Laporan Korosi Uji Tarik [PDF]

Citation preview

LAPORAN KOROSI ‘’ PENGUJIAN TARIK’’



Disusun Oleh : Fanisia Salsyabila Fanani 1841420023 1B DIV-TKI



POLITEKNIK NEGERI MALANG TEKNIK KIMIA TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI 2019



I.



Judul Pengambilan data uji tarik/ uji tekan logam



II.



Tujuan Setelah melakukan praktikum tarik ini mahasiswa didapatkan mampu : 1. Menjelaskan prinsip prinsip uji tarik 2. Mendeskripsikan kurva tegangan regangan 3. Melakukan perhitungan perhitungan penting dalam pengujan tarik 4. Menganalisis data hasil uji tarik.



III.



Dasar teori



Uji tarik adalah uji yang dilakukan pada suatu material dengan cara menerapkan beban tarik pada material tersebut. Dengan pemberian beban tarik tersebut kita dapat mengevaluasi kelakuan material, sehingga akan diperoleh sifat-sifat mekanik dari material tersebut, antara lain : Kekuatan Luluh = yield strength (σy)



Gambar diatas mengunakan metode offset untuk menentukan kekuatan luluh suatau material.Yield strength digunakan untuk menentukan batas antara deformasi elasatis dengan deformasi plastis. Yield strength dalam aplikasinya biasa digunakan untuk menentukan beban maksimal yang diberikan pada material sebelum mengalami deformasi plastis. Kekuatan Tarik = tensile strength (σu),



(UTS : Ultimate TS) Ultimate tensile strength merupakan beban maksimum yang diberikan pada sebuah material sebelum mengalami nacking. Pada aplikasinya UTS digunakan dalam menentukan seberapa besar beban mampu diteriama oleh suatu material. Keuletan = elongation(ef)



Elongation merupakan perpanjangan dari sebuah material ketika diuji tarik samapai patah. Hal ini berguna dalam merancang sebuah alat sepeti tali pada jembatan dalam hal seberapa panjang tali tersebut mengalamai perpanjangan sampai patah ketika diberi beban uniaksial. Elongation berguna dalam menentukan apakah suatu material itu ulet apa getas, hal tersebut bias dilihat dari nilai elongationnya. Jika nilai elongationnya besar material tersebut bersifat ulet apabila nilai elongationnya kecil maka material tersebut dikatakan getas. Reduksi Penampang = reduction of area(q)



Reduction of area merupakan pengecilan penampang ketika mengalami fracture. Hal ini berguna dalam menentukan seberapa besar suatu material yang mengalami beban uniaksial akan mengalami pengecilan luas penampang. Kekakuan = stiffness, ` (E)elastic modulus = σ/e = tan α Modulus elastisitas merupakan sifat material yang digunakan dalam merancang sebuah alat agar tidak mengalami deformasi plastis. Aplikasinya dalam merancang sebuah jembatan, harus mempunyai modulus elastisitas yang kecil, supaya kaku. Dalam penerapannya modulus elastisitas digunakan berdasarkan keperluannya Modulus Resilience = modulus of resilience (Ur)



Kemampuan suatu material menyerap energi ketika deformafi elastis dan kembali ketika beban dilepaskan disebut resilience. Modulus resilience merupakan luas daerah di bawah kurva stress-strain yang mash mengalami deformasi elastis. Modulus resilience berguna untuk mengetahui seberapa besar energi yang diberikan agar tetap mengalami deformasi elastis. Ketangguhan = toughness (Ut)



Dalam hal Perencanaan toughness dipakai untuk menentukan seberapa besar suatu material menyerap energi sampai dia patah. Dalam aplikasinya toughness dipakai untuk merusak material agar bias mengetahui energi maksimal sampai patah. Alat yang digunakan untuk melakukan uji tarik adalah Tensile Testing Machine . Prinsip pengujian tarik adalah spesimen ditarik dengan laju pembebanan yang lambat, hingga spesimen itu putus. Mesin uji tarik akan mencatat besarnya beban tarik yang diberikan terhadap spesimen setiap saat beserta besarnya perpanjangan (elongation) yang terjadi pada spesimen setelah dilakukan uji tarik. Alat pencatat beban beban tarik adalah load cell. Sedangkan alat pencatat perpanjangan yang terjadi pada spesimen adalah ekstensometer. Grafik yang dihasilkan dari mesin uji tarik adalah grafik antara gaya atau beban tarik terhadap perpanjangan yang terjadi. Grafik tersebut harus dikonversikan menjadi grafik tegangan teknis terhadap regangan teknis, tujuannya untu meminimalisasi pengaruh faktor geometris. Tegangan dan regangan teknis dirumuskan sebagai berikut :



Bentuk grafik gaya atau beban tarik terhadap perubahan panjang dan grafik tegangan teknis, terhadap regangan teknis adalah sebagai berikut :



Dari diagram tegangan teknis, terhadap regangan teknis akan diperoleh data sebagai berikut: 1. σp atau batas proporsional adalah tegangan maksimum dimana perbandingan antara tegangan dan regangannya masih proporsional. 2. σy atau batas luluh adalah beban maksimum yang masih dapat ditahan oleh spesimen tanpa menyebabkan deformasi plastis. 3. σu atau batas ultimate, adalah beban maksimum yang dapat ditahan oleh spesimen tanpa menyebabkan deformasi plastis yang tak homogen. Beban ini disebut juga sebagai kekuatan tarik material 4. σf atau beban yang menyebabkan spesimen itu patah. e atau perpanjangan 5. Reduction of area 6. E ( Modulus Elastisitas ) adalah ukuran kekakuan suatu bahan



Grafik tegangan dan regangan teknis tersbut perlu dikonversi lagi terhadap grafik teganganregangan sebenarnya. Bentuk grafiknya adalah sbb:



K = konstanta penguatan n = koefisien strain hardening



Hubungan yang berlaku antara σtr dengan σ dan antara ε dengan e adalah : σtr = σ ( e+1 ) ε = ln ( e +1 ) Pada saat terjadinya necking atau pengecilan penampang setempat, berlaku hubungan : ε=n Fenomena metalurgi yang terjadi bila suatu logam ditarik: 1. Ada penyertaan elastis 2. Ada penyertaan plastis 3. Terjadi Necking di titik Ultimate 4. Ada “ Luders Band “ 5. σy berubah ke arah yang lebih tinggi jika logam yang mengalami Starin Hardening ditarik kembali. 6. Terjadinya Kurva Hystersis Luas grafik menandakan besarnya energi yang diserap dari logam. 7. Terjadi fenomena grafik Mulur ( efek Cottrel ) Kekuatan tarik suatu material dapat diperoleh dengan pembebanan maksimum sebelum material itu mengalami deformasi plastis yang tidak seragam. Tegangan maksimum (σu) disebut sebagai kekuatan tarik material, yang kemudian dapat dikatakan sebagai ukuran kekuatan suatu logam. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengujian tarik dalah sebagai berikut :



Temperatur Semakin tinggi temperatur, maka ketangguhan dan keuletan material akan meningkat. Sebaliknya, modulus elastisitas, tegangan luluh, Ultimate Tensile Strength, dan nilai koefisien pengerasan regangan (n) akan menurun. Tekanan hidrostatis Tekanan hidrostatis meningkatkan regangan saat spesimen patah, dan meningkatkan keuletan suatu material. Efek radiasi Efek radiasi meningkatkan tegangan luluh dan kekuatan tarik serta kekerasan dari suatu material. Namun efek radiasi ini menurunkan keuletan dan ketangguhan suatu material. Sifat-sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik adalah sebagai berikut : Ketangguhan (toughness), yaitu energi yang diserap oleh material hingga material tersebut patah. Dalam percobaan ini, ketangguhan merupakan daerah di bawah kurva tegangan sebenarnya terhadap regangan sebenarnya. Ketangguhan juga dapat diartikan sebagai energi per unit volume.



Modulus Elastisitas (E) adalah ukuran kekakuan (rigidity) suatu bahan. Semakin besar modulus elastisitas suatu material maka kekakuan suatu material akan semakin tinggi, akibatnya kemampuan material untuk dibentuk akan semakin rendah, dan sebaliknya. Keuletan (Ductility) adalah kemampuan suatu material untuk menahan deformasi plastis.



IV.



Alat dan Bahan Alat  



Mesin uji Tarik Jangka sorong



Bahan  Sampel berbentuk plat/besi



V.



Skema Kerja



Putar switch saklar mode auto / manual pada panel utama ke arah M, kemudian tekan tombol ON



Putar switch ON/OFF pada mesin ke angka 1 (ON), lalu tekan tombol start.



Atur posisi nol pada pengukuran penambahan panjang(lihat mistar ukur) dengan memutar tuas



UP searah jarum jam dan/ atau tombol Down.



Nol-kan dial indicator dengan memutar frame dial indicator hingga angka nol berada pada posisi



jarum



Tekan Power ON pada layara penampilan gaya, dan pasang benda kerja.



Lakukan preioad dengan memutar ulir penggerak dudukan gripper bawah berlawanan arah jarum



jam, lalu tekan tombol zero pada layar penampil gaya.



Atur katup kecepatan pengeujian dengan memutar searah jarum jam, dan catat gaya yang bekerja pada setiap satu satuan pertambahan panjang benda kerja hingga benda kerja terputus



Nol-kan kembali katup gaya saat benda kerja telah putus dengan memutar berlawanan arah



jarum jam, kemudian lepas benda kerja dan matikan mesin dengan menekan tombol stop.



Putar switch ON/OFF mesin ke angka 0 (OFF), lalu tekan tombol OFF pada panel utama dan putar



switch saklar mode auto/ manual pada arah 0



VI.



Data Pengamatan Gaya



No



Tegangan(kg/mm2) Regangan kN 1



∆L (mm)



E



N 0



0



0



0



0



0



2 1,6721 1672,05



0,0346



0,0200



1,7288



1



3 2,3182 2318,15



0,0479



0,0196



2,4447



2



4 2,6501 2650,05



0,0548



0,0192



2,8495



3



5 2,9040 2903,95



0,0600



0,0189



3,1826



4



6 3,0738 3073,75



0,0636



0,0185



3,4322



5



7 3,1947 3194,65



0,0661



0,0182



3,6333



6



8 3,2756 3275,55



0,0677



0,0179



3,7930



7



9 3,3345 3334,45



0,0690



0,0175



3,9302



8



10 3,3688 3368,79



0,0697



0,0172



4,0403



9



11 3,3858



3385,8



0,0700



0,0169



4,1307



10



12 3,3911 3391,05



0,0701



0,0167



4,2073



11



13 3,3824



3382,4



0,0699



0,0164



4,2665



12



14 3,3609 3360,85



0,0695



0,0161



4,3088



13



15 3,2736 3273,55



0,0677



0,0159



4,2646



14



16 3,0847 3084,65



0,0638



0,0156



4,0822



15



17 2,3996 2399,55



0,0496



0



0



16



18 0,1500



149,95



0,0031



0



0



17



19 0,1502



150,2



0,0031



0



0



18



20 0,1505



150,45



0,0031



0



0



19



21 0,1491



149,1



0,0031



0



0



20



Kurva Tegangan - Regangan



Eng. stress-strain curve



5.0000



Tegangan



0.08 0.06 0.04 0.02 0



4.0000



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 3.0000



Regangan



2.0000 1.0000 0.0000



1



2



3



VII.



4



5



6



7



8



9 10 11 12 13 14 15



Pembahasan



Percobaan yang dilakukan adalah pengujian tarik pada suatu material, untuk dapat mengetahui fenomena pada saat pengujian tarik dan dapat mengetahui bagaimana cara untuk mengukur keelastisan suatu material yang di beri gaya tarik. Spesimen yang digunakan sebaiknya yang memiliki grip pada kedua sisinya, agar tidak terjadi slip atau tergelincir ketika ditarik. Spesimen ini berbentuk penampang lingkaran. Pertama-tama, alat uji tarik dikalibrasikan terlebih dahulu. Kemudian, spesimen ditempatkan pada penjepit yang ada di bagian atas dan bagian bawah alat uji. Grafik tegangan-regangan pada uji tarik sangat mempengaruhi sifat material spesimen uji tarik. Semakin panjang garis grafik dengan besar tegangan yang kecil maka benda dapat digolongkan ke dalam material yang memiliki elastisitas yang tinggi. Sedangkan bila semakin pendek garis grafiknya maka dapat digolongkan dalam material yang getas. Tiga titik penting dalam grafik, yaitu : yield point, ultimate strength, dan titik potong. Yield point adalah titik persimpangan / perbatasan antara area elastisitas dan area plastis. Ultimate strength adalah titik tegangan maksimum yang bekerja pada alat uji tarik. Sedangkan titik potong adalah titik di mana material tersebut putus. Tegangan yang terjadi pada spesimen semakin lama semakin besar seiring dengan bertambahnya perpanjangannnya. Ini mengakibatkan gaya tarik F yang bekerja pada spesimen tersebut semakin lama semakin besar. Karena adanya persamaan σ = F/A di mana, σ adalah besarnya tegangan, F adalah besarnya gaya yang bekerja, dan A adalah luas penampang spesimen uji coba. Jenis material dan suhu suatu material sangat mempengaruhi ketahanan uji tarik material. Bila suatu material memiliki kegetasan yang nilainya besar, material tersebut akan mudah untuk terputus. Karena, material tersebut tidak sempat memanjang pada saat gaya tarik berlangsung, melainkan langsung putus dan menghasilkan bentuk patahan yang tidak mengerucut. Suhu material juga mempengaruhi hasil pengamatan. Semakin dingin suatu material, maka semakin getas material tersebut yang menyebabkan material menjadi tidak elastis dan mudah putus pada saat ditarik. Karena, pada saat dingin susunan atom material menjadi sangat rapat dan sulit untuk terpisah. Umumnya pengujian tarik digunakan untuk mengetahui sifat mekanis dari suatu material terhadap tarikan. Sifat – sifat mekanis tersebut antara lain adalah keelastisitas material. Sifat



keelastisitas material sangat penting dalam hal merancang suatu komponen atau alat, karena apabila terjadi kesalahan dalam perancangan suatu alat, maka dapat berakibat fatal, dan memahayakan. Maka dari itu pengujian tarik sangat diperlukan. Pada percobaan yang telah dilakukan didapatkan nilai tegangan tariknya adalah 0,0701 kg/mm2 dan beban maksimum yang ditahannya adalah 3.3911 kg. Nilai tersebut sangat penting, khususnya pada elemen mesin poros dan konstruksi yang sering mengalami beban tarik.



VIII. Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 1. Semakin elastis suatu material, maka tidak akan mudah putus ketika dilakukan penarikan. 2. Semakin panjang garis tegangan pada grafik, maka benda tersebut semakin elastis 3. Sebaliknya, semakin pendek garis tegangan pada grafik, maka benda tersebut semakin getas 4. Semakin rendah suhu, material semakin getas, dan sebaliknya. 5. Pada percobaan di atas nilai tegangan tariknya adalah 0,0701 kg/mm2 6. dan beban maksimum yang ditahannya adalah 3.3911 kg.



DAFTAR PUSTAKA http://dimasrepaldo.blogspot.com/2013/07/contoh-laporan-material-teknik-uji-tarik.html https://sersasih.wordpress.com/2011/07/21/laporan-material-teknik-uji-tarik/ http://widimaterial.blogspot.com/2015/03/laporan-praktikum-pengujian-mekanik_32.html http://teknikmanajemenindustri.wordpress.com/2011/03/17/pengujian-tarik-pengetahuan-bahan/ http://www.alatuji.com/article/detail/2/uji-tarik