LAPORAN

PENGUJIAN TARIK

Disusun oleh: Nama : Dimas Adiputra Ersa Tian Prayoga Mohamad Hilman Pandji Wisnu Murti Raden Suwarto Ricco Ferdianto Sudirman Jurusan : Teknik Mesin

Program Studi : Teknik Mesin Pembimbing : Vika Rizkia, MT

KERJASAMA POLITEKNIK NEGERI JAKARTA DENGAN BALAI BESAR PENGEMBANGAN LATIHAN KERJA LUAR NEGERI CEVEST BEKASI

KATA PENGANTARAssalammualaikum Wr. Wb. Puji syukur kahadirat Allah SWT yang telah memberikan anugerah dan hidayah-Nya sehingga penulis bisa menyelasaikan laporan ini. Salawat serta salam semoga tetap dicurah limpahkan kepada Nabi besar Muhammad SAW. Adapun judul laporan ini adalah Pengujian Tarik yang merupakan salah satu tugas praktikum yang dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Vika Rizkia, MT. sebagai dosen pembimbing dalam menyelesaikan praktikum ini. Saya menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,.oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi penyempurnaan laporan ini di masa yang akan datang. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan. Wasalammualaikum Wr. Wb.

BAB I PENDAHULUANA. Dasar Teori Uji tarik adalah kegiatan pengujian bersifat destruktif, terhadap suatu bahan dengan cara memberikan beban tarikan secara terus menerus. Bertambah beban sampai akhirnya putus. Kemampuan tarik suatu bahan diperlihatkan dalam suatu perbandingan antara besar beban tarik terhadap luas bidang bahan yang mengalami tarikan. 1. Prinsip Pengujian Tarik Sampel bentuk ukuran dan bentuk tertentu (dalam standart SII atau JIS atau ASTM ) diberikan beban tarik yang continue sampai bahan atau logam tersebut mengalami perpatahan. Perpatahan beban tarik ini akan menimbulkan perubahan regangan. Hubungan antara penambahan beban dengan perubahan regangan dapat digambarkan dalam suatu kurva yang dikenal dengan kurva stress strain. 2. Ruang Lingkup Pengujian Tarik Pengujian ini memakai benda uji atau sampel dari bahan logam baik itu ferrous atau non ferro. Ukuran sampel telah disesuaikan dengan standar SII (dalam percobaan ini ), atau JIS atau ASTM. Variable variable yang mempengaruhi adalah besarnya beban tarik dan diameter awal dari sampel. Sifat sifat mekanis yang diharapkan didapat dari percobaan ini adalah kekuatan luluh, tegangan maksimum, tegangan patah dan harga modulus young. 3. Teori literatur Pengujian Tarik Setelah memahami tujuan yang telah diuraikan oleh pengujian tarik, ada beberapa sifat yang dapat diketahui dari percobaan ini yaitu, a. Batas proporsionalitas (Proportionality Limit)

Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier = E (bandingkan dengan hubungan y = mx; Dimana y mewakili tegangan x me-wakili regangan dan m mewakili slope kemiringan dari (modulus kekakuan).

Gambar 1 Titik P pada di atas ini menunjukkan batas proporsionalitas dari kurva tegangan-regangan. b. Batas elastis (elastic limit) Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada panjang semula bila tegangan luar dihilangkan. Daerah proporsionalitas merupakan bahagian dari batas elastik ini. Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari luar) maka batas elastis akan terlampaui pada akhirnya sehingga bahan tidak akan kembali kepada ukuran semula. Dengan kata lain dapat didefinisikan bahwa batas elastis merupakan suatu titik dimana tegangan yang diberikan akan

menyebabkan terjadinya deformasi permanen (plastis) pertama kalinya. Kebanyakan material teknik memiliki batas elastis yang hampir berimpitan dengan batas proporsionalitasnya.

c. Titik luluh (yield point) dan kekuatan luluh (yield strength) Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahan menunjukkan mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh (yield stress). Titik luluh ditunjukkan oleh titik Y pada Gambar 1 di atas. Gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logam-logam ulet dengan struktur Kristal BCC dan FCC yang membentuk interstitial solid solution dari atom- atom carbon, boron, hidrogen dan oksigen. Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebut menyebabkan baja ulet eperti mild steel menunjukkan titik luluh bawah (lower yield point) dan titik luluh atas (upper yield point). Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas umumnya tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk menentukan kekuatan luluh material seperti ini maka digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset. Dengan metode ini kekuatan luluh (yield strength) ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangan/deviasi tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan . Pada Gambar 1.2 di bawah ini garis offset OX ditarik paralel dengan OP, sehingga perpotongan XW dan kurva tegangan-regangan memberikan titik Y sebagai kekuatan luluh. Umumnya garis offset OX diambil 0.1 0.2% dari regangan total dimulai dari titik O.

Gambar 2 Kurva diatas merupakan kurva tegangan-regangan dari sebuah benda uji terbuat dari bahan getas. Dapat dikatakan bahwa titik luluh adalah suatu tingkat tegangan yang tidak boleh dilewati dalam penggunaan structural, Harus dilewati dalam proses manufaktur logam. d. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength) Merupakan tegangan maksiumum yang dapat ditanggung oleh material sebelum terjadinya perpatahan (fracture). Nilai kekuatan tarik maksimum uts ditentukan dari beban maksium F maks dibagi luas penampang awal Ao. Pada bahan ulet tegangan maksimum ini ditunjukkan oleh titik M (Gambar 1) dan selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B. Bahan yang bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda dimana tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan (titik B pada Gambar 2). Dalam kaitannya dengan penggunaan structural maupun dalam proses forming bahan, kekuatan maksimum adalah batas tegangan yang sama sekali tidak boleh dilewati. e. Kekuatan Putus (breaking strength) Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda uji putus (F breaking) dengan luas penampang awal Ao. Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya suatu deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum sementara pada bahan getas kekuatan putus adalah sama dengan kekuatan maksimumnya. f. Keuletan (ductility)

Keuletan

merupakan

suatu

sifat

yang

menggambarkan

kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. Sifat ini, dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki oleh bahan bila ingin dibentuk (forming) melalui prosesrolling,bending,stretching, drawing, hammering, cutting dan sebagainya. Pengujian tarik memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu: Persentase perpanjangan(elongation) Diukur sebagai penambahan panjang ukur setelah perpatahan terhadap panjang awalnya. Elongasi, (%) = (Lf-Lo)/Lo x 100% dimana Lf adalah panjang akhir dan Lopanjang awal dari benda uji. UTS = F maks/Ao Persentase pengurangan/reduksi penampang (Area Reduction) Diukur sebagai pengurangan luas penampang (cross-section) setelah perpatahan terhadap luas penampang awalnya. Reduksi penampang,R (%) = [(Ao-Af)/Ao] x 100% dimana Af adalah luas penampang akhir dan Ao luas penampang awal. g. Modulus elastisitas (E) Modulus elastisitas atau modulus Young merupakan ukuran kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus ini maka semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat pembebanan tertentu, atau dapat dikatakan material tersebut semakin kaku (stiff). Pada grafik tegangan-regangan (Gambar 1 dan 2), modulus kekakuan tersebut dapat dihitung dari slope kemiringan garis elastis yang linier, diberikan oleh: E = / atau E = tan

dimana adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva teganganregangan. Modulus elastisitas suatu material ditentukan oleh energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilai modulus ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur bahan. Sebagai contoh diberikan oleh Gambar 3 di bawah ini yang menunjukkan grafik tegangan-regangan beberapa jenis baja.

Gambar 3 Grafik tegangan- regangan beberapa baja yang memperlihatkan kesamaan modulus kekakuan. B. Tujuan Untuk mengetahui sifat sifat mekanik suatu bahan atau logam terhadap pembebanan tarik. Sehingga Mahasiswa dapat melakukan percobaan ini karena mengetahui karakteristik benda. C. Sasaran Praktikum 1. Memahami kurva tegangan-regangan hasil uji tarik dari beberapa jenis logam (besi tuang, baja, tembaga dan alumunium)

2. Mendeskripsikan titik-titik penting (batas proporsionalitas, batas elastis, titik luluh, daerah necking dan sebagainya) dalam kurva tegangan-regangan yang menjelaskan perilaku mekanis logam-logam tersebut. 3. Menerapkan beberapa formulasi dasar dan menganalisis kurva bebanperpanjangan untuk memperoleh nilai-nilai kekuatan tarik, titik luluh, persentase elongasi, modulus elastisitas, modulus ketangguhan untuk beberapa jenis logam. 4. Menjelaskan perbedaan antara kurva tegangan-regangan rekayasa dan kurva tegangan regangan sesungguhnya. 5. Menerapkan dasar pengamatan kerusakan untuk menganalisis bentuk perpatahan (fraktografi) hasil uji tarik beberapa jenis logam serta mengkaitkannya dengan kurva tegangan-regangan yang telah dicapai.

BAB II PROSEDUR PENGUJIANA. Alat dan Bahan 1. Alat percobaan a. Jangka sorong b. Mesin uji tarik Tarno Crocki 2. Bahan percobaan a. 2 batang baja b. 2 batang aluminium c. 2 batang tembaga B. Prosedur Pengujian Tarik 1. Sampel uji yang dibentuk sudah standar dilakukan pengukuran diameter awal (D0 ), panjang ukur awal ( L0 ), panjang proporsional (Pd). 2. Kemudian batang uji diletakkan pada alat uji tarik. 3. Pengaturan beban: untuk batang baja, beban maksimum yang diletakkan sebesar 100.000 N. 4. sedangkan untuk alumunium dan tembaga, beban maksimum yang digunakan sebesar 40.000N. 5. Jarum skala di nolkan terlebih dahulu. 6. Pada waktu dilakukan penarikan diadakan pembacaan: a. Setiap 100 N untuk baja b. Setiap 500 N untuk setiap Al dan tembaga 7. Dilakukan penarikan samapai benda uji putus dan pertambahan panjang dibaca pada jangka sorong sebagai pengganti extensiometer. 8. Dari data dibuat grafik stress strain. 9. Setelah putus batas uji disambung kembali intuk pengukuran panjang dan diameter akhir.

BAB III DATA PENGUJIANA. Tembaga 1 L0 = 157 mm L1 = 164 mm D0 = 10 mm No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 F (newton) L (mm) 1000 1 1500 2 2700 3 5800 4 7500 5 12000 6 19000 7 24500 8 26000 9 26100 10 26100 11 26000 12 24500 13 24000 14 22500 15 19400 16 18000 17 A0 = 78,5 mm2 A1 = 28,26 mm2 D1 = 6 mm 1 12.74 19.11 34.395 73.885 95.541 152.866 242.038 312.102 331.210 332.484 332.484 331.210 312.102 305.732 286.624 247.134 229.299 2 12.82 19.35 35.052 75.768 98.584 158.708 252.830 328.005 350.197 353.661 355.779 356.526 337.945 332.995 314.009 272.319 254.128 1 0.006 0.013 0.019 0.025 0.032 0.038 0.045 0.051 0.057 0.064 0.070 0.076 0.083 0.089 0.096 0.102 0.108 2 0.006 0.013 0.019 0.025 0.031 0.038 0.044 0.050 0.056 0.062 0.068 0.074 0.080 0.085 0.091 0.097 0.103

Tembaga350 300 250 200 150 100 50 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 Tembaga

B. Tembaga 2 L0 = 150 mm L1 = 158 mm D0 = 9,6 mm A0 = 73,86 mm

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

F (newton) 900 1300 2300 6100 12300 19000 23500 24500 24600 24600 24600 24500 22500 19500

L (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 12.19 17.60 31.14 82.59 166.53 257.24 318.17 331.71 333.06 333.06 333.06 331.71 304.63 264.01

2 12.27 17.84 31.76 84.79 172.08 267.53 333.02 349.40 353.05 355.27 357.49 358.25 331.03 288.65

1 0.007 0.013 0.020 0.027 0.033 0.040 0.047 0.053 0.060 0.067 0.073 0.080 0.087 0.093

2 0.007 0.013 0.020 0.026 0.033 0.039 0.046 0.052 0.058 0.065 0.071 0.077 0.083 0.089

Tembaga400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Tembaga

C. Aluminium 1 D0 = 11 mm L0 = 100 mm No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 F (newton) 150 300 760 930 1810 3200 5000 8500 12390 15840 16850 17850 18140 18700 1898019100 19140 19270 19450 19680 19720 19780 19610

A0 = 94,98 mm2

L (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 23

1 1.58 3.16 8.00 9.79 19.06 33.69 52.64 89.49 130.45 166.77 177.41 187.93 190.99 196.88 199.83 201.09 201.52 202.88 204.78 207.20 207.62 208.25 206.46

2 1.60 3.22 8.24 10.18 20.01 35.71 56.33 96.65 142.19 183.45 196.92 210.49 215.82 224.45 229.81 233.27 235.77 239.40 243.69 248.64 251.22 254.07 253.95

1 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 0.060 0.070 0.080 0.090 0.100 0.110 0.120 0.130 0.140 0.150 0.160 0.170 0.180 0.190 0.200 0.210 0.220 0.230

2 0.010 0.020 0.030 0.039 0.049 0.058 0.068 0.077 0.086 0.095 0.104 0.113 0.122 0.131 0.140 0.148 0.157 0.166 0.174 0.182 0.191 0.199 0.207

Aluminium250 200 150 100 50 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Aluminium

D. Aluminium 2 L0 = 90 D0 = 10,6 mm L No F (newton) (mm) 1 2 1 2 1 135 1 1.53 1.55 0.011 2 295 2 3.34 3.42 0.022 3 385 3 4.37 4.51 0.033 4 590 4 6.69 6.99 0.044 5 880 5 9.98 10.53 0.056 6 1185 6 13.44 14.33 0.067 7 1625 7 18.42 19.86 0.078 8 2925 8 33.16 36.11 0.089 9 5675 9 64.34 70.78 0.100 10 8925 10 101.19 112.43 0.111 11 13525 11 153.34 172.09 0.122 12 15025 12 170.35 193.07 0.133 13 16375 13 185.66 212.47 0.144 14 16875 14 191.33 221.09 0.156 15 17375 15 197.00 229.83 0.167 16 17875 16 202.66 238.69 0.178 17 18270 17 207.14 246.27 0.189 18 18320 18 207.71 249.25 0.200 19 18470 19 209.41 253.62 0.211 20 18570 20 210.54 257.33 0.222 21 18470 21 209.41 258.27 0.233 22 18380 22 208.39 259.33 0.244 23 18275 23 207.20 260.15 0.256 24 18120 24 205.44 260.23 0.267 25 17820 25 202.04 258.16 0.278 A0 = 88,2 mm2

0.011 0.022 0.033 0.043 0.054 0.065 0.075 0.085 0.095 0.105 0.115 0.125 0.135 0.145 0.154 0.164 0.173 0.182 0.192 0.201 0.210 0.219 0.228 0.236 0.245

Aluminium250 200 150 100 50 0 0 0.1 0.2 0.3 Aluminium

E. Baja 1 D0 = 10 mm L0 = 90 mm L No F (newton) (mm) 1 2 1 2 1 135 1 1.72 1.74 0.011 2 295 2 3.76 3.84 0.022 3 590 3 7.52 7.77 0.033 4 880 4 11.21 11.71 0.044 5 1620 5 20.64 21.78 0.056 6 2800 6 35.67 38.05 0.067 7 5620 7 71.59 77.16 0.078 8 8920 8 113.63 123.73 0.089 9 13500 9 171.97 189.17 0.100 10 14500 10 184.71 205.24 0.111 11 15025 11 191.40 214.79 0.122 12 16075 12 204.78 232.08 0.133 13 16375 13 208.60 238.73 0.144 14 16380 14 208.66 241.12 0.156 15 16400 15 208.92 243.74 0.167 16 16400 16 208.92 246.06 0.178 17 16325 17 207.96 247.24 0.189 18 16225 18 206.69 248.03 0.200 A0 = 78,5 mm2

0.011 0.022 0.033 0.043 0.054 0.065 0.075 0.085 0.095 0.105 0.115 0.125 0.135 0.145 0.154 0.164 0.173 0.182

Baja250 200 150 Baja 100 50 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

F. Baja 2 L0 = 100 mm D0 = 10 mm L No F (newton) (mm) 1 2 1 2 1 135 1 1.72 1.74 0.010 2 295 2 3.76 3.83 0.020 3 590 3 7.52 7.74 0.030 4 880 4 11.21 11.66 0.040 5 1620 5 20.64 21.67 0.050 6 2800 6 35.67 37.81 0.060 7 5620 7 71.59 76.60 0.070 8 8920 8 113.63 122.72 0.080 9 12500 9 159.24 173.57 0.090 10 13500 10 171.97 189.17 0.100 11 14025 11 178.66 198.32 0.110 12 15075 12 192.04 215.08 0.120 13 15375 13 195.86 221.32 0.130 14 15580 14 198.47 226.26 0.140 15 15890 15 202.42 232.78 0.150 16 16170 16 205.99 238.95 0.160 17 16205 17 206.43 241.53 0.170 18 16205 18 206.43 243.59 0.180 19 16180 19 206.11 245.28 0.190 20 15970 20 203.44 244.13 0.200 21 15880 21 202.29 244.77 0.210 A0 = 78,5 mm2

0.010 0.020 0.030 0.039 0.049 0.058 0.068 0.077 0.086 0.095 0.104 0.113 0.122 0.131 0.140 0.148 0.157 0.166 0.174 0.182 0.191

Baja250 200 150 100 50 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Baja

BAB IV PENUTUPDengan mengucapkan syukur alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan metalografi ini dengan baik. Demikianlah laporan ini penulis susun berdasarkan data-data dan informasi yang penulis dapatkan baik dari dalam maupun dari luar. Penulis menyadari sebagai manusia yang memiliki keterbatasantentu hasil karya kami tidak luput dari kesalahan masih jauh dari kesempurnaan yang diharapkan. Hal ini disebabkan karena keterbatasan kemampuan penulis dalam menyusun Laporan. Oleh sebab itu penulis ingin meminta maaf apabila terdapat kekurangankekurangan dan kesalahan. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan semoga buku laporan ini bermanfaat. A. Kesimpulan Dari praktikum ini dapat diambi Aumunium bersifat liat daripada baja dan tembaga karena memiliki kemampuan ulur tinggi sedang kemampuan tegangan rendah. Gaya maksimum yang dihasilkan dari alumunium mencapai 16275 N. Alumunium memiliki tegangan sesungguhnya sebesar 259.07 N/mm2 dan regangan sesungguhnya sebesar 0.2231 mm2. Tembaga bersifat ulet karena tembaga memiliki mampu ulur dan mampu tegangan tinggi. Gaya maksimum yang dihasilkan dari alumunium mencapai 23900 N, tegangan sesungguhnya sebesar 353.90 N/mm2 dan regangan sesungguhnya sebesar 0.17 mm2. Baja bersifat getas karena baja memiliki kemampuan ulurnya rendah dan mampu tegangan tinggi. B. Saran 1. Setiap praktek yang dilakukan harus lebih teliti dalam melihat ukuran. 2. Tidak bercanda saat melakukan percobaan. 3. Lakukan praktek sesuai prosedur praktek.