Bab 1 dan Bab 2 Modul Baja

MODUL PRAKTIKUM BAJA
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini, penggunaan logam paduan semakin marak digunakan, baik
untuk mendapatkan logam dengan berat yang lebih ringan, lebih kuat maupun
sifat – sifat lainnya. Salah satu contoh logam paduan yang sudah marak
digunakan adalah baja. Saat ini, baja merupakan salah satu material paling
umum di dunia, dengan produksi lebih dari 1,3 miliar ton tiap tahunnya.Baja
dapat dipergunakan sebagai bahan untuk bangunan (structural) hingga untuk
perkakas seperti pisau. Melihat dari sejarahnya penggunaan logam untuk
bahan pembantu dari struktural sudah dimulai dari abad ke-17 yang pada
awalnya dimulai dari perkembangan besi tuang lalu diikuti besi tempa hingga
abad 18. Dimulai dari tahun 1890, bahan baja telah banyak menggantikan
fungsi dari besi tempa sebagai bahan utama dari bahan bangunan logam.
Melihat dari segi kapabilitas baja sebagai elemen struktur, baja memiliki
kapabilitas yang beragam sesuai dengan mutunya. Mutu dari baja inilah yang
nantinya akan disesuaikan dengan kebutuhan dari suatu bangunan baik untuk
baja profil maupun baja tulangan untuk struktur beton bertulang (reinforce
concrete). Dari segi produksi, baja merupakan elemen struktur yang
diproduksi dipabrik dengan spesifikasi yang dapat disesuaikan. Spesifikasi
tersebut dapat merujuk pada berbagai standar yang berlaku pada beberapa

negara misalnya SNI, ASTM, JIS, BS. Tidak lupa produksi baja diikuti dengan
sertifikat atau jaminan oleh pabrik itu sendiri terkait dengan kebenaran
spesifikasinya. Sebagai pihak yang membutuhkan (contoh : kontraktor),
didalam memastikan kebenaran spesifikasi baja tidak cukup hanya bergantung
pada jaminan pabrik, oleh karena itu salah satu cara yang dapat digunakan
yaitu uji tarik baja. Dengan uji tarik baja sifat – sifat mekanis dari baja dapat
diketahui, dan dari sifat – sifat tersebut dapat dibandingkan dengan spesifikasi
yang diinginkan diawal. Oleh karena itu uji tarik baja perlu untuk dipelajari
dan dilakukan.

1.2 Tujuan Praktikum
1. Menentukan hubungan tegangan (σ) dan regangan (ε)
2. Menentukan tegangan leleh baja (σy)
3. Menentukan tegangan tarik baja (σu)
4. Menentukan perpanjangan dan pengurangan luas area penampang
5. Menentukan modulus elastis baja
6. Menentukan tegangan runtuh baja
1.3 Dasar Teori
1.3.1 Definisi Baja dan Unsur Pembentuknya
Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

elemen lainnya (Ferrous alloy). Kandungan unsur karbon (C) dalam baja bervariasi
dari kurang dari 0,25 % hingga 1,4 %. Kandungan dari Karbon tersebut nantinya
akan menentukan jenis dari baja seperti low carbon steel hingga high carbon steel,
Elemen berikut ini selalu ada dalam baja yaitu karbon, mangan, fosfor, sulfur,
silikon, dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan aluminium. Selain itu, ada elemen
lain yang ditambahkan untuk membedakan karakteristik antara beberapa jenis
baja diantaranya: mangan, nikel, krom, molybdenum, boron, titanium, vanadium
dan niobium. Karbon meupakan unsur pembentuk baja yang paling utama,
Elemen ini berfungsi untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan, dan ketahanan
baja terhadap abrasi. Namun kekurangan dari elemen ini yaitu, menurunkan
daktilitas, toughness, daya impak, dan kemudahan baja untuk dibentuk
(machinability).

1.3.2 Kelebihan dan Kekurangan Baja sebagai Material Struktur
Berikut merupakan kelebihan dari material baja,
1. Homogenitas tinggi. Homogen disini maksudnya baja memiliki kekuatan yang
merata disetiap titiknya.
2. Baja mempunyai kekuatan yang tinggi meski berukuran lebih ringkas daripada
beton. Hal ini dapat mengurangi ukuran struktur dan beban struktur itu sendiri.
3. Bersifat elastis. Baja merupakan material yang dapat berperilaku elastis sampai

tingkat tegangan yang cukup tinggi.

4. Daktilitas baja cukup tinggi. Selain mampu menahan tegangan tarik yang cukup
tinggi, baja juga akan mengalami regangan tarik yang cukup besar sebelum
runtuh.
5. Kemudahan pemasangan dan pengerjaan. Penampang baja bisa dibentuk
sesuai yang dibutuhkan. Penyambungan antar elemen pada struktur baja juga
mudah, hanya tinggal memasangkan baut atau bisa menggunakan las, sehingga
akan mempercepat kegiatan proyek.
Namun, dibalik kelebihannya, baja tetap memiliki kekurangan yang dapat menjadi
pertimbangan dalam penggunaannya sebagai struktur bangunan, yaitu:
1. Pemeliharaan rutin. Baja membutuhkan pemeliharaan khusus agar mutunya
tidak berkurang. Konstruksi baja yang berhubungan langsung dengan udara
atau air harus dicat secara periodik.
2. Baja akan mengalami penurunan mutu secara drastis bahkan kerusakan
langsung karena temperatur tinggi. Misalnya saat terjadi kebakaran.
3. Kekuatan baja akan menurun jika mendapat beban siklis
4. Baja tidak tahan terhadap gaya tekan, sehingga akan mudah terjadi buckling
(tekuk) bila diberi tekanan
5. Baja akan kehilangan daktilitasnya dan keruntuhan getas pada tempat dengan

konsentrasi tegangan tinggi

1.3.3 Sifat Mekanik Baja
Sifat mekanis pada baja meliputi:
1. Kekuatan Baja.
Sifat penting pada baja adalah kuat tarik. Pada saat baja diberi beban, maka
baja akan cenderung mengalami deformasi/perubahan bentuk. Perubahan
bentuk ini akan menimbulkan regangan/strain, yaitu sebesar terjadinya
deformasi tiap satuan panjangnya
2. Daktilitas dan Kegetasan
Daktilitas adalah kemampuan baja untuk berdeformasi plastis sebelum baja
putus.sedabgkan Getas adalah kondisi baja failure akibat dari deformasi yang
sedikit. Kedua hal ini berhubungan dengan besarnya regangan/strain yang
permanen sebelum baja putus.

3. Kekerasan Baja (Hardness)
Kekerasan baja adalah ketahanan baja terhadap indentasi, indentasi adalah
penurunan akibat deformasi plastis pada baja setelah sebuah gayayang
dikerjakan pada benda yang sangat keras (intender). Cara ujinya dengan
kekerasan Brinell, Rockwell, ultrasonic, dll

4. Resilience dan Tensile Toughness
Resilience dan Toughness merupakan jumlah energi yang dapat diserap oleh
baja saat terjadi deformasi. Resilience menyatakan jumlah energy dalam
kondisi elastis, sedangkan toughness dalam kondisi plastis. Semakin kecil energi
yang diserap oleh baja, maka baja tersebut makin rapuh
5. Kekuatan Impak
Kekuatan impak menyatakan ketahanan bahan terhadap terjadinya fraktur
yang tiba – tiba akibat dari retak kecil atau konsentrasi tegangan. Beberapa
jenis pengujian untuk kekuatan impak yaitu Charvy V-Notch dan Izod.

1.3.4 Grafik Tegangan Regangan
Hubungan dari tegangan dan regangan dapat dilihat mellaui grafik dibawah,

Di dalam grafik tersebut terdapat beberapa istilah yaitu:

1. Tegangan (σ)
Tegangan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya (P) yang bekerja pada
benda dengan luas penampangnya (A). Rumus dari tegangan yaitu,

P

A

σ=

2. Regangan ( ε )
Regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang
(ΔL) dengan panjang awalnya (L0). Pertambahan panjang ini tidak hanya terjadi
pada ujungnya saja, tetapi pada setiap bagian batang yang terentang dengan
perbandingan yang sama. Rumus dari regangan yaitu,

ε=

∆L
Lo

3. Modulus Elastisitas (Modulus Young)
Modulus Elastisitas (E) didefinisikan sebagai besaran karakteristik dari suatu
bahan yang dinyatakan dengan perbandingan antara tegangan, dengan
regangan suatu bahan selama gaya yang bekerja tidak melampaui batas
elastisitasnya (Hukum Hooke). Pada grafik modulus elastisitas merupakan

kemiringan dari garis (gradien) saat masih dalam kondisi elastis. Pada kasus
tertentu, jika data yang diketahui dari suatu uji tarik merupakan tegangan dan
regangan dari baja itu sendiri maka nilai E dapat dicari dengan rumus,

E=

Δσ
Δε

4. Tegangan Leleh
Tegangan leleh (yield stress/yield strength) adalah nilai tegangan yang
merupakan batas dari kondisi elastis (berlakunya Hukum Hooke). Jika batas
tersebut dilewati maka deformasi yang terjadi akan bersifat permanen. Rumus
dari tegangan leleh yaitu,

σ y=

Py
A


5. Kuat Tarik
Kuat tarik (tensile strength, ultimate tensile strength) adalah tegangan
maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika diregangkan atau
ditarik, sebelum bahan tersebut failure. Rumus dari kuat tarik yaitu,

σ max =

Pmax
A

6. Daktilitas dan Kegetasan
Daktilitas merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat
deformasi plastis yang terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji
tarik, sedangkan Getas/Brittle merupakan failure pada bahan akibat deformasi
plastis yang kecil. Daktilitas dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara
regangan tarik per regangan leleh. Sehingga dapat dirumuskan,

Daktilitas=

ε tarik

ε leleh

8. Regangan Leleh
Merupakan regangan batas antara daerah elastis dan daerah plastis. Regangan
leleh terjadi pada saat tegangan leleh terjadi
9. Regangan Ultimate
Merupakan regangan batas antara daerah strain hardening dan daerah
necking. Regangan ultimate terjadi pada saat tegangan ultimate terjadi
10. Daerah Plateau
Daerah plateau merupakan Daerah berbentuk garis datar setelah awal
kelelehan terjadi. Pada zona ini dengan pertambahan tegangan yang sedikit,
dapat menyebabkan regangan yang besar terhadap bahan.
11. Daerah Elastis
Merupakan daerah yang memnunjukkan regangan dan tegangan masih
memiliki hubungan linier. Artinya Hukum Hooke berlaku pada daerah ini.
12. Daerah Plastis
Merupakan daerah yang menunjukkan tidak berlakunya lagi Hukum Hooke,
sehingga hubungan tegangan dan regangan tidak lagi linier.

13. Daerah Strain Hardening

Merupakan daerah yang menunjukkan adanya resistensi dari bahan, artinya
setelah bahan melewati daerah plateau, maka terjadi peningkatan tegangan.
14. Daerah Necking
Merupakan daerah yang menunjukkan terjadinya pengurangan
luas penampang sebelum failure terjadi. Necking dimulai
bertepatan dengan terjaidnya kuat tarik

BAB II
METODOLOGI PENGUJIAN
2.1 Prosedur Pengujian

2.2 Alat dan Bahan
2.2.1 Alat
1. Mesin uji Universal Testing Machine (UTM)
2. Jangka Sorong
3. Penggaris
4. Load cell untuk mengubah beban UTM dari analog menjadi digital
5. Linear Variable Displacement Tranducer (LVDT) untuk mencatat defleksi
atau perpanjangan
6. Data Logger untuk alat pencatat data dari Load Cell dan LVDT

2.2.2 Bahan
1. Spesimen baja tulangan polos ukuran diameter 8 mm, 10 mm, dan 12 mm
2. Spesimen baja tulangan ulir ukuran diameter 10 mm, 13 mm, dan 16 mm

Sumber :
http://www.ilmusipil.com/sejarah-baja-dan-baja-ringan
http://www.ilmusipil.com/sifat-fisik-dan-mekanis-baja-bahan-bangunan
http://kampustekniksipil.blogspot.co.id/2012/07/berkenalan-dengan-teganganregangan.html