1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik,

mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat

mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan.

Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya

terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses permesinan.

Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logam harus dilakukan pengujian

terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik.

Pengujian ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik

dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya. Material yang

mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki sifat mekanik dari material

dengan sifat yang kurang baik dengan cara alloying. Hal ini dilakukan sesuai

kebutuhan konstruksi dan pesanan.

Uji tarik merupakan salah satu pengujian mekanik yang paling luas digunakan

di industri dan di dunia pendidikan karena kemudahan dalam menganalisa data yang

didapatkan dan memperoleh informasi mengenai sifat mekanik suatu material. Pada

proses pengujian tarik ini, pembebanan berupa beban uniaksial dengan kecepatan

pembebanan yang statis. Pengujian ini dilakukan dimaksudkan untuk mengetahui

sifat – sifat mekanik suatu bahan atau logam terhadap pembebanan tarik. Sehingga

Mahasiswa dapat melakukan percobaan ini karena mengetahui karakteristik benda.

Kekuatan tarik dari pada spesimen akan diuji, seberapa besar gaya yang bekerja pada

spesimen tersebut hingga spesimen dapat patah.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraiakan di atas, maka permasahan

yang dibahas adalah:

1. Bagaimana standar prosedur pengujian tarik dengan baik benar ?

2

2. Apa besaran-besaran dari sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik ?

3. Data apa saja yang didapat dari hasil pengujian tarik ?

C. Tujuan Praktikum

Praktikum ini ditujukan untuk :

1. Mengetahui standar prosedur pengujian tarik dengan baik benar

2. Mengetahui besaran-besaran sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik

3. Mengetahui fenomena-fenomena yang terjadi dari pengujian tarik

4. Mampu mengolah data dari hasil pengujian

D. Manfaat Praktikum

Manfaat yang dapat dipetik dari kegiatan praktikum, dan penyusunan laporan

ini merupakan ilmu pengetahuan dibidang teknologi material, khususnya dalam

bidang uji tarik. Mahasiswa mampu mendalami ilmu material teknik melalui uji tarik

ini.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Dasar Teori

Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu

bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan

tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu

bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman

(grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).

Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik

suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil

tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada Gambar 1. Kurva

ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini

sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.

Uji tarik bertujuan untuk mendapatkan informasi-informasi yang dibutuhkan

oleh pengguna bahan logam, informasi yang akan diperoleh antara lain :

1. Tegangan Luluh (Yield Strength),

2. Tegangan Tarik Maksimum,

3. Kekuatan Patah (Fracture Strength),

4. Elongasi,

5. Modulus Elastisitas, dan

6. Kontraksi.

4

Untuk mengetahui data-data daitas, biasanya mesin penguji yang telah

dihubungkan dengan komputer, diprogram untuk mengolah data diatas, namun untuk

memberikan informasi data yang lebih beberapa data perlu dihitung secara manual

menggunakan rumus persamaan matematis.

Persamaan matematis yang digunakan meliputi :

1. Tegangan Luluh

Untuk mencari tegangan luluh, dapat dilakukan dengan menggunakan dua

metode, yaitu :

a. Metode Tangensial

Metode ini menggunakan cara menarik garis berhimpt dengan garis

proporsional.

b. Metode Offset

Metode ini menggunakan cara menarik garis sejajar berjarak 휀 = 0.02 dari

garis proporsional.

Tegangan luluh dengan satuan 𝑘𝑔

𝑚𝑚2

2. Tegangan Tarik Maksimum

Untuk mencari tegangan tarik maksimum, dapat menggunakan persamaan :

𝜎𝑡 𝑚𝑎𝑥 =𝐹𝑚𝑎𝑥

𝐴

Tegangan tarik maksimum dengan satuan : 𝑘𝑔

𝑚𝑚2

3. Kekuatan Patah (Fracture Strength)

Untuk mencari kekuatan patah dapat menggunakan persamaan :

𝜎𝐹 =𝐹𝐹

𝐴𝐹

Kekuatan patah dengan satuan 𝑘𝑔

𝑚𝑚2

4. Elongasi

Untuk mencari elongasi dapat menggunakan persamaan :

𝑒 =𝐿𝐹 − 𝐿𝑂

𝐿𝑂 𝑥 100%

5

Elongasi dengan satuan persen (%)

5. Modulus Elastisitas

Untuk mencari modulus elastisitas menggunakan persamaan :

𝐸 =𝜎𝑡

휀

Modulus elastisitas dengan satuan 𝑘𝑔

𝑚𝑚2

6. Kontraaksi

Untuk mencari kontraksi dapat menggunakan persamaan :

𝛿 =𝑆𝑜 − 𝑆𝑢

𝑆𝑜 𝑥 100%

Kontraksi dengan satuan persen (%)

6

BAB III

PEMBAHASAN DAN PERHITUNGAN

A. Alat dan Bahan

Untuk melaksanakan uji tarik, digunakan mesin uji tarik berjenis mesin

Electrical Universal Testing Machine (EUTM). Adapun alat dan bahan yang

dipergunakan dalam paraktikum uji tarik yang telah dilaksanakan, meliputi :

1. Mesin EUTM

2. Jangka Sorong

3. Ampelas

4. Gergaji Besi

5. Komputer

6. Printer

7. St-37 (Speciment)

8. Buku dan Alat Tulis

B. Langkah Percobaan

Standar pengujian yang baik benar, dapat mengikuti peraturan umum yang

berlaku. Mulai dari standar K3 yang harus diperhatikan dan diaplikasikan, hingga

tahapan percobaan uji tarik. Untuk melaksanakan praktikum uji tarik ini, berikut

langkah-langkah percobaan yang harus dilakukan :

1. Siapkan alat dan bahan,

2. Hamplas spesimen hhingga bersih dari karat,

3. Hidupkan komputer dan masukan data yang diperlukan,

4. Siapkan mesin penguji,

5. Pasang spesimen pada chuck pemegang mesin,

6. Setelah selesai, print data hasil dari komputer,

7. Bersihkan mesin dan matikan komputer, dan

8. Susun laporan praktikum.

7

C. ANALISIS PERHITUNGAN

A. Data Perhitungan

No. Detail of material Testing Quotes and Value

1. Test Ridwan 2

2. Date of test 31 – 10 - 2014

3. Tap ASTM

4. Reel Number Fe

5. Wire Drawing Section std

6. Work Turn I Ridwan 2014 pp

7. Diameter 1

8 Round Sample. Section 79,33 mm2

9. Sample diameter 10,05 mm

10 Measuring base length 50 mm

11. Maximum Force 5,258 t

12. Maximum Stress ( Rm ) 66,3 kg/mm2

13. Yield point force 5,135 t

14. Yield ponit at 0,2 % ( Re ) 64,7 kg/mm2

15. Maximum stress / Yield point ratio 1,02

16. Remanent elongation at fracture -

B. Analisis Perhitungan

1. Tegangan Tarik Maksimum (σt)

Diketahui : Fmax = 5,258 t = 5.258 kg

AO = 79,33 mm2

Ditanyakan : Berapakah nilai Tegangan Tarik Maksimumnya?

Penyelesaian:

σt = 𝑭𝒎𝒂𝒙

𝑨𝑶 σt = 66,2800958 kg/mm2

8

σt = 𝟓.𝟐𝟓𝟖 𝐤𝐠

𝟕𝟗,𝟑𝟑 𝒎𝒎𝟐

2. Elongasi (e)

Diketahui : Lf = 64,7 mm

LO = 50,00 mm

Ditanyakan : Berapakah nilai Elongasinya?

Penyelesaian:

e = 𝑳𝒇 − 𝑳𝟎

𝑳𝑶 × 100 %

e = 𝟔𝟒,𝟕 𝐦𝐦−𝟓𝟎,𝟎𝟎 𝐦𝐦

𝟓𝟎,𝟎𝟎 𝐦𝐦 × 100 %

e = 𝟏𝟒,𝟕 𝐦𝐦

𝟓𝟎,𝟎𝟎 𝐦𝐦 × 100 %

e = 29, 4 %

3. Tegangan Tarik Patah (σfracture)

Diketahui : Ff = (diketahui dari analisis perhitungan grafik

percobaan)

dpatah = 7,1 mm

Ditanyakan : Berapakah nilai Tegangan Tarik Patahnya?

Penyelesaian:

a. Mencari Luas Penampang Setelah Patah

Apatah = 𝟏

𝟒𝝅𝒅𝒑𝒂𝒕𝒂𝒉

𝟐

Apatah = 𝟏

𝟒. 𝟑, 𝟏𝟒. 𝟕, 𝟏𝟐

Apatah = 39,57 mm2

Jadi, nilai Tegangan Tarik Maksimumnya adalah 66 kg/mm2

Jadi, nilai Elongasinya adalah 29,4 %.

9

b. Analisis Grafik Percobaan untuk mendapatkan nilai Ff

Nilai σfracture didapat dengan menghitung pada grafik uji tarik dengan

menarik skala garis lurus secara mendatar dan akan mendapatkan nilai Ff,

kemudian subtitusikan ke : σf = Ff / Apatah

Ff = 3,8 + n

Keterangan :

n = Skala ukur tegangan yang diukur dari F = 3,8 ton sampai garis

horizontal pada diagram uji tarik.

1) Besar 1 bagian pada sumbu y atau F didapat dari besar skala nominal

per kotak pada diagram uji tarik dibagi dengan jumlah skala ukur

dengan menggunakan penggaris :

Dengan, besar 1 bagian di sumbu y = 0,6 / 15 = 0,04 ton.

2) Besar 1 bagian pada sumbu x atau L didapat dari besar skala nominal

per kotak pada diagram uji tarik dibagi dengan jumlah skala ukur

dengan menggunakan penggaris :

Dengan, besar 1 bagian di sumbu x = 1,5 / 16 = 0,09375 mm.

3) Nilai n dicari dengan mengalikan skala ukur n dengan penggaris

dikalikan dengan jumlah 1 bagian di sumbu y:

n = 9,5 x 0,04 = 0,38 ton.

4) Maka nilai Ff = 3,8 + 0,38= 4,18 ton.

c. Menentukan Nilai Tegangan Tarik

σf = 𝑭𝒇

𝑨𝒑𝒂𝒕𝒂𝒉

10

σf = 𝟒𝟏𝟖𝟎 𝒌𝒈

𝟑𝟗,𝟓𝟕 𝒎𝒎𝟐

σf = 105,635 kg/mm2

4. Modulus Elastisitas (E)

Diketahui : P = 5,258 t = 5.258 kg

AO = 79,33 mm2

L = 50,0 mm

∆L = 64,7 – 50,0 mm = 14,7 mm

Ditanyakan : Berapakah nilai Modulus Elastisitasnya?

Penyelesaian:

E = 𝑷

𝑨

𝑳

∆𝑳

E = 𝟓.𝟐𝟓𝟖 𝒌𝒈

𝟕𝟗,𝟑𝟑 𝒎𝒎𝟐 𝟓𝟎 𝒎𝒎

𝟏𝟒,𝟕 𝒎𝒎

E = 225,442 kg/mm2

Jadi, nilai modulus elastisnya adalah 225,442 kg/mm2

11

BAB IV

PENUTUP DAN KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Standar pengujian yang baik benar, adalah praktikum percobaan yang

mengikuti peraturan umum yang berlaku. Mulai dari standar K3 yang

harus diperhatikan dan diaplikasikan, hingga tahapan percobaan uji tarik.

Dalam uji tarik yang telah dilaksanakan, ada beberapa besaran yang

didapat. Meliputi : Tegangan Luluh (Yield Strength), Tegangan Tarik

Maksimum, Kekuatan Patah (Fracture Strength), Elongasi, Modulus

Elastisitas, dan Kontraksi.

Besaran berupa data diatas tidak dapat secara langsung diukur oleh mesin,

ada beberapa besaran yang perlu dihitung secara manual.

Didalam proses uji tarik, terjadi peristiwa “necking”, dimana terjadinya

pengecilan diameter spesimen hingga akhirnya putus.

B. Saran

Disarankan kepada mahasiswa yang akan melakukan praktikum,

sebaiknya melakukan persiapan spesimen terlebih dahulu, agar pada saat akan

melakukan praktikum tidak direpotkan dengan mempersiapkan spesimen

terlebih dahulu.

12