Laporan Awal Uji Keausan
-
Upload
aininureins -
Category
Documents
-
view
218 -
download
37
description
Transcript of Laporan Awal Uji Keausan
LAPORAN PRAKTIKUM
PRAKTIKUM PENGUJIAN MATERIAL
MODUL 4 – PENGUJIAN KEAUSAN
NUR AINI
1206217553
KELOMPOK : 3
LABORATORIUM METALURGI FISIK
DEPARTEMEN TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
2014
MODUL 4PENGUJIAN KEAUSAN
I. Tujuan1. Menjelaskan tujuan dan prinsip dasar pengujian keausan pada logam
2. Menganalasisa mekanisme keausan yang terjadi pada beberapa jenis
logam ( baja lunak, besi tuang, paduan tembaga, dan paduan
aluminium )
3. Membandingkan ketahanan uas beberapa jenis logam-logam tersebut
II. Dasar TeoriKeausan umumnya didefinisikan sebagai kehilangan material secara progresif
atau pemindahan sejumlah material dari suatu permukaan sebagai suatu hasil
pergerakan relative antara permukaan tersebut dan permukaan lainnya. Keausan
telah menjadi perhatian praktis sejak lama, tetapi hingga beberapa saat lamanya
masih belum mendapatkan penjelasan ilmiah yang besar sebagaimana halnya pada
mekanisme kerusakan akibat pembebanan tarik, impak, punter atau fatik. Hal ini
disebabkan masih lebih mudah untuk mengganti komponen/part suatu sistem
dibandingkan melakukan disain komponen dengan ketahanan/umur pakai (life)
yang lama. Saat ini prinsip penggantian dengan mudah seperti itu tidak dapat
diberlakukan lebih lanjut karena pertimbangan biaya ( cost ). Pembahasan
mekanisme keausan pada material berhubungan erat dengan gesekan (friction) dan
pelumasan (lubrication). Telaah mengenai ketiga subyek ini yang dikenal dengan
nama ilmu Tribologi. Keausan bukan merupakan sifat dasar material, melainkan
response material terhadap sistem luar (kontak permukaan). Material apapun
dapat mengalami keausan disebabkan mekanisme yang beragam. Keausan yang
terjadi pada komponen engineering dapat berakibat:
Rendahnya operating efficiency
Meningkatnya oil consumption
Meningkatnya power losses
Meningkatnya component replacement rates
Pengujian keausan dapat dilakukan dengan berbagai macam metode dan teknik,
yang semuanya bertujuan untuk mensimulasikan kondisi keausan aktual. Salah
satu pengujian keausan adalah dengan metode Ogoshi dimana benda uji
memperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (Revolving disc). Pembebanan
gesek ini akan menghasilkan kontak antar permukaan yang berulang-ulang yang
pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada permukaan benda uji.
Besarnya jejak permukaan dari material tergesek itulah yang dijadikan dasar
penentuan tingkat keausan pada material. Semakin besar dan dalam jejak keausan
maka semakin tinggi volume material yang terlepas dari benda uji. Skema
pengujian keausan dengan metode Ogoshi dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Ilustrasi skematis pengujian keausan metode Ogoshi
Pada gambar 4.1. dapat dilihat B adalah tebal revolving disc (mm), r jari-jari disc
(mm), b lebar celah material yang terabrasi (mm). Dari ketiga parameter tersebut
maka dapat diturunkan besarnya volume material yang terabrasi (W) :
W = B . b . 3/12 . r
Laju keausan (V) dapat ditentukan sebagai perbandingan volume terabrasi (W)
dengan jarak luncur X (disetting pada mesin uji) :
V = W/x = B . b 3/12 . r . x
Secara umum mekanisme terjadinya keausan terdiri atas 5 mekanisme, yaitu
keausan adhesive, keausan abrasif, keausan lelah, keausan oksidatif dan keausan
erosif. Berikut adalah penjelasan mengenai mekanisme keausan tersebut:
1. Keausan Adhesif (Adhesive Wearness)
Keausan adhesive merupakan mekanisme keausan yang disebabkan oleh kontak
permukaan antara dua material atau lebih yang mengakibatkan adanya perlekatan
antara kedua material tersebut yang pada akhirnya terjadi pelepasan atau
pengoyakan pada salah satu material.
Faktor yang menyebabkan adhesive wear :
Kecenderungan dari material yang berbeda untukmembentuk larutan
padat atau senyawa intermetalik.
Kebersihan permukaan.
Mekanisme terjadinya keausan adhesive ini dapat diminimalisasi dengan berbagai
macam cara sebagai berikut:
Menggunakan material yang keras
Menggunakan material dengan jenis yang berbeda, misalnya berbeda
struktur kristalnya.
Menjaga kebersihan dari permukaan material yang mengalami kontak
Gambar 4.2. Mekanisme Keausan Adhesive
2. Keausan Abrasif ( Abrasive wear )
Terjadi bila suatu partikel keras ( asperity ) dari material tertentu meluncur pada
permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau
pemotongan material yang lebih lunak , seperti diperlihatkan pada Gambar 4.3. di
bawah ini. Tingkat keausan pada mekanisme iniditentukan oleh derajat kebebasan
( degree of freedom )partikel keras atau asperity tersebut.
Sebagai contoh partikel pasir silica akan menghasilkan keausan yang lebih tinggi
ketika diikat pada suatu permukaan seperti pada kertas amplas, dibandingkan bila
pertikel tersebut berada di dalam sistem slury. Pada kasus pertama, partikel
tersebut kemungkinan akan tertarik sepanjang permukaan dan akhirnya
mengakibtakan pengoyakan. Sementara pada kasus terakhir, partikel tersebut
mungkin hanya berputar ( rolling ) tanpa efek abrasi.
Faktor yang berperan dalam kaitannya dengan ketahanan material terhadap
abrasive wear antara lain:
Material hardness
Kondisi struktur mikro
Ukuran abrasif
Bentuk abrasif
Bentuk kerusakan permukaan akibat abrasive wear, antaralain :
Scratching
Scoring
Gouging
Gambar 4.3. Metode Aus Abrasif
3. Keausan Lelah (fatigue )
Mekanisme keausan lelah terjadi apabila permukaan dari suatu material yang
mengalami pembebanan secara berulang akan menginisiasi terjadinya
pembentukan retak-retak mikro. Retak-retak mikro tersebut akan menyatu dan
menghasilkan pengelupasan material. Tingkat keausan lelah ini sangat bergantung
pada tingkat pembebanan. Merupakan mekanisme yang relatif berbeda
dibandingkan dua mekanisme sebelumnya, yaitu dalam hal interaksi permukaan.
Baik keausan adhesif maupun abrasif melibatkan hanya satu interaksi, sementara
pada keausan lelah (fatik) dibutuhkan interaksi multi.
Gambar 4.4. Mekanisme keausan lelah
Gambar 4.5. Metode Aus Fatik
4. Keausan Oksidasi
Mekanisme keausan oksidasi ditandai dengan adanya perubahan struktur dan
komposisi kimiawi material di bagian permukaan yang disebabkan oleh faktor
lingkungan. Proses ini akan menghasilkan pembentukan lapisan pada permukaan
material dengan sifat yang berbeda dengan material induk. Sebagai akibatnya,
material pada bagian permukaan akan mengalami keausan dengan tingkat yang
berbeda dibandingkan dengan tingkat keausan material induk. Hal ini memicu
terjadinya perpatahan interface antara lapisan permukaan dan material induk
sehingga pada akhirnya seluruh lapisan permukaan dari material tersebut akan
tercabut.
Gambar 4.6. Mekanisme Keausan Oksidasi
5. Keausan Erosif
Mekanisme keauasan erosif disebabkan oleh gas dan cairan yang membawa
partikel padatan yang membentur permukaan material. Jika sudut benturannya
kecil, keausan yang dihasilkan analog atau hampir sama dengan mekanisme
keausan abrasive. Namun, jika sudut benturannya membentuk sudut gaya normal,
yaitu sekitar 90º maka keausan yang terjadi mengakibatkan brittle failure atau
perpatahan getas pada permukaan material tersebut.
Gambar 4.7. Mekanisme Keausan Erosif
Menyiapkan sampel 5 buah, satu set gir dan tracker
Pasang sampel pada sample holder, di bawah garis penanda window, Kencangkan sampel
Atur beban, kecepatan dan jarak luncur
Atur skala lubang intip pada posisi nolMenyentuhkan sampel uji dengan revolving disc dan mengatur pasangan gir beban hingga skala 4.5 pada reload
Membersihkan mesin uji
Menekan tombol switch on untuk memulai pengujian
Melepaskan sample bila mesin telah mati, lakukan pengujian untuk lokasi atau sample lain
Mengukur lebar celah (b), mengamati jejak keausan serta membuat sketsa dan deskripsi jejak tersebut
Selesai
Mengukur tebal cincin pemutar, dan memasang pada tempatnya
Mulai
III. Metodologi Penelitian
III.1. Alat dan BahanA. Ogoshi wear testing machine
B. Caliper dan/atau mikrometer
C. Pemasang-pembuka gir (tracker)
D. Mikroskop pengukur (measuring macroscope)
E. Sampel uji keausan (baja, baja lunak, besi tuang, paduan
tembaga dan paduan aluminium)
III.2. Flow Chart Proses Pengujian
Daftar Pustaka
1. Modul Praktikum Pengujian Material (Destructive Test). 2014. Jakarta:
DTMM
2. American Society for Metals. 1987. ASM Metals Handbook Vol 12.
Fractography . Metals Park Ohio.
3. American Society for Metals. 1987. ASM Metals Handbook Vol 8.
Mechanical testing and Evaluation . Metals Park Ohio.
4. Bahan Perkuliahan Pengujian Material. 2013. Dwi Marta Nurjaya. Jakarta :
DTMM