2.5.6. Modulus Elastisitac E
Modulus elastisitas adalah kemiringa kurva dari diagram tegangan dan regangan dalam daerah elastisitas linier. Modulus elastisitas dapat dihitung dengan membagi
tegangan �ᵤ dan regangan �.
E =
�
�
є
………………………………….. 2.3 Di mana :
E = modulus elastisitas N m² �
�
= kekuatan tarik N m² Є = Regangan.
2.6. Pengaruh Suhu Terhadap Benda
Suhu atau temperatur merupakan ukuran panas atau dinginnya suatu benda. Benda mempunyai suhu lebih tinggi dikatakan lebih panas. Benda mempunyai suhu lebih
rendah dikatakan lebih dingin. Banyak sifat-sifat zat yang berubah terhadap perubahan suhunya. Sebagai contoh, sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan. Kecuali
air bila dipanaskan dari 0ºC - 4ºC akan menyusut dan setelah 4ºC memuai. Gejala ini disebut anomali air. Sebatang besi akan lebih panjang ketika panas dari pada saat besi
itu dingin Tim Fisika Dasar, 2002.
Ada beberapa sifat zat yang berubah bila dipanaskan. Di antara sifat-sifatnya yang berubah itu adalah warnanya besi yang panas pijar, volumnya, tekanannya dan
daya hantar listriknya atau hambatannya Kertiasa, 1994. Sifat-sifat zat yang berubah bila dipanaskan itu disebut sifat termometrik zat. Sifat termometrik ini dapat
digunakan sebagai dasar untuk pengukuran suhu. Misalnya, pada besi menggunakan warna pijaran besi sebagai ukuran cukup atau tidak cukupnya suhu besi untuk
ditempah.
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini telah dilakukan di Laboratorium Material Test PTKI Medan mulai dari 17 Mei sampai 09 Juni 2012.
3.1. ALAT DAN BAHAN PENELITIAN
Alat yang dipakai dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
3.1.1. Alat No
Nama Alat Spesifikasi
Jumlah
1 2
3 4
5 6
7 8
Mesin Uji Tarik Mesin Uji Kekerasan
Mikroskop Optik Tungku Pemanas dengan
Pengontrol suhu Mesin Bubut
Mesin Gergaji Jangka Sorong
Speciment Driyer Strenght Testing Machine
Kapasitas 2 ton Rockwell Hardness
Machine kapasitas 150 Kg 800x
Kapasitas 1200 C
- -
0,02mm -
1 Set 1 Set
1 Set 1 Set
1 Set 1 Set
1 Buah 1 Buah
3.1.2. Bahan
No Nama Bahan
Spesifikasi Jumlah
1 2
3 4
5 Larutan NaOH
Baja Karbon Menengah Larutan HN0
3
Meta Polis Kertas Pasir
Konsentrasi 5,10,15,20,25
NS-1045 -
Alumina Powder 0,3 µm -
- 12 Buah
- -
-
Universitas Sumatera Utara
3.2 PROSEDUR PERCOBAAN
3.2.1 Prosedur Untuk Perlakuan Panas
1. Menyediakan bahan uji sebanyak 12 buah dengan perincian : 6 buah untuk pengujian kekerasan, 6 buah pengujian tarik, sedangkan untuk pengujian struktur
mikro diambil dari bahan pengujian kekerasan. 2. Memberi perincian pada bahan uji sebagai berikut :
a. Untuk bahan tanpa perlakuan : pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1 b. Untuk bahan dengan perlakuan panas 850
C menggunakan media pendingin sebagai berikut:
• Larutan NaOH 5 ; pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1 • Larutan NaOH 10 ; pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1
• Larutan NaOH 15 ; pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1 • Larutan NaOH 20 ; pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1
• Larutan NaOH 25 ; pengujian kekerasan 1, dan pengujian tarik 1
3. Menyediakan larutan NaOH dengan variasi konsentrasi 5, 10, 15, 20, 25 dengan volume air masing-masing 10 liter.
4. Memasukkan bahan ke dalam tungku pemanasan, lalu dipanaskan sampai temperature 850
C dan dibiarkan selama 15 menit. 5. Setelah bahan dipanaskan sampai temperature 850
C, angkat bahan dan langsung didinginkan secara cepat di larutan NaOH dengan konsentrasi yang berbeda untuk
masing-masing bahan. 6. Setelah bahan dingin dilakukan pencucian terak dan melakukan pengeringan pada
mesin Speciment Driyer .
3.2.2 Prosedur Untuk Pengujian Bahan
1. Melakukan pengujian kekerasan bahan menggunakan alat Rockwell Hardness Test dengan beban sebesar 10 kg setiap bahan uji dilakukan
penekanan sebanyak 1 kali.
Universitas Sumatera Utara
2. Membaca nilai kekerasan secara langsung pada alat berdasarkan
kedalaman yang diukur oleh alat tersebut.
3. Melakukan pengujian kekuatan tarik untuk masing- masing bahan uji
denga alat Strength Test.
4. Melakukan pengetesan pada bahan uji dengan larutan alumina menggunakan kertas pasir sehingga bekas goresan pada permukaan tidak
terlihat lagi.
5. Melakukan pemolesan dengan larutan HNO
3
, kemudian dibilas dengan air
lalu dikeringkan.
6. Melakukan pengambilan struktur mikro dari bahan yang telah dipoles
tersebut dengan menggunakan alat Mikroskop Optik.
3.2.3 Pengujian Kekerasan Metode Rockwell
Pengujian kekerasan metode Rockwell dilakukan dengan menggunakan alat uji kekerasan yang dapat secara langsung membaca kekerasan bahan berdasarkan
kedalaman yang diukur oleh alat seperti pada gambar di bawah ini :
D = 8 mm
h = 10 mm
Gambar 3.1 Bahan uji kekerasan
Universitas Sumatera Utara
Bahan uji diletakkan tegak lurus di antara penyangga dan indentor,kemudian dengan menekan indentor kerucut intan kepada bahan uji dengan beban
tertentu.Ketika indentor masuk ke dalam baha uji,maka secara otomatis angka yang menunjukkan harga kekerasan bahan akan terlihat pada skala alat uji Rockwell.
Gambar 3.2 Alat uji kekerasan Rockwell
3.2.4 Pengujian Tarik
Bahan uji tarik diletakkan pada penjepit atas dan bawah yang di kendalikan dengan kontrol jepit, seperti pada
gambar.Dengan memutar kontrol dengan kelajuan anguler 0,2 rpm.Maka penjepit akan bergerak bersamaan dengan bergeraknya jarum penunjuk
yang menunjukkan berat beban yang digunakan hingga bahan uji putus. Kekuatan tarik maksimum dapat dihitung dengan persamaan :
UTS = σ
u = …………………………………………………………
3.1
dimana : σ
u
=kekuatan tarik bahan Nmm
2
Universitas Sumatera Utara
Fmaks = Beban maksimum N A
= Luas penampang bahan uji mula – mula mm
2
m = 1,5 mm
h = 50 mm d = 16 mm
m = 1,5 mm
h = 50 mm d = 16 mm
l = 1,5 mm
d = 8 mm
Gambar 3.3 Bahan Uji Tarik JIS 2201-8A
Gambar 3.4 Alat uji Tarik
Universitas Sumatera Utara
3.2.5 Pengujian Struktur Mikro
Bahan uji yang dipoles sebelum dan sesudah dietsa dengan larutan etsa,dengan memakai Mikroskop optic dapat dilihat struktur mikro dari baja karbon menengah.
Gambar 3.5 Alat analisis Struktur Mikro
3.3 Teknik Analisa Data
Dalam penelitian ini,dengan memvariasikan konsentrasi NaOH masing – masing bahan akan diuji dan hasilnya dapat ditulis dalam bentuk tabel.Data bahan
sebelum dan sesudah diuji tarik dan kekerasan dilakukan pengujian untuk setiap bahan antara lain :
1. Bahan Original 2. Bahan dengan perlakuan panas
Universitas Sumatera Utara
3.3. Diagram Alir Penelitian
Adapun diagram alir penelitian ini adalah sebagai berikut :
Baja Karbon MenengahNS-1045
Pembentukan Bahan uji JIS 2201-8A
Tanpa Perlakuan Original
Perlakuan Panas Hardening dengan
850 C
Pengujian Quenching Dengan
Larutan NaOH 5, 10, 15, 20,
25
Uji Tarik Analisis Struktur Mikro
Uji Kekerasan
Data
Analisa Data
Kesimpulan
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN