Laporan Praktikum Pengujian Mekanik pengujian Tarik (Tensile test)

Diposkan oleh Widi Eko Saputro pada 19.53 TUJUAN PRAKTIKUM1. Untuk mengevaluasi kelakuan tarik suatu logam dengan cara memberikan beban tarik pada

logam dengan cara memberi atau menerapkan beban tarik pada logam.

2. Mengetahui cara-cara mendapatkan sifat-sifat mekanik material

TEORI DASARUji 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 tegangan-

regangan sebenarnya. Bentuk grafiknya adalah sbb:

K = konstanta penguatann = 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