Laporan Praktikum IMPAK1

Click here to load reader

  • date post

    14-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    245
  • download

    6

Embed Size (px)

description

LABTEK

Transcript of Laporan Praktikum IMPAK1

LAPORAN PRAKTIKUM

LABORATORIUM TEKNIK MATERIAL I

MODUL F UJI IMPAK

Oleh:

Nama

: Retnadiah Puteri UtamiNIM

: 13713008Kelompok: 13Anggota : Rudy Yohansya (13712026)

Retnadiah Puteri Utami (13713008)

Puti Keswara Sudarsono(13713029)

Hasan Basri Nasution(13713032)

Mardi Longolayuk

(13713033)

Tanggal Praktikum:3 Maret 2015Nama Asisten

: Dimas Palgunadi(13711058)Tanggal Penyerahan: 6 Maret 2015

LABORATORIUM METALURGI

PROGRAM STUDI TEKNIK MATERIAL

FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015BAB IPENDAHULUAN

I. LATAR BELAKANG

Suatu material tentulah mempunyai sifat-sifat tersendiri yang menjadikannya berbeda dengan material lainnya. Sifat material merupakan karakter dari sebuah material yang pada umumnya dapat diquantifikasi. Sifat-sifat material terdiri dari sifat fisik berupa densitas, titik cair atau beku, koefisien muai panjang, konduktivitas termal dan listrik. Sifat mekanik berupa kekuatan, kekerasan, ketangguhan, keuletan, modulus young. Sifat kimia berupa ketahana korosi. Serta sifat teknologi berupa mampu las, mampu cor, mampu tempa, mampu mesin atau ketermesinan.

Sifat mekanik dari suatu material dapat dievaluasi dengan beberapa cara yakni dengan pemberian beban terhadap material tersebut. Pembebenan terhadap material dibedakan menjadi 2 yaitu pembebanan statik yang terdiri dari uji tarik, uji tekan, uji puntir, uji lentur, uji keras, uji mulur, dan uji bentur, serta pembebanan dinamik yang terdiri dari uji lelah dan uji impak. Pada uji impak terjadi pembebanan cepat (rapid loading) yaitu adanya penyerapan energi beban yang menumbuk oleh spesimen. Dari proses inilah, dapat diketahui respon material seperti deformasi plastis, terjadi patah ulet atau patah getas.

Dengan uji impak kita dapat mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan pada suatu material akibat pembebanan dinamis yang berulang-ulang. Diantara salah satu faktornya ialah adanya temperatur transisi yang menyebabkan suatu material berubah sifat yang semula beersifat ulet menjadi getas. Alasan inilah yang menjadi dasar dilakukannya pengujian impak. Seperti yang telah terjadi pada kapal titanic yang sedang berlayar dilautan es dan menabrak gunung es sehinga kapal tersebut terbelah dan kemudian tenggelam. Hal ini terjadi karena kegagalan material dari kapal tersebut dalam menahan beban impak pada suhu yang sangat rendah.II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Menentukan harga impak dari baja dan alumunium pada temperatur 25oC, 45oC, 80oC, -20oC,-30oC.2. Menentukan jenis patahan yang terbentuk pada temperatur 25oC, 45oC, 80oC, -20oC,-30oC3. Menentukan kurva antara temperatur terhadap energi yang diserap oleh spesimen4. Menentukan pengaruh temperatur pada ketangguhan baja dan alumunium.

5. Menentukan temperatur transisi pada baja dan alumuniumBAB II

DASAR TEORI

Untuk menentukan sifat perpatahan suatu logam, keuletan maupun kegetasannya, dapat dilakukan suatu pengujian yang dinamakan dengan uji impak. Umumnya pengujian impak menggunakan batang bertakik. Berbagai jenis pengujian impak batang bertakik telah digunakan untuk menentukan kecenderungan benda untuk bersifat getas. Dengan jenis uji ini dapat diketahui perbedaan sifat benda yang tidak teramati dalam uji tarik. Hasil yang diperoleh dari uji batang bertakik tidak dengan sekaligus memberikan besaran rancangan yang dibutuhkan, karena tidak mungkin mengukur komponen tegangan tiga sumbu pada takik.

Prinsip pengukuran uji impak adalah dengan menghitung energi yang diserap oleh spesimen ketika menerima beban secara tiba-tiba. Energi yang terserap oleh benda dapat diukur dari perbedaan harga energi potensial dari bandul pada saat sebelum dan sesudah menumbuk spesimen. Energi yang diserap ini, dinyatakan dalam Joule, terbaca secara langsung pada cakra angka pada alat uji. Harga impak dinyatakan sebagai energi yang diserap per satuan luas penampang spesimen yang dinyatakan dalam persamaan :

Keterangan :

HI = Harga impak (Joule/mm2)

E = Energi yang diserap (Joule)

m = massa bandul (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h1 = tinggi pusat massa bandul ke spesimen sebelum dilakukan pengujian (mm)

h2 = tinggi pusat massa bandul sesudah dilakukan pengujian (mm)

A = luas permukaan spesimen dibawah takikan = h x l (mm2)

Gambar 1. Contoh spesimen ujo charpy dan izod

Pengujian impak yang dilakukan pada praktikum ini sesuai dengan ASTM E 23 untuk metode Charpy dan Izod. Metode yang digunakan pada praktikum ini adalah metode Charpy.

Gambar 2. Metode Izod dan Charpy

Gambar 3. Ukuran standar spesimen Charpy dan Izoda. Metoda CharpyBatang impak biasa, banyak di gunakan di Amerika Serikat. Benda uji Charpy mempunyai luas penampang lintang bujursangkar (10 x 10 mm) dan mengandung takik V-45o, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji diletakan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang tak bertakik diberi beban impak dengan ayunan bandul (kecepatan impak sekitar 16 ft/detik). Benda uji akan melengkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kia-kira 103detik.b. Metoda Izod

Dengan batang impak kontiveler. Benda uji Izod lazim digunakan di Inggris, namun saat ini jarang digunakan. Benda uji Izod mempunyai penampang lintang bujursangkar atau lingkaran dan bertakik V di dekat ujung yang dijepit.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya patah getas pada suatu material :

1. Triaxial state of stress

2. Temperatur rendah

3. Kecepatan pembebanan

BAB III

DATA PERCOBAAN

Data Uji ImpakJenis Mesin

: Wolpert

Kapasitas mesin: 300 J

Standar Pengujian: ASTM E 23

Penguji

: Dimas PalgunadiTanggal Pengujian: 3 Maret 2015Asisten

: Dimas Palgunadi

BahanplThTLuasEnergiHIPermukaan Patahan

mmmmmmmmoCMm2JouleJoule/mm2

Baja A611010825,5801702,125Ulet

Baja B611010845801812,2625Ulet

Baja C61101088080690,8625Ulet

Baja D6110108-208030,0375Getas

Baja E6110108-308030,0375Getas

Alumunium A6088625,548120,25Ulet

Alumunium B609974563110,1746Ulet

Alumunium C609978063500,7936Ulet

Alumunium D60997-2063600,9523Ulet

Alumunium E60997-3063210,3333Ulet

Pengolahan Data

ABaja A = h x l

AAlumunium A = h x l

= 8 mm x 10 mm

= 6 mm x 8 mm

= 80 mm2

= 48 mm2ABaja B = h x l

AAlumunium B= h x l

= 8 mm x 10 mm

= 7 mm x 9 mm

= 80 mm2

= 63 mm2ABaja C = h x l

AAlumunium C = h x l

= 8 mm x 10 mm

= 7 mm x 9 mm

= 80 mm2

= 63 mm2ABaja D = h x l

AAlumunium D = h x l

= 8 mm x 10 mm

= 7 mm x 9 mm

= 80 mm2

= 63 mm2ABaja E = h x l

AAlumunium E = h x l

= 8 mm x 10 mm

= 7 mm x 9 mm

= 80 mm2

= 63 mm2

HI =

HI = Harga Impak (Joule/mm2)HIBaja A =

HI Alumunium A =

= 2,125 Joule / mm2

= 0,25Joule/mm2

HIBaja B =

HI Alumunium B =

= 2,2625 Joule / mm2

= 0,1746 Joule / mm2HIBaja C

=

HI Alumunium C =

= 0,8625Joule / mm2

= 0,7936 Joule / mm2

HIBaja D =

HI Alumunium D =

= 0,0375 Joule / mm2

= 0,9523 Joule / mm2

HIBaja E =

HI Alumunium E =

= 0,0375Joule / mm2

= 0,3333 Joule/ mm2 Grafik 1. Kurva Energi Yang Diserap Terhadap Temperatur

Grafik 2. Kurva Harga Impak Terhadap Temperatur

BAB IV

ANALISIS

Pada percobaan yang kami lakukan kali ini, kami menggunakan metoda charpy. Metoda ini kami gunakan dikarenakan selain lebih menguntungkan karena hasil yang didapatkan lebih akurat dibandung metoda izod dan pembacaan energinya dapat langsung dilihat melalui jarum pada mesin tersebut juga karena tidak adanya mesin pengujian untuk metoda izod. Energi yang terbaca pada mesin penguji didapatkan dari hasil perubahan energi yang terjadi pada pendulum saat sebelum menumbuk spesimen dan saat menumbuk spesimen. Perubahan energi ini terjadi karena adanya perbedaan ketinggian dari pendulum tersebut.

Spesimen yang kami gunakan merujuk pada spesimen standart ASTM E23, namun belum terlalu spesifik dikarenakan ukuran dimensinya masih banyak berbeda. Aadanya takikan pada spesimen bertujuan untuk menginisiasi tegangan tiga sumbu. Tegangan tiga sumbu ini akan menyebabkan gaya geser yang bekerja menjadi berkurang. Takikan juga akan menyebabkan konsentrasi tegangan tiga sumbu lebih terpusat pada daerah takikannya sehingga menyebabkan material lebih mudah patah. Bentuk takikan yang digunakan adalah bentuk V-notch. Bentuk ini lebih mudah patah jika dibandingkan dengan bentuk U-notch dan key hole-notch karena takikan V-notch memiliki luas penampang lebih kecil dibandingkan dua jenis takikan tersebut. Tegangan yang dialami material akan lebih besar jika luas penampangnya lebih kecil. Spesimen yang kami gunakan kali ini adalah 5 buah spesiemen terbuat dari baja dan 5 buah spesimen terbuat dari alumunium. Alasan digunakannya spesimen yang terbuat dari baja dan alumunium karena kami ingin melihat perbedaan struktur kristal antara baja dan alumunium serta hubungannya terhadap energi yang diserapnya di berbagai temperatur yang diberikan. Disini dapat terlihat bahwa struktur kristal yang dimiliki oleh baja adalah BCC sedangkan alumunium FCC, itu dapat dibuktikan dengan kurva antara energi yang diserap terhadap temperatur bahwa struktur kristal FCC tidak terlalu dipengaruhi oleh temperatur artinya cenderung konstan, sebaliknya struktur kristal BCC dipengaruhi oleh temperatur.

Berdasarkan