3. Kuliah III

5/12/2018 3. Kuliah III - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/3-kuliah-iii 1/24

TEKNOLOGI BAHAN II

PENGUJIAN BERSIFAT MERUSAK

TM 211212

Uji Bentur (Impact Test)

Uji Mulur (Creep Test)

Uji Lelah (Fatigue Test)

Dosen :

Arman, ST., MT

Mechanical

Engineering

PNUP ± Makassar

@ 2009



Uji bentur / Impact Test

Menjelaskan Defenisi Uji impak Menjelaskan tujuan dan prinsip dasar

pengukuran harga impak dari logam.

Menjelaskan perbedaan antara metode

Charpy dan Izod.

Sasaran Pembelajaran




Pengujian impak merupakan suatu

pengujian yang mengukur ketahananbahan terhadap beban kejut.

Inilah yang membedakan pengujian

impak dengan pengujian tarik dan

kekerasan dimana pembebanan

dilakukan secara perlahan-lahan.

Pengujian impak merupakan suatu

upaya untuk mensimulasikan kondisi

operasi material yang sering ditemui

dalam perlengkapan transportasi atau

konstruksi dimana beban tidak

selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-

tiba,

contoh deformasi pada bumper mobil

pada saat terjadinya tumbukan

kecelakaan.

Defenisi




Pengujian impak pada kendaraan




Dasar pengujian impak ini adalah

penyerapan energi potensial daripendulum beban yang berayun dari

suatu ketinggian tertentu dan

menumbuk benda uji sehingga benda

uji mengalami deformasi. Gambar di

samping ini memberikan ilustrasi suatu

pengujian impak dengan metodeCharpy

Pada pengujian impak banyaknya

energi yang diserap oleh bahan untuk

terjadinya perpatahan merupakan

ukuran ketahanan impak atauketangguhan bahan tersebut.

Suatu material dikatakan tangguh bila

memiliki kemampuan menyerap beban

kejut yang besar tanpa terjadinya retak

atau terdeformasi dengan mudah.

Prinsip Kerja

Dimana :

HI = Harga Impak

E = Energi yang diserap (joule)

A = Luas penampang dibawah Takik mm2




Perbedaan Benda uji Charpy dan Izod



Uji Mulur / Creep Test

Menjelaskan Defenisi Uji Mulur Menjelaskan tujuan dan prinsip dasar

Uji Mulur.

Menjelaskan Kurva tegangan vs waktu

pada uji mulur Menjelaskan Mekanisme pada uji mulur




Creep merupakan suatu mekanisme deformasi material

dalam bentuk peregangan/ pemuluran yang disebabkan

oleh tegangan yang statis (konstan) walaupun masih

dibawah yield stress dan terjadi pada temperatur tinggi

(minimal 40 % dari temperatur melting / 0,4 Tm).


Defenisi



Creep terjadi pada beban di temperatur yang tinggi.

Boiler, gas turbine engine dan oven adalah beberapakomponen sistem yang sangat rentan terhadap creep.

Patahan akibat creep lebih bersifat ductile, dan dapatberupa transgranular dan intergranular.

Pada kurva creep ideal, kemiringan (slope) pada kurvatersebut dinyatakan sebagai laju creep (creep rate).




KURVA CREEP



TAHAP MEKANISME CREEP

1. Primary Creep

Merupakan tahap awal proses deformasi akibat mekanismecreep. Pada tahap ini laju creep akan terhambat akibat terjadinyapengerasan regang (strain hardening) dari material ketika akanmengalami deformasi.

2. Secondary/ Steady-Rate Creep

Pada tahap ini terjadi hubungan linear konstan antaraperegangan (I) dengan waktu (t). Tahap ini merupakanberlangsung paling lama dalam tahap perpatahan creep. Terjadiproses kesetimbangan antara strain hardening dengan prosespemulihan dari material (recovery/ softening).

3. Tertiary CreepMerupakan tahap akhir dalam tahap perpatahan akibat creep.Pada tahap ini terjadi pengurangan efektif pada luas penampanglintang material yang disebabkan oleh penyempitan setempat(necking) atau pembentukan rongga internal.



PENGARUH TEMPERATUR

DAN TEGANGAN

Pengujian creep dapat berlangsung dalam waktu lama(bertahun-tahun).

Solusi: Metode Data Extrapolation-Larson Miller

Parameter:

dengan: P = paramaeter Larson-Miller

T = temperatur (Kelvin)C = konstanta (umumnya 20)

tr = rupture lifetime (jam)

)log(r t C T P !



MEKANISME CREEP

Secara mikroskopis, terjadinya creep disebabkan oleh

pergerakan atom-atom secara difusi akibat pemberian

tegangan pada temperatur operasi yang tinggi.

Peningkatan temperatur tinggi juga akan mengakibatkan

mobilitas dislokasi yang lebih besar dikarenakan

meningkatnya energi aktivasi atom-atom tersebut.



Uji Lelah / Fatigue Test

Menjelaskan Defenisi patah fatik Menjelaskan Mekanisme terjadinyaPerpatahan Fatik ± Aspek Engineering

± Aspek Metalurgi ± Perubahan struktur dan atom dalam skala

mikro

Kurva S ± N




Contoh kegagalan fatik yang pernah tejadi pada pesawat :




Istilah fatik berlaku pada logam yangmengalami tegangan fariabel periodic dengannilai tertentu(dibawah tegangan luluh)menghasilkan perubahan pada sifat mekanik

Contoh Kegagalan fatikporos motor, baut, pegas,roda gigi, rel kereta, kawatbaja, komponen mobil,

komponen pesawat dll.


Defenisi



Pengujian fatik akibat tegangan cyclic patah

britel :


Contoh pembebanan cyclic sampai patah :



Mekanisme Perpatahan Fatik

Fatik merupakan ´three-stage processesµmeliputi :

1. Crack initiation

2. Propagation

3. Final failure stage Perlakuan fatik secara umum dibagi menjadi 3

aspek, yaitu :

1. Pertimbangan engineering

2. Aspek metalurgi3. Perubahan struktur dan atom dalam skala

mikro




Pertimbangan E ngineering

Perlakuan fatik secara engineeringbisa dilihat dari pengujian fatikdilaboratorium yang bertujuanuntuk mengetahui fatik limit darisuatu logam agar dapat membuatkonstruksi yang tahan terhadapkegagalan fatik

Pengujian dilaboratorium umumnyadisederhanakan dengan

menggunakan stress (tekan dantarik)

Hasil yang didapatkan biasanyadiplot dalam kurva S ² N

ASTM E - 206

crack origin




Contoh Pengujian dan hasil uji fatik :

S f at

case f orsteel (typ.)

N = Cycles to f ailure103 105 107 109

unsa f e

sa f e

S = stress amplitude




Aspek Metalurgi Inisiasi perpatahan fatik biasanya dimulai di

permukaan atau dekat permukaan logam darihasil slip

Jika permukaan material mengadung pengotor

(presipitas atau inklusi) maka retakan dapatterinisiasi pada daerah tersebut

Selanjutnya terjadi perambatan retak akibattegangan siklik

Tahap akhir patah getas




Perubahan struktur dan atom dalam skala

mikroStudi tentang perubahan struktur yang terjadi bilalogam mengalami tegangan cyclic menjelaskanproses fatik atas tahapan-tahapan sebagai berikut :

1. Crack initiation2. Slip-band crack growth

3. Crack growth on planes of high tensile stress

4. Ultimate ductile failure




K urva S - N

Contoh kurva S ² N ferrous :

S f at

case f orsteel (typ.)

N = Cycles to f ailure103 105 107 109

unsa f e

sa f e

S = stress amplitude




Bentuk Suatu Material

bad

bad

better

better


3. Kuliah III

Documents

Transcript of 3. Kuliah III