadi dua,yaitu metalogrfi makro dan
metalografi mikro.
Metalografi makro berguna untuk meninjau seacara umum seperti
instrument,alat-alat berat,dan lain sebagainya yang terbuat dari logam apakah ada
kecacatan dalam proses produksi maupun pabrikasinya sehingga layak di gunakan.
Sebagai contoh,sebuah crane harus mendukung (support) tanpa terjadi pathan atau
pembengkokan.
Metalografi mikro berguna untuk meninjau struktur mikrosopis suatu logam
(logam-logam paduan). Dengan metalografi mikro di mungkinkan :
Melakukan analisis sifat-sifat fisik suatu logamdi tinjau dari struktur mikronya
sehingga dapat menentukan paduan logam yang baik. Sabagai cantoh,baja memiliki
struktur mikro seperti ferite,grafite,comentite,dan perlite
Melakukan analisis sifat-sifat mekanik suatu logam dengan informasi yang di dapatkan
dari melografi makro.
Gosokan material yang akan di uji SEM dengan menggunakan abrasif,di awali dengan
abrasif yang ukurannya kecil(kasar) kemudian di lanjutkan dengan abrasif yang ukurannya
lebih besar(halus). Jika selesai maka material yang akan di uji di etcha/etching
Etching adalah suatu proses kimia yang di lakukan pada permukaan
specimen,ethching sendiri bertujuan untuk merusak permukaan specimen yang akan di SEM.
Etching berupa HN03(asam nitrat) yang di teteskan ke permukaan specimen,setelah di
teteskan tunggulah 30 detik kemudian di bersihkan dengan C2H50H(alkhohol)
Prinsip kerja SEM(Scsnning Electron Microsoft)
a. Sample specimen tidak boleh menempel dengan holder measeureman untuk
menghindari specimen menmpel dengan detektor secara langsung yang dapat
,mengakibatkan kerusakan SEM
b.
Kesimpulan
1. jenis pengujian metalurgi yang dipilih biasanya disesuaikan dengan beban yang
diterima dalam perancangan.
2. Setiap material memiliki tegangan maksimum yang berbeda-beda sesuai dengan
jenis dan ukuran material tersebut.
3. Pada jenis material yang lunak. seperti aluminium sangat sulit sekali untuk proses
identifikasi melalui result grafik, karena nilai elongation yang besar.
Saran
1. Sebelum melakukan pengujian agar dijelaskan lebih lanjut tentang sen dan specimen
uji agar Iebih rnudah dalam membuat laporan.
2. Untuk pengujian tarik mohon untuk specimen uji agar sesuai dengan standar yang
telah ditentukan oleh assisten.
3. Tersedia data-data specimen secara teoritis, sehingga bisa dibandingkan dengan
DAFTAR PUSTAKA
Modul Praktikum Destructive Test. 2011. Depok : Laboratorium Metalografi
danHST Departemen Metalurgi dan Material FTUI.Callister, William D. 2007.
Materials Science and Engineering: an Introduction
New York: John Wiley & Sons, Inc
http://belajarmetalurgi.blogspot.com/2011/02/pendahuluan-dalam- kehidupan
sehari-hari.html
http://www.scribd.com/doc/21704287/pengujian-tarik.htm
http://www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-
mekanik-logam..htm. http://okasatria.blogspot.com/2008/02/pengujian-tarik.html
LAMPIRAN
Model : RAT 20 P 20tonf
Kapasitas maksimum : 20 tonf
Tensile test
Jarak gripping dan Head RAM : 800mm
Stroke : 8—20mm
Grip untuk batang : 20—30mm
Grip dan Plat : 10—20mm
Uji Tekan
Jarakantara plat tekan : 700mm
Diameter Plat tekan : 90mm
Uji Lengkung
Jarak diameter pendulung : 500mm
Support Roller (diameter x lebar) : 30x 150 mm Tip dan Punch Bending (radius x lebar) : 6x 160 mm
Ram Stroke : 12x 160 mm
Jarak antara kolom-kolom : 150mm
Luas efektif meja : 435mm2
Rekorder mechanical Stress-Strain : 410x 540 mm
Perbandingan besarnya rasio : 1.2
Ukuran Chart : 110x 160 mm
Motor pompa : 0.75 kW, 3-ph
Motor cross head : 0.2 kW, 3-ph
Nomor sen : 20711 Buatan : Jepang
