Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

ANALISIS PENGARUH PEMBEBANAN DINAMIS TERHADAP

SIFAT MEKANIS BAJA KARBON

Akhiruddin Pasdah Dosen Teknik Mesin Universitas Muslim Indonesia, Makassar

Abstrak

Kegagalan terjadi akibat gabungan beberapa penyebab yang saling berkaitan, ketika

pemilihan bahan dilakukan maka salah satu penyebab kegagalan telah diketahui

sehingga merupakan penentu dalam pemilihan bahan.

Sebagai contoh dapat dikemukakan ketahanan terhadap korosi dari salah satu

bahagian peralatan pabrik kimia.

Hasil penelitian yang telah d ilakukan pada berbagai perlakuan terhadap material

yang dilakukan dengan perlakuan rotary bending dan pengujian kekuatan tarik.

- Pembabanan yang diberikan pada bahan 10, 15 dan 20 kg terhadap material

- Perlakuan waktu : 3,6 dan 9 jam

Kata kunci : Pembebanan, sifat mekanis, baja karbon

I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang Dalam upaya manusia untuk memenuhi

kebutuhannya baik yang berhubungan

langsung dengan teknologi maupun yang

secara tidak langsung mengalami

perkembangan yang sangat pesat.

Dengan perkembangan industri yang

sedemikian maju dewasa ini terutama

kontruksi dan rekayasa, maka teknik

penyambungan dengan pengelasan yang

digunakan secara meluas dan dalam

penyambungan plat-plat pada kontruksi

baja. Digunakan secara meluas karena

penyambungan yang dilakukan dengan

pengelasan mempunyai beberapa

keuntungan yakni kontruksi menjadi

lebih sederhana, sehingga biaya totalnya

menjadi murah

Selanjutnya dengan perkembangan

industry dewasa seperti ini seperti

industri konstruksi dan rekayasa maka

peranan bahan-bahan logam, baik fero

maupun non fero sangat dibutuhkan dari

seluruh produksi industri logam dunia.

Baja adalah yang terbanyak karena

merupakan logam yang banyak

dipergunakan dalam bidang teknik.

bahan yang dibutuhkan menurut kualitas

yang sesuai dengan penggunaannya yang

menyangkut sifat-sifat yang diinginkan

Seringkali kegagalan terjadi akibat

gabungan beberapa penyebab yang

saling berkaitan, ketika pemilihan bahan

dilakukan maka salah satu penyebab

kegagalan telah diketahui sehingga

merupakan penentu dalam pemilihan

bahan.Sebagai contoh dapat

dikemukakan ketahanan terhadap korosi

dari salah satu bahagian peralatan pabrik

kimia atau ketahanan mulur komponen

turbin gas.

II. Tinjauan Pustaka

logam adalah unsure-unsur yang

mempunyai sifat kuat,liat, keras,getas

dan penghantar listrik atau panas. karena

sifat-sifat tersebut maka logam

dipergunakan manusia untuk berbagai

macam keperluannya sehingga

kehidupan kini tidak bisa lepas dari

logam. dalam bidang teknik, logam

murni jarang dipergunakan, yang banyak

dipakai adalah logam paduan, yaitu

campuran antara dua unsur atau lebih,

antara logam dengan logam lain atau

logam metalloid.

Sebagai akibat dari penggunaan logam

timbul pengetahuan-pengetahuan

mengenai logam yang semakin luas,

mendalam dan semakin mengkhusus

manusia telah berusaha mencari logam-

logam baru untuk dapat memenuhi

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

persyaratan-persyaratan yang makin

tinggi. Selain dari pada itu pengolahan

logam serta paduannya muncul pula

persoalan-persoalan sehingga

pengolahan dan teknologi logam

menjadi suatu bahan cabang yang luas.

2.1. Sifat-sifat Logam

Dalam bidang teknik seorang perencana

harus bertanggung jawab atas hasil

ciptaannya, oleh karena itu dapat

menggunakan bahan-bahan secara

efisien , aman dan ekonomis, dari sifat-

sifat dan kemampuan tersebut. dalam

bidang teknik mesin perlu

memperhatikan sifat mekanik, sifat fisik

dan sifat teknologi.

2.1.1 Sifat Mekanik

Sifat-sifat mekanik logam merupakan

perlakuan yang diberikan dari ketahanan

logam terhadap beban-beban tarikan,

puntiran, gesekan, tekanan, goresan, baik

beban statis maupun beban dinamis pada

temperatur biasa ataupun temperatur

tinggi ataupun temperatur di bawah nol .

Sedangkan sifat fisis dari logam adalah

mempunyai massa jenis, titik cair, panas

jenis, konduktivitas panas , koefisisen

kumai dan tahanan listrik. Sedangkan

sifat mekanik dari logam dapat diuji

dengan menggunakan peralatan dan

dievaluasi untuk menentukan kegunaan

logam atau perlakuan panas yang tepat

untuk menentukan terapan yang tepat.

Sifat mekanik suatu logam meliputi

kegetasan, elestisitas, plastisitas,

ketangguhan tarikan, kekenyalan,

keliatan, keuletan dan kekerasan.

2.1.2. Sifat Tekonologi

Sifat teknologi suatu bahan di

definisikan sebagai kemampuan suatu

bahan untuk dibentuk. Sifat ini

mencakup sifat mampu las, mampu

tempa, mampu mesin dan sifat

pengerjaan panas atau pengerjaan dingin

2.2. Baja Karbon

Baja adalah istilah umum yang

mempunyai referensi luas termasuk baja-

baja lunak, beberapa diantaranya sangat

keras dan lainnya sangat special untuk

pembuatan perkakas pemotong. Baja

karbon merupakan salah satu jenis

logam yang banyak digunakan dibidang

teknik. Diantaranya konstruksi

permesinan, perkapalan dan otomotif.

Baja merupakan paduan yang terdiri dari

unsur besi karbon serta unsur lainnya.

Baja dapat dibentuk melalui pengecoran

dan penempaan. karbon merupakan

salah satu unsur terpenting karena dapat

meningkatkan kekerasan dan keuletan

baja. Dalam dunia teknik baja

merupakan logam yang banyak

digunakan seperti dalam bentuk plat,

lembaran, batang profil dan lain

sebagainya.

Walaupun baja dapat didefinisikan

sebagai campuran karbon dan besi, tetapi

perlu diketahui bahwa tidak ada satu

jenis baja yang hanya terdiri dari dua

elemen itu. Karena proses pembuatan

dan sifat-sifat alamiah dari bahan

mentah yang digunakan, semua baja

mengandung bahan-bahan lain yang

tidak murni dalam jumlah kecil

bervariasi.

Baja karbon merupakan paduan antara

besi (FE) dan karbon (C), Silicon (Si),

Mangan (Mn), Fospor (P), dan unsur-

unsur Sulfur (S) sering pula

ditambahkan unsur-unsur lain dalam

jumlah relative sedikit ditambah dengan

proses pembuatan dengan maksud

mendapatkan sifat-sifat khusus dari baja

karbon tersebut,

Secara garis besarnya baja dapat

dikelompokkan menurut kadar

karbonnya sebagai berikut :

a. Baja karbon rendah (0,10 – 0,30%)

b. Baja karbon sedang ( 0,30 – 0,70%)

c. Baja karbon tinggi (0,70 – 1,40%)

Kegunaan dari macam-macam karbon

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Baja karbon rendah digunakan

untuk ulir, kawat, baja profil, sekrup,

baut

2. Baja karbon sedang digunakan untuk

rel kereta api, as roda gigi, dan suku

cadang yang memerlukan kekuatan

tinggi

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

3. Baja karbon tinggi digunakan untuk

perkakas potong seperti pisau,gurdi,

tap dan bagian-bagian yang tahan

gesekan

Adapun pengaruh unsur-unsur yang

terkandung dalam baja karbon sebagai

berikut :

2.2.1. Karbon (C)

Kekuatan dan kekerasan dari baja

karbon biasanya meningkat sebanding

dengan kandungan karbonnya tetapi

keuletannya menurun akibat naiknya

kadar karbon

Presentase dan kandungan karbon baja

dan juga akan memberikan beberapa

sifat lain terhada baja karbon antara lain

kemampuan untuk dilas dan sebagainya

2.2.2 Silikon (Si)

silicon ditambah untuk memperbaiki

homogenitas pada baja penambahan

silicon juga dapat menaikkan tegangan

tarik dan kecepatan pendingin kritis

sehingga baja karbon lebih elastis dan

cocok untuk bahan pegas. Silikon yang

terdapat pada baja paduan lebih dari

0,4%

2.2.3. Mangan (Mn)

Mangan berfungsi untuk menambah

kekuatan dan ketahanan dari baja

karbon. Kandungan mangan yang

kurang dari 0,6% tidak dapat

mempengaruhi sifat baja. Dengan

bertambahnya kandungan mangan maka

akan menurunkan kecepatan

pendinginan kritis.

2.2.4. Sulfur (S)

Penambahan sulfur untuk memperbaiki

sifat mapu mesin sehingga akan mampu

membuat materi Free Machining Steel.

Hal ini terjadi bila ditambahkan sulfur

sekitar 0,3%

2.2.5. Fosfor (P)

Pospor berpengaruh terhadap impuritas

dalam pengelasan sehingga dijaga

seminimal mungkin. Material yang

mengandung fospor diatas 0,4%

mempunyai kecenderungan untuk

menjadi getas dan mudah retak.

Penambahan Fospor juga untuk

memperoleh serpihan kecil pada saat

proses permesinan. Dan masih banyak

paduan-paduan baja yang dikembangkan

dewasa ini untuk kebutuhan material

yang sesuai dengan tuntutan dunia

industri yang kuat dan ringan.

Dengan sangat berperannya unsur-unsur

yang terkandung didalam baja karbon ini

maka tidak menutup kemungkinan bila

unsur atau paduan dapat merusak sifat

mekaniknyajika melebihi persen yang

ditentukan

2.3. Pengujian Tarik

Batang uji yang merupakan sebuah

batang yang terbentuk bulat, dengan

ujung-ujung yang besar untuk

penanganan pada mesin uji tarik dan di

tengah-tengah batangnya (batang yang

lebih kecil) yaitu terdapat bagian

pengukurannya dinyatakan dengan dua

tanda pengenal. Panjang Lo dari ukuran

daerah ini mempunyai perbandingan

tertentu, dengan diameter dari batang uji

itu.

Gambar 1.specimen uji tarik dengan

standar DIN 50125

Bentuk batang uji yang banyak dipakai

pada pemgujian tarik adalah

perbandingan Lo/do = 5 atau 10 untuk

pengujian yang pemyusun uji dipilih 10.

Selain dari ukuran batang uji tersebut

diatas juga masih ada yang lainnya.

batan yang memenuhi syarat

perbandingan-perbandingan tetap yang

tersebut batang uji proporsional. Untuk

melaksanakan pengujian tarik antara dua

kepala pengikat baku tarik. Dengan

memberikan gaya yang makin besar

akan bertambah panjang dan bertambah

kecil dan akhirnya putus

Agar percobaan dapat dibandingkan

dengan tegangan dapat diartikan gaya

setiap satuan luas

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

semula penampang luas

GayaTegangan

0A

F (N/mm

2)

agar diperhatikan bahwa untuk luas

penampang diambil luas penampang

mula-mula, tegangan yang dihitung yaitu

kita sebut tegangan normal. Sedangkan

regangan diartikan sebagai perpanjangan

yang dinyatakan dalam satuan persen.

Untuk menghitung regangan,

perpanjangan dibagi ukuran panjang

yang semula dan angka ini dikalikan

dengan persen (100%)

%100mula-mula Panjang

anPerpanjangRe xgangan

0

01

L

L L

L

L

O

x 100 %

2.3.1. Modulus Elastis

regangan

tegangantgelastisulus mod

tgE

Besarnya sudut adalah ukuran untuk

kekenyalan ini dinyatakan dalam

modulus kenyal (E) yang sama dengan

tg (dapat dilihat pada gambar ini).

Dalam hal ini adalah perpanjangan yang

dinyatakan dalam satuan persen.

2.3.2. Tegangan Yielding

semulaPenampang

yieldingsaatbebany

)/( 2mmkgA

P

o

y

y

2.3.3. Tegangan ultimate

semulaPenampang

maksimumbebanu

)/( 2mmkgA

P

o

uu

Tegangan sesungguhnya dengan batng

putus kita sebut dengan kekuatan patah

(𝜎b)

)/( 2mmkgA

P

o

bb

2.3.4. Regangan Patah

Perpanjangan batang pada percobaan ini

setelah putus dinyatakan dalam persen

dan dari panjang semula kita sebut

regangan patah (𝜹 atau A)

Ini sama dengan jumlah regangan tetap

atau regangan plastik

2.3.5. Reduksi Penampang

Pengurangan terbats dari luas

penampang setelah putus dinyatakan

dengan persen (%) dari luas penampang

semula. Kita sebut pengguntinagan (Z)

%100A

A

0

01 xA

z

2.4. Kelelahan

Kegagalan lelah adalah hal yang sangat

membahayakan, karena terjadi tanpa

petunjuk awal. Kelelahan

mengakibatkan patah yang terlihat rapuh

tanpa deformasi pada patahan tersebut.

Pada skala makroskopik, permukaan

patahan biasanya dikenal dari bentuk

bidang perpatahan, ada bagian yang

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

halus akibat, gesekan yang terjadi

sewaktu retak merambat dan daerah

kasar, perpatahan juga terjadi pada

waktu penampang tidak dapat menerima

beban. Seringkali perkembangan retakan

ditandai oleh sejumlah cincin atau garis

pantai (beach mark), bergerak kedalam

dari titik dimana kegagalan mulai terjadi.

Terdapat tiga faktor yang diperlukan

agar terjadi kegagalan lelah. ketiga hal

tersebut adalah :

1. Tegangan tarik maksimum yang

cukup tinggi

2. Variasi atau Fluktuasi tegangan yang

cukup besar

3. Siklus penerapan tegangan cukup

besar

selain itu, masih terdapat sejumlah

variabel-variabel lain, yakni :

konsentrasi tegangan korosi suhu,

kelebihan bahan, struktur metalurgi,

tegangan-tegangan sisa, dan tegangan

kombinasi yang cenderung naik

mengubah kondisi kelelahan. Karena

belum memiliki pengetahuan dasar yang

kuat mengenai sebab-sebab terjadinya

kelelahan pada logam, maka diperlukan

pembahasan mengenai faktor-faktor

diatas dari segi empiris. Karena

banyaknya data seperti ini, maka hanya

terdapat kemungkinan untuk

menggambarkan hubungan faktor

tersebut diatas dengan kelelaha.

2.4.1. Siklus tegangan

Sebagai langkah awal, sebaiknya

diberikan definisi singkat mengenai

tegangan berfluktuasi yang dapat

menyebabkan kelelahan.

Gambar 3. siklus tegangan lelah. (a).

Tegangan Balik, (b). Tegangan Berulang

(c). Tegangan Acak atau tak teratur

Gambar diatas menggambarkan jenis-

jenis siklus tegangan regangan yang

dapat menyebabkan kelelahan. (Gambar

a) menggambarkan suatu siklus tegangan

lengkap yang berbentuk sinusoidal.

Gambar tersebut adalah keadaan ideal

yang dihasilkan oleh mesin fatik balok

putar. R.R. Moore dianggap sebagai

putaran poros dengan kecepatan konstan

pada beban lebih. Untuk siklus tegangan

demikian tegangan maksimum dan

minimum sama besarnya. Dimana

tegangan minimum adalah tegangan

terendah aljabar pada suatu siklus.

Tegangan tarik dianggap positif dan

tegangan tekan dianggap negatif.

(Gambar b) menggambarkan suatu siklus

tegangan berulang, dengan tegangan

maksimum 𝜎maks dan tegangan minimum

𝜎min tidak sama. Keduanya adalah

tegangan tarik .

Suatu siklus tegangan dapat terdiri dari

tegangan maksimum dan minimum

dengan tanda berbeda atau

keduanyaberupa tekanan. (Gamabar c)

menggambarkan suatu siklus tegangan

yang rumit yang mungkin terdapat pada

suatu bagian tertentu seperti pada sayap

pesawat yang menerima beban berlebih

periodik yang tak terduga besarnya

disebabkan oleh hembusan udara yang

keras. Siklus tegangan berfluktuasi,

terdiri dari 2 komponen, tegangan rata-

rata atau tegangan tetap 𝜎m, dengan

tegangan bolak balik atau tegangan

beragam 𝜎a. Kita juga harus

memperhatikan daerah tegangan 𝜎r,

seperti yang tampak pada gambar b,

daerah tegangan adalah perbedaan

aljabar antara tegangan maksimum dan

tegangan minimum pada suatu siklus.

𝜎r = 𝜎maks - 𝜎min

Besarnya tegangan bolak balik adalah ½

dari jangkauan tegangan

22

minmaksr

a

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

Tegangan rata-rata adalah harga rata-rata

aljabar tegangan maksimum dan

minimum pada siklus

2

minmaks

m

Untuk perbandingan data-data kelelahan

digunakan dua buah besaran

perbandingan yaitu :

min

maks

RtegangananPerbanding

R

RAAmplitudeanPerbanding

1

1

m

a

2.4.2. Kurva S – N

Metode dasar dalam penyajian data

kelelahan rekayasa adalah menggunakan

kurva S-N, yakni pemetaan tegangan S

terhadap jumlah siklus hingga terjadi

kegagalan N. Untuk skala N, hampir

selalu digunakan skala log. Tegangan

yang didapatkan dengan berupa 𝜎a, 𝜎maks

atau 𝜎min. Nilai tegangan tersebut

biasanya adalah tegangan nominalnya,

dengan demikian tidak terdapat

penyusuaian untuk konsentrasi tegangan.

Hubungan S-N ditentukan bagi nilai-

nilai 𝜎m,R, atau A tertentu. Hampir

semua cara-cara penentuan sifat-sifat

lelah suatu bahan diperoleh dengan cara

lenturan balik lengkap, dimana tegangan

rata-ratanya bernilai nol.

Gambar diatas menunjukkan kurva S-N

yang diperoleh dari uji balok putar. perlu

diketahui bahwa kurva S-N diatas,

terutama berkaitan dengan kegagalan

lelah pada jumlah siklus yang besar

(N>105 siklus). Pada keadaan demikian

tegangannya yang bersifat elastik tetapi

logam akan berdeformasi secara plastik

setidak-tidaknya apabila ada daerah yang

sempit. Pada tegangan tinggi dengan

cepat ketahanan lelah (fatigue life) turun,

tetapi deformasi plastik keseluruhan

mempersulit penafsiran dengan

menggunakan besaran tegangan. untuk

daerah kelelahan siklus rendah (N<104

atau 105) pengujiannya dilakukan

dengan pengendalian siklus elastis

ditambah regangan plastik.

Dari gambar diatas terlihat bahwa

jumlah siklus tegangan yang logamnya

dapat bertahan sebelum mengalami

kelelahan, akan bertambah jika

tegangannya turun. N adalah jumlah

siklus tegangan yang menyebalkan

terjadinya patah sempurna benda uji. Uji

kelelahan pada tegangan rendah untuk

logam-logam bukan besi, biasanya

dilakukan untuk 107 dan kadang-kadang

hingga 5 x 108 siklus. Untuk beberapa

bahan teknik yang penting , seperti baja

dan titanium, Kurva S –N untuk daerah

tegangan batas, yang dinamakan batas

lelah,atau batas ketahanan, nampaknya

bahan tahan siklus pembebanan dengan

jumlahnya tak terhingga, tanpa terjadi

kegagalan. sebagian besar logam bukan

besi, seperti aluminium, magnesium, dan

paduan tembaga memiliki kurva S-N

dengan gradien yang turun sedikit demi

sedikit sejalan dengan bertambahnya

jumlah siklus. Bahan-bahan demikian

tidak mempunyai batas lelah yang sejati,

karena kurva S-N tidaak pernah menjadi

horizontal. pada keadaan tersebut,

umumnya sifat lelah suatu barang

diberikan oleh kekuatan patah pada

siklus tertentu, misalnya 108 siklus.

Kurva S-N didaerah siklus tinggi

digambarkan dengan persamaan basquin

:

CN P

a

Dalam hal ini 𝜎a adalah tegangan

amplitude dan p serta C adalah konstanta

empiris.

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

prosedur yang biasa digunakan untuk

menentukan kurva S-N adalah menguji

benda uji pada tegangan tinggi, disini

diharapkan terjadi kegagalan pada siklus

sebesar 2/3 kekuatan tarik bahan.

kemudian tegangan uji diturunkan untuk

benda uji berikutnya hingga 1 atau 2

benda uji tidak rusak pada siklus

pembebanan tertentu, biasanya disekitar

107. Tegangan tertinggi pada saat tidak

terjadi kegagalan dianggap sebagai batas

lelah. Untuk bahan-bahan yang tidak

mempunyai batas lelah, biasanya

pengujian dihentikan berdasarkan

pertimbangan praktis, pada tegangan

rendah kira-kira pada siklus pembebanan

108 atau 5x10

8 siklus. Kurva S-N

umumnya ditentukan dengan

menggunakan benda uji sekitar 8 – 12

buah. Biasaya terdapat penyimpangan

data yang cukup besar, walaupun dapat

digambarkan suatu kurva yang baik

tanpa memenuhi kesulitan. Akan tetapi,

jika beberapa benda uji diuji pada

tegangan yang sama maka terdapat

penyimpangan nilai yang cukup besar

pada nilai siklus tertentu dimana terjadi

kegagalan. Selisih antara siklus

minimum dan maksimum dapat

mencapai satu siklus log. Selain itu telah

terbukti bahwa bats lelah baja yang

mengalami variasi cukup besar, oleh

karena itu penentuan batas lelah dengan

cara-cara yang lelah dijelaskan diatas

dapat menghasilkan kesalahan yang

cukup besar.

III. Metode Penelitian

3.1 Bahan Penelitian

Bahan atau specimen yang

digunakan dalam penelitian ini

adalah HQ 760 dengan bentuk

batang yang berdiameter 25,4 mm

(1inch) dengan panjang 200 mm

sebanyak sepuluh (10) buah

3.2 waktu dan tempat penelitian

penelitian dilaksanakan pada bulan

januari 2006 bertempat pada :

1. Lab. Ilmu Logam Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muslim Indonesia

2. Balai Latihan Kerja (BLK)

Makassar

Adapun langkah-langkah yaitu :

1. Spesimen uji tarik

Spesimen uji tarik dibuat dengan

standar Ducth Industrie Norm

(DIN 50125) Gambar : 5

2. Pengujian Tarik

Pengujian tarik ini dilakukan

setelah proses Rotari Bending

dengan variasi waktu dan beban,

tujuan dari pengujian tarik yaitu

untuk mengetahui sifat mekanik

dari baja HQ 760 setelah

mengalami pembebanan dinamis

3.3 Tahapan penelitian

3.4 Prosedur pelaksanaan penelitian

Material yang digunakan dalam

penelitian ini adalah baja karbon HQ

760 yang berbentuk bulat, kemudian

material dibentuk menjadi specimen

uji tarik dengan standar DIN 50125

sebanyak sepuluh buah dari sepuluh

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

specimen tersebut 1 (satu) specimen

dilakukan uji tarik untuk mengetahui

kekuatan tarik sebelum diberikan

pembebanan, sedangkan 9

(Sembilan) specimen dilakukan Uji

rotary bending kemudian

dilanjutkandengan pengujian tarik.

- Merek : Torse

- Tipe : L30P

- Beban Max : 30 Ton

Langkah-langkah yang dilakukan

dalam pegujian tarik adalah sebagai

berikut :

- Pemasangan benda uji pada

ragum kerja

- penyetelan jarum pada titik 0 kg

pada beban tarik 30.000 kg @ 50

kg/strip

- Pemasangan kertas millimeter

pada grafik

- pelaksanaan uji tarik dengan

memutar beban uji perlahan-

lahan

- Jarum berputar samapi titik luluh

tercapai

- Jarum menempuh titik maximum

dengan beban penuh

- Terjadi suatu titik penuh pada

beban patah/puncak

Langkah-langkah yang dilakukan

dalam pengujian rotari bending

adalah sebagai berikut :

- Timbang beban yang akan

digunakan

- Pasang benda uji pada penjepit

- Gabungkan beban pada alat yang

tersedia

- Menjalankan mesin sesuai

dengan waktu yang telah

ditentukan.

IV. Analisa data dan Pembahsan

4.1. Analisa Data

Data hasil pengujian yang diperoleh dari

material baja karbon HQ 760,

selanjutnya diolah dan dihitung

berdasarkan persamaan-persamaan yang

telah ada yang selanjutnya dapat

dijelaskan sebagai berikut

4.1.1 Pengujian rotari bending

sebelum dilakukan pengujian tarik, maka

terlebih dahulu dilakukan pengujian

rotari bending dengan beban dan waktu

yang telah ditentukan. Pengujian ini

dilakukan dengan tujuan untuk

memberikan perlakuan atau pembebanan

dinamis terhadap material.

Data dari mesin uji rotari bending adalah

sebagai berikut

- Data motor : 1

Hp

- Putaran Maksimun (n) :

1450 rpm

4.1.2. Pengujian Tarik Menghitung kekuatan

Dalam menghitung kekuatan bahan atau

besarnya tegangan yang terjadi akibat

penarikan digunakan rumus sebagai

berikut:

A

p

dalam hal ini digunakan A = Ao = luas

penampang awal specimen sebagai luas

penampang terbebani

Karena tegangan terjadi ada beberapa

yaitu tegangan yield, tegangan

maksimum ataupun tegangan patah

maka persamaan dapat ditulis :

)/()( 2

0

mmkgA

PyieldTegangan

y

)/()( 2

0

max mmkgA

PMaksimumTegangan

)/()( 2

0

mmkgA

PPatahTegangan

patah

Contoh perhitungan untuk material

Normal

Regangan (𝜺)

%24

%10050

5062

%1001

x

xL

LL

o

o

Reduksi Penampang (Ar)

%100xA

AAA

o

po

r

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

2225,78)10(

4

14,3

4mmxxdA oo

2225,38)7(

4

14,3

4mmxxdA pp

%51%1005,78

5,385,78

xAr

Tegangan tarik maksimun (𝜎m)

2max /43,765.78

6000mmkg

A

P

o

m

Contoh Perhitungan untuk waktu 6 jam

dengan beban 15 kg

Regangan (𝜺)

%28

%10050

5064

%1001

x

xL

LL

o

o

Reduksi Penampang (Ar)

%100xA

AAA

o

po

r

2225,78)10(

4

14,3

4mmxxdA oo

2227,40)2,7(

4

14,3

4mmxxdA pp

%2,48%1005,78

7,405,78

xAr

Tegangan tarik maksimun (𝜎m)

2max /79,685.78

5400mmkg

A

P

o

m

4.2. Pembahasan

Secara umum dari hasil penelitian yang

dilakukan, dalam hal ini grafik hubungan

antara kekuatan tarik maksimum dengan

beban dan waktu pembebanan terlihat

bahwa terjadi penurunan kekuatan tarik

yang sangat berarti untuk semua variable

perlakuan. Untuk beban 10 kg dengan

waktu 3,6 dan 9 jam penurunan kekuatan

tarik dari kondisi normal sebesar 6-7

kg/mm2, untuk beban 15 kg dengan

waktu 3 dan 6 jam penurunan berkisar

antara 7-9 kg/mm2. Akan tetapi pada

beban 15 dan 20 kg dengan waktu

pembebanan selama 9 jam terjadi

penurunan kekuatan tarik yang sangat

berarti yakni sebesar 17 – 21 kg/mm2

penurunan kekuatan tarik yang sangat

besar ini terjadi karena beban yang

diberikan cukup besar dan waktu

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

pembebanan yang lama sehingga

mengakibatkan material tersebut

menjadi lelah sehingga terjadi penurunan

kekuatan tarik

Pengaruh pembebanan terhadap

kekuatan tarik pada beberapa waktu

pembebanan, dari grafik 4.1 terlihat :

Waktu 3 jam

Penurunan kekuatan dari kondisi

normal sebesar 67,43 kg/mm2

menjadi 70,06 kg/mm2 untuk beban

kg, untuk beban 15 kg, kekuatan

tarik turun menjadi 67,52 kg/mm2

Waktu 6 jam

Pada kondisi ini penurunan kekuatan

tarik dari kondisi normal samapai

sengan beban 20 kg penurunannya

relative cukup kecil. Dimana pada

kondisi normal kekuatan tarik

sebesar 76,43 kg/mm2 sedangkan

pada beban 20 kg kekuatan tarik

turun menjadi 64,97 kg/mm2 (-11,58

kg/mm2)

Waktu 9 jam

Pada kondisi ini penurunan kekuatan

tarik dari kondisi normal sampai

beban 10 kg relative cukup kecil

yakni 7,25 kg/mm2 akan tetapi pada

beban 10 sampai 20 kg penurunan

kekuatan tarik yang sangat besar

terjadi di sebabkan karena pada pada

waktu 9 jam dengan beban 15 – 20

kg material menjadi lelah sebagai

akibat dari waktu yang cukup lama

dan beban yang besar sehingga

kekuatan material menjadi menurun.

Penurunan kekuatan ini disebabkan

karena adanya deformasi yang terjadi

sebagai akibat pembebanan yang

diberikan terhadap material

Pembahasan Khusus

Pada waktu 3 jam dengan beban 20

kg terjadi penurunan kekuatan tarik

yang sangat besar sekali yakni dari

kondisi normal 76,43 kg/mm2

menjadi 31,85 kg/mm2 (60%)

penurunan yang sangat besar terjadi

diduga diakibatkan karena adanya

cacat pada material, hal ini dapat

dilihat pada beberapa material

dengan beberapa perlakuan dimana

penurunan kekuatan tarik cenderung

hampir merat sekalipun ada beberapa

perbedaan yang terjadi.

V. Kesimpulan Dan Saran

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan

pada bernagai perlakuan terhadap

material yang dilakukan dengan

perlakuan rotary bending kemudian

dilanjutkan dengan pengujian kekuatan

tarik dan berdasarkan pengolahan data

dan pembahasan hasil penelitian maka

dapat disimpulkan :

1. Sebagai akibat dari pembebanan

yang diberikan yakni beban 10, 15

dan 20 kg terhadap material maka

akan terjadi penurunan kekuatan

tarik tergantung besarnya penurunan

kekuatan tarik tergantung besarnya

beban yang diberikan

2. Dari tiga waktu pembebanan yang

diberikan yakni 3, 6 dan 9 jam maka,

waktu 9 jam memperlihatkan

penurunan kekuatan tarik yang

sangat besar

DAFTAR PUSTAKA

1. Amstead.B.H, Philip. F, Ostwald,

Myronl, Begeman, Manufacturing

Processes, Seven edition & sons Inc

Colorado, 1979, terjemahan, Sriati

Djaprie, Teknologi mekanik,

Erlangga, Jakarta, 1985

2. Anver, S.H. 1984, Introduction To

Physical Metalurgi, Me. Graw Hill

Kogakusha L.D. Tokyo

3. Suardi, Amin, Adyana,D .N. 1989,

Pengetahuan Logam UPT –LUK

Metallurycal Transaction

4. R.E. Saliman,CBE,DSc, FRS,

FREng, FIM, ;R.J. Bishop, PhD,

CEng, MIM, 2000, Metalurgi Fisik

Modern dan Rekayasa Material,

Diterjemahkan oleh Ir. Sriati Djaprie

, M.Met edisi keenam, Eralangga

Jakarta.

5. Dieter, Geoege E, Mechanical

Metalurgy, Third Edition, Mc Graw

Hill Inc, 1989, Alih Bahasa, Sriati

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 11, No.36. Agustus 2010

Djaprie, Metalurgy Mekanik jilid 1-2

Erlangga Jakarta 1988

6. Alexander WO, Essential Metalurgy

for Engeneers, Alih Bahasa Sriati

Djapri. Dasar Metalurgy Untuk

Rekayasa, PT. Gramedia Jakarta

1991