Bab 1 Uji Tarik

VI. Data, Perhitungan dan Grafik

VI.1 Tabel Data

Tembaga (Cu)

dL (mm) P(kg) ɛ σ(mPa) ɛt σt(mPa) 0 0 0 0 0 0

0.25 1500 0.005 61.18399707 61.48991706 0.0049875420.5 2500 0.01 101.9733285 102.9930617 0.009950331

0.75 2650 0.015 108.0917282 109.7131041 0.0148886121 2675 0.02 109.1114614 111.2936907 0.019802627

1.25 2700 0.025 110.1311947 112.8844746 0.0246926131.5 2725 0.03 111.150928 114.4854559 0.029558802

1.75 2737.5 0.035 111.6607947 115.5689225 0.0344014272 2750 0.04 112.1706613 116.6574877 0.039220713

2.25 2762.5 0.045 112.6805279 117.7511517 0.0440168852.5 2775 0.05 113.1903946 118.8499143 0.048790164

2.75 2788 0.055 113.7206559 119.975292 0.0535407673 2800 0.06 114.2101279 121.0627355 0.058268908

3.25 2800 0.065 114.2101279 121.6337862 0.0629747993.5 2800 0.07 114.2101279 122.2048368 0.067658648

3.75 2800 0.075 114.2101279 122.7758875 0.0723206624 2800 0.08 114.2101279 123.3469381 0.076961041

4.25 2800 0.085 114.2101279 123.9179887 0.0815799874.5 2800 0.09 114.2101279 124.4890394 0.086177696

4.75 2800 0.095 114.2101279 125.06009 0.0907543635 2800 0.1 114.2101279 125.6311407 0.09531018

5.25 2800 0.105 114.2101279 126.2021913 0.0998453355.5 2800 0.11 114.2101279 126.7732419 0.104360015

5.75 2787.5 0.115 113.7002612 126.7757913 0.1088544056 2762.5 0.12 112.6805279 126.2021913 0.113328685

6.25 2750 0.125 112.1706613 126.191994 0.1177830366.5 2725 0.13 111.150928 125.6005487 0.122217633

6.75 2700 0.135 110.1311947 124.998906 0.1266326517 2675 0.14 109.1114614 124.387066 0.131028262

7.25 2650 0.145 108.0917282 123.7650287 0.1354046377.5 2600 0.15 106.0522616 121.9601008 0.139761942

7.75 2500 0.155 101.9733285 117.7791944 0.1441003448 2450 0.16 99.93386188 115.9232798 0.148420005

8.25 2400 0.165 97.89439531 114.0469705 0.1527210878.5 2300 0.17 93.81546218 109.7640907 0.157003749

8.75 2200 0.175 89.73652904 105.4404216 0.1612681489 2050 0.18 83.61812933 98.66939261 0.165514438

9.25 1850 0.185 75.46026305 89.42041172 0.169742775

16

9.5 1550 0.19 63.22346364 75.23592173 0.1739533079.75 1350 0.195 55.06559736 65.80338885 0.17814618510 1150 0.2 46.90773109 56.28927731 0.182321557

10.25 1000 0.205 40.78933138 49.15114431 0.18647956710.5 850 0.21 34.67093167 41.95182733 0.19062036

10.75 750 0.215 30.59199854 37.16927822 0.19474407711 650 0.22 26.5130654 32.34593979 0.198850859

11.25 600 0.225 24.47359883 29.98015857 0.20294084411.5 500 0.23 20.39466569 25.0854388 0.207014169

11.75 450 0.235 18.35519912 22.66867092 0.2110709712 400 0.24 16.31573255 20.23150837 0.21511138

12.25 375 0.245 15.29599927 19.04351909 0.2191355312.5 350 0.25 14.27626598 17.84533248 0.223143551

12.75 325 0.255 13.2565327 16.63694854 0.22713557313 300 0.26 12.23679941 15.41836726 0.231111721

13.25 250 0.265 10.19733285 12.89962605 0.23507212213.5 200 0.27 8.157866276 10.36049017 0.2390169

13.75 175 0.275 7.138132992 9.101119564 0.24294617914 150 0.28 6.118399707 7.831551625 0.246860078

14.25 125 0.285 5.098666423 6.551786353 0.25075871814.5 110 0.29 4.486826452 5.788006123 0.254642218

14.75 100 0.295 4.078933138 5.282218414 0.25851069515 87.5 0.3 3.569066496 4.639786445 0.262364264

15.25 75 0.305 3.059199854 3.992255809 0.26620304115.5 50 0.31 2.039466569 2.671701205 0.270027137

Alumunium (Al)

dL (mm) P (kg) ɛ σ(mPa) ɛt σt(mPa)

0 0 0 0 0 00.25 600 0.005 56.67334515 56.95671187 0.0049875420.5 1200 0.01 113.3466903 114.4801572 0.009950331

0.75 1280 0.015 120.9031363 122.7166834 0.0148886121 1320 0.02 124.6813593 127.1749865 0.019802627

1.25 1360 0.025 128.4595823 131.6710719 0.024692613

17

1.5 1400 0.03 132.2378053 136.2049395 0.0295588021.75 1440 0.035 136.0160284 140.7765894 0.034401427

2 1460 0.04 137.9051399 143.4213455 0.0392207132.25 1480 0.045 139.7942514 146.0849927 0.0440168852.5 1500 0.05 141.6833629 148.767531 0.048790164

2.75 1510 0.055 142.6279186 150.4724541 0.0535407673 1520 0.06 143.5724744 152.1868228 0.058268908

3.25 1530 0.065 144.5170301 153.9106371 0.0629747993.5 1535 0.07 144.989308 155.1385596 0.067658648

3.75 1540 0.075 145.4615859 156.3712048 0.0723206624 1543 0.08 145.7449526 157.4045488 0.076961041

4.25 1543 0.085 145.7449526 158.1332736 0.0815799874.5 1543 0.09 145.7449526 158.8619983 0.086177696

4.75 1540 0.095 145.4615859 159.2804365 0.0907543635 1520 0.1 143.5724744 157.9297218 0.09531018

5.25 1500 0.105 141.6833629 156.560116 0.0998453355.5 1480 0.11 139.7942514 155.171619 0.104360015

5.75 1450 0.115 136.9605841 152.7110513 0.1088544056 1440 0.12 136.0160284 152.3379518 0.113328685

6.25 1420 0.125 134.1269169 150.8927815 0.1177830366.5 1380 0.13 130.3486938 147.294024 0.122217633

6.75 1360 0.135 128.4595823 145.801626 0.1266326517 1320 0.14 124.6813593 142.1367496 0.131028262

7.25 1280 0.145 120.9031363 138.4340911 0.1354046377.5 1240 0.15 117.1249133 134.6936503 0.139761942

7.75 1220 0.155 115.2358018 133.0973511 0.1441003448 1140 0.16 107.6793558 124.9080527 0.148420005

8.25 1060 0.165 100.1229098 116.6431899 0.1527210878.5 940 0.17 88.78824073 103.8822417 0.157003749

8.75 820 0.175 77.4535717 91.00794675 0.1612681489 700 0.18 66.11890267 78.02030516 0.165514438

9.25 600 0.185 56.67334515 67.157914 0.1697427759.5 520 0.19 49.11689913 58.44910996 0.173953307

9.75 440 0.195 41.56045311 49.66474147 0.17814618510 400 0.2 37.7822301 45.33867612 0.182321557

10.25 340 0.205 32.11489558 38.69844918 0.18647956710.5 300 0.21 28.33667257 34.28737382 0.19062036

10.75 260 0.215 24.55844956 29.83851622 0.19474407711 240 0.22 22.66933806 27.65659243 0.198850859

11.25 200 0.225 18.89111505 23.14161594 0.20294084411.5 180 0.23 17.00200354 20.91246436 0.207014169

11.75 190 0.235 17.9465593 22.16400073 0.2110709712 160 0.24 15.11289204 18.73998613 0.21511138

12.25 170 0.245 16.05744779 19.9915225 0.2191355312.5 140 0.25 13.22378053 16.52972567 0.223143551

12.75 120 0.255 11.33466903 14.22500963 0.22713557313 130 0.26 12.27922478 15.47182323 0.231111721

13.25 127 0.265 11.99585806 15.17476044 0.235072122

18

13.5 125 0.27 11.80694691 14.99482257 0.239016913.75 123 0.275 11.61803576 14.81299559 0.242946179

14 120 0.28 11.33466903 14.50837636 0.24686007814.25 115 0.285 10.86239115 13.95817263 0.25075871814.5 110 0.29 10.39011328 13.40324613 0.254642218

14.75 107 0.295 10.10674655 13.08823678 0.25851069515 105 0.3 9.917835401 12.89318602 0.262364264

15.25 100 0.305 9.445557525 12.32645257 0.26620304115.5 95 0.31 8.973279649 11.75499634 0.270027137

15.75 90 0.315 8.501001772 11.17881733 0.27383666616 87 0.32 8.217635047 10.84727826 0.277631737

16.25 85 0.325 8.028723896 10.63805916 0.28141245916.5 80 0.33 7.55644602 10.05007321 0.285178942

16.75 75 0.335 7.084168144 9.457364472 0.28893129217 73 0.34 6.895256993 9.239644371 0.292669614

17.25 60 0.345 5.667334515 7.622564923 0.29639401317.5 50 0.35 4.722778762 6.375751329 0.300104592

17.75 40 0.355 3.77822301 5.119492178 0.30380145418 30 0.36 2.833667257 3.85378747 0.3074847

18.25 20 0.365 1.889111505 2.578637204 0.31115442918.5 10 0.37 0.944555752 1.294041381 0.31481074

18.75 5 0.375 0.472277876 0.64938208 0.31845373119 0 0.38 0 0 0.322083499

Besi(Fe)

P (Kg) dL(mm) ɛ σ(mPa) ɛt σt(mPa) 0 0 0 0 0 0

2100 0.25 0.005 167.8890556 168.7285008 0.0049875423100 5 0.1 247.8362249 272.6198474 0.095310183150 7.5 0.15 251.8335834 289.6086209 0.1397619423100 10 0.2 247.8362249 297.4034699 0.1823215573000 12.5 0.25 239.841508 299.8018849 0.2231435513050 15 0.3 243.8388664 316.9905264 0.262364264

19

3100 17.5 0.35 247.8362249 334.5789036 0.3001045923100 20 0.4 247.8362249 346.9707148 0.3364722373050 22.5 0.45 243.8388664 353.5663563 0.3715635563000 25 0.5 239.841508 359.7622619 0.4054651082950 27.5 0.55 235.8441495 365.5584317 0.4382549312900 30 0.6 231.846791 370.9548656 0.4700036292900 32.5 0.65 231.846791 382.5472052 0.5007752882900 35 0.7 231.846791 394.1395447 0.5306282512925 37.5 0.75 233.8454703 409.229573 0.5596157882950 40 0.8 235.8441495 424.5194691 0.5877866653000 42.5 0.85 239.841508 443.7067897 0.6151856393025 45 0.9 241.8401872 459.4963557 0.6418538863050 47.5 0.95 243.8388664 475.4857895 0.6678293733100 50 1 247.8362249 495.6724498 0.6931471813100 52.5 1.05 247.8362249 508.064261 0.7178397933125 55 1.1 249.8349041 524.6532987 0.7419373453150 57.5 1.15 251.8335834 541.4422042 0.765467842

3162.5 60 1.2 252.832923 556.2324305 0.788457363175 62.5 1.25 253.8322626 571.1225908 0.810930216

3187.5 65 1.3 254.8316022 586.1126851 0.8329091233200 67.5 1.35 255.8309418 601.2027133 0.8544153283200 70 1.4 255.8309418 613.9942604 0.8754687373225 72.5 1.45 257.8296211 631.6825716 0.8960880253250 75 1.5 259.8283003 649.5707507 0.9162907323250 77.5 1.55 259.8283003 662.5621657 0.9360933593250 80 1.6 259.8283003 675.5535807 0.9555114453275 82.5 1.65 261.8269795 693.8414957 0.974559643300 85 1.7 263.8256588 712.3292786 0.9932517733300 87.5 1.75 263.8256588 725.5205616 1.011600912

3312.5 90 1.8 264.8249984 741.5099954 1.0296194173325 92.5 1.85 265.824338 757.5993633 1.0473189943300 95 1.9 263.8256588 765.0944104 1.0647107373325 97.5 1.95 265.824338 784.1817971 1.08180517

3337.5 100 2 266.8236776 800.4710328 1.0986122893350 102.5 2.05 267.8230172 816.8602025 1.1151415913350 105 2.1 267.8230172 830.2513534 1.1314021113350 107.5 2.15 267.8230172 843.6425042 1.1474024533350 110 2.2 267.8230172 857.0336551 1.163150813350 112.5 2.25 267.8230172 870.424806 1.1786549963350 115 2.3 267.8230172 883.8159568 1.1939224683350 117.5 2.35 267.8230172 897.2071077 1.2089603463350 120 2.4 267.8230172 910.5982585 1.2237754323350 122.5 2.45 267.8230172 923.9894094 1.238374231

20

3350 125 2.5 267.8230172 937.3805603 1.2527629683337.5 127.5 2.55 266.8236776 947.2240555 1.266947603

3325 130 2.6 265.824338 956.9676167 1.2809338453350 132.5 2.65 267.8230172 977.5540128 1.2947271683300 135 2.7 263.8256588 976.1549374 1.308332823250 137.5 2.75 259.8283003 974.3561261 1.321755843200 140 2.8 255.8309418 972.1575789 1.3350010673200 142.5 2.85 255.8309418 984.949126 1.3480731483150 145 2.9 251.8335834 982.1509751 1.3609765533100 147.5 2.95 247.8362249 978.9530883 1.3737155793050 150 3 243.8388664 975.3554657 1.3862943612950 152.5 3.05 235.8441495 955.1688054 1.3987168812900 155 3.1 231.846791 950.5718432 1.4109869742750 157.5 3.15 219.8547156 912.3970699 1.4231083342600 160 3.2 207.8626402 873.023089 1.4350845252500 162.5 3.25 199.8679233 849.438674 1.4469189832250 165 3.3 179.881131 773.4888632 1.4586150232000 167.5 3.35 159.8943386 695.5403731 1.4701758451750 170 3.4 139.9075463 615.5932038 1.4816045411550 172.5 3.45 123.9181124 551.4356004 1.4929040961400 175 3.5 111.926037 503.6671667 1.5040773971250 177.5 3.55 99.93396165 454.6995255 1.5151272331100 180 3.6 87.94188625 404.5326768 1.5260563031000 182.5 3.65 79.94716932 371.7543373 1.53686722

850 185 3.7 67.95509392 319.3889414 1.547562509800 187.5 3.75 63.95773546 303.7992434 1.558144618700 190 3.8 55.96301852 268.6224889 1.568615918650 192.5 3.85 51.96566006 252.0334513 1.578978705600 195 3.9 47.96830159 235.0446778 1.589235205550 197.5 3.95 43.97094313 217.6561685 1.599387577500 200 4 39.97358466 199.8679233 1.609437912450 202.5 4.05 35.97622619 181.6799423 1.619388243400 205 4.1 31.97886773 163.0922254 1.62924054350 207.5 4.15 27.98150926 144.1047727 1.638996715350 210 4.2 27.98150926 145.5038482 1.648658626300 212.5 4.25 23.9841508 125.9167917 1.658228077275 215 4.3 21.98547156 116.5229993 1.667706821250 217.5 4.35 19.98679233 106.929339 1.677096561225 220 4.4 17.9881131 97.13581072 1.686398954200 222.5 4.45 15.98943386 87.14241456 1.695615609200 225 4.5 15.98943386 87.94188625 1.704748092200 227.5 4.55 15.98943386 88.74135794 1.713797928150 230 4.6 11.9920754 67.15562223 1.722766598

21

150 232.5 4.65 11.9920754 67.755226 1.731655545150 235 4.7 11.9920754 68.35482977 1.740466175150 237.5 4.75 11.9920754 68.95443354 1.749199855150 240 4.8 11.9920754 69.55403731 1.757857918100 242.5 4.85 7.994716932 46.76909405 1.766441661100 245 4.9 7.994716932 47.1688299 1.774952351100 247.5 4.95 7.994716932 47.56856574 1.78339122100 250 5 7.994716932 47.96830159 1.791759469

87.5 252.5 5.05 6.995377315 42.32203276 1.80005827275 255 5.1 5.996037699 36.57582996 1.80828877175 257.5 5.15 5.996037699 36.87563185 1.81645208275 260 5.2 5.996037699 37.17543373 1.82454929275 262.5 5.25 5.996037699 37.47523562 1.83258146475 265 5.3 5.996037699 37.7750375 1.84054963375 267.5 5.35 5.996037699 38.07483939 1.848454813

62.5 270 5.4 4.996698082 31.97886773 1.8562979962.5 272.5 5.45 4.996698082 32.22870263 1.86408013162.5 275 5.5 4.996698082 32.47853754 1.871802177

50 277.5 5.55 3.997358466 26.18269795 1.8794650550 280 5.6 3.997358466 26.38256588 1.88706964950 282.5 5.65 3.997358466 26.5824338 1.894616855

VI.2 Contoh Perhitungan

Tembaga:

- UTS = Beban MaksimumLuasMelintang Awal

= 114.2101279kg/mm2

- % elongasi = Lakhir – lawal/Lawal x 100% = 10/50 x 100 % = 20 %

- % reduksi = (Aakhir – Aawal)/Aawal x 100% = 83.9 %

- Modulus elastis = Δ / Δ = 1223.74

22

Alumunium :

- UTS = BebanMaksimumLuasMelintang Awal

= 145.745 kg/mm2


- % reduksi = (Aakhir – Aawal)/Aawal x 100% = 72.7 %

- Modulus elastis = Δ / Δ = 1510.8

Besi :

- UTS = BebanMak simumLuasMelintang Awal

= 276.823 kg/mm2


- % reduksi = (Aakhir – Aawal)/Aawal x 100% = 84%

- Modulus elastis = Δ / Δ = 15986

VI.3 Grafik

VI.3.1 Grafik P vs dL

0 50 100 150 200 250 3000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

P vs dL

CuAlFe

Padagrafik tersebut, sumbu x menyatakan dL(mm) dan sumbu y menyatakan

P(kg).

VI.3.2 Grafik σ vs ɛ

23

0 1 2 3 4 5 60

50

100

150

200

250

300

CuAlFe

Sumbu x menyatakan regangan dan sumbu y menyatakan tegangan

VI.3.3 Grafik σt vs ɛt

0 200 400 600 800 1000 12000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

CuAlFe

Sumbu x menyatakan regangan sesungguhnya dan sumbu y menyatakan tegangan sesungguhnya.

VII. Pembahasan

VII.1 Prinsip Pengujian

24

Percobaan uji Tarik ini dilakukan dengan menarik suatu material bagaimanapun

bentuknya dengan beban tertentu secara terus – menerus hingga material itu

terdeformasi dan putus. Data yang diperoleh dari percobaan ini diantaranya

panjang dan perubahan beban yang diberikan selanjutnya ditampilkan dalam

bentuk grafik tegangan-regangan. Pengujian ini juga menghasilkan angka-angka

dan ciri-ciri bahan terpenting pada kekuatan, keregangan, dan kekenyalan. Dari

bahan yang diuji dibuat sebuah batang coba (benda uji) dengan ukuran yang

distandardisasikan, ditekan pada sebuah mesin uji tarik kemudian dibebani gaya

tarik yang dinaikkan secara perlahan-lahan sampai bahan uji putus. Selama

percobaan/pengujian beban dan regangan batang coba diukur terus menerus.

Kedua besaran ini ditampilkan dalam sebuah gambar diagram. Skala tegak

menunjukkan tegangan tarik dalam mm dan 2 dengan berpatokan pada

penampang batang semula, sedangkan skala mendatar menyatakan regangan

(perpanjangan) yang bersangkutan dalam presentase terhadap panjang awal.

Jika beban dinaikkan melampaui batas elastisitas, maka regangan akan

membesar relatif lebih pesat dan akan terdapat sebuah tekukan yang akan

25

tampil semakin jelas(necking). Tegangan dalam pengujian ini dinamakan batas

rentang atau batas leleh. Hal ini merupakan angka ciri bahan yang penting,

karena disini bahan uji untuk pertama kalinya mengalami kelonggaran menetap

pada strukturnya yang dapat dikenal melalui munculnya wujud-wujud leleh pada

permukaan batang uji.

Pada pembebanan yang ditingkatkan lebih lanjut, maka tegangan akan mencatat

titik puncaknya seraya melajunya regangan batang uji. Batang uji telah mencapai

pembebanan tertinggi, dan batang uji kini menyusut pada kedudukan yang

nantinya merupakan tempat perpecahan. Hal ini dapat lagi menahan beban

tertinggi dan terus meregang walaupun beban menukik, sampai batang uji putus

pada batas perengutan (titik z). Sampel atau benda uji tarik dengan ukuran dan

bentuk tertentu ditarik mesin tarik Shimidzu dengan beban kontinu sambil diukur

pertambahan panjangnbya. Data yang didapat berupa perubahan panjang dan

perubahan beban yang diberikan selanjutnya ditampilkan dalam bentk grafik

tegangan-regangan, seperti ditunjukkan oleh gambar. Beberapa sifat mekanik

yang diharapkan dari pengujian tarik ini adalah:

a. Batas proporsionalitas (Proportionality Limit)

Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan

porporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti

dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier σ =E.e

b. Batas Elastis (Elastic Limit)

Adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada panjang semula bila tegangan

luar dihilangkan. Daerah proporsionalitas merupakan bagian dari batas elastis ini.

Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari luar) maka batas

elastis akan terlampaui dan menyebabkan bahan tidak akan kembali kepada

ukuran semula. Dengan kata lain, batas elastisitas bisa didefinisikan sebagai

suatu titik dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan terjadinya

deformasi permanen (plastis) untuk pertama kalinya. Kebanyakan material

teknik memiliki batas elastic yang hampir berimpitan dengan batas

proporsionalitasnya.

26

c. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength)

Merupakan tegangan maksiumum yang dapat ditanggung oleh material sebelum

terjadinya perpatahan (fracture). Nilai kekuatan tarik maksimum σ uts ditentukan

dari beban maksium Fmaks dibagi luas penampang awal Ao.

σ uts=(F maks)/Ao

d. Kekuatan putus (breaking strength)

Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda uji putus

(Fbreaking) dengan luas penampang awal Ao. Untuk bahan yang bersifat ulet pada

saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik

putus B maka terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya

suatu deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet kekuatan putus adalah lebih

kecil daripada kekuatan maksimum sementara pada bahan getas kekuatan putus

adalah sama dengan kekuatan maksimumnya.

e. 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.

Persentase reduksi dan persentase elongasi merupakan salah satu ukuran

keuletan suatu bahan. Jika makin besar % reduksi dan % elongasi, maka daerah

regangannya semakin besar, sehingga ductility-nya juga semakin meningkat

(dapat dilihat pada grafik).

f. Modulus Elastisitas (E)

Merupakan ukuran kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus ini

maka semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat

pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut semakin kaku

(stiff).

VII.2 Analisa Grafik

VII.2.1 Analisa Grafik P vs dL

27

Dalam percobaan kali ini, beban yang ditarik dengan gaya tertentu secara terus

menerus. Keadaan ini jelas akan memberikan dampak pada material yang akan

terdeformasi dan mengalami perpanjangan. Di sini parameter acuan skala yaitu

beban yang diberikan pada material. Dengan beban tertentu material akan

menngalami pertambahan panjang sepangjang x. pada Cu dan Fe beban yang

diberikan sebesar 500 kg, sedangkan alumunium sebesar 200 kg. Tujuan

pemberian beban yang berbeda ini adalah agar alumunium pada grafik shimadzu

terlihat proses penarikannya yang lama, jika gaya terlalu besar maka akan

pendek grafik yang terbentuk.

Grafik ini menghubungkan beban dengan perubahan panjangnya. Grafik ini

sesungguhnya langsung didapat dari mesin shimadzu yang mencetak grafik

hubungan beban dengan perpanjangannya. Grafik hubungan beban dengaan

perubahan panjanh ini sudah dikonversikan dari start hingga titik patah. Grafik p

vs dL tidak menggambarkan sifa mekanis dari suatu material, namun panjang

awal dari material dan luas penampangnya serta pengolahanya untuk

dikonversikan ke tegangan dan regangan bisa mempengaruhi sifat mekanis

material. Dari grafi tersebut kita dapat lihat grfaik Fe lebih panjang dan lebih

besar disbanding dengan material lain. Ini menandakan Fe lebih mampu

manenahan beban dan juga lebih ulet tidak mudah patah. Kemudian sifat

keelastisan dari Fe juga lebih besar disbanding kedua material lain. Dalam grafik

garis linier menandakan sifat elastic dari suatu benda, dan dapat dilihat pada Fe

liniernya panjang kemudian yang lain pendek. Kemudian garis setela linier inilah

fase plastis dimana material sudah tidak mengalami lagi elastic , sudah terus

memanjang hingga putus. Dapat disimpulkan dintara ketiga material Fe lah yang

paling ulet dan paling elastic. Hal ini disebabkan jiuga karena komposisi carbon

yang terdapat pada besi.

Kemudian untuk alumuniukm dan tembaga, tembaga lebih kuat dan lebih ductile

dari alumunium. Memang pada kenyataanya alumunium lebih mudah patah dan

elastisnya rendah dari pada tembaga. Dengan demikian dapat disimpulkan

28

bahwa tingkat elastic dan keuletan atau pun kemampuan menahan beban

urutanya: FE > Cu > Al.

VII.2.2 Analisa Grafik P vs dL σ vs ε (stress – strain)

Grafik stress strain dalam percobaan kli ini, menunjukan hubungan antara

tegangan dan regangan, dimana ini adalah jenis tegangan regangan

rekayasa( engineering stress strain). Untuk garis yang linier itu menunjukan fase

elastisitas dari suatu material, dimana material masih mampu kembali ke posisi

semula jika diberi gaya. Setiap material pasti memiliki fase ini walaupun berbeda

– beda. Di sini ketiga material masih sama namun Fe fase plastisnya atau garis

liniernya panjang, sedangkan Cu dan Al lebih pendak. Dari grafik tersebut juga

dapat diketahui bahwa dengan elastisitas yang ada maka, modulus kelentingan

pun berbanding lurus serta titik luluh atau yield point pun berbanding lurus.

Dapat dikatakan Fe yield pint, dan modulus kelentingan nya besar.

Selain daerah elasis ada juga daerah plastis dimana material sudah tidak bisa lagi

kembali ke poisi awal. Batas antara fase elastic dan plastis ini yang disebut yield

point. Di fase plastis ini setiap material sudah mengalami perbedaan –

perbedaan. Fe memiliki elongasi terbesar dan juga UTS terbesar. Keelongasian

material dapat dilihat dari panjang tidaknya garis grafik setelah linier. Karena hal

ini, maka dapat dikatakan bahwa Fe merupakan material yang terulet dari Cu dan

Al. Dengan gaya yang terus menerus dan regangan yang dihasilkan begitu besar,

dimensi material berubah diabaikan yaitu luas penampang yang semakin kecil.

Di sinilah alas an tegangan dan regangan disebut rekayasa, yaitu karena panjang

yang digunakan dalam penentuan tegangan merupakan luas awal. Kemudian jika

dilihat Al fase elastisnya lebih panjang dibanding Cu, padahal dalam kenyataanya

Cu lebih elastic. Hal ini mungkin karena posisi saat diletakan dimesin shimadzu

atu pun karena beban yang digunakan untuk Al berbeda.

VII.2.3 Grafik σT vs εT (true stress – true strain)

29

Grafik ini sesungggunhnya memberikan gambaran yang sama seperti Engineering

stress strain, namun luas penampang yang digunakan disini merupakan

penampang yang sebenarnya. Sehingga pada saat regaangan terjadi serta terjadi

proses necking luas penampang material tidak diabaikan. Seperti yang dikatakn

sebelumnya, Keductilean material ditunjukan oleh presentase elongasi dan

reduksi area. Sama halnya dengan engineering stress strain pada grafik ini

material Fe memiliki elongasi yang paling besar dan luas penampang akhir yang

paling kecil (terjadi reduksi luas penampang yang paling besar). Fe memiliki

kekuatan tarik yang paling besar dibandingkan dengan Cu dan Al (mengacu pada

nilai UTS . Tegangan tarik (UTS) sendiri pada kenyataannya kurang bersifat

mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan material. Untuk logam-logam yang

liat, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum, dimana logam

dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Namun

yang lebih sering digunakan adalah yang uts.

Kemudian untuk secara detail tentang sifat – sifat yang dimiliki material Fe, Cu

dan Al, sudah dipaparkan dalam analisa grafik engineering stress strain.

VII.2.4 Analisa Patahan

Dalam patahan – patahan yang terjadi saat proses uji tarik kita bisa lihat pathan

– patahan yang terjadi menunjukan sifat material tersebut bahwa material yang

patahanya ridak merata dan seperti ada jeruji- jeruji itu merupakn material yang

ulet, sedangkan material yang patahanya hampi rata itu adalah patahan yang

getas. Perbedaan utamanya adalah perpatahan ulet terjadi diiringi dengan

deformasi plastis, sedangkan perpatahan rapuh tidak. Kemudian posisi

patahanya adalah saat diameter luas penampang lebih kecil dari luas awal, atau

luas akhir yang terjadi necking. Memang dalam pengujian tarik pasti akan terjadi

deformasi pada silinder sehingga luas penampang mencitut atau menjadi lebih

kecil. Disinilah tanda mulainya material akan patah, dan patahanya akan terlihat

di fase ini. Necking adalah suatu proses penurunan secara local diameter bahan

yang dinamakan penyempitan. Hal ini terjadi karena kenaikkan kekuatan yang

30

disebabkan oleh pengerasan ergangan yang akan berkurang, untuk

mengimbanginya penurunan permukaan penampang melintang. Pembentukkan

penyempitan menimbulkan keadaan tegangan triaksial pada daerah yang

bersangkutan.Proses terjadi material hingga patah terjadi adalah sebagai berikut

NeckingCavity formation, yaitu terbentuknya rongga-rongga kecil pada daerah

neckingCavity coalascene to form a crack, yaitu terbentuknya retakan pusat

akibat peregangaan yang berlangsung terus.dan terakhir Fracture(patah). Semua

material jika diuji tarik akan mengalami ini, dan patahanya pasti poatahan ulet

namun dalam tingkatan rendah dalam artian lebih dekat ke patahan getas.

VIII. Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan anisisis diatas maka dapat disimpulkan bahwa:

- Nilai kekuatan tarik terbesar adalah Baja, kemudian tmbaga dan

alumunium

- Kemudian keuletan dan elongasi terbesar juga dimiliki oleh besi.

- Dengan pengujian tarik kita dapat mengetahui fase dimana benda masih

elastic dan fase plastis serta titik patah atau terjadi necking.

- Pengujian tarik juga memberikan gambaran sifat – sifat mekanis lain dari

suatu material

- Terdapat batas – batas saat benda mulai mengalami peristiwa elastic,

deformasi plastis, necking dan patah.

31

- Dari grafik dapat didapatkan bahwa Baja merupakan yang terkuat dan

ductil diantara Cu dan Al, hal ini dapat dilihat dari cepatnya Baja

mengalami patahan saat sudah mencapai Ultimate Strength yang

memang besar, sedangkan untuk Tembaga dan alumunium adalah

termasuk ulet, dilihat dari peristiwa necking dengan pemuluran yang

terjadi dalam kurva. Dari ketiga bahan itu bisa diurutkan bahan yang

paling keras ke yang paling ulet adalah Fe> Cu>Al.

IX. Tugas Tambahan

1. Apa yang menyebabkan terjadinya upper yield point dan lower yield

point? Apa saja materialnya?

Jawab

Interaksi antar dislokasi dan atom-atom di dalam material menyebabkan

baja ulet seperti mild steel menunjukan titik luluh bawah (lower yield

point) dan titik luluh atas (upper yield point).

Contoh materialnya adalah mild steel

2. Apa kelemahan magnesium pada blok mesin? Bagaimana komposisi

AMC-SC1?

Jawab :

kelebihan magnesium Rasio masa jenis yang rendah dengan kekuatan

yang ada pada paduan magnesium, merupakansebuah keuntungan yang

mendasari penggunaan paduan magnesium pada industri

transportasi,dimana penurunan berat akan menurunkan konsumsi bahan

bakar dan mengurangi emisi.

Kelemahan magnesium

Terbatasnya sifat mampu cor material magnesium pada temperatur

tinggi,.

Terbatasnya sifat mekanik pada temperatur diatas 120 °C.

32

Mudah terjadi korosi galvanik ketika kontak dengan material metal

yang lain.

Mudah terbakar, terutama saat dalam keadaan terbelah-belah

3. Apa saja klasifikasi besi tuang? Apa saja kekurangan dan kelebihan cast

iron?

Jawab :

BESI TUANG PUTIH (WHITE CAST IRON)

Dimana Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa Sementit sehingga

mempunyai sifat sangat keras dan getas. Mikrostrukturnya terdiri

dari Karbida yang menyebabkan berwarna Putih.

BESI TUANG MAMPU TEMPA (MALLEABLE CAST IRON).

Besi Tuang jenis ini dibuat dari Besi Tuang Putih dengan melakukan

heat treatment kembali yang tujuannya menguraikan seluruh

gumpalan graphit (Fe3C) akan terurai menjadi matriks Ferrite,

Pearlite dan Martensite. Mempunyai sifat yang mirip dengab Baja.

BESI TUANG KELABU (GREY CAST IRON).

Jenis Besi Tuang ini sering dijumpai (sekitar 70% besi tuang berwarna

abu-abu). Mempunyai graphite yang berbentuk flake. Sifat dari Besi

Tuang ini kekuatan tariknya tidak begitu tinggi dan keuletannya

rendah sekali (Nil Ductility).

BESI TUANG NODULAR (NODULAR CAST IRON)

NODULAR CAST IRON adalah perpaduan besi tuang kelabu. Ciri Besi

tuang ini bentuk graphite FLAKE dimana ujung – ujung flake

berbentuk takik-an yang mempunyai pengaruh terhadap

ketangguhan, keuletan, dan kekuatan oleh karena untuk menjadi

lebih baik, maka graphite tersebut berbentuk bola (spheroid) dengan

menambahkan sedikit inoculating agent seperti Magnesium atau

calcium silicide. Karena Besi Tuang mempunyai keuletan yang tinggi

maka besi tuang ini di kategorikan ductile cast iron.

33

White Cast Iron Malleable Cast Iron

Grey Cast Iron Nodular Cast Iron

4. Bagaimana membedakan besi dan baja?

Jawab: Cara membedakan besi dan baja yaitu dengan melihat kandungan

karbonya. kandungan paduan karbon (C) pada besi dan baja akan

menentukan sifat-sifat lain dari besi dan baja tersebut. Paduan baja yang

mengandung lebih banyak karbon dari nilai komersialnya dapat

34

dinamakan besi. Kandungan karbon pada beberapa jenis baja mencapai

0,08 persen sampai 2,0 persen. Sedangan Besi (iron) mengandung jumlah

karbon sekiar 2-4 persen. Besi ada beberapa jenis yaitu Besi tuang, besi

tuang maleable, dan pig iron.

Pembuatan bahan baku besi dan baja dapat dilakukan dalam blast

furnace ang menghasilkan pig iron. Pembuatan langsung juga dapat

dilakukan dengan alat revolving kiln yang menghasilkan spong iron.

Paduan baja dan besi dapat dikelompokan dalam ferroalloys. Paduan ini

dapat menghasilkan jenis-jenis baja. Jumlah paduan yang diunakan dalam

pembuatan besi dan baja bervariasi hingga mengandung 20 sampai 80

persen dari elemen paduan. Paduan ini seperti Mangan, Silkon , dan

Cromium.

Daftar Pustaka

Geroge E. Dieter, Metalurgi Mekanik, terj. Sriati Djaprie. Erlangga

Lawrence H. Van Vlack, Ilmu dan teknologi Bahan, terj. Sriati Djeprie,

Erlangga,1989.

Sidney H. Avner, introduction to physical Metallurgy, McGrraw Hiil, 1974.

Callister, William D. Material science and Engineering.2007.United State of

America: John Wiley&Sons,inc

Modul Praktikum Ilmu Logam(Destructive test). 2010. Depok: Laboratorium

Metalurgi fisik Departement Metalurgi & Material FTUI

35

Bab 1 Uji Tarik

Documents

Transcript of Bab 1 Uji Tarik