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.