[Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

28
IV. Data, Perhitungan dan Grafik IV.1. Tabel Data Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe Diketahui : Diameter benda uji rata-rata : - awal, d o =10,15 mm - akhir, d i = 6,60 mm Luas area : - awal, A o = 80,87 mm 2 - akhir, A f = 34,19 mm 2 Panjang ukur : - awal, l o = 50,0 mm - akhir, l f = 64,85 mm Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe dl (mm) dl/lo atau ε Beban (Kg) σ (Mpa) ε t σ t (Mpa) Sketsa Perpatahan 0 0 0 0 0 0 0,25 0,005 1250 151,57 0,00 152,33 0,5 0,01 2250 272,83 0,01 275,56 0,75 0,015 3050 369,83 0,01 375,38 1 0,02 3140 380,74 0,02 388,36 1,25 0,025 3150 381,96 0,02 391,51 1,5 0,03 3200 388,02 0,03 399,66 1,75 0,035 3240 392,87 0,03 406,62 2 0,04 3350 406,21 0,04 422,46 2,25 0,045 3475 421,37 0,04 440,33 20

description

Destructive testTeknik Metalurgi dan MaterialUniversitas Indonesia

Transcript of [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

Page 1: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

IV. Data, Perhitungan dan Grafik

IV.1. Tabel Data

Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe

Diketahui :

Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =10,15 mm

- akhir, di = 6,60 mm

Luas area : - awal, Ao = 80,87 mm2

- akhir, Af = 34,19 mm2

Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm

- akhir, lf = 64,85 mm

Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe

dl

(mm)

dl/lo

atau εBeban (Kg) σ (Mpa) εt σt (Mpa) Sketsa Perpatahan

0 0 0 0 0 0

0,25 0,005 1250 151,57 0,00 152,33

0,5 0,01 2250 272,83 0,01 275,56

0,75 0,015 3050 369,83 0,01 375,38

1 0,02 3140 380,74 0,02 388,36

1,25 0,025 3150 381,96 0,02 391,51

1,5 0,03 3200 388,02 0,03 399,66

1,75 0,035 3240 392,87 0,03 406,62

2 0,04 3350 406,21 0,04 422,46

2,25 0,045 3475 421,37 0,04 440,33

2,5 0,05 3550 430,46 0,05 451,98

2,75 0,055 3650 442,59 0,05 466,93

3 0,06 3700 448,65 0,06 475,57

3,25 0,065 3775 457,74 0,06 487,50

3,5 0,07 3850 466,84 0,07 499,52

3,75 0,075 3900 472,90 0,07 508,37

4 0,08 3940 477,75 0,08 515,97

20

Page 2: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

4,25 0,085 4000 485,03 0,08 526,25

4,5 0,09 4050 491,09 0,09 535,29

4,75 0,095 4110 498,36 0,09 545,71

5 0,1 4150 503,21 0,10 553,54

5,25 0,105 4200 509,28 0,10 562,75

5,5 0,11 4240 514,13 0,10 570,68

5,75 0,115 4275 518,37 0,11 577,98

6 0,12 4300 521,40 0,11 583,97

6,25 0,125 4350 527,47 0,12 593,40

6,5 0,13 4375 530,50 0,12 599,46

6,75 0,135 4400 533,53 0,13 605,55

7 0,14 4425 536,56 0,13 611,68

7,25 0,145 4450 539,59 0,14 617,83

7,5 0,15 4475 542,62 0,14 624,02

7,75 0,155 4495 545,05 0,14 629,53

8 0,16 4500 545,65 0,15 632,96

8,25 0,165 4510 546,87 0,15 637,10

8,5 0,17 4525 548,68 0,16 641,96

8,75 0,175 4540 550,50 0,16 646,84

9 0,18 4550 551,72 0,17 651,03

9,25 0,185 4560 552,93 0,17 655,22

9,5 0,19 4565 553,54 0,17 658,71

9,75 0,195 4575 554,75 0,18 662,92

10 0,2 4590 556,57 0,18 667,88

10,25 0,205 4595 557,17 0,19 671,39

10,5 0,21 4597 557,42 0,19 674,47

10,75 0,215 4597,5 557,48 0,19 677,33

11 0,22 4598 557,54 0,20 680,19

11,25 0,225 4598,5 557,60 0,20 683,06

11,5 0,23 4599 557,66 0,21 685,92

21

Page 3: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

11,75 0,235 4599,5 557,72 0,21 688,78

12 0,24 4600 557,78 0,22 691,65

12,25 0,245 4595 557,17 0,22 693,68

12,5 0,25 4594 557,05 0,22 696,31

12,75 0,255 4590 556,57 0,23 698,49

13 0,26 4575 554,75 0,23 698,98

13,25 0,265 4565 553,54 0,24 700,22

13,5 0,27 4550 551,72 0,24 700,68

13,75 0,275 4540 550,50 0,24 701,89

14 0,28 4500 545,65 0,25 698,44

14,25 0,285 4490 544,44 0,25 699,61

14,5 0,29 4450 539,59 0,25 696,07

14,75 0,295 4400 533,53 0,26 690,92

15 0,3 4340 526,25 0,26 684,13

15,25 0,305 4250 515,34 0,27 672,52

15,5 0,31 4150 503,21 0,27 659,21

15,75 0,315 4000 485,03 0,27 637,81

Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa

Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Cu

Diketahui :

Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =9,5 mm

- akhir, di = 5,45 mm

Luas area : - awal, Ao = 70,85 mm2

- akhir, Af = 23,3 mm2

Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm

- akhir, lf = 68,5 mm

22

Page 4: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

Data Pengamtan Uji Tarik Spesimen Cu

dl

(mm)

dl/lo

atau ε

Beban

(Kg)

σ

(Mpa)εt σt (Mpa) Sketsa Perpatahan

0 0 0 0,00 0 0

0,25 0,005 950 131,48 0,00 132,14

0,5 0,01 1800 249,13 0,01 251,62

0,75 0,015 1925 266,43 0,01 270,43

1 0,02 1950 269,89 0,02 275,29

1,25 0,025 1975 273,35 0,02 280,18

1,5 0,03 2000 276,81 0,03 285,11

1,75 0,035 2005 277,50 0,03 287,21

2 0,04 2020 279,58 0,04 290,76

2,25 0,045 2030 280,96 0,04 293,61

2,5 0,05 2035 281,65 0,05 295,74

2,75 0,055 2040 282,35 0,05 297,88

3 0,06 2045 283,04 0,06 300,02

3,25 0,065 2050 283,73 0,06 302,17

3,5 0,07 2055 284,42 0,07 304,33

3,75 0,075 2060 285,11 0,07 306,50

4 0,08 2061,5 285,32 0,08 308,15

4,25 0,085 2062 285,39 0,08 309,65

4,5 0,09 2062,5 285,46 0,09 311,15

4,75 0,095 2063 285,53 0,09 312,66

5 0,1 2063,5 285,60 0,10 314,16

5,25 0,105 2063,5 285,60 0,10 315,59

5,5 0,11 2061,5 285,32 0,10 316,71

5,75 0,115 2060 285,11 0,11 317,90

6 0,12 2059,5 285,05 0,11 319,25

6,25 0,125 2059 284,98 0,12 320,60

6,5 0,13 2050 283,73 0,12 320,62

6,75 0,135 2045 283,04 0,13 321,25

23

Page 5: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

7 0,14 2030 280,96 0,13 320,30

7,25 0,145 2025 280,27 0,14 320,91

7,5 0,15 2005 277,50 0,14 319,13

7,75 0,155 1980 274,04 0,14 316,52

8 0,16 1955 270,58 0,15 313,88

8,25 0,165 1925 266,43 0,15 310,39

8,5 0,17 1900 262,97 0,16 307,67

8,75 0,175 1850 256,05 0,16 300,86

9 0,18 1805 249,82 0,17 294,79

9,25 0,185 1760 243,59 0,17 288,66

9,5 0,19 1700 235,29 0,17 279,99

9,75 0,195 1600 221,45 0,18 264,63

Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa

Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Al

Diketahui :

Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =9,65 mm

- akhir, di = 5,75 mm

Luas area : - awal, Ao = 73,1 mm2

- akhir, Af = 25,95 mm2

Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm

- akhir, lf = 59,75 mm

Data Pengamtan Uji Tarik Spesimen Al

dl

(mm)

dl/lo

atau ε

Beban

(Kg)σ (Mpa) εt σt (Mpa)

Sketsa Perpatahan

0 0 0 0 0 0

0,25 0,005 1040 139,5108

0,00 140,21

24

Page 6: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

0,5 0,01 1130

151,5839 0,01 153,10

0,75 0,015 1190

159,6326 0,01

162,03

1 0,02 1230

164,9984 0,02 168,30

1,25 0,025 1270

170,3642 0,02 174,62

1,5 0,03 1300

174,3885 0,03 179,62

1,75 0,035 1320

177,0714 0,03 183,27

2 0,04 1340

179,7543 0,04 186,94

2,25 0,045 1370

183,7787 0,04 192,05

2,5 0,05 1380

185,1201 0,05 194,38

2,75 0,055 1390

186,4616 0,05 196,72

3 0,06 1400 187,803 0,06 199,07

3,25 0,065 1410

189,1445 0,06 201,44

3,5 0,07 1412

189,4127 0,07 202,67

3,75 0,075 1418

190,2176 0,07 204,48

4 0,08 1420 190,485 0,08 205,72

25

Page 7: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

9

4,25 0,085 1416

189,9493 0,08 206,10

4,5 0,09 1402

188,0713 0,09 205,00

4,75 0,095 1388

186,1933 0,09 203,88

5 0,1 1370

183,7787 0,10 202,16

5,25 0,105 1348

180,8275 0,10 199,81

5,5 0,11 1320

177,0714 0,10 196,55

5,75 0,115 1290

173,0471 0,11 192,95

6 0,12 1260

169,0227 0,11 189,31

6,25 0,125 1230

164,9984 0,12 185,62

6,5 0,13 1190

159,6326 0,12 180,38

6,75 0,135 1150

154,2668 0,13 175,09

7 0,14 1100

147,5595 0,13 168,22

7,25 0,145 1000 134,145 0,14 153,60

Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa

IV.2. Contoh Perhitungan

IV.2.1. Logam Besi (Fe)

1. Regangan Rekayasa

26

Page 8: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

ε = dL/Lo

= 0,25 mm/50 mm

= 0,005

2. Tegangan Rekayasa

σ = P/Ao

= 1250 Kg/80,87mm2

= 15,45 Kg/mm2

= 151,5 MPa

3. Regangan Sesungguhnya

εt = ln (1 + ε)

= ln (1 + 0.005)

= 4,98 x 10-3

4. Tegangan Sesungguhnya

σt = σ (1 + ε)

= 151,5 (1 + 0,005)

= 152,25 MPa

5. Yield Strength

σy = Py/Ao

= 3000 Kg/80,87 mm2

= 363,77 MPa

6. Ultimate Tensile strength

UTS = Pmax/Ao

= 4600 Kg / 80,87 mm2

= 56,88 Kg/mm2

= 557,76 MPa

7. Fracture Strength

σf = Pf/Ao

= 4000 Kg/80,87 mm2

= 49,46 Kg/ mm2

= 485,00 MPa

27

Page 9: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

8. % Elongasi (dari sampel)

% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%

= (64,85-50)/50 x 100% = 29,7 %

9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)

% elongasi = (dL)/Lo x 100%

= (15,75)/50 x 100% = 28,75 %

10. % reduksi

% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%

= (80,87-34,19)/80,87 x 100%

= 57,72 %

11. Modulus Elastisitas

E = σ / ε

= 151,5/0,005

= 30300 MPa = 30,300 GPa

IV.2.2. Logam Tembaga (Cu)

1. Regangan Rekayasa

ε = dL/Lo

= 0,25 mm/50 mm

= 0,005

2. Tegangan Rekayasa

σ = P/Ao

= 950 Kg/70,85mm2

= 13,41 Kg/mm2

= 131,48 MPa

3. Regangan Sesungguhnya

εt = ln (1 + ε)

= ln (1 + 0.005)

28

Page 10: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

= 4,98 x 10-3

4. Tegangan Sesungguhnya

σt = σ (1 + ε)

= 131,48 (1 + 0,005)

= 132,14 MPa

5. Yield Strength

σy = Py/Ao

= 1800 Kg/70,85 mm2

= 25,41 Kg/ mm2

= 249,13 MPa

6. Ultimate Tensile strength

UTS = Pmax/Ao

= 2063,5 Kg / 70,85 mm2

= 29,12 Kg/mm2

= 285,60 MPa

7. Fracture Strength

σf = Pf/Ao

= 1600 Kg/70,85 mm2

= 22,58 Kg/ mm2

= 221,45 MPa

8. % Elongasi (dari sampel)

% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%

= (68,5-50)/50 x 100% = 37 %

9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)

% elongasi = (dL)/Lo x 100%

= (9,75)/50 x 100% = 19,5 %

10. % reduksi

% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%

29

Page 11: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

= (70,85-23,3)/70,85 x 100%

= 67,11 %

11. Modulus Elastisitas

E = σ / ε

= 131,48/0,005

= 26,296 GPa

IV.2.3. Logam Aluminium (Al)

1. Regangan Rekayasa

ε = dL/Lo

= 0,25 mm/50 mm

= 0,005

2. Tegangan Rekayasa

σ = P/Ao

= 1040 Kg/73,1 mm2

= 14,23 Kg/mm2

= 139,51 MPa

3. Regangan Sesungguhnya

εt = ln (1 + ε)

= ln (1 + 0.005)

= 4,98 x 10-3

4. Tegangan Sesungguhnya

σt = σ (1 + ε)

= 139,51 (1 + 0,005)

= 140,21 MPa

5. Yield Strength

σy = Py/Ao

= 1130 Kg/73,1 mm2

= 15,45 Kg/ mm2

= 151,58 MPa

30

Page 12: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

6. Ultimate Tensile strength

UTS = Pmax/Ao

= 1420 Kg / 73,1 mm2

= 19,43 Kg/mm2

= 190,48 MPa

7. Fracture Strength

σf = Pf/Ao

= 1000 Kg/73,1 mm2

= 13,68 Kg/ mm2

= 134,145 MPa

8. % Elongasi (dari sampel)

% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%

= (59,75-50)/50 x 100% = 19,5 %

9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)

% elongasi = (dL)/Lo x 100%

= (7,25)/50 x 100% = 14,5 %

10. % reduksi

% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%

= (73,1-25,95)/73,1 x 100%

= 64,5 %

11. Modulus Elastisitas

E = σ / ε

= 139,5108/0,005

= 27,902 GPa

IV.3. Grafik

IV.3.1. Grafik P vs dL

31

Page 13: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

500100015002000250030003500400045005000

Grafik Beban (P) vs Pertambahan Panjang (dL)

FeCuAl

Pertambahan Panjang/dL (mm)

Beba

n/P

(kg)

IV.3.2. Grafik vs

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350

100

200

300

400

500

600

Grafik Engineering Stress vs Engineering Strain

FeCuAl

Strain

Stre

ss

IV.3.3. Grafik t vs t

32

Page 14: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30

100

200

300

400

500

600

700

800

Grafik True Stress vs True Strain

FeCuAl

True Strain

True

Str

ess

V. Pembahasan

V.1. Prinsip Pengujian

Pengujian ini berdasarkan pada prinsip penarikan sampel atau

benda uji dengan ukuran dan bentuk tertentu, ditarik dengan beban

kontinyu sambil dilakukan pengukuran. Pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan Universal testing machine (Servopulser Shimadzu kapasitas

30 ton). Sebelum melakukan pengujian, dilakukan pengukuran diameter

awal (do) dari sampel uji, dan terlebih dahulu diukur gauge length

sepanjang 50 mm sehingga dapat dihitung penambahan panjang yang

terjadi setelah material ditarik. Spesimen uji tarik ini memiliki bentuk dan

ukuran tertentu sesuai dengan standar yang telah ditentukan.

Pembebanan ini dilakukan sampai spesimen uji tarik putus. Pada

pengujian tarik kali ini, spesimen uji yang digunakan adalah Fe, Cu, dan Al.

33

Page 15: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

Output dari mesin ini adalah sebuah kurva perbandingan beban yang

diberikan (applied load) dan pertambahan panjang (elongation) dari

ketiga sampel hingga pada titik terjadinya perpatahan. Dari kurva inilah

akan diketahui informasi tentang nilai kekuatan tarik sampel yang diuji.

Standar pengujian ini adalah ASTM E8. Bentuk patahan juga bisa menjadi

informasi mengenai sifat material.

Data output hasil pengujian akan diolah untuk mendapatkan grafik

tegangan-regangan rekayasa dan grafik tegangan-regangan

sesungguhnya. Dari grafik-grafik tersebut kemudian kita dapat

menentukan beberapa sifat mekanis material, seperti kekuatan tarik

maksimum (UTS), kekuatan luluh (yield strength), keuletan (ductility),

modulus elastisitas, kekuatan putus, dan sifat mekanis lainnya. Setelah

melakukan pengujian ini kita dapat mengamati perpatahan yang terjadi

pada sampel uji.

V.2. Analisis Grafik

V.2.1. Analisis Grafik P vs dL

Grafik P vs dL memberikan hubungan antara gaya/beban

teraplikasi (kg) dengan besarnya pertambahan panjang (dl) dari material

sampel (Fe, Cu, dan Al). Grafik ini adalah data yang langsung didapat dari

pengujian. Grafik ini memberi informasi tentang elongasi dan beban

maksimum yang dapat ditanggung specimen. Pada grafik terlihat bahwa,

urutan % elongasi maupun P dari yang terbesar dimiliki oleh sampel Fe,

Cu dan Al.

Pada literatur diterangkan bahwa material yang memiliki struktur

FCC (Cu & Al) mempunyai keuletan lebih tinggi dari BCC (Fe) karena FCC

memiliki slip system sebanyak 12 buah, sedangkan pada BCC hanya

terdapat slip system sebanyak 6 buah. Oleh karena itu, Logam dengan

struktur FCC memiliki ductility yang lebih bagus bila dibandingkan dengan

logam yang memilki struktur kristal BCC. Selain itu, jumlah slip system

34

Page 16: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

pada struktur kristal juga mempengaruhi beban yang mampu ditanggung

oleh suatu logam. Pada struktur kristal BCC yang hanya memiliki slip

system 6 buah pergerakan dislokasinya lebih sedikit sehingga energi

untuk menggerakkan dislokasi atau dengan kata lain energi untuk

mendeformasi plastis logam menjadi lebih besar. Apabila dilakukan

penarikan, maka vacancy yang ada pada struktur BCC memudahkan

dislokasi untuk bergerak.

Seharusnya, berdasarkan teori pada literatur elongasi dari logam

tersebut dari yang paling besar secara berurutan adalalah Al, Cu, dan Fe.

Dan besar beban yang mampu ditanggung oleh ketiga sampel secara

berurutan adalah Fe, Cu, dan Al. Oleh karena itu, dapat disimpulkan

bahwa nilai % pertambahan panjang yang diperoleh dari percobaan telah

menyimpang dari literatur.

Penyimpangan hasil pengujian ini kemungkinan disebabkan

karena adanya cacat- cacat mikro pada spesimen Al dan Cu akibat

perlakuan atau pengerjaan sebelumnya yang diterima sebelum dilakukan

uji tarik, sehingga hasil yang diperoleh tidak akurat. Dan sebagaimana

pernah dijelaskan asisten lab, material Cu pada specimen tidak

sepenuhnya murni Cu karena banyak paduan lain di dalamnya.

Penyimpangan ini juga mungkin terjadi karena kesalahan praktikan dalam

menentukan titik putus sampel pada kertas millimeter block. Kesalahan

ini akan mempengaruhi elongasi yang sebenarnya. Selain itu kesalahan

juga mungkin terjadi saat pengukuran gauge length.

V.2.2. Analisis Grafik vs

Material UTS (Mpa) σy (Mpa) E ( GPa) %Elong

Fe 557,76 363,77 30,3 29,7

Cu 285,6 249,13 26,296 37

Al 190,48 151,58 27,902 19,5

35

Page 17: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

Grafik σ vs ε memberikan hubungan antara tegangan-regangan

rekayasa (engineering stress-strain) untuk ketiga benda uji. Grafik σ vs ε

ini menggunakan luas penampang awal (Ao) sebagai acuan untuk setiap

perhitungan nilai tegangan (stress) di tiap-tiap titiknya, sehingga kurang

menggambarkan kondisi real yang terjadi selama pengujian. Dalam

aplikasinya, grafik σ vs ε sendiri biasanya digunakan dalam aplikasi

rekayasa / engineering. Dari grafik σ vs ε diatas didapatkan informasi sifat

mekanis dari ketiga benda uji.

Beberapa informasi tentang sifat mekanis dapat dilihat di tabel

yaitu kekuatan tarik maksimum, kekuatan luluh, modulus Young dan

elongasi. Nilai kekuatan maksimum pada pengujian sudah sesuai dengan

literature, yaitu Fe paling besar diikuti Cu dan Al. Nilai pastinya sudah

pasti berbeda dari literature karena praktikan tidak mengetahui

kandungan pasti dari specimen. Dari literatur yang praktikan baca, nilai

UTS Fe sampel mendekati nilai UTS baja 0,4%C (520 Mpa) dengan

perlakuan anil. Sementara Cu mendekati Cu alloy 11000 (221-455 Mpa)

dan Al mendekati Al alloy 5052 (195 Mpa). Urutan kekuatan luluh juga

sudah sesuai dengan literature yaitu Fe, Cu dan Al. Namun nilai pasti dari

kekuatan luluh ini tidak memenuhi literature, halini disebabkan tidak

diketahuinya kandungan pasti sampel uji tarik.

Nilai Modulus Young Fe tertinggi diikuti Al dan Cu. Hal ini tidak

sesuai dengan literature. Namun nilainya sangat jauh dari literature.

Logam Modulus Elastisitas (Mpa)

Aluminium 69.000

Copper 110.000

Iron (steel) 207.000

Hal ini disebabkan karena kandungan yang tidak diketahui secara

pasti. Selain itu tidak diketahui pasti, bisa saja ada cacat pada sampel uji

36

Page 18: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

tersebut. Dari sisi kesalahan praktikan, pengukuran elongasi yang kurang

tepat merupakan salah satu faktornya. Elongasi yang di dapat pun tidak

sesuai dengan faktanya. Seharusnya Al memiliki elongasi tertinggi diikuti

Cu dan Fe. Elongasi adalah ukuran dari keuletan material. Hasil praktikum

tidak representative dengan hasil sebenarnya dimana Al adalah yang

paling ulet diikuti Cu dan Fe. Perbedaan dengan fakta ini mungkin terjadi

karena sampel Al tidak mampu menahan beban yang terlalu tinggi

sehingga terjadi perpatahan lebih mudah sebelum berelongasi lebih

lanjut jika dibandingkan dengan Fe yang memiliki kekuatan lebih tinggi

diantara ketiga material tersebut.

Ketiga logam mengalami peristiwa necking ketika diberikan beban

tarik hal ini disebabkan karena ketiga logam tersebut dikategorikan

sebagai logam yang ulet. Diantara ketiga logam tersebut tersebut logam

yang mengalami necking( reduksi ukuran) paling besar adalah Cu disusul

oleh Al, dan Fe.

Sifat lain yang dapat diamati dari kurva ini adalah ketangguhan

dan kekuatan putus. Dilihat dari grafiknya sudah jelas Fe paling tangguh

dan kekuatan putusnya lebih tinggi lalu disusul Cu dan Al.

V.2.3. Analisis Grafik t vs t

Grafik σT vs εT (true stress-strain) menunjukkan hubungan antara

tegangan yang diberikan pada benda uji dengan kondisi regangan real

yang dialaminya. Grafik ini bisa diturunkan dari grafik σ vs. ε, dengan

menggunakan rumus:

σT= σ (1+ ε) εT=Ln (1+ ε)

Kurva engineering stress-strain tidak memberikan indikasi

sesungguhnya tentang karakteristik deformasi material, hal itu

disebabkan karena kurva tersebut seluruhnya didasarkan pada ukuran

asli benda uji, sedangkan ukuran ini akan terus-menerus berubah selama

pengujian berlangsung. Hal ini dilakukan untuk memberi safety factor

37

Page 19: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

pada material tersebut terkait aplikasinya apalagi aplikasi di bidang

structural. Kurva true stress-strain adalah beban aktual dibagi dengan

luas penampang melintang, dimana beban itu bekerja. Sifat-sifat mekanik

material sama seperti yang ditunjukkan kurva engineering.

Pada grafik σt vs εt dapat diperoleh perbedaan tegangan

maksimum yang diterima oleh sampel dengan tegangan maksimum yang

diterima sampel pada grafik σ vs ε (rekayasa). Dari grafik hasil percobaan

masih menunjukkan adanya penurunan tegangan, seharusnya setelah

melewati yield strength kurva akan terus mengalami penambahan

panjang dan penambahan tegangan sampai terjadinya putus. Hal ini

mungkin disebabkan karena kesalahan penentuan titik putus pada

sampel.

V.3. Analisis Hasil Patahan

Selain kurva tegangan regangan, bentuk hasil perpatahan dari

material juga dapat memberikan informasi mengenai sifat mekanis dari

suatu logam. Secara umum, dari hasil pengamatan praktikan hasil

perpatahan dari ketiga logam sampel uji Al, Cu, dan Fe adalah adalah

perpatahan ductile (ulet). Sifat perpatahan ulet ini terlihat dari adanya

fenomena cup cone dan perpatahan fibrous serta warna yang gelap .

Selain itu, karena adanya fenomena necking pada ketiga sampel maka

praktikan mengasumsikan perpatahan yang terjadi adalah perpatahan

ulet. Secara teoritis dapat dijelaskan bahwa proses perpatahan ini terjadi

melalui beberapa tahapan, yaitu necking, pembentukan pori / lubang

kecil pada material (di tengah ataupun permukaan), penyebaran pori /

lubang (cavities propagation), untuk kemudian bergabung membentuk

pori yang lebih besar dimana sumbu panjangnya tegak lurus terhadap

arah pembebanan. Penyebaran crack berlanjut hingga pada akhirnya

38

Page 20: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

terjadi perpatahan akibat benda tidak mampu lagi menahan beban yang

ada.

Secara teoritis, logam FCC seharusnya memiliki bentuk patahan

yang cup and cone. Hal ini terjadi karena slip pada FCC bergerak pada

arah < 1 -1 0 > pada bidang {1 1 1}. Perpatahan akan terjadi pada

kemiringan 45% terhadap arah pembebanan sehingga patahan yang

dihasilkan seperti cup.

Pada logam Fe dan Al bentuk perpatahan yang terjadi adalah cup

cone sebagian (partial cup cone silky). Pada logam Cu, bentuk perpatahan

yang terjadi adalah Irregular Fibrous. Dimana bentuk perpatahan dari

sampel dapat dilihat dari gambar di bawah ini:

VI. Kesimpulan

Kekuatan maksimum ( Ultimate Tensile Strength ) dari hasil pengujian

Fe = 557,76 MPa, Cu = 285,6 MPa , dan Al = 190,48 MPa.

Kekuatan luluh / Yield strength hasil pengujian untuk Fe = 363,77

MPa, Cu = 249,13 MPa, dan Al = 151,58 MPa.

39

Page 21: [Contoh] Laporan Praktikum DT-Tarik

Dari persentase elongasi, didapatkan material paling ulet adalah Cu

diikiuti Fe dan Al. Hasil kurang sesuai dengan literature karena

kemungkinan cacat di dalam sampel dan kandungan paduan yang

tidak diketahui pasti.

Ketiga material mengalami perpatahan ulet yang ditandai dengan

fenomena necking.

Modulus Young hasil pengujian untuk Fe = 30,3 GPa, Cu = 26,296 GPa

dan Al = 27,902 GPa.

Kurva true stress-strain kurang sesuai dengan fakta, seharusnya

tegangan terus naik setelah kekuatan luluh. Hal ini mungkin

disebabkan kesalahan penentuan titik putus pada kurva stress-strain

engineering.

Pada logam Fe dan Al bentuk perpatahan yang terjadi adalah cup

cone sebagian (partial cup cone silky). Pada logam Cu, bentuk

perpatahan yang terjadi adalah Irregular Fibrous.

40