Review Uji Tarik-Dwipuji Rahayu-1306368223

8/19/2019 Review Uji Tarik-Dwipuji Rahayu-1306368223

1/14

Pengujian Material - 01

REVIEW ASTM E8/E8MStandard Test Methods for Tension Testing of

Metallic Materials

Dwipuji Rahayu / 1306368223

Teknik Metalurgi dan Material


2/14

Dwipuji Rahayu/1306368223

Metode Pengujian Standar untuk Pengujian Tarik pada Material Logam

ASTM E8/E8M

Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan material dalam menahan beban

sampai material tersebut mengalami patah. Standar dalam pengujian tarik yang digunakan

adalah ASTM E8. Metode pengujian ini mencakup pengujian tarik untuk material logam

dalam berbagai bentuk dan temperatur. Metode pengujian ini dilakukan untuk pengujian tarik

material logam pada temperatur ruangan (10-38oC). Secara spesifik, metode ini dapat

menentukan yield strength, yield point elongation, tensile strength ,elongasi dan reduksi

area. Pada umumnya, pengukuran panjang round spesimen 4D untuk E8 dan 5D untuk E8M.

Adapun istilah yang terdapat pada pengujian tarik, yakni :

1. Discontinuous yielding-in a uniaxial test : gaya fluktuasi yang diamati pada deformasi

plastis karena yield yang terlokalisasi.

2. Elongation at fracture : elongasi yang diukur pada saat penurunan gaya dengan terjadinya

patah (fracture).

3. Lower yield strength-in a uniaxial test : tegangan minimum yang terekam saat terjadi

discontinuous yielding.

4. Reduction of area : perbedaan antara area cross sectional awal spesimen dengan area dari

cross section terkecil.

5. Tensile strength : maksimum beban tarik dimana material dapat bertahan tanpa terjadi

pengurangan area.

6. Uniform elongation, elongasi pada gaya maksimum hingga necking atau fracture.

7. Upper yield strength-in a uniaxial test, tegangan maksimum saat terjadi discontinuous

yielding.

8. Yield point elongation-in a uniaxial test, regangan dari discontinuous yielding ke uniform

strain hardening.

9. Yield strength : nilai dimana elongasi plastis dari material dimulai.

Pengujian tarik menyediakan informasi sehingga dapat diketahui kekuatan dan

keuletan material saat diberikan tegangan tarik secara uniaksial. Informasi ini berguna untuk

membandingkan material, kualitas mutu dan desain. Mesin pengujian digunakan untuk

pengujian tarik harus memenuhi standar yang ada. Gaya yang digunakan untuk menentukan

tensile strength dan yield strength harus memenuhi gaya aplikasi mesin pengujian. Mesin

pengujian harus memiliki cengkraman (grip) yang kuat dan kekuatan yang tinggi (highlystiff). Grip digunakan untuk menahan sampel selama pengujian. Prinsip nya adalah untuk


3/14


menyalurkan dan menghitung beban yang disalurkan dari mesin uji tarik. Spesimen harus

diletakkan persis ditengah-tengah serupa dengan kepala dari mesin uji tarik untuk

memastikan beban tarik aksial terhadap gauge length. Untuk mengukur elongasi pada saat

fraktur dapat diukur dengan menggunakan ekstensometer.

Terdapat macam-macam jenis grip, yaitu :

a. wedge grip, biasanya digunakan untuk spesimen logam yang ulet dan spesimen berbentuk

plat. Beberapa standar didalamnya seperti kekuatan masing masing wedge yang harus

sama dan ketebalan liners.

b. grips for threaded and shouldered specimens and brittle materials, grip ini terpasang ke

mesin melalui pelumasan bantalan duduk yang benar. Grip ini juga bisa digunakan untuk

material yang brittle.


4/14


c. grips for sheet materials dan grips for wire, digunakan untuk material lembaran yang tidak

dapat diuji dengan jenis wedge grip.

Dalam ASTM ini, spesimen bisa berukuran penuh atau dengan machining. Untuk

yang machining diusahakan memaksimalkan preparasi sampelnya supaya menghasilkan hasil

yang presisi, karena apabila tidak sesuai akan menghasilkan hasil test yang kurang

memuaskan. Terdapat bebagai jenis spesimen :

a. Plate-type specimens, digunakan untuk pengujian logam berbentuk plate, shapes, dan flat

material yang memiliki ketebalan 5 mm atau lebih.

b. Sheet-type specimens, digunakan untuk pengujian logam dengan bentuk spesimen lebih

beragam seperti band, hoop, rectangels yang memiliki ketebalan 0.13-19 mm.

Berikut adalah gambar spesimen uji untuk kedua jenis tipe spesimen diatas:


5/14


c. Round specimens, digunakan dalam pengujian material logam, baik cetak ataupun tempa,

memiliki diameter standar 12.5 mm. Berikut adalah gambar spesimen ujinya :

Spesimen yang berbentuk sheet, strip, flat wire dan plate (tipe spesimen lainnya)

dapat dijelaskan sebagai berikut beserta gambar spesimen ujinya :

• ketebalan 0.13-5 mm digunakan sheet-type specimen

• ketebalan 5-12.5 mm digunakan sheet-type specimen atau plate-type specimen.

• ketebalannya 19 mm atau lebih digunakan plate-type specimen atau round specimen.


6/14


Spesimen yang berbentuk round wire, rod dan bar dapat dijelaskan sebagai berikut.

Pengukuran panjang elongasi wire kurang dari 4 mm. Untuk menguji wire, rod ataupun bar

harus memiliki diameter 4 mm atau lebih. Ketika menguji spesimen-spesimen ini dalam

Standar E8 maka gauge length nya memiliki ukuran sebanding dengan 4 x diameter. Full

Cross Section spesimen dapat di kurangi bagian ujinya sedikit dengan menggunakan amplas

atau mesin untuk menjamin fracture berada pada tanda gauge.

Untuk spesimen berbentuk Rectangular , dibolehkan untuk mengurangi lebar

spesimen melalui bagian yang di uji dengan amplas atau mesin untuk memfasilitasi fracture

didalam tanda gauge, namun tidak boleh kurang dari 90%.

Spesimen berbentuk Pipa dan Tabung, dibedakan menjadi 2 yaitu yang berdiameter

besar dan kecil. Untuk yang diameter kecil (25 mm) menggunakan jenis mesin uji yang full-

size tubular sections. Sumbat logamnya harus di masukan cukup jauh pada akhir tubular

spesimen untuk membolehkan rahang mesin uji memegang spesimen dengan baik.

Spesimen untuk pipa atau tabung yang berdiameter kecil:


7/14


Spesimen untuk pipa atau tabung yang berdiameter besar:

Spesimen untuk cast iron:

Spesimen untuk malleable iron:


8/14


Gambar Standard Flat Unmachined Tension Test

Specimens for Powder Metallurgy

Spesimen untuk die casting:

Spesimen untuk powder metallurgy:

Gambar Standard Round Machined Tension Test

Specimen for Powder Metallurgy

Adapun prosedur yang dilakukan untuk pengujian tarik adalah sebagai berikut :

1. Menyiapkan mesin pengujian tarik

Saat memulai pengujian, mesin pengujian harus dipanaskan terlebih dahulu hingga

temperatur operasi normal untuk meminimalisir error yang bisa terjadi akibat dari kondisi

transisi.


9/14


2. Mengukur dimensi spesimen uji

Untuk menentukan area cross-section spesimen pada pengujian spesimen dilakukan

dengan mengukur dimensi cross-section di tengah area yang mengalami reduksi.

3. Mengukur panjang penanda pada spesimen uji

Panjang gauge length untuk menentukan elongasi yang sesuai dengan spesifikasi

produk material yang akan diuji. Penandaan gauge dengan menggunakan tinta yang

ringan, kemudian dipoles secara tipis ke spesimen uji. Untuk spesimen uji tertentu yang

sensitif terhadap efek tinta atau kecilnya ukuran spesimen uji, maka digunakan layout ink .

4. Melakukan zeroing pada mesin pengujian

Mesin pengujian harus di set ke angka nol, karena angka nol mengindikasikan kondisi

awal (nol gaya) pada spesimen. Segala gaya yang diberikan pada pencekraman spesimen

harus diindikasikan dengan mengukur sistem gaya, kecuali jika gaya tersebut secara fisik

telah dihilangkan dalam pengujian.

5. Mencekram spesimen

Untuk spesimen dengan area yang direduksi, pencekraman spesimen sebaiknya

mengikuti beberapa aturan yang telah ditentukan, karena pencekraman pada area yang

direduksi dapat mempengaruhi hasil pengujian secara signifikan.

6. Menentukan laju pengujian pada spesimen, antara lain adalah laju peregangan,

laju penegangan, kecepatan crosshead , waktu elapsed, kecepatan free running

crosshead.

a. Laju peregangan

Batas yang diizinkan pada laju peregangan yang dispesifikasikan dalam

mm/mm/min [in./in./min]. Beberapa mesin pengujian telah dilengkapi dengan alat

pengendalian untuk mengukur dan mengontrol laju peregangan, tetapi jika tidak

ada alat tersebut, rata-rata laju peregangan dapat ditentukan dengan alat timing,

yaitu dengan cara mengobservasi waktu yang dibutuhkan hingga menghasilkan

kenaikan regangan.

b. Laju tegangan

Batas yang diizinkan pada laju tegangan yang dispesifikasikan kedalam

Megapaskal per second (MPa/s). Banyak mesin pengujian telah dilengkapi dengan


10/14


alat pemacu untuk mengukur dan mengontrol laju tegangan, tetapi apabila tidak

terdapat alat ini, rata-rata laju tegangan dapat ditentukan dengan alat timing.

c. Kecepatan crosshead

Batasan yang diizinkan untuk kecepatan crosshead selama pengujian dapat

dispesifikasikan dalam mm/min[in//min]. Pada kasus ini, batasan kecepatan

crosshead seharusnya dapat dikualifikasi dengan menspesifikasi setiap batasan

untuk berbagai tipe variasi dan ukuran spesimen. Jika terdapat perbedaan panjang

spesimen, digunakan untuk menspesifikasi kecepatan crosshead dalam mm[in.]

per mm [in.] pada panjang mula-mula daerah yang direduksi setiap menit. Apabila

tidak terdapat alat ini, rata-rata kecepatan crosshead secara praktik dapat

ditentukan dengan alat pengukuran panjang dan alat timing.

d. Waktu elapsed

Batasan yang diizinkan untuk waktu elapsed dari awal aplikasi pembebanan

hingga tepat saat patah, hingga gaya maksimum, atau hingga keadaan stress, dapat

dispesifikasi dalam menit atau detik. Waktu elapsed dapat ditentukan dengan alat

timing.

e. Kecepatan free running crosshead

Batasan yang diizinkan untuk laju perpindahan crosshead mesin pengujian, tanpa

gaya yang diaplikasikan pada mesin pengujian, dapat dispesifikasi dalam mm

[inches per inch] pada panjang area yang direduksi setiap detik [menit]. Batasan

kecepatan crosshead dapat dikualifikasi dengan menspesifikasi perbedaan batasan

untuk tipe variasi dan ukuran spesimen. Rata-rata kecepatan crosshead secara

praktik dapat ditentukan dengan alat pengukuran panjang dan alat timing.

Kecepatan pengujian dapat menentukan sifat yield . Jika kecepatan pengujian yang

digunakan mencapai 1 ½ nilai minimum yield strength yang telah ditentukan atau 1 ¼ nilai

minimum tensile strength, dimana nilainya lebih kecil. Kecepatan diatas nilai ini berada pada

batas yang telah dispesifikasi. Jika terdapat perbedaan batas kecepatan yang dibutuhkan

untuk menentukan yield strength, yield point elongation, tensile strength, elongation dan

reduction of area, perbedaan tersebut harus dinyatakan pada spesifikasi produk. Pada setiap

kasus, kecepatan pengujian, gaya, dan regangan yang digunakan dalam memperoleh hasil tes

harus diindikasi secara akurat.


11/14


1. Metode kontrol A – Metode laju tegangan untuk menentukan sifat luluh

Pada metode ini, mesin uji dioperasikan memiliki laju tegangan pada daerah

linear elastic, antara 1.15 sampai 11.5 MPa/s. Kecepatan mesin uji tidak boleh

meningkat, agar dapat mempertahankan laju penegangan ketika spesimen mulai yield .

Tidak disarankan mesin uji dioperasikan dalam close-loop control menggunakan

force signal melalui yield .

2. Metode kontrol B - Metode pengontrolan laju regangan untuk menentukan sifat luluh

Pada metode ini, mesin uji harus dioperasikan dalam close-loop control

menggunakan sinyal ekstensometer. Laju regangan diatur pada 0.015 ±0.006 mm/mm/min.

3. Metode control C - Metode pengontrolan kecepatan crosshead

Mesin uji harus diatur agar kecepatan crosshead adalah 0.015 ± 0.003 mm/mm/min

atau jarak diantara grips dan spesimen tanpa area yang direduksi. Ketika menentukan

tensile strength atau setelah perilaku yield terekam, kecepatan mesin pengujian harus

diatur diantara 0.05 dan 0.5 mm/mm pada panjang area yang direduksi setiap menit.

Kalau tidak, extensometer dan indikator laju regangan dapat digunakan untuk

mengatur laju regangan diantara 0.05 dan 0.5 mm/mm/min.

a. Menentukan Yield Strength

Metode Offset

Pada diagram stress-strain, tentukan daerah Om sebanding dengan nilai

yang telah dispesifikasi pada metode offset, beri jarak Om sesuai dengan nilai

Offset tertentu (0.2%). Tarik garis mn paralel dengan OA, lalu dapat titik r ,

perpotongan garis mn dengan diagram stress-strain.

Gambar Metode Offset untuk menentukan titik luluh


12/14


Metode Extension-Under-Load (EUL)

Pada metode ini, yield strength ditentukan dengan Metode EUL yaitu

memberikan nilai beban spesifik pada regangan tertentu melalui alat yang dapat

merekam dan menganalisis nilai reganga. Nilai EUL yield point dinyatakan

beserta dengan regangannya, misalnya: tegangan luluh = 52500 psi, EUL = 0.5%

Gambar Metode EUL untuk menentukan titik luluh

Metode Autographic Diagram

Diagram Autografi, untuk material yang memiliki discontinuous yielding.

Tentukan kekuatan maksimum pada discontinuous yielding sebagai upper yield

strength. Lalu tentukan tegangan minimum selama discontinuous yielding sebagai

lower yield strength. Kedua tegangan tersebut dijumlahkan dan dibagi dua

sehingga akan mendapatkan nilai yield strength.

Gambar Metode upper and lower yield strength


13/14


b. Menentukan Yield Point Elongation

Penghitungan yield point elongation ditentukan dari selisih regangan antara

upper yield strength dan onset dari uniform strain hardening.

c. Menentukan Tensile Strength

Tensile Strength (disebut juga Ultimate Tensile Strength), ditentukannya

yaitu membagi tegangan maksimum pada diagram dengan luas penampang awal.

d. Menentukan Elongasi

Dalam menyatakan nilai elongasi, berikan data gauge length awal dan

persentase kenaikannya. Contoh penulisan elongasi:

elongasi = 30% increase (50-mm[2-in.] gauge length)

Jika pada nilai elongasi tertentu lebih dari 3%, sambungkan perputusan

kedua sampel dan ukur jarak diantara tanda gauge dengan ketelitian 0.25mm

untuk gauge length yang panjangnya 50mm dan dibawahnya. Dan minimal paling

dekat 0.5% gauge length untuk gauge length yang panjangnya lebih dari 50mm.

Apabila elongasi bernilai 3% atau dibawahnya, tentukan nilai elongasi

spesimen dengan prosedur sebagai berikut.

1. Ukur panjang gauge length awal hingga ketelitian 0.05 mm [0.002 in.].

2. Hilangkan bagian yang cacat yang dapat mengganggu hasil akhir patahan

spesimen.

3. Sambungkan kedua patahan (cocokkan kedua permukaan patahan), berikan

gaya secukupnya sepanjang axis specimen hingga kedua bagian specimen

tampak bersatu.

4. Ukur gauge length akhir hingga ketelitian 0.05 mm[0.002 in.] dan laporkan

elongasi hingga ketelitian 0.2%.

Pengukuran elongasi di atas dapat dipengaruhi oleh lokasi perpatahan relatif

terhadap tanda gauge length. Elongasi saat patah dapat mengandung elongasi

plastis dan elastis dan dapat ditentukan dengan autografik atau metode otomatis

menggunakan ekstensometer. Persentase elongasi saat patah dapat dihitung secara

langsung dari data perpatahan.


14/14


e. Menentukan area reduksi

Area reduksi didapat dari luas penampang minimum pada lokasi

perpatahan. Spesimen dengan penampang lingkaran, ujung perpatahan disatukan

lalu dihitung diameternya. Sedangkan spesimen dengan penampang segi empat,

disatukan ujung perpatahan lalu dihitung lebar dan ketebalan pada luas

penampang minimum. Setelah itu, selisih luas penampang setelah patah dan luas

penampang awal dibagi luas penampang awal dan dinyatakan dalam persentase.

f. Membulatkan hasil data yield strength dan tensile strength

Data uji harus dibulatkan menggunakan prosedur praktek E29 dan

prosedur spesifik dalam spesifikasi produk.

o Untuk nilai uji lebih dari 500 MPa [50 000 Psi], dibulatkan hingga 1 MPa [100

Psi].

o Lebih dari 500 MPa [50 000 Psi] hingga 1000 MPa [100 000 Psi], dibulatkan

hingga 5MPa.

o Lebih dari 1000 MPa [100 000 Psi], dibulatkan hingga 10 MPa [1000 Psi].

g. Penggantian spesimen

Syarat penggantian spesimen : Memiliki permukaan hasil permesinan yang buruk

Dimensi yang salah

Sifat spesimen yang berubah karena proses permesinan yang buruk

Prosedur uji yang salah

Perpatahan terjadi diluar gauge length

Dalam penentuan elongasi, perpatahan terjadi diluar setengah bagian gauge

length

Terdapat multifungsi peralatan pengujian

Review Uji Tarik-Dwipuji Rahayu-1306368223

Documents

Transcript of Review Uji Tarik-Dwipuji Rahayu-1306368223