4. Sifat Kimia
Sifat kimia adalah sifat yang dimiliki oleh bahan yang berhubungan dengan tingkat reaktivitas terhadap zat lain. Yang termasuk
dalam katagori sifat kimia bahan adalah: ketahanan terhadap korosi, aktivitas, daya larut, potensial elektrokimia dan sebagainya. Bahan yang
menunjukkan ketahanan terhadap serangan korosi disebut sebagai bahan tahap korosi. Bahan yang dapat melarutkan bahan lain disebut sebagai
bahan pelarut. Pada prinsipnya Sifat-sifat yang dimiliki oleh suatu bahan logam dapat diketahui dan dinyatakan atau direpresentasikan secara
kuatitatif dengan melakukan beberapa metoda pengujian.
2.7 Uji Tarik
Uji tarik adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita
mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Bila kita terus menarik
suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan
perubahan panjang seperti pada Gambar 2.5 Daniel Andri Purwanto, 2009.
Gambar 2.5 Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang.
Universitas Sumatera Utara
Yang menjadi perhatian dalam gambar tersebut adalah kemampuan maksimum bahan dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut Ultimate
Tensile Strength disingkat dengan UTS. Untuk semua bahan, pada tahap sangat awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus
dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan
Hooke, yaitu : rasio tegangan stress dan regangan strain adalah konstan. Pengujian dilakukan sampai sampel uji patah, maka pada saat yang sama
diamati pertambahan panjang yang dialami sampel uji. Kekuatan tarik atau tekan diukur dari besarnya beban maksimum Fmaks yang digunakan untuk
memutuskanmematahkan spesimen bahan dengan luas awal . Umumnya
kekuatan tarik polimer lebih rendah dari baja 70 kg.f . Hasil pengujian
adalah grafik beban versus perpanjangan elongasi. Tegangan yang didapatkan dari kurva tegangan teoritik adalah tegangan yang
membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji itu.
=
........ 2.1 dimana:
= Tegangan kg atau MPa
F = Gaya N A = Luas Penampang
Regangan yang didapatkan adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan gage length benda uji
atau L, dengan panjang awal.
= =
........ 2.2 dimana:
= Regangan mmmm Δl = Pertambahan Panjang mm
Universitas Sumatera Utara
L = Panjang akhir mm = Panjang awal mm
Modulus elastisitas atau modulus young adalah ukuran kekakuan suatu bahan,yang merupakan gradien bagian linear awal kurva tegangan
– regangan. E
=
........ 2.3 dimana:
E = Modulus Elastisitas kg atau MPa
σ = Tegangan kg atau MPa
ε = Regangan mmmm Dari gambar kurva hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan
panjang kita dapat membuat hubungan antara tegangan dan regangan stress vs strain. Selanjutnya kita dapat gambarkan kurva standar hasil eksperimen uji tarik
seperti pada Gambar 2.6 Daniel Andri Purwanto, 2009.
Gambar 2.6 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
Universitas Sumatera Utara
2.7.1 Kekuatan Tarik Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum ultimate tensile strenght,
adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan
kekuatan material. Kekuatan tarik adalah besarnya beban maksimum dibagi dengan luas penampang
lintang awal benda uji.
u
=
........ 2.4 2.7.2 Deformasi
Struktur polimer cukup berbeda sehingga perilaku mekanisnya tidak selalu sama dengan perilaku logam atau keramik nonsilikat. Pada Gambar 2.7
menunjukan perilaku hasil uji tarik pada bahan polimer yang mempunyai sifat dan karakter yang berbeda Sumaryono, 2012.
Gambar 2.7 Kurva tegangan-regangan untuk polimer a getas brittle; b plastis; dan c elastomer highly elastic
Pada semua padatan, tegangan akan menimbulkan regangan elastis deformasi elastis. Regangan elastis muncul ketika ada tegangan, tetap konstan
apabila tegangannya konstan dan hilang apabila tegangannya dihilangkan.
Universitas Sumatera Utara
Deformasi elastis adalah suatu regangan yang dapat balik reversible seperti yang terlihat pada Gambar 2.8 Sumaryono, 2012. Jika suatu tegangan diberikan dalam
bentuk tarik, material akan menjadi sedikit lebih panjang, bila beban ditiadakan material tersebut akan kembali ke dimensi semula. Sebaliknya, bila material
mengalami penekanan, material menjadi sedikit lebih pendek.
Gambar 2.8
Grafik deformasi tegangan-regangan
Pada tegangan yang lebih tinggi terjadi pergeseran tetap dari atom-atom dalam suatu bahan disamping regangan elastis. Regangan ini tidak mampu balik
pada saat regangan ditiadakan, regangan ini disebut regangan plastis. Pada pemakaian produk, kita selalu menghindari terjadinya deformasi plastis sehingga
perhitungan desain dilandaskan pada tegangan-tegangan didaerah elastis proporsional.
2.7.3 Kekuatan Luluh Titik dimana suatu bahan apabila diberi suatu beban memasuki fase
peralihan deformasi elastis ke plastis. Yaitu titik sampai di mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Dalam praktek, biasanya batas proporsional
sama dengan batas elastis.
2.8 Simulasi Numerik
