Post on 12-Apr-2016
IMPACT TEST
1. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dilakukannya pengujian impact adalah:
1.1. Menentukan ketahanan logam terhadap beban kejut
1.2. Mengetahui ketahanan logam jika terdapat konsentrasi tegangan
1.3. Mengetahui pengaruh temperatur terhadap ketahan impact
2. METODOLOGI PERCOBAAN
2.1 Alat dan bahan yang digunakan
2.1.1 Peralatan yang digunakan pada pengujian Impact adalah:
1. Mesin merk FRANK type 580 M
2. Dry ice
3. Gergaji besi
4. Es batu
5. Water heater
6. Air (aquades)
7. Jangka sorong
8. Stopwatch
2.1.2 Spesimen yang digunakan pada pengujian Impact adalah:
1. ASTM A131
2.1.3 Standarisasi yang digunakan pada pengujian Impact adalah:
1. Metode pengujian dan spesimen berdasarkan standar JIS Z 2242
2.2 Langkah Percobaan
1. Percobaan ini dilakukan pada kondisi temperatur -20,0,25,100
2. Ukur dimensi spesimen (panjang, lebar, dan tebal) sampai tiga kali
3. Untuk menghitung energy secara teoritis seperti yang telah dirumuskan
dalam hukum kekekalan tenaga, maka terlebih dahulu harus dihitung
panjang batang bandul (l) dan berat bandul (w)
4. Bentuk U notch dengan menggunakan gergaji besi
5. Lentakkan spesimen pada landasan, spesimen diletakkan sesuai dengan
metode charpy
6. Bandul dinaikkan setinggi h atau sebesar sudut 156
7. Atur posisi jarum penunjuk skala pada posisi nol
8. Bandul dilepas
9. Catat sudut bandul dan energy yang dibutuhkan untuk mematahkan
spesimen
10. Hitung energy dari impact strength
11. Gambarkan pola patahan dari ketiga variasi temperature
3. HASIL YANG DIDAPATKAN
3.1. Data Hasil Percobaan
a) Data yang diperoleh dari pengujian Impact adalah sebagai berikut:
KODE SPESIMEN I II III
Sebelum Percobaan
Bahan ASTM A131 ASTM A131 ASTM A131
Standar Pengujian JIS Z 2242 JIS Z 2242 JIS Z 2242
Standar Spesimen JIS Z 2242 JIS Z 2242 JIS Z 2242
Temperatur -20o C 0o C 100o C
Panjang Spesimen (B) 60,76 mm 60,46 mm 60,64 mm
Tebal (A) 10,84 mm 10,86 mm 10,88 mm
Tebal (C) 9,24 mm 9,5 mm 9,22 mm
Saat Percobaan
Waktu Periode (T50) 91 detik 91 detik 91 detik
Jarak tumpuan (P)
Sudut awal (α) 156o 156o 156o
Sudut Akhir (β) 125o 95o 96o
Energi untuk
mematahkan
(Ekpm)
5,4 12,8 12,6
Sesudah percobaan
Tebal patahan (D) 10,84 mm 8,81 mm 9,73 mm
Tebal sisa patahan
(D’)0 mm 2,05 mm 1,55 mm
b) Data yang diperoleh dari hasil pengujian Impact berupa gambar patahan
adalah sebagai berikut:
20°C
0°C
100°C
3.2. Analisa data dan contoh perhitungan
3.2.1 Analisa data
Pada pengujian impact menggunakan bahan ASTM A131, ada
3 spesimen yang diuji. Ketiga spesimen dikondisikan berbeda dengan
suhu -20oC , 0oC , dan 100oC.
Gambar 3.1 Spesimen ASTM A131
Gambar 3.2 Dimensi spesimen yang diuji
Dilihat dari gambar 3.2, tebal (A) masing-masing spesimen
adalah 10.84 mm, 10.86 mm, dan 10.88 mm. Tebal (C) masing-masing
spesimen adalah 9.2mm, 9.25mm, dan 9.2mm. Tebal patahan (D)
masing-masing adalah 10.84 mm, 8.81 mm, dan 9.73 mm. Untuk tebal
sisa patahan (D’) hanya ada untuk spesimen suhu 0oC sebesar 1.42mm.
Saat percobaan jarak tumpuan spesimen adalah 40mm dan
sudut awal (α) adalah 156o. Sudut akhir (β) dari ketiga spesimen adalah
125o, 95o, dan 96o. Energi untuk mematahkan masing-masing adalah 5.4
kpm, 12.8 kpm, dan 12.6 kpm.
3.2.2 Contoh perhitungan
Perhitungan ini dilakukan untuk mengetahui periode, energi pada mesin,
dan impact strength.
Periode (T50)
T 50=2 π √ lg
1,82=2 . 3,14√ l9,8
1,826,28
=√ l9,8
l=0,8231 m
Berat bandul (W) = 30 N
Energi untuk mematahkan spesimen
Spesimen pada suhu -20oC
E1=W .l ¿¿30 . 0,8231 ( cos125o−cos 156o )¿8,395kgm
Spesimen pada suhu 0oC
E2=W .l (cos95o−cos156o )¿20,406 kgm
Spesimen pada suhu 100oC
E3=W .l(cos 96o−cos156o) ¿19,977kgm
Impact Strength (IS) secara mesin
Spesimen pada suhu -20 oC
IS= 8,93510,84 x9,24
IS=0,0892 kpmmm2
Spesimen pada suhu 0 oC
IS= 20,40610,86 x9,5
IS=0,198 kpmmm2
Spesimen pada suhu 100 oC
IS= 19,97710,88 x 9,22
IS=0,199 kpmmm2
Impact Strength (IS) secara teori
Spesimen pada suhu -20oC
IS=W . l¿¿¿8,394 kgm
10,84 x9,24=0,0838 kgm
mm2
Spesimen pada suhu 0oC
IS=W .l¿¿¿0,198 kgmmm2
Spesimen pada suhu100oC
IS=W .l¿¿¿0,199 kgm /mm2
3.3. Tabel Perhitungan
Data tabel perhitungan yang didapat berdasarkan perhitungan diatas
adalah sebagai berikut :
Temperatur
(oC)
Sudut
Akhir (β)
Energi
(Mesin)
kpm
Energi
(Teori)
kpm
Impact
strength
mesin
(kgm/mm2)
Impact
strength
teori
(kgm/mm2)
-20 125° 5,4 8,383 0,0892 0,0838
0 95° 12,8 20,378 0,198 0,198
100 960 12,6 19,95 0,199 0,199
3.4 Pembahasan grafik dan gambar.
3.4.1 Pembahasan grafik
-20 0 10002468
101214
Perbandingan Grafik Energi ( Teori dan Mesin )
Energi TeoriEnergi Mesin
Temperatur ( 0C )
Ener
gi (
kpm
)
Gambar 3.4.1 Grafik perbandingan antara Emesin dan Eteori.
Sesuai dengan teori, ketika energi yang diserap material itu
tinggi maka material tersebut akan bersifat ulet. Jika energi yang
diserap material itu rendah maka material tersebut akan bersifat
getas. Spesimen pada suhu 0oC energi yang diserap lebih tinggi
dari pada spesimen suhu 100oC. Tapi belum tentu spesimen suhu
0oC ini bersifat getas, perlu ditinjau berbagai aspek. Perbedaan ini
dikarenakan perlakuan yang ada saat pengujian. Kesalahan
prosedur bisa menjadi penyebabnya, serta saat mengkondisikan
suhu pada spesimen, misalnya, jika air sudah mendidih, akan
tetapi belum tentu pada spesimen tersebut sudah bersuhu 100oC.
Spesimen terlalu lama di ruangan terbuka, sehingga terpengaruh
suhu dari luar mengakibatkan perubahan suhu.
3.4.2 Pola Patahan
3.4.2.1 Spesimen pada suhu -20°C
Gambar 3.4.2 Patahan spesimen pada suhu -20°C
Spesimen yang digunakan pengujian ini adalah ASTM A131
dan dikondisikan pada suhu -20°C dengan meletakkan di dry ice.
Setelah dikondisikan spesimen diuji impact. Hasil dari uji impact
menghasilkan pola patahan titik-titik.
Hasil dari pehitungan, energi yang diperlukan untuk
mematahkan spesimen pertama di -20°C adalah 10,528,
spesimen kedua di 0°C adalah 12,955. Spesimen ketiga di 100°C
adalah 12,865. Bedasarkan tingkat energi maka diketahui energi
spesimen pertama (-20°C) lebih kecil dari spesimen kedua (0°C) dan
spesimen ketiga (100°C). Dapat disimpulkan spesimen pertama leih
getas dari spesimen kedua dan ketiga.
3.4.2.2 Spesimen pada suhu 0°C
Gambar 3.4.3 Patahan specimen dengan suhu 0°C
Spesimen yang digunakan adalah ASTM A131 dan
dikondisikan pada suhu 0°C dengan menaruh spesimen di es
batu. Setelah itu specimen diuji impact. Pola patahannya
adalah titik-titik dan sedikit serat. Tetapi terdapat tebal sisa
patahan pada spesimen ini.
Hal ini tidak sesuai dengan teori yang mengatakan
semakin rendah temperatur material maka semakin getas.
Semakin tinggi temperatur material maka semakin ulet. Serta
berdasarkan tingkat energi. Energi yang diperlukan spesimen
0°C adalah 12,955 dan spesimen 100°C adalah 12,865.
Energi spesimen 0°C lebih kecil dari energi spesimen
100°C. Hal ini bisa terjadi karena kesalahan prosedur saat
pengujian, misalnya perubahan suhu spesimen yang sudah
tidak 0°C, karena pengaruh suhu dari luar.
3.4.2.3 Spesimen pada suhu 100°C
Gambar 3.4.4 Patahan specimen dengan suhu 100°C
Spesimen yang digunakan adalah ASTM A131. Spesimen
pada suhu 100°C dikondisikan pada air mendidih. Setelah itu
material dikeluarkan dan diuji impact. Pola patahan yang
terjadi yaitu adanya serat atau garis-garis. Pada permukaan
pola patahan terlihat terjadi deformasi plastis, karena
mengalami sedikit lengkungan
.
Berdasarkan energi yang diperlukan spesimen pada 100°C
adalah 12,865 dibandingkan dengan energi spesimen 0°C
sebesar 12,955. Energi spesimen 100°C lebih kecil dari energi
spesimen 0°C ini tidak sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa
semakin tinggi temperatur, maka energi yang diserap semakin tingi,
dan impact strength juga semakin tinggi.
Hal ini dapat terjadi karena kesalahan prosedur yaitu spesimen
terlalu lama berada diluar sehingga terpengaruh suhu dari luar.
Spesimen belum bersuhu 100°C bisa terjadi, karena jika airnya
sudah mendidih, belum tentu spesimen sudah bersuhu 100°C.
4. Kesimpulan
Kesimpulan dari pengujian impact adalah :
1. Logam yang memiliki ketahanan paling besar terhadap beban kejut adalah
spesimen yang memiliki suhu 0 derajat celcius karena setelah pengujian
spesimen masih ada tebal sisa patahan sebesar 1,42 mm.
2. Konsentrasi tegangan spesimen berada di takikan (notch).
3. Spesimen dengan perlakuan temperatur -20 derajat lebih getas daripada yang
lain terbukti dengan pola patahannya yang berbentuk butiran dan mengkilat.
Spesimen dengan temperatur 0 derajat memiliki sifat kombinasi getas dan
ulet terlihat dari pola patahannya yang campuran antara serabut dan butiran.
Sedangkan temperatur 100 derajat bersifat ulet terlihat dari pola patahan yang
berupa serabut dan berwarna lebih gelap dari kedua spesimen sebelumnya.
4. Temperatur mempengaruhi Impact strength dan sifat material. Impact
strength cenderung menurun dengan turunnya temperatur, berarti suatu
material dengan temperatur yang relatif tinggi masih bersifat ulet
dibandingkan material dengan temperatur yang relatif lebih rendah.