3. MODUL UJI TARIK

  

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

BANDUNG

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 Uji tarik adalah cara pengyjian yang paling mendasar. Pengujian ini saangat sederhana tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi dia seluruh dunia, Misalnya di Amerika dengan

  ASTEMED dan Jepang dengan JIS 2241.

  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.

  Uji tarik banyak digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan atau material dengan cara memberikan gaya yang sesumbu. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan rekayasa teknik dan desain produk, karena menghasilkan data kekuatan material pengujian tarik yang digunakan untuk mengukur ketahanan suatu

  Face Grip

Diameter Goge

moved

  Grip ble croos

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

  F σ = A 0 ∆ L

  Renggangan : …………………….pers. 2.2

  e= L0 Lfo−10

  Elongasi : ...........................................................pers. 2.3

  e= ×100 L0 Ao− Af

  Reduksi penampang : ...........................................................pers. 2.4

  RA= ×100 Ao Keterangan : F = Beban tarik (kg)

  1

  2

  2 A = Luas penampang awal specimen (mm ) = π D o

  4 ∆L = L t – L

  L = 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

  c. Kekuatan dari material

  d. Modulus elastistas

  e. Kelentingan

  f. Ketangguhan

  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.

  Pmax

  …………………...........Pers.2.5

  Su= Ao

  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 :

  Py

  …………………………..Pers. 2. 6

  Ys= Ao

  Keterangan :

2 Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm )

  Py = Besarnya beban di titik yield (kg)

2 A = Luas penampang awal benda uji (mm )

  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

  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

  σ Mo=

  Keterangan ϵ

  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.

  1 ……………………………Pers. 2.8

  μo= . σ . e

  2 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).

  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.

  b. Mikroskop transmisi electron (TEM)

  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

  

Lt

Lc

Lo

  F

  3. Tegangan : τ =

  A F F L L ¿ = = = τ= = τ <1+ ❑

  Tegangan sejati : τ

  

∑ ∑

A A L

  10 A

  ¿

  Renggangan sejati :

  A

L

  ln 1+ ❑ = ln = ln

  ( ) ∑

  ¿

L

L F − l x 100

  Elongasi : e=

  l A − AF RA= x 100

  Reduksi penamapang :

  A

  Keterangan F : Beban tarik (kg)

  

2

  1

  ( mm ) π D

  Ao : Luas penampang awal spesimen

  4 − l ( mm)

  : l

  ∆ L o ¿ : Panjang ukur (mm) l _¿

  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 Kekuatan tarik adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik.

  c. Ketangguhan

  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 Beban besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik

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.

  8

  4.2 Pengolahan data  Menghitung kekuatan tarik

  =

  π . ( 6,8

  

2

) =

  36,29

  A f

  =

  1

  4

  π d

  2

  1

  1

  4

  π . ( 4,8

  

2

) =

  18,08

  RA= A − A f

  A f x 100

  ¿

  36,29−18,08 18,08

  x 100 ¿ 1,007

  4

  =

  τy= F

  2

  4 A ¿

  863 36,29

  ¿ 23,78 kg /mm

  2

   Menghitung kekuatan luluh

  τy= F

  4 A ¿

  431,5 36,29

  ¿ 11,89 kg /mm

   Menghitung renggangan teknik (%)

  2

  e= ∆ L l

  = 161−157

  157

  x 100 =0,025

   Menghitung reduksi penampang (%)

  A =

  1

  4

  π d

  Batang spesimen setelah pengujian dilengkapi dengan dimensi :

  1.2

  8 .2 9 6.

  78.3 136.6 157

  Kurva tegangan(f) terhadap pertambahan panjang( ΔL)

  

Kurva f-ΔL

1000 900

  863 800 733 700

  700 600 602 528

  500 468 431.5

  400 324 300 215.75 200 160 100

  9

  10

  13

  19

  24

  

30

  37

  40 60 120 180

  Kurva 4.1. kurva F-( ΔL)

Tabel 4.1. Data gaya tarik dan pertambahan panjang

  No Pertambahan panjang (mm) Keterangan titik Gaya tarik (kg) daerah

  Saat ada beban Beban dihilangkan

  1

  9

  0.5 Elastis 2 160

  1.0 Elastis 3 215.75

  1.3 Elastis 4 431.5

  1.8 Elastis 5 468

  2.2 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, = 36.29 mm Tabel. 4.2. Data tegangan dan renggangan

  2 A

  kg

  No e (%)

  σ ( )

  2 mm

  titik 0.318 1 1.238 0.003

  2 5.661 0.009

  3 17.16 0.028

  4 27.03 0.094

  5 30.53 0.183

  6 29.97 0.170

  7 28.41 0.201

  8 26.96 0.206

  9 23.28 0.215

  10 22.29 0.216

  Kurva tegangan - renggangan

  ¿ F y

   Modulus elatisitas :

  ¿ ´ τ . ´e=21,2847.0,1325 ¿ 2,820 kg /mm

  2

   Kekuatan lelah :

  ¿ F y

  A

  = 431,5 36,29

  = 11,890kg /mm

  2

   Kekuatan tarik :

  A

  22.29 Kurva. 4.2. Kurva tegangan - renggangan

  = 863

  36,29 = 23,78 kg/mm

  2

   Tegangan patah :

  ¿ 22,29 kg/mm

  2

   Elongasi :

  ¿ LF − l l x 100 =

  161−157 157

  x 100 ¿ 0,025

  Dari kurva tegangan renggangn teknik diperoleh data-data sebagai berikut :

  23.28

  0.01

  15

  0.03

  0.09

  

0.18

  0.17

  0.2

  0.21

  0.22

  0.22

  5

  10

  20

  26.96

  25

  30

  35

  0.32

  1.24

  5.66

  17.16

  27.03

  

30.53

  29.97

  28.41

   Modulus resilin Renggangan

  2 τ y 11,89 Ur= = = 199,32 kpa

  2 E 2.2,820

  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.

  4.4.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.2 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.

• Tingkatkan kinerja asisten dosen
• Tingkatkan perawatan pada mesin uji

DAFTAR PUSTAKA

  

  