Jurnal Uji Impact Abud 4t3z3v

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Dalam perkembangan dunia industri, terutama yang berhubungan dengan

penelitian bahan dan penggunaannya, maka dalam proses produksinya banyak hal atau criteria yang harus dipenuhi agar material tersebut dapat digunakan dalam dunia industri. Untuk penggunaan sebagai bahan, sifat-sifat khas dari material logam harus diketahui sebab logam tersebut akan digunakan untuk berbagai macam keperluan dan keadaan. Sifat logam tersebut meliputi sifat mekanik, sifat thermal, sifat kimia, kemampukerasan, kemampuan dimensi, dan lain sebagainya. Adapun dalam percobaan ini yang akan diuji adalah sifat mekanik dari logam terutama sifat ketangguhannya. Dengan mengetahui tingkat ketangguhan logam, maka tentunya kita dapat memperkirakan kemampuannya dalam menerima energi tumbukan yang diberikan secara tiba-tiba sehingga dapat mematahkan suatu material.Untuk itulah dilakukan pengujian impact pada material yang nantinya akan digunakan dalam konstruksi mesin. Pengujian ini amat penting dalam menentukan ketahanan suatu material terhadap

perpatahan,

berdasarkan

energi

yang

diberiakan

oleh

tumbukan/pembebanan secara tiba-tiba pada suatu material. Dahulu, untuk membuat rangka suatu jembatan, orang-orang hanya menggunakan material yang telah tersedia. Umumnya mereka menggunakan material yang kuat dang etas sehingga mereka berpikiran bahwa material yang paling baik digunakan untuk pembuatan rangka jembatan (yang mampu menahan beban kejut dengan baik) adalah material yang kuat dang etas. Akan tetapi masih sering terjadi hal-al yang buruk seperti jembatan yang roboh atau jembatan yang secara tiba-tiba bias patah. Oleh karena itu untuk mengurangi dan menghindari kemungkinan-kemungkinan terburuk maka sebelum menentukan material yang akan digunakan perlu diadakan suatu pengujian awal untuk mengetahui

ketangguhan material yang akan digunakan dalam menahan beban kejut sehingga diadakan pengujian impact tes. 1.2

Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam percobaan ini adalah 1. Bagaimana menentukan energy yang dapat diserap logam terhadap beban yang mendadak 2. Bagaimana pengaruh temperature terhadap ketahanan impact

1.3

Tujuan Percobaan

Adapun tujan dari percobaan ini adalah 1. Menentukan energy yang dapat diserap logam terhadap beban yang mendadak 2. Pengaruh temperature terhadap ketahanan impact 1.4

Batasan Masalah Dalam percobaan uji impak ini terdapat batasan masalah yaitu pengujian

menggunakan specimen ASTM A131. Metode pengujian dan specimen berdasarkan standar JIS Z 2242 dengan tiga variable percobaan yaitu -20 ° , 0 °

1.5

dan 100 °

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan ini terbagi menjadi lima bab. Bab I

Pendahuluan menjelaskan tentang latar belakan dilakukan pengujian, tujuan pengujian, batasan masalah dan sistematika penulisan laporan. Bab II Dasar teori, menjalaskan tentang tijauan pustaka yang berisi mengenai teori yang mendasari dilakukannya uji impact. Bab III Langkah percobaan, berisi mengenai alat, bahan dan standarisasi yang dialkukan dalam percobaan, langkah-langkah percobaan dan flowchart dalam pengujian. Bab IV menjelaskan mengenai data percobaan dan perhitungan yang dilakukan. Bab V menjelaskan tentang kesimpulan hasil percobaan

BAB II DASAR TEORI 2.1 Uji Impact Impact test bisa diartikan sebagai suatu tes/pengujian yang mengukur kemampuan suatu bahan dalam menerima beban tumbuk secara tiba-tiba yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk mematahkan specimen dengan ayunan sebagaimana ditunjukan pada gambar 1.1.

gambar 1.1 alat uji impact bandul dengan ketinggian tertentu berayun dan memukul specimen. Berkurangnya potensial dari bandul sebelum dan sesudah memukul benda uji merupakan energy yang disera oleh specimen. Besarnya energy impact dapat dilihat pada skala mesin penguji. Sedangkan secara matematis dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut

:

gambar 1.2 sketsa perhitungn energy impact E0=m.g.ho……….(1) E1=m.g.h1……….(2) ∆E=E1-E0 =m.g(h1-h0)…..(3)

Dari gambar 1.2 didapat ho=l-l cos α=l(1-cosα)……(4) h1=l-l cos β=l(1-cosβ)……(5) dengan substitusi persamaan 4 dan 5 pada 3 didapatkan

:

∆E=m.g.l(cos β- cosα) Dimana E0=energy awal (J) m=massa pendulum (kg) g=gaya grafitasi (kg m/s2) h0=ketinggian bandul sebelum dilepas (m) h1=ketinggian bandul setelah dilepas (m) l=panjang lengan bandul(m) α= sudut awal β=sudut akhir untuk mengetahi kekuatan impact maka energy impact terebut harus dibagi dengan luas penampang efektif specimen (A) sehinga

:

I=∆E/A =m.g.l(cos β- cosα)……..(7) 2.2 Tipe Notch Pada suatu konstruksi, keberadaan takik atau nocth sangat berpengaruh pada kekuatan impact. Adanya takikan yang salah seperti diskontinuitas pada pengelasan atau korosi local bisa bersifat sebagai pemusat tegangan (stress consentration) adanya pusat tegangan ini dapat menyebabkan material brittle (getas), sehingga patah pada beban dibawah yield strength. Ada tiga macam bentuk takikan pada pengujian impact yakni takikan type A (V), type B (keyhole) dan type C (U) sebagaimana ditunjukan pada gambar dbawah ini :

gamba1.3 macam-macam bentuk takikan pada specimen uji impact Frakture atau kepatahan pada suatu material dapat digolongkan sebagai brittle (getas) atau ductile (ulet). Suatu material yang mengalai kepatahan tanpa mengalami deformasi plastis diakatan patah secara brittle. Sedangkan apabila kepatahan didahului dengan suatu deformasi plastis dikatakan mengalami patah secara ductile. Material yang mengalami patah secara brittle hanya mampu menahan energy yang kecil saja sebelum mengalami kepatahan. Perbedaan permukaan kedua jenis patahan ditunjukan pada gambar dibawah ini

Gambar 1.4 pola patahan pada specimen uji impact 2.3 Metode Pengujian Impact Metode pengujian impact dibedakan menjadi 2 macam yaitu a) Metode Charpy

gambar 1.5 metode charpy pada metode yang sebagaiman ditunjukan pada gambar 1.5 spesimen diletakan mendatar dan kedua ujung specimen ditumpu pada suatu landasan. Letak notch tepat ditengah dengan arah pemukulan dari belakang notch. b) Metode izod

Gambar 1.6 metode izod pada metode ini sebagaimana ditunjukan pada gambar 1.6 spesimen dijepit pada salah satu ujungnya dan diletakkan tegak. Arah pemukulan dari depan notch. 2.4

Temperatur transisi Kemampuan suatu material untuk menahan energy impact sangat

dipengaruhi oleh temperature kerja. Pengaruh temperature terhadap kekuatan impact setip jenis benda erbeda-beda. Baa karbon merupakan salah satu contoh logam yang kekuatan impact nya turun drastic bila berada pada temperature yang sangat dingin. Sebaliknya alumunium adalah contoh logam yang masih mempunyai kekuatan impact yang cukup tinggi pada temperature yang dingin tersebut. Pada umumnya kenaikan temperature akan meningkatkan kekuatan impact logam, sedangkan penurunan temperature akan menurunkan kekuatan impactnya. Diantara kedua kekuatan impact yang ekstrim tersebut ada satu titik tempratur yang merupakan transisi dari kedua titik ekstrim tersebut yakni suatu temperature yang menunjukan perubahan sifat material dari ductile menjadi brittle. Titik temperature tersebut diebut “temperature transisi” Terdapat 5 kriteria dalam penentuan temperatur transisi 1.

Kriteria pertama adalah T1 dimana temperatur transisi ini diperoleh dari temperatur pada saat material bersifat 100% ductile menuju brittle. Suhu transisi ini sering disebut fracture ductility temperature (FDT).

2.

Kriteria ke dua adalah T2 yaitu temperatur transisi ada pada titik dimana fracture appearanceberada pada 50%ductile-50%brittle.

3.

Kriteria ke tiga (T3) adalah kriteria yang umum dipakai. Temperatur transisinya diperoleh dari rumus : Is Transisi = (Is tertinggi + Is terendah) / 2.

4.

Kriteria ke empat adalah T4. yaitu perubahan material dari ductilebrittle menuju brittle setelah melewati Cv = 15 ft-lb.

5.

Kriteria ke lima adalah T5 dimana suhu transisinya diperoleh dari temperatur pada saat material bersifat ductile-brittle menuju brittle 100%. Temperatur transisi ini sering disebut nil ductility temperature (NDT). Grafik yang menunjukkan temperatur transisi dapat dilihat pada Gambar 1.7 dibawah ini.

Gambar 1.7 grafik temperature transisi

BAB III LANGKAH PERCOBAAN

3.1 Alat Alat yang digunakan untuk melakukan uji impact adalah 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Mesin merk FRANK type 580 M Dry ice Gergaji besi Es batu Water heater Air (aquades) Jangka sorong Stopwatch

3.2 Bahan Bahan yang digunakan untuk melakukan uji impact adalah specimen ASTM A131 dengan pengujian stanar JIS Z 2242 3.3 Langkah Percobaan Langkah percobaan untuk melakukan uji impact adalah sebagai berikut 1. Percobaan ini di lakukan pada kondisi temperature -20 ° , 0 ° dan 100 ° 2. Ukur dimensi specimen (panjang, lebar dan tebal) sampai tiga kali 3. Untung menghitung energy secara teoritis seperti yang telah di rumuskan dalam hukum kekekalan energi, maka terlebih dahuu harus dihitung panjang batang bandul (1) dan berat bandul (W) 4. Bentuk U notch dengan menggunakan gergaji besi 5. Letakkan specimen pada landasan, specimen diletakkan sesuai dengan metode charpy

6. Bandul dinaikkan setinggi h atau sebesar sudut 156 ° 7. Atur posisi jarum penunjuk skal pada posisi nol 8. Bandul di lepas 9. Catat sudut akhir bandul dan energy yang dibutuhkan untuk mematahkan specimen 10. Hitung energy dan impact strength 11. Gambarkn pola ptahan dari ketiga variasi temperature

3.4 Flowchart

mula Specimen ASTM A131

Ukur dimensi awal

Buat U notch dengan gergaji

Pasang spesimen Pada landasan sesuai Metode charpy

1. Bandul dinaikkan setinggi h 2. atau sebesar sudut 156 °

Atur posisi jarum penunjuk

Bandul di lepas

Catat sudut akhir specimen

Hitung energy dan impact strength

Gambarkn pola ptahan dari ketiga variasi temperature

selesai

.

Daftar Pustaka Dietter,George E.1993.metalurgi Mekanik jilid 1 jakarta:penerbit erlangga Callister,William D.2007. Material Science and Engineering an introduction 8 edition. New York: John Wiley and Sons,nc. Vlack, L.H.V., 1995, Ilmu dan Teknologi Bahan, Ir Sriati Djaprie M.Met. (Penerjemah), Erlangga, Jakarta