Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013
TM-21 | 150 hubungan yang dihasilkan antara parameter material dan kurva P-h akhirnya dapat
digunakan untuk mengestimasi kekerasan dari parameter bahan. Perkembangan selanjutnya, banyak karya telah dieksplorasi dalam mencari cara
untuk melakukan prediksi terbalik inverse prediction sifat material dari indentasi Dao et al., 2001. Kebanyakan penelitian telah berfokus pada menggunakan kurva P-h penuh
sementara hubungan antara kekerasan dan sifat bahan konstitutif sebagian besar didasarkan pada data empiris. Sebagai contoh untuk logam elasto-plastik, sebagian besar data properti
dan nilai kekerasan telah tersedia terutama menggunakan kekuatan tegangan luluhsy dan kekuatan tarik utamast Busby et al., 2005, karena sulit untuk mengukur kontribusi
koefisien pengerasan regang n. Ini menjadi tidak ideal, karena justru koefisien pengerasan regang sangat diperlukan untuk situasi di mana model FE rinci diperlukan
untuk menggambarkan parameter konstitutif dari material. Hubungan akhirnya dibangun antara sifat material, kurva indentasi dan nilai-nilai kekerasan yang akan menjadi alat yang
berguna untuk menyelidiki kelayakan dari kedua parameter bahan konstitutif yang diwakili oleh tegangan luluh sy dan koefisien pengerasan regang n yang didasarkan
dari nilai kekerasan hardness value yang diketahui. Serta membangun pemahaman yang lebih luas pada aplikasi masalah dalam prediksi terbalik inverse prediction sifat
identifikasi. Kemampuan identifikasi semua calon set properti material yang mungkin yang sesuai dengan hasil pengujian juga akan membuka jalan bagi perbaikan di masa depan
program prediksi terbalik inverse prediction dengan menggunakan data terukur tambahan.
2. Eksperimental
Bahan yang digunakan adalah baja. Komposisi kimia dari bahan, tercantum sebagai berikut dalam tabel.
Tabel.1 Komposisi kimia dari spesimen
Material Condition
➒ ➓
➔ →
➔ ➣
↔ ↕
➙ →
➛ ➙
➜ ➝
↔ ➝ ➙
➣ ➞
➟ ➠
↕ ➡
➣ ➢
➤ ➤
➝ ➥
➦ ➝
↕ ➧ ➨
➩ ➙
➣ ➤
↔ ➔ ➔
➓ ➫
➭ ➯
➫ ➟
↕ ➦
➙ ➨→
➧ ➓
➝ ➲
➔ ➳ ➧
↔
900°C
➫ ➭
➯ ➫
➭ ➵
➸ ➫
➭ ➫
➺ ➸
➫ ➭
➫ ➵
➫ ➭
➯ ➫
➫ ➫
➭ ➫
➯ ➡
➝ ➓
➳ ➤
↔ ➔ ➔
➓ ➦
➻ ➼
➫ ➭
➽ ➫
➭ ➽
➫ ➭
➫ ➵
➫ ➭
➫ ➵
➫ ➭
➯ ➾
➾
490 ppm
Sampel Baja batang elips padat dengan diameter f5 mm dan panjang 90 mm dan memiliki dudukan di tepi. Pengujian tarik dilakukan menggunakan Lloyd LR 30K
Universal mesin uji materi dengan extensometer. Mesin ini memiliki kapasitas beban uji maksimum sebesar 30 kN, dengan pembacaan yang akurat untuk 0,5 dari gaya. Mesin
uji tarik dihubungkan dengan komputer mikro, cetak grafis dari test langsung ditampilkan dan data uji disimpan. Kontrol konsol dari mesin uji memiliki tampilan digital di mana
mesin dapat dioperasikan secara manual atau otomatis. Dua bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini mencakup baja karbon 0.1 C dan spesimen Mild steel. Gaya P
dan kurva perpindahan h dari uji tarik untuk bahan hasil 0.1 Carbon Steel ditunjukkan pada Gambar 1a dan Mild Steel pada Gambar 1b. Dengan diketahui daerah luasan awal
A dan panjang awal lo pada kurva p-h Gambar 1a,b diperoleh kurva tegangan- regangan dan sifat bahan termasuk: tegangan luluh σy, Tegangan tarik σu, Tegangan
tarik sesungguhnya σt dan regangan sesungguhnya εt dan kefisien pengerasan kerja n. Tegangan σ adalah beban P dibagi luasan awal A, sedangkan Regangan ε adalah
panjang l dibagi dengan panjang awal lo. Kurva regangan-tegangan dari dua bahan utama diuji ditunjukkan pada Gambar 1c untuk 0.1 C dan gambar 1d untuk Mild
steel. Hasil tegangan luluh σy diidentifikasi untuk 0.1C baja karbon adalah 308.03 MPa, koefisien pengerasan kerja n adalah 0.07, tegangan luluh σy untuk baja ringan
Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013
TM-21 | 151 mild steel adalah 601.66 Mpa, koefisien pengerasan kerja n adalah 0.025. Sampel uji
kekerasan disiapkan sebagai disk dengan diameter f 5 mm, sampel yang disajikan dalam bentuk arah melintang transverse direction dan arah panjang length direction.
Spesimen dipersiapkan dalam resin menggunakan termoseting Bakelite dan dibersihkan polishing sebelum dilakukan pengujian kekerasan. Uji kekerasan Vickers dilakukan
dengan menggunakan Duramin-1 Struers hardness Vickers. Mesin uji Duramin-1 Struers hardness Vickers menggunakan metode pembebanan langsung dengan berbagai beban dari
490.3 mN sampai 19.61 N. indentor memiliki bentuk piramida yang tepat dengan dasar persegi dan sudut 136
o
antar sisi muka yang berlawanan.
a b c d Gambar 1. Kurva gaya P vs perpindahan h force–displacement curves hasil tensile test
untuk a 0.1 Carbon, b Mild steel, dan kurva tegangan-regangan untuk c 0.1 Carbon, d Mild steel
Dalam rangka untuk mengetahui pengaruh beban, indentasi dilakukan dengan menggunakan berbagai beban diuji yang berbeda. Gambar 2 menunjukkan nilai kekerasan
dengan beban yang berbeda 50, 100, 200, 300, 500, 1000 dan 2000 gm dari kedua bahan. Setiap titik data yang merupakan nilai rata-rata dari enam pengukuran. Error bar yang
digunakan adalah 5, yang merupakan batas atas potensi kesalahan pada pengukuran. Seperti terlihat pada gambar, kekerasan 0.1C baja jauh lebih rendah dibandingkan
dengan sampel baja ringan Mild steel. Dalam kedua kasus, dalam pengujian beban yang digunakan,
data jelas
menunjukkan bahwa peningkatan beban yang diterapkan mengakibatkan penurunan nilai-nilai kekerasan.
Gambar 2. Data nilai kekerasan Vickers dari spesimen 0.1 carbon steel and mild steel dalam aplikasi variasi pembebanan
Ò
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000 8000
9000 10000
0 5 10 15 20
Ó Ô
P N
Õ Ö × × Ø
Ù Ó
Ù Ù
Ù
4000 6000
8000 10000
12000 14000
Ò Ú
Ò Ò
2,00
Û Ú
Ò Ò
Ü Ý
Þ ß
h mm
à
50 100
150 200
250
á à à
à âàà
0,50 1,00
1,50 2,00
ãâ ä à
å æ
PKg
ç è
é ê
ë ì
í î
ï ð
ñ è
ò ó ó
ð Ù
100 200
300 400
500
0,2
Ò Ú Û
ô
y M
p a
Є plastic
Ô Ô
Ù
570 590
610 630
650
0,00 0,02
Ù õ
Ù ö
ô
y M
p a
Є plastic
