MAKALAH

TAHAPAN PENGUJIAN TARIK BAHAN

Disusun guna untuk memenuhi tugas mata kuliah Pengujian Bahan

Dosen Pengampu : Heri Yudiono, MT.

Disusun Oleh

1. Anton Ary Wibowo 52014080082. Gesa Yuda Amarta 5201408116

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2011

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari-hari pemakaian logam biasanya berdasarkan

sifat yang dimiliki logam tersebut contoh pada pembuatan konstruksi untuk

jembatan dibutuhkan logam yang kuat dan tangguh berbeda dengan

pemakaian logam untuk pagar rumah yang tidak terlalu memperhatikan sifat

mekaniknya. Contoh-contoh sifat mekanik adalah kekuatan tarik, kekerasan,

keuletan dan ketangguhan. Pengujian sifat-sifat mekanik ini dapat dilakukan

dengan pengujian mekanik. Salah satu pengujian yang digunakan untuk

mengetahui sifat mekanis logam adalah uji tarik (tensile test). Uji tarik adalah

suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material

dengan cara memberikan beban gaya yang berlawanan arah. Hasil yang

didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan

desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji

tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis

yang diberikan secara lambat.Sifat mekanis logam yang dapat diketahui

setelah proses pengujian ini seperti kekuatan tarik, keuletan dan ketangguhan.

Pengujian tarik sangat dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk

karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian tarik banyak

dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan

dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.

Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk

dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi

mengenai sifat-sifat logam. Dalam bidang industri juga diperlukan pengujian

tarik ini untuk mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang

tercakup dalam proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses

selanjutnya.

Oleh karena pentingnya pengujian tarik ini, kita sebagai mahasiswa

hendaknya mengetahui mengenai pengujian ini. Dengan adanya kurva

tegangan regangan kita dapat mengetahui kekuatan tarik, kekuatan luluh,

keuletan, modulus elastisitas, ketangguhan, dan lain-lain. Pada pegujian tarik

ini kita juga harus mengetahui dampak pengujian terhadap sifat mekanis dan

fisik suatu logam. Dengan mengetahui parameter-parameter tersebut maka

kita dapat data dasar mengenai kekuatan suatu bahan atau logam.

BAB II

ISI

A. LANDASAN TEORIProses pengujian tarik mempunyai tujuan utama untuk mengetahui

kekuatan tarik bahan uji. Bahan uji adalah bahan yang akan digunakan

sebagai konstruksi, agar siap menerima pembebanan dalam bentuk tarikan.

Pembebanan tarik adalah pembebanan yang diberikan pada benda dengan

memberikan gaya yang berlawanan pada benda dengan arah menjauh dari titik

tengah atau dengan memberikan gaya tarik pada salah satu ujung benda dan

ujung benda yang lain diikat.

Gambar 1. Pembebanan Tarik

Penarikan gaya terhadap bahan akan mengakibatkan terjadinya

perubahan bentuk (deformasi) bahan tersebut. Kemungkinan ini akan

diketahui melalui proses pengujian tarik. Proses terjadinya deformasi pada

bahan uji adalah proses pergeseran butiran-butiran kristal logam yang

mengakibatkan melemahnya gayaelektromagnetik setiap atom logam hingga

terlepasnya ikatan tersebut oleh penarikan gaya maksimum. Penyusunan

butiran kristal logam yang diakibatkan oleh adanya penambahan volume

ruang gerak dari setiap butiran dan ikatan atom yang masih memiliki gaya

elektromagnetik, secara otomatis bisa memperpanjang bahan tersebut.

Hasil yang diperoleh dari proses pengujian tarik adalah grafik

tegangan- regangan, parameter kekuatan dan keliatan material pengujian

dalam prosen perpanjangan, kontraksi atau reduksi penampang patah, dan

bentuk permukaan patahannya.

F F

Pada pengujian tarik beban diberikan secara kontinyu dan pelan-pelan

bertambah besar, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai

perpanjangan yang dialami benda uji. Kemudian dapat dihasilkan kurva

tegangan dan regangan. Tegangan dapat diperoleh dengan membagi beban

dengan luas penampang mula-mula benda uji.

Gambar 2. Diagram tegangan – regangan

a. Bahan tidak ulet, tidak ada deformasi plastic.Contoh besi

cor

b. Bahan ulet dengan titik luluh, misalnya pada baja karbon

rendah.

c. Bahan ulet tanpa titik luluh yang jelas, misalnya

alumunium.

d. Kurva tegangan sesungguhnya regangan – tegangan

nominal.

Untuk menghitung luas penampang normal ( oA ) suatu spesimen

dapat ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

Prosentase pertambahan panjang ( regangan ) diartikan

sebagai perpanjangan tiap satuan panjang, yang diperoleh

dengan membagi perpanjangan panjang ukur ΔL mula – mula

benda uji.

Pembebanan tarik dilakukan secara menerus dengan menambahkan

beban sehingga akan mengakibatkan perubahan bentuk pada benda berupa

pertambahan panjang dan pengecilan serta bila diteruskan akan

mengakibatkan kepatahan pada bahan. Prosentase pengecilan yang terjadi

dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

Pengujian tarik dilaksanakan dengan mesin pengujian tarik

Servopulser yang selama pengujian akan mencatat setiap kondisi bahan

sampai terjadinya tegangan ultimate ( σU ), juga sekaligus akan

menggambarkan diagram tarik dari benda uji, adapun panjang L1 akan

diketahui sete1ah benda uji patah dengan menggunakan pengukuran secara

manual. Tegangan ultimate adalah beban tertinggi yang bekerja pada luas

penampang semula.

Tegangan luluh ( σy) hasilnya haruslah lebih kecil dari tegangan

maksimal atau tegangan Ultimate ( σu), sedangkan tegangan luluh

dinyatakan dengan rumus :

Bahan yang liat biasanya memiliki grafik uji tarik dimana titik yield

langsung dapat diketahui. Bahan yang tidak liat biasanya titik yield-nya tidak

dapat dilihat secara langsung. Dengan memberikan tambahan beban, maka

regangan mulai bertambah. Akibatnya kurva tegangan-regangan akan

memiliki kemiringan (slope) tertentu, kemudian kemiringannya berubah

menjadi keeil sehingga kurvanya mendatar dan terjadi perpanjangan yang

besar tanpa tambahan gaya tarik. Gejala ini dikenal sebagai peluluhan

(yielding) bahan dan tegangan pada daerah ini disebut tegangan luluh (yield

stress) atau merupakan kekuatan luluh bahan. Akhirnya pembebanan

mencapai harga maksimum dan tegangannya disebut tegangan tertinggi

(ultimate stress) atau merupakan kekauatan tarik bahan. Kondisi selanjutnya

diikuti pengurangan beban dan akhirnya putus (failure).

Apabila suatu bahan seperti paduan aluminium tidak memiliki titik

luluh yang jelas dan masih mengalami regangan-regangan besar setelah batas

luluh terlewati, maka suatu tegangan luluh sembarang dapat ditentukan

melalui metoda offset(offset method) (lihat gambar 3 ). Disini sebuah garis

lurus ditarik sejajar dengan bagian awal kurva yang linier pada diagram

tegangan-regangan yang berjarak 0,2% sampai 0,35% dari grafik keseluruhan

(Suherman, 1987: 14). Perpotongan garisoffset dengan kurva tegangan-

regangan (titik A pada gambar 3) didefinisikan sebagai tegangan luluh ( y

σ ).

Gambar 3. Penentuan tegangan luluh dengan metode

offset 0,2%

Kebanyakan bahan memiliki suatu daerah awal pada diagram

tegangan- regangan dimana bahan berkelakuan secara elastis dan linier. Jenis

kelakuan ini sangat penting dalam rekayasa dan mesin didesain untuk

berfungsi pada tegangan yang rendah dan agar menghindari terjadinya

deformasi plastis. Hubungan linier antara tegangan dan regangan dikenal

sebagai hukum Hooke serta dinyatakan oleh persamaan :

Dimana E adalah konstanta pembanding yang dikenal sebagai

modulus elastisitas dari bahan. Modulus elastisitas adalah kemiringan dari

diagram tegangan-regangan dalam daerah elastis linier, dan harganya

tergantung pada bahan.

B. PEMBAHASAN

Bahan Uji Tarik

Spesimen dibuat dari bahan yang berasal dari pelek mobil bekas yang

kemudian di cor kembali. Pada uji tarik ini menggunakan standar ASTM

E8. Berikut ini adalah dimensi spesimen uji tarik:

Gambar 4. Dimensi Uji Tarik ASTM E8

Jumlah spesimen dalam pengujian ini adalah 4 batang dan diberi

beban sama sejumlah 4 ton per spesimen.

Alat Uji Tarik

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Mesin uji tarik Servopulser.

b. Mesin gergaji.

c. Kamera foto struktur makro.

d. Dapur crusibel tanah.

e. Mesin bubut.

f. Mesin Frais.

g. Kamera foto struktur mikro.

Proses Uji Tarik

Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik dari

material. Dengan demikian akan dapat diketahui kekuatan atau beban

maksimun dari material yang selanjutnya dapat diketahui kekuatan atau

beban luluhnya.

Langkah-langkah pengujian tarik adalah :

1. Siapkan spesimen yang akan diuji, yaitu dengan mengampelas

spesimen sampai dengan nomor ampelas 1500, tempatkan benda pada

mesin Servopulser dan jepit kedua ujung batang secara tegak lurus.

2. Siapkan milimeter book pada ploter yang sudah tersedia dalam mesin

uji.

3. Atur skala beban sesuai dengan yang kita kehendaki.

4. Penarikan dimulai dari beban nol dengan penambahan beban perlahan-

lahan dan merata sehingga tidak terjadi beban kejutan.

5. Selama penarikan berlangsung, berarti terjadi perpanjangan dan

pengecilan spesimen hingga putus.

6. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada kertas milimeter book yang

telah di pasang di dalamploter yang berupa grafik, serta penunjuk

beban maksimal pada alat Servopulser.

Gambar 5. Mesin uji tarik servopulser

Hasil Uji Tarik

Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari

material aluminium tuang. Hasil pengujian tarik pada umumnya adalah

parameter kekuatan (kekuatan tarik dan kekuatan luluh), parameter

keliatan/keuletan yang ditunjukkan dengan adanya prosen perpanjangan

(e) dan prosen kontraksi atau reduksi (q) penampang patah dan bentuk-

bentuk penampang patah.

Pengujian dengan menggunakan mesin servopulser pada skala beban 4

ton dan menggunakan spesimen standar untuk pengujian tarik ASTM E8.

Pengujian tarik ini bertujuan untuk mendapatkan data kekuatan tarik

maksimal atau tegangan Ultimate. Dari hasil pengujian tarik didapatkan

data sebagai berikut:

Tabel 1. Data hasil uji tarik

Tabel 2. Data hasil uji tarik

Jadi tegangan maksimal (Ultimate) rata-rata dari material

logam alumunium ini adalah

5

BAB III

PENUTUP

Dari uraian diatas kita dapat mengetahui bahwa pengujian tarik sangat

dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk karena menghasilkan data

kekuatan material. Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi

informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung

bagi spesifikasi bahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian

yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan

berbagai informasi mengenai sifat-sifat logam.

DAFTAR PUSTAKA

B. H. Amstead, Teknologi Mekanik, Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta,

1987.

E. P Propov, Mekanika Teknik, Terjemahan Zainul Astamar Msc, Erlangga,

Jakarta, 1984.

.Ferdinand L. Singer, Andrew Pytel, Kekuatan Bahan, Terjemahan Ir. Darwin

Sebayang, Erlangga, Jakarta, 1980.

George E. Dieter, Metalurgi Mekanik, Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga,

Jakarta, 1988.

Surdia, T. dan Cijiiwa K, 1991, Teknik Pengecoran Logam, PT Pradnya

Paramita, Jakarta.

Surdia, T. dan Shinroku, 1992, Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya

Paramita, Jakarta.

file:///E:/D-Langkah-langkah-Pengujian.htm pukul 19.45 wib