bcc dan mengandung sejumlah kecil elemen terlarut. Untuk material yang tidak memiliki titik luluh yang jelas, berlaku definisi konvensional mengenai titik awal
deformasi plastis, yaitu tegangan uji 0,1 atau 0,2 . Di sini ditarik garis sejajar dengan bagian elastis kurva tegangan-regangan dari titik dengan regangan 0,2 .
2.4 Pengujian Ketangguhan Impak Impact Toughness TestImpact Charpy Test
Bahan-bahan digunakan untuk membangun struktur yang menahan suatu beban. Seorang insinyur perlu mengetahui jika bahan akan bertahan pada kondisi
dimana struktur akan dipergunakan. Faktor yang penting yang mempengaruhi ketangguhan dari sebuah struktur meliputi pengujian temperatur rendah,
pembebanan lebih, dan laju regangan tinggi terhadap angin atau impak benturan dan efek dari konsentrasi tegangan seperti takikan dan retakan. Hal tersebut
cenderung untuk mendorong terjadinya perpatahan. Untuk hal yang lebih luas, interaksi kompleks dari faktor-faktor ini dapat dimasukkan dalam proses desain
dengan menggunakan teori mekanisme perpatahan.
Pengujian untuk ketangguhan impak, seperti halnya pengujian Impact Charpy telah dikembangkan sebelum teori mekanika perpatahan tersedia.
Pengujian impak adalah sebuah metode untuk mengevaluasi ketangguhan relatif dari bahan-bahan teknik. Pengujian Impact Charpy secara kontinyu digunakan
pada saat ini sebagai metode kontrol kualitas yang ekonomis untuk memperkirakan sensitifitas takikan dan ketangguhan impak dari bahan-bahan
teknik. Hal ini biasanya digunakan untuk menguji ketangguhan logam-logam. Pengujian yang serupa dapat digunakan untuk polimer, keramik dan komposit.
Alat uji Impact Charpy dan spesimen uji dapat dilihat pada gambar 2.17 dan 2.18.
Gambar 2.19 Alat uji Impact Charpy
Keterangan: 1. Pengunci palu
2. Piring busur derajat 3. Jarum penunjuk sudut
4. Lengan 5. Beban
6. Tempat benda uji dipasang 7. Batang pembawa jarum
8. Badan mesi uji
Gamber 2.20 Spesimen uji
Benda uji dipatahkan dengan benturan dari sebuah palu pendulum yang berat, yang jatuh dari jarak tetap energi potensial yang konstan untuk
membentur benda uji dengan kecepatan yang tetap energi kinetik yang konstan. Bahan-bahan yang tangguh tough menyerap banyak energi ketika
dipatahkan dan bahan-bahan yang getas brittle menyerap energi sangat sedikit. Energi impak yang diukur dengan pengujian Charpy adalah usaha yang
dilakukan untuk mematahkan benda uji. Pada Impak, spesimen berubah bentuk secara elastis sampai peluluhan tercapai deformasi plastik dan sebuah zona
plastis berkembang pada takikan. Ketika pengujian dilanjutkan, perubahan spesimen oleh impak menyebabkan usaha pada zona plastis mengeras. Hal ini
mengingkatkan tegangan dan regangan pada zona plastis sampai specimen patah. Energi impak total tergantung pada ukuran dari benda uji, dan standar
ukuran benda uji yang digunakan untuk dibandingkan diantara bahan-bahan yang berbeda. Energi impak dipengaruhi oleh sejumlah faktor, seperti halnya:
1. Kekuatan peluluhan dan keuletan
2. Takikan
3. Suhu dan laju regangan
4. Mekanisme perpatahan
Peningkatan kekuatan luluh oleh mekanisme tersebut kemudian akan menurunkan energi impak ketika usaha plastis yang kecil dapat terjadi sebelum
regangan pada zona plastis yang cukup untuk mematahkan benda uji. Peningkatan kekuatan luluh dapat juga mempengaruhi energi impak disebabkan
oleh perubahan mekanisme perpatahan. Takikan pada benda uji mempunyai dua efek. Keduanya dapat
menurunkan energi impak.Pertama, konsentrasi tegangan dari takikan menyebabkan peluluhan atau deformasi plastis terjadi pada takikan. Suatu
daerah plastis dapat berkembang pada takikan, dimana akan menurunkan jumlah total deformasi plastik pada benda uji. Hal ini menurunkan usaha yang dilakukan
oleh deformasi plastik sebelum perpatahan. Kedua, pembatasan deformasi pada takikan meningkatkan tegangan tarik di zona plastis. Tingkat pembatasan
tergantung pada kerumitan takikan kedalaman dan keruncingan. Peningkatan tegangan tarik mendorong perpatahan dan menurunkan usaha yang dilakukan
oleh deformasi plastis sebelum perpatahan terjadi. Pengujian Impact secara kontinu digunakan pada saat ini sebagai metode kontrol kualitas yang ekonomis
untuk memperkirakan sensitifitas takikan dan ketangguhan impak dari bahan- bahan teknik.
Harga impak dapat dihitung dengan formula: Energi awal E
Energi akhir E = P . D 1 –
Cos α
1
Maka energi yang diserap adalah: = P . D 1 –
Cos β
E = E – E
1
= P . D - cos α + cos
β = P . D {1 – cos
α – 1 – cos β}
E = P . D cos
β – cos α Dimana :
E = Energi yang diserap dalam satuan Joule α = Sudut awal pemukulan 147
o
β = Sudut akhir pemukulan rad rad
P = Konstanta 251,3 N D = Konstanta 0,6495 m
Atau bisa juga dengan formula: Hi =
P . D cos
β – cos α A
Hi = EA Dimana:
E = Energi yang diserap dalam satuan Joule A = Luas penampang dibawah takik dalam satuan mm
2
2.4
2.7 2.5
2.6
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, spesifikasi spesimen dan metode pengujian.
3.1 Waktu dan Tempat
Waktu penelitian ini direncanakan selama empat bulan yang dimulai dari Juli sampai dengan Oktober 2011. Tempat dilaksanakan penelitian ini adalah di
Laboratorium Pengujian Logam Departemen Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan.
3.2 Bahan Dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini sebagai berikut: 1.
Baja Karbon St 37 Dalam penelitian ini, jenis baja yang digunakan adalah baja karbon St 37
dengan ketebalan 4,5 mm, lebar 20 mm, dan panjang 200 mm. Baja karbon menengah St 37 banyak digunakan di industri, terlebih industri kecil dan menengah yaitu
sebagai bahan konstruksi. Baja karbon menengah mudah dilakukan proses penyambungan, baik dengan las listrik maupun las oksi-asetilen tidak membutuhkan
keahlian khusus. Bahan uji mudah didapat dan ketebalan bahan dasar yang dipakai dalam pengujian adalah 3,5 mm. Hal ini didasarkan kepada tebal minimum
pengelasan listrik, yaitu 3-4 mm. Pada bahan ini akan dilakukan proses pengelasan
