Makalah Teknik Pengelasan Tensile Test
-
Upload
farid-wahyudianto -
Category
Documents
-
view
225 -
download
45
description
Transcript of Makalah Teknik Pengelasan Tensile Test
INSPEKSI LAS
“Destructive Test (DT), Tension Test”
OlehKelompok2:
Kelas E
Ian Bimatara (4214105003)
Mirza Otto Senna S. (4214105009)
Muhammad Farid W. (4214105013)
RendyAlfisyahrial (4214105021)
Muh.Fauzan (4213106008)
JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2015
Tensile Test (Destructive Test)
i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI………………………………………………………………….….i
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Pendahuluan……………………………………………………………….…1
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengujian Tensile………………….……………………………………….…2
2.2 Grafik Tegangan-Regangan Teknik ( tt )……………………..……….. 5
2.3 Grafik Tegangan-Regangan Sebenarnya ss ………………...………...8
2.4 Sifat Mekanik yang didapat dari uji Tarik……………………………………9
BAB III KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………..11
DAFTAR PUSTAKA
Tensile Test (Destructive Test)
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pendahuluan
Pengujian tarik adalah suatu pengukuran terhadap bahan untuk mengetahui
keuletan suatu bahan terhadap tegangan tertentu serta pertambahan panjang yang
dialami oleh bahan tersebut.Pada uji tarik (Tensile Test) kedua ujung benda uji
dijepit, salah satu ujung dihubungkan dengan perangkat penegang. Regangan
diterapkan melalui kepala silang yang digerakkan motor dan alongasi benda uji,
dengan pergerakan relatif dari benda uji. Beban yang diperlukan untuk
mengasilkan regangan tersebut, ditentukan dari difleksi suatu balok atau proving
ring, yang diukur dengan menggunakan metode hidrolik, optik atau elektro
mekanik.
Uji tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu
bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana
bahan ini bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material
itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiiliki
cengkeramanyang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).
Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus
menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang
lengkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan
dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang
memakai bahan tersebut.
Tensile Test (Destructive Test)
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengujian Tensile
Salah satu sifat mekanik yang sangat penting dan dominan dalam suatu
perancangan konstruksi dan proses manufaktur adalah kekuatan tarik. Kekuatan
tarik suatu bahan didapat dari hasil uji tarik (tensile test) yang dilaksanakan
berdasarkan standar pengujian yang telah baku seperti ASTM, JIS, DIN dan yang
lainnya. Untuk melakukan pengujian tarik, dibuat spesimen dari material yang
akan di uji terlebih dahulu sesuai standart yang digunakan. Bentuk spesimen
sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.1 sedangkan gambar 2.2 menunjukkan
pengambilan spesimen untuk pengujian hasil pengelasan. Pada pengujian tarik,
spesimen di beri beban uji aksial yang semakin besar secara kontinyu. Sebagai
akibat pembebanan aksial tersebut, spesimen mengalami perubahan panjang.
Perubahan beban (P) dan perubahan panjang ( ) akan tercatat pada mesin uji
tarik (Gambar 2.3) berupa grafik yang merupakan fungsi beban dan pertambahan
atau lebih di kenal sebagai grafik P- .
Gambar 2.1 Bentuk spesimen uji tarik
Tensile Test (Destructive Test)
3
Gambar 2.2 Pengambilan spesimen uji tarik
Gambar 2.3 Mesin uji tarik
Pada pengujian tarik, spesimen diberi beban uji aksial yang semakin besar
secara kontinyu. Sebagai akibat pembebanan aksial tersebut, spesimen
mengalami perubahan panjang. Perubahan beban (P) dan perubahan panjang (
Tensile Test (Destructive Test)
4
) akan tercatat pada mesin uji tarik berupa grafik yang merupakan fungsi beban
dan pertambahan atau lebih dikenal sebagai grafik P- (gambar 2.4).
Gambar 2.4 Grafik P- hasil pengujian tarik beberapa logam
Dari gambar 2.4 di atas tampak bahwa sampai titik p perpanjangan
sebanding dengan pertambahan beban. Pada daerah inilah berlaku hukum Hooke,
sedangkan titik p merupakan batas berlakunya hukum tersebut. Oleh karena itu
titik p disebut juga batas proporsional. Sedikit di atas titik p terdapat titik e yang
merupakan batas elastis dimana bila beban dihilangkan maka belum terjadi
pertambahan panjang permanen dan spesimen kembali ke panjang semula. Daerah
di bawah titik e disebut daerah elastis. Sedangkan di atasnya disebut daerah
plastis. Di atas titik e terdapat titik y yang merupakan titik luluh (yield) yakni
dimana logam mengalami pertambahan panjang tanpa pertambahan beban yang
berarti. Dengan kata lain titik yield merupakan keadaan dimana spesimen
terdeformasi dengan beban minimum. Deformasi yang dimulai dari titik y ini
bersifat permanen sehingga bila beban dihilangkan masih tersisa deformasi yang
berupa pertambahan panjang yang disebut deformasi plastis. Pada kenyataannya
karena perbedaan antara ketiga titik p, e dan y sangat kecil maka untuk
perhitungan teknik seringkali keberadaan ketiga titik tersebut cukup diwakili
dengan titik y saja. Dalam kurva titik y ditunjukkan pada bagian kurva yang
mendatar atau beban relatif tetap. Penampakan titik y ini tidak sama untuk semua
Tensile Test (Destructive Test)
5
logam. Pada material yang ulet seperti besi murni dan baja karbon rendah, titik y
tampak sangat jelas. Namun pada umumnya penampakan titik y tidak tampak
jelas. Untuk kasus seperti ini cara menentukan titik y dengan menggunakan
metode offset. Metode offset dilakukan dengan cara menarik garis lurus yang
sejajar dengan garis miring pada daerah proporsional dengan jarak 0,2% dari
regangan maksimal. Titik y didapat pada perpotongan garis tersebut dengan kurva
P- (gambar 2.5)
Gambar 2.5 Metode offset untuk menentukan titik yield
Kenaikan beban lebih lanjut akan menyebabkan deformasi yang akan
semakin besar pada keseluruhan volume spesimen. Beban maksimum ditunjukkan
dengan puncak kurva sampai pada beban maksimum ini, deformasi yang terjadi
masih homogen sepanjang spesimen. Pada material yang ulet (ductile), setelahnya
beban maksimum akan terjadi pengecilan penampang setempat (necking),
selanjutnya beban turun dan akhirnya spesimen patah. Sedangkan pada material
yang getas (brittle), spesimen akan patah setelah tercapai beban maksimum.
2.2 Grafik Tegangan-Regangan Teknik ( tt )
Hasil pengujian yang berupa grafik atau kurva P tersebut sebenarnya
belum menunjukkan kekuatan material, tetapi hanya menunjukkan kekuatan
spesimen saja. Untuk mendapatkan kekuatan materialnya maka grafik P
Tensile Test (Destructive Test)
6
tersebut harus dikonversikan ke dalam tegangan-regangan teknik (grafik tt ).
Grafik tt dibuat dengan asumsi luas penampang spesimen konstan selama
pengujian. Oleh karena itu penggunaan grafik ini terbatas pada konstruksi yang
mana deformasi permanen tidak diperbolehkan terjadi. Berdasarkan asumsi luas
penampang konstan tersebut maka persamaan yang digunakan adalah :
............................................................ (2.1)
……………….......…………………. (2.2)
di mana t tegangan teknik (kg/mm2)
P = tegangan teknik (kg)
Ao = luas penampang awal spesimen (mm2)
t = regangan teknik (%)
= panjang awal spesimen (mm)
' = panjang spesimen setelah patah (mm)
= pertambahan panjang (mm)
= '
Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan kurva P ke dalam grafik
tt adalah sebagai berikut:
1. Ubahlah kurva P menjadi grafik P dengan cara menambahkan
sumbu tegak sebagai P dan sumbu mendatar sebagai .
2. Tentukan skala beban (p) dan skala pertambahan panjang pada grafik
P . Untuk menentukan skala beban bagilah beban maksimal yang
didapat dari mesin dengan tinggi kurva maksimal, atau bagilah beban yield
(bila ada) dengan tinggi yield pada kurva. Sedangkan untuk menentukan
skala pertambahan panjang, bagilah panjang setelah patah dengan panjang
pertambahan plastis pada kurva. Panjang pertambahan plastis adalah
panjang pertambahan total dikurangi panjang pertambahan elastis
(pertambahan panjang sampai titik p atau titik y).
t =P/Ao
100t
Tensile Test (Destructive Test)
7
Dari perhitungan tersebut akan didapatkan data:
1. Skala beban (P) 1mm : ........... kN
2. Skala pertambahan panjang 1mm : ........... mm
3. Ambillah 3 titik di daerah elastis, 3 titik di sekitar yield (termasuk y), 3
titik di sekitar beban maksimal (termasuk u) dan satu titik patah (f).
Tentukan besar beban dan pertambahan panjang kesepuluh titik tersebut
berdasarkan skala yang telah dibuat di atas. Untuk membuat tampilan yang
baik, terutama pada daerah elastis, tentukan terlebih dahulu kemiringan
garis proporsional dengan memakai persamaan Hooke
di mana = …………………………………………… (2.3)
= Tegangan/ stress (kg/mm2, MPa, PSi)
= Modulus Elastisitas (kg/mm2, MPa, PSi)
ε = Regangan/ strain (mm/mm, in/in)
dari persamaan 2.3 di dapatkan
.................................................................... (2.4)
4. Konversikan kesepuluh beban (P) tersebut ke tegangan teknik dengan
menggunakan persamaan 2.1 dan konversikan pertambahan panjangnya ke
regangan teknik dengan memakai persamaan 2.2.
5. Buatlah grafik dengan sumbu mendatar t dan sumbu tegak t
berdasarkan kesepuluh titik acuan tersebut. Grafik yang terjadi (gambar
2.4) akan mirip dengan kurva P , karena pada dasarnya grafik
tt dengan kurva P identik, hanya besaran sumbu-sumbunya
yang berbeda.
= tg
Tensile Test (Destructive Test)
8
Gambar 2.6 Grafik tt hasil konversi grafik P
2.3 Grafik Tegangan-Regangan Sebenarnya ss
Grafik tegangan-regangan sebenarnya ss dibuat dengan kondisi luas
penampang yang terjadi selama pengujian. Penggunaan grafik ini khususnya pada
manufaktur dimana deformasi plastis yang terjadi menjadi perhatian untuk proses
pembentukkan. Perbedaan paling menyolok grafik ini dengan dengan grafik
tt terletak pada keadaan kurva setelah titik u (beban ultimate). Pada grafik
tt setelah titik u, kurva akan turun sampai patah di titik f (frakture),
sedangkan pada grafik ss kurva akan terus naik sampai patah di titik f.
Kenaikkan tersebut disebabkan tegangan yang terjadi diperhitungkan untuk luas
penampang sebenarnya sehingga meskipun beban turun namun karena tingkat
pengecilan penampang lebih besar, maka teganagan yang terjadi juga lebih besar.
Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan garfik tt kedalam
grafik ss adalah sebagai berikut:
1. Ambil kembali kesepuluh titik pada grafik tt yang merupakan
konversi dari grafik P . Karena pertambahan luas penampang baru
dimulai setelah puncak kurva, maka nilai tegangan dan regangan
sebenarnya dari kedelapan titik (titik 1-8) tersebut sama dengan nilai
Tensile Test (Destructive Test)
9
tegangan dan regangan teknik. Sedangkan nilai kedua titik lainnya (titik 9
dan titik 10) yang berada setelah puncak kurva akan mengalami
perubahan.
2. Konversikan nilai tegangan dan regangan teknik kedua titik tersebut
menjadi tegangan dan regangan sebenarnya dengan menggunakan
persamaan berikut
……………………………………….. (2.5)
.............................................................. (2.6)
3. Buatlah grafik dengan sumbu mendatar s dan sumbu tegak s
berdasarkan kesepuluh titik acuan tersebut.
Gambar 2.7 Grafik Tegangan dan Regangan sebenarnya ss
2.4 Sifat Mekanik yang didapat dari uji tarik
1. Tegangan tarik yield y
....................................................................... (2.7)
dimana y = tegangan yield (kg/mm2)
Py = beban yield (kg)
σs=σt(1+εt)
εs=In(1+εt)
ε’=In(
1+ε
)
APyy
Tensile Test (Destructive Test)
10
2. Tegangan Tarik Maksimum/ Ultimate u
………………………………………… (2.8)
dimana u = tegangan ultimate (kg/mm2)
Pu = beban ultimate (kg)
3. Regangan
………………..………………….. (2.9)
dimana = regangan (%).
= pertambahan panjang (mm)
= panjang awal spesimen (mm)
Regangan tertinggi menunjukkan nilai keuletan suatu material.
4. Modulus Elastisitas (E)
Kalau regangan menunjukkan keuletan, maka modulus elastisitas
menunjukkan kekakuan suatu material. Semakin besar nilai E,
menandakan semakin kakunya suatu material. Harga E ini diturunkan dari
persamaan hukum Hooke sebagaimana telah diuraikan pada persamaan 2.3
dan 2.4.
Dari persamaan tersebut juga nampak bahwa kekakuan suatu material
relatif terhadap yang lain dapat diamati dari sudut kemiringan pada
garis proporsional. Semakin besar , semakin kaku material tersebut.
5. Reduksi Penampang (Reduction of Area) (RA )
……………………………….. (2.10)
dimana
A’ = luas penampang setelah patah (mm
2)
Reduksi penampang dapat juga digunakan untuk menetukan keuletan
material. Semakin tinggi nilai RA, semakin ulet material tersebut.
APuu
00100
RA=[(A0-A’)/A0] 100%
Tensile Test (Destructive Test)
11
BAB III
KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Uji tarik (Tensile Test) kedua ujung benda uji dijepit, salah satu ujung
dihubungkan dengan perangkat penegang. Regangan diterapkan melalui kepala
silang yang digerakkan motor dan alongasi benda uji, dengan pergerakan relatif
dari benda uji. Beban yang diperlukan untuk mengasilkan regangan tersebut,
ditentukan dari difleksi suatu balok atau proving ring, yang diukur dengan
menggunakan metode hidrolik, optik atau elektro mekanik. Sifat mekanik yang
didapat dari uji tarik yaitu tegangan tarik yield, tegangan tarik maksimum
(Ultimate), regangan, modulus elastisitas, dan reduksi penampang
Tensile Test (Destructive Test)
12
DAFTAR PUSTAKA
Budi Prasojo, ST [2002], Buku Petunjuk Praktek Uji Bahan, Jurusan Teknik
Permesinan Kapal, PPNS.
Dosen Metallurgi, [1986], Petunjuk Praktikum Logam, Jurusan Teknik Mesin
FTI, ITS
Harsono, Dr, Ir & T.Okamura, Dr, [1991], Teknologi Pengelasan Logam, PT.
Pradya Paramita, Jakarta
M.M. Munir, [2000], Modul Praktek Uji Bahan, Vol 1, Jurusan Teknik Bangunan
Kapal, PPNS
SNI, 07-2052-2002, Baja tulangan beton
SNI, 07-0408-1989, cara uji tarik logam
SNI, 07-0371-1998, batang uji tarik untuk logam
Wachid Suherman, Ir, [1987], Diktat Pengetahuan Bahan, Jurusan Teknik Mesin
FTI, ITS
http://fhianunikoe.blogspot.co.id/2011/10/tensile-test.html, diakses pada 23
Desember 2015