8/20/2019 BAB 4 MTB fix

1/14

46

Penuian Kekuatan TarikKelompok 03

LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN

 Material Testing Book Semester Ganjil 2015/2016

BAB IV PENGUJIAN

TARIK 

4.1. Definisi Kekuatan Tarik 

Kekuatan tarik adalah kemampuan suatu material untuk menahan beban

luar yang diberikan pada benda kerja. Uji tarik digunakan untuk memperoleh

informasi dari kekuatan bahan dan sebagai uji spesifikasi bahan. Pada uji tarik 

spesimen dibebani gaya tarik searah sumbu secara kontinyu. Kekuatan tarik suatu

 bahan dapat diketahui melalui pengujian tarik, kekuatan suatu bahan ditetapkan

dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula. Tegangan

yang digunakan adalah tegangan rata-rata pada uji tarik yang diperoleh dari

 pembagian beban P! dengan luasan spesimen "!.�

4.2 Hubunan Teanan !an Reanan

- Tegangan tarik merupakan distribusi gaya tarik persatuan luas bahan,

dirumuskan#

$T % � 

&imana #

$'

% Tegangan tarik 

( % )aya tarik 

* % +uas penampang

- egangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang

aal, dirumuskan#

 %

0

&imana #

ℰ

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

2/14

' % egangan !

��"

% Panjang aal mm!

/l % Pertambahan panjang mm!

Untuk hampir semua logam pada tahap uji tarik hubungan antara beban

atau gaya yang diberikan pada bahan percobaan berbanding lurus terhadap

 perubahan panjang bahan tersebut, ini disebut daerah linier. &idaerah ini kur0a

 pertambahan panjang terhadap beban sebagai berikut#

1asio tegangan dan regangan adalah konstan2

3ehingga hubungan antara tegangan dan regangan di rumuskan #

ℰ %

σ

ℰ

&imana #

    % Modulus elastisitas

$ % Tegangan

'% egangan

ubungan antara regangan dan tegangan juga dapat diketahui dengan jelas

dari grafik tegangan 5 regangan pada gambar 4. yang berdasarkan hasil uji tarik 

sebagai berikut #

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

3/14

)ambar 4. )rafik egangan-Tegangan

3umber # *0ner,784 # 9: !

;stilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan melihat hasil uji tarik 

diatas. *sumsikan baha kita melakukan uji tarik mulai titik " sampai < sesuai

dengan arah panah dalam gambar.

-

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

4/14

- Tegangan luluh atas Upper Yield Stress!

Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing,

 peralihan deformasi elastis ke plastis.

- Tegangan luluh baah  Lower Yield Stress!

Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase

deformasi plastis.

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

5/14

)ambar 4.@ )rafik ?etode Offset 

3umber # Aallister,@""#@""!

*pabila suatu proses material dihasilkan dengan tegangan-regangan

yang tidak memperlihatkan titik luluhB yield ,maka mencarinya dengan metode

offset seperti pada gambar 4.@, yaitu menarik garis lurus sejajar dengan

diagram tegangan dimulai dari titk " regangan yang digunakan sebagai acuan

dengan jarak ",@ dari regangan maksimum. Perpotongan garis offset denga

kur0a tegangan regangan itulah tegangan yield dari bahan tersebut.

*dapun pengaruh kandungan karbon terhadap grafik tegangan

regangan bisa dilihat dengan klasifikasi berikut #a!

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

6/14

)ambar 4.4 )rafik tegangan- regangan terhadap karbon menengah

3umber # eed-hill, 78@ # 88:!

c!

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

7/14

- ubungan Tegangan 5 egangan ekayasa 5 3ejati!

Kur0a tegangan regangan memiliki @ macam kur0a yaitu kur0a tegangan

regangan sejati dan rekayasa. Pada kur0a rekayasa tegangandihitung terhadap

luas penampang aal yaitu ". 3edangkan pada kur0a sejati tegangan dihitung�

terhadap luas penampang sesaat yaitu .+uas penampang sampel uji tarik �akan mengecil ketika regangan semakin besar. &engan demikian nilai tegangan

sejati akan menjadi lebih besar daripada tegangan rekayasa. Pada gambar 4.6

terlihat jelas perbedaan antara kedua kur0a tersebut.

)ambar 4.6 Tegangan egangan ekayasa 3ejati

3umber # *0ner, 784 # 7: !

4." E#astisitas !an P#astisitas

a. Dlastisitas

Kemampuan suatu material untuk kembali kebentuk atau ukuran semula

saat tegangan yang diberikan dihilangkan.

3ifat mekanis daerah elastis pada diagram tegangan-regangan#

- Tegangan Elastic E modulus young 

?erupakan kemampuan untuk menerima beban tanpa terjadi

deformasi plastis ditunjukkan oleh titik luluh! dan digunakan sebagai harga

 batas beban bila digunakan dalam suatu perencanaan. 3edangkan modulus

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

8/14

 young dapat diartikan secara sederhana, yaitu adalah hubungan besaran

tegangan dan regangan tarik. umus modulus young 

D%���� ������� 

%σ 

%F / A 0 

%F. l0

���� �����  ℰ Δl/l0 A0.Δl

&imana #

D % Modulus young 

( % )aya yang diberikan F!

*" % +uas penampang beban mula-mula mm@!

/l % Pertambahan panjang bahan mm!+" % Panjang mula-mula bahan mm!

- Kekakuan

?erupakan kemampuan bahan menerima beban atau ketegangan tanpa

menyebabkan perubahan bentuk deformasi atau defleksi!.

-  esilient 

?erupakan kemampuan menyerap energi tanpa terjadi deformasi

 plastis.

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

9/14

3ifat mekanik daerah plastis #

- Keuletan

?erupakan kemampuan suatu material untuk berdeformasi plastis

tanpa mengalami patah dan dinyatakan dalam presentase perpanjangan atau

 presentase pengurangan luas penampang.

- Ketangguhan

Ketangguhan dinyatakan dalam modulus ketangguhan banyaknya

energi yang diperlukan untuk mematahkan bahan persatuan 0olume! dan

sangat sulit untuk diukur karena dipengaruhi oleh cacat, bentuk, ukuran

 bahan, dan kondisi pembebanan.

&imana#

; % arga !mpact 

D % Dnergi yang diserap

* % +uas penampang

; %� 

'

- Kekuatan tarik Kekuatan tarik merupakan kekuatan untuk menerima beban tanpa

mengalami kerusakan dan dinyatakan sebagai tegangan maksimum bahan

sebelum patah, seperti pada gamabar 4.8 #

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

10/14

)ambar 4.8 )rafik ubungan Tegangan-egangan

3umber # )roenendijk, 7:" # 7: !

4.4 $ekanis%e Def&r%asi !an '#i(

&eformasi adalah transformasi sebuah benda dari kondisi semula ke

kondisi terkini. ?akna dari GkondisiG dapat diartikan sebagai serangkaian posisi

dari semua partikel yang ada di dalam benda tersebut.

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

11/14

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

12/14

)ambar 4.7 grafik kadar karbon

3umber # *0ner, 784 # @49 !

@. omogenitas

omogenitas akan mempengaruhi kekerasan, karena semakin homogen

suatu material atau semakin sama arah orientasi arah butirannya maka

material tersebut bersifat semakin ulet.

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

13/14

6.  "eat treatment 

Proses ini akan mempengaruhi sifat mekanik logam, struktur mikro

spesimen dan juga bentuk butiran yang mempengaruhi gaya tarik antar 

atom. &engan  "eat treatment  juga akan mempenaruhi kekuatan tariknya.

Henis "eat treatment yang dapat dilakukan adalah#

a.  "ardening 

Tujuannya untuk memperoleh kekuatan maksimum pada benda

uji, karena terbentuk fase martensite. 3ehingga terbentuk batas butir 

yang sangat banyak, oleh karena itu tegangan dalam yang ditimbulkan

sangat besar. &engan demikian kekerasan dan kekuatan tariknya

meningkat

 b. Tempering 

Tujuannya untuk mengurangi tegangan sisa dan melunakkan

 bahan setelah hardening . al ini karena baja yang telah di hardening 

sangatlah getas sehingga tidak cukup baik untuk pemakaian. &engan

tempering kekerasan dan kekuatan tariknya akan sedikit menurun dari

 proses hardening .

c.  #ormali$ing 

Tujuannya untuk mengurangi tegangan dalam, mengurangi

struktur butiran yang mengalami pemanasan berlebihan. Pendinginan

normali$ing lebih cepat dari annealing . 3ehingga butiran yang

terbentuk lebih banyak dari pada yang dihasilkan annealing . Pada

normali$ing , butiran yang tebentuk lebih homogen sehingga proses

 pengerasannya lebih baik, begitu juga dengan kekuatan tariknya.

3ehingga kekuatan tariknya lebih besar dari pada annealing .

d.  %nnealing 

Tujuannya untuk meningkatkan keuletan dengan menghilangkan

tegangan dalam. Pada proses annealing  batas butir yang terbentuk 

sedikit dan tegangan dalam yang ditimbulkan juga sedikit. 3ehingga

 pada proses ini kekuatan tariknya paling kecil.

8.  !mpact strength

8/20/2019 BAB 4 MTB fix

14/14

Kekuatan tarik dipengaruhi ketangguhan spesimen. Ketangguhan

spesimen diukur dengan kekuatan impact spesimen.3ehingga kekuatan

tarik berbanding terbalik dengan impact strength. 3emakin besar impact 

strength kekuatan tarinya semakin kecil begitu juga sebaliknya.

:. Aacat

Aacat kemungkinan besar terjadi selama proses pertumbuhan

kristal atau pada proses heat treatment . Aacat ini dibedakan menjadi

cacat titik, cacat garis, cacat bidang, dan cacat ruang. Aacat yang terjadi

 pada logam menyebabkan kerusakan pada struktur logam, misal

terjadinya inklusi, kekosongan, sisipan, dan slip. Kerusakan ini

menyebabkan menurunnya kekerasan dari logam.