isi metalurgi fisik

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
JAKARTA TIMUR
2016

1

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

(

)

(

)

2

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

c. Uji SEM (Scanning Electron Microsoft )

3

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
UJI TARIK
4

1.Tujuan percobaan

Tujuan pengujian tarik adalah untuk mengetahui sifat mekanik logam,yakni modulus
elastisitas (E),batas proposional(σр),tegangan luluh(σу),tegangan maksimum(σս),tegangan
patah(σғ),dan regangan(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.

3.Alat yang di gunakan
1. Specimen uji tarik
5

2. Dial gauge
3. Mesin uji destruktif
4. Caliper
5. Kertas grafik
6. Alat tulis
7. Penggaris

4.Prosedur percobaan
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
11. Ukur kembali panjang specimen uji tarik

6


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

NO

P (kg)

∆l (mm)

1


200

0,03

2

400

3,41

3

540

30,05

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:
7

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:

σ=

1019,36 N
π 9,5 mm . 250mm
2

8

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 (σy)

:



Tegangan maksimum (σu)

: 540 N/mm2



Teganagan patah (σp)

: 500 N/mm2

2. Batas proposinal (σp) aluminium berkisar 45% - 49% dari tegangan maksimum
3. Aluminium dapat meregang hingga 0,008% dari bentuk awal.

9

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
Ada dua metoda standar pengujian yang dapat dilakukan pada uji impak yaitu Metoda
Charpy dan Metoda Izod

10

3. Alat yang di gunakan
1. Specimen uji impak
2. Mesin uji Charpy
3. Penggaris
4. 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
7. Segera tarik tuas sehingga lengan pendulum terlepas dan pendulum bergerak
memukul benda uji (pemukulan harus terjadi setelah 5 detik sejak logam di
keluarkan dari bejana )
11

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
Harga impak (HI)

12

Bahan

A (mm2)

E
(Joule)

T (0C)

ST 40
Normal

68.6

276

19

Hl (Joule
/mm2)

Seketsa Patahan

13

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
strukturnya

14

 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.
3. Cara kerja

15

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 DAN SARAN
16

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
kondisi actual hasil pengujian.

17

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 seharihari.html
http://www.scribd.com/doc/21704287/pengujian-tarik.htm
http://www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekaniklogam..htm. http://okasatria.blogspot.com/2008/02/pengujian-tarik.html

LAMPIRAN

Spesifikasi Mesin Uji Destrukiif :
18

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

Tahun

: 1988

: Jepang

19