Gambar 2.15Grafik Laju Korosi dan Waktu Kontak
2.4. Pengujian Bahan
Pengujian bahan ini dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan
mekanis dari benda uji yang diteliti. 2.4.1.
Pengujian Tarik
Uji tarik rekayasa dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.
Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu dan bertambah besar secara berkelanjutan,bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan
mengenai perpanjangan yang dialami benda uji Djaprie, 1987:276. 1.
Perilaku Mekanik Material Pengujian tarik yang dilakukan pada suatu material padatan
logam dan non logam dapat memberikan keterangan yang relatif lengkap mengenai perilaku material tersebut terhadap pembebanan
mekanis. Informasi penting yang bisa didapat adalah: a.
Batas proporsionalitas proportionality limit Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan
mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan
secara propors ional dalam hubungan linier σ = Eεbandingkan dengan
hubungan y = mx; dimana y mewakili tegangan; x mewakili regangan dan m mewakili slope kemiringan dari modulus kekakuan.
Bentuk kurva tegangan-regangan yang umum disajikan pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16Kurva tegangan-regangan rekayasa Sumber : Djaprie. Metalurgi Mekanikp.278 Edisi 3
b. Batas elastis elastic limit
Daerah elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh bahan tanpa terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada
saat beban telah ditiadakan. Dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan, nilai batas elastiknya menurun hingga suatu
batas yang sama dengan batas elastis sejati yang diperoleh dengan cara pengukuran regangan mikro. Dengan ketelitian regangan yang sering
digunakan 10
-4
inciinci, batas elastik lebih besar daripada batas proporsional.Penentuan batas elastik memerlukan prosedur pengujian
yang diberi beban-tak diberi beban loading-unloading. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
c. Titik luluh yield point dan kekuatan luluh yield strength
Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambangan beban. Tegangan
stress yang mengakibatkan bahan menunjukan mekanisme luluh ini disebut tengangan luluh yield stress. Titik luluh ditunjukkan oleh titik
Y, gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logam-logam ulet dengan struktur kristal BCC dan FCC yang membentuk interstitial solid
solution dari atom atom karbon, boron, hidrogen dan oksigen. Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebutmenyebabkan bajaulet seperti
mild steel menunjukkan titik luluh bawah lower yield point dan titik luluh atas upper yield point.Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang
yang getas umumnya tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas.Untuk menentukan kekuatan luluh material seperti inimaka
digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset.Dengan metode ini kekuatan luluh yield strength ditentukan sebagai tegangan
dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangandeviasi tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada gambar di bawah ini
garis offset OX ditarik paralel dengan OP, sehingga perpotonganXW dan kurva tegangan-regangan memberikan titik Y sebagai kekuatan
luluh. Umumnya garis offset OX diambil 0.1 –0.2 dari regangan total
dimulai dari titik O. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.17Kurva tegangan-regangan benda uji bahan getas Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran
kemampuan bahan menahan deformasi permanen bila digunakan dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan mekanik seperti
tarik, tekan bending atau puntiran. Di sisi lain, batas luluh ini harus dicapai ataupun dilewati bila bahan logam dipakai dalam proses
manufaktur produk- produk
logam seperti
proses rolling,drawing,stretching dan sebagainya. Dapat dikatakan bahwa titik
luluh adalah suatu tingkat tegangan yang: •Tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural in service
•Harus dilewati dalam proses manufaktur logam forming process d.
Kekuatan tarik maksimum ultimate tensile strength Merupakan tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh
material sebelum terjadinya perpatahan fracture.Nilai kekuatan tarik maksimum σ uts ditentukan dari beban maksimum F maks dibagi luas
penampang awal Ao. UTS =
……………………………….1 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Pada bahan ulet tegangan maksimum ini ditunjukan oleh M dan selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B. Bahan yang
bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda dimana tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan. Dalam kaitannya dengan
penggunaan strukturalmaupun dalam proses forming bahan, kekuatan maksimum adalah batas tegangan yang sama sekali tidak boleh
dilewati. e.
Kekuatan Putus Breaking Strength Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat
benda uji putus F breaking dengan luas penampang awal Ao.Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimumM terlampaui dan
bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan necking sebagai akibat adanya suatu deformasi yang
terlokalisasi. Pada bahanulet kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum sementara pada bahan getas
kekuatan putus adalah sama dengan kekuatan maksimumnya. f.
Keuletan ductility Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan
kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. Sifat ini dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki oleh bahan bila ingin
dibentuk forming melalui proses rolling, bending, stretching, drawing, hammering, cutting dan sebagainya. Pengujian tarik
memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu : Persentase perpanjangan elongation
Diukur sebagai penambahan panjang ukur setelah perpatahan terhadap panjang awalnya.
Elongasi, ⁄
…........................2 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Diman a Lƒ adalah panjang akhir dan L adalah panjang awal dari
benda uji Persentase penguranganreduksi penampang Area Reduction
Diukur sebagai pengurangan luas penampang cross-selection setelah perpatahan terhadap luas penampang awalnya
Rereduksi penampang, ⁄ ] …………3
Dimana ƒ adalah luas penampang akhir dan adalah luas
penampang awal. g.
Modulus elastisitas E Modulus elastisitas atau modulus Young merupakan ukuran
kekakuan suatu material.Semakin besar harga modulus ini maka semakin kecil regangan elastis yang terjadi padasuatu tingkat
pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut semakin kaku stiff. Pada grafik tegangan-regangan Gambar 2.18, modulus
kekakuan tersebutdapat dihitung dari slope kemiringan garis elastis yang linier, diberikan oleh :
⁄ atau …………………………………...4 Dimana
adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva tegangan-regangan.Modulus elastisitas suatu material ditentukan oleh
energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilaimodulus ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur
bahan. Sebagai contoh diberikan oleh Gambar 2.18. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.18Grafik tegangan- regangan baja yang memperlihatkan kesamaan modulus elastisitas
h. Modulus kelentingan modulus of resilience
Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar tanpa terjadinya kerusakan. Nilai modulus dapat diperoleh dari luas
segitiga yang dibentuk oleharea elastisdiagram tegangan-regangan. i.
Modulus ketangguhan modulus of toughness Merupakan kemampuan material dalam menyerap energi
terjadinya perpatahan.Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area keseluruhan dibawah kurva tegangan regangan hasil pengujian
tarik.Pertimbangan desain
yangmengikut sertakan
modulus ketangguhan menjadi sangat penting untuk komponen-komponen
yang mungkin mengalami pembebanan berlebih secara tidak disengaja. Material dengan modulus ketangguhan yang tinggi akan
mengalami distorsi yang besar karena pembebanan berlebih, tetapi hal ini tetap disukai dibandingkan material dengan modulus yang rendah
dimana perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan terlebih dahulu.
j. Kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya
Kurva tegangan-regangan rekayasa didasarkan atas dimensi awal luas area dan panjang dari benda uji, sementara untuk mendapatkan
kurva tegangan-regangan sesungguhnya diperlukan luas area dan panjang aktual pada saat pembebanan setiap saat terukur.Perbedaan
kedua kurva tidaklah terlampau besar pada regangan yang kecil, tetapi menjadi signifikan pada rentang terjadinya pengerasan regangan
strain hardening, yaitu setelah titik luluh terlampaui.Secara khusus perbedaan menjadi demikian besar di dalam daerah necking. Pada
kurva tegangan-regangan rekayasa, dapat diketahui bahwa benda uji secara aktual mampu menahan turunnya beban karena luas area awal
Ao bernilai konstan pada saat penghitungan tegangan ⁄ Sementara pada kurva tegangan-regangan sesungguhnya luas
area aktual adalah selalu turun hingga terjadinya perpatahan dan benda uji mampu menahan peningkatan tegangan karena
.
Gambar 2.19Kurva tegangan-regangan pada baja karbon rendah Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan
perpatahan seperti diilustrasikan oleh Gambar 2.20 dibawah ini : PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.20Ilustrasi bentuk patahan benda uji tarik sesuai dengan tingkat keuletankegetasan
2.4.2. Pengamatan Struktur Mikro
Kategori