TUGAS RANGKUMAN KALPAKJIAN

download TUGAS RANGKUMAN KALPAKJIAN

of 179

  • date post

    15-Dec-2014
  • Category

    Documents

  • view

    306
  • download

    43

Embed Size (px)

description

rangkuman kalpakjian

Transcript of TUGAS RANGKUMAN KALPAKJIAN

BAB 2Mechanical Behavior, Testing, And Manufacturing Properties of Materials

2.1 Introduction 2.2 Tension (Uji Tarik) Pada uji tarik dapat ditemukan kekuatan, keuletan, dan ketangguhan dari suatu material. Spesimen biasanya mengikuti standar ASTM, dengan gage length 50 mm dan diameter 12,5 mm yang pada ujungnya dibuat berulir atau dilubangi. Pada kurva uji tarik yang sudah kita pelajari pada praktikum Matrek terdapat daerah2 yang menggambarkan sifat dari specimen yaitu darah elastis dan plastis. Maka didapatkan Engineering Stress : = P / A0 dan Engineering Strain : e = l l0 / l0

Nilai Modulus Elastisitas , yield strength, UTS, dan elongation dapat dicari pada table 2.1 untuk baja2 dan non-baja yang umum. Dan biasanya yield strength didapat dari garis offset 0,002 %. Modulus Elastisitas : E = / e Keuletan didapat dengan parameter : Elongation = ( lf - l0 / l0 ) x 100 dan Reduction of Area = (A0 Af / A0) x 100 Pada kenyataannya ada yang disebut True Stress dan True Strain yaitu True Stress : = P / A atau = K n dan True Strain : = ln ( l / l0 )

dengan P adalah beban yang diberikan.

2.3 Compression (Uji Tekan) Uji tekan berkebalikan dengan uji tarik, yaitu diameter akhirnya menjadi lebih besar. Tetapi suatu material memiliki batas tekanan, sehingga jika berlebihan akan mengalami patah, retak atau fracture. Biasanya uji dilakukan pada piringan silinder, maka didapatkan tensile stress , = 2P / dt dengan P adalah beban yang diberikan d adalah diameter piringan dan t adalah tebal piringan

2.4 Torsion (Uji Puntir)

Dari uji punter didapatkan parameter Shear Stress dan Shear Strain, yaitu Shear Stress : = T / 2r2t dengan dan Shear Strain : = r / l

T adalah torsi yang diberikan r adalah jari-jari rata2 dari pipa specimen t adalah tebal pipa adalah derajat pemuntiran l adalah panjang gege length atau panjang daerah yang terpuntir

Sehingga didapat Modulus Geser , G = / atau disebut juga modulus of rigidity.

2.5 Bending ( Uji Bending / Flexure )

Pada uji bending sulit dilakukan untuk spesimen bermaterial getas seperti keramik dan karbida. Beban yang diberikan tegak lurus (vertical) dengan specimen di satu atau dua titik, sehingga ada 2 metode bending test, yaitu three-point bending dan four-point bending. Penurunan rumus telah dipelajari pada mata kuliah MKM dan praktikum Matrek. Kegagalan pada pemberian tegangan di uji bending disebut modulus of rupture.

2.6 KEKERASAN Harga kekerasan material adalah nilai ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis baik terhadap penekanan oleh beban statis maupun dinamis, goresan, ataupun dari proses pemesinan,seperti milling maupun bubut.

Harga kekerasan suatu material perlu diketahui agar: Dapat mengetahui kualitas dari material tersebut Dapat dijadikan informasi lebih lanjut untuk melakukan suatu proses perancangan maupun pemesinan yang cocok terhadap benda tersebut. Dapat dibandingkan dengan harga kekerasan material yang lain bila diperlukan proses pembuatan yang membutuhkan dua material yang berbeda. Dapat mengetahui hubungan antara uji keras dengan sifat material yang lain, misalnya tensile strength

Tidak semua jenis material dapat dikenakan uji keras,biasa yang dipakai adalah barabg yang terbuat dari logam saja.

Maka dari itu ada beberapa syarat yang harus ada benda yang akan diuji kekerasannya,hal tersebut adalah : Ketebalan pemotongan harus sesuai dengan ketebalan material Permukaan ujin harus datar Permukaan uji harus bersih dari lapisan-lapisan lain yang mungkin mempengaruhi kekerasan material Permukaan material dan benda penguji (indenter)diusahakan membentuk bidang tegak lurus Beban penguji harus memiliki harga kekerasan yang lebih besar dari material yang ingin diuji agar tidak terjadi deformasi plastis pada benda penguji. Ukuran benda penguji harus lebih kecil daripada material yang diuji agar tidak terjadi perubahan lain dari material,misalnya pembengkokan. Pengujian dilakukan beberapa kali di beberapa tempat agar nilainya lebih mewakili dari seluruh permukaan.

Pengujian yang dilakukan pada benda biasa tergantung kekerasan yang ada,dan secara umum,kekerasan pada benda dibagi menjadi 3 jenis : 1. Kekerasan goresan(scratch hardness) Prinsip umum scrath harndness adalah penggesekkan dua buah benda.Jika salah satunya membekas,berarti benda tersebut dianggap lebih lunak. Pada scrath hardness benda yang akan diukur adalah benda yang lebih lunak,dan yang lebih keras adalah standar mineral yang sudh ditetapkan nilai kekerasaanya,yang disebut juga skala Mohs. Skala Mohs berkisar antar 1 dan 10. Kekerasan goresan tidak umum dilakukan,apalagi untuk logam,karena pada interval skala yang tinggi,nilainya kurang akurat.Hal ini disebabkan jarum penggores yang terbuat dari intan tersebut hanya untuk beban yang nilainya terbatas,tidak terlalu keras.

Oleh karena itu,biasa kekerasan goresan hanya dilakukan pada pengujian kekerasan pada mineral.Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah kapur/talk,yaitu kekerasan goresannya 1.Sedang untuk mineral yang paling keras adalah intan,yang mempunyai kekerasan goresan 10.Beberapa mineral dan harga kekerasannya : 1 = Talk / gips 2 = Gypsum 3 = Calcite 4 = Fluorite 5 = Apatite 6 = Orthoclase ( feldspar ) 7 = Quartz 8 = Topaz 9 = Corundum 10 = Intan

2.Kekerasan Dinamik (dynamic hardness) Prinsip umum pengerjaan kekerasan dinamik adalah penumbuk (indentor) dijatuhkan ke permukaan benda uji.Dan tinggi pantulan dan tinggi lekukannya dijadikan acuan untuk diukur kekerasannya. Alat pengukurannya dinamakan Skeleroskop shore(shore sceleroskop).

3.Kekerasan Lekukan (indentation hardness) Prinsip umum uj kekerasan lekukan adalah dengan meneka benda uji dengan sutu indentor,lalu dicari nilai kekerasannya. Untuk menguji kekerasan lekukan terdapat beberapa cara,antara lain : Uji Keras Brinell Merupakan pembentukan lekukan(yang berbentuk tembereng)pada permukaan logam dengan memakai bola baja sebagai indentor.

Ukuran standar dipakai bola baja dengan diameter 10mm dan pembebanannya 3000 kg.Tetapi untuk benda yang lebih lunak dipakai pembebanan 500 kg untuk menghindari jejak yang dalam.Dan untuk bahan yang sangat keras dipakai indentor berupa karbida tungsten. Cara kerjanya,benda ditekan dngan indentor selama kurang lebih 20 detik dan setelah terbentuk lekukan pada bahan lalu diukur kedalamannya dengan menggunakan mikoskop ultra. Permukaan benda yang diukur harus bersih dari debu ataupun kerak,maka biasa pengrjaannya didahulukan oleh proses proses pengamplasan untuk menghilangkan karat pada benda. Angka Kekerasan Brinell (BHN) adalah beban(P)dibagi dengan luas permukaan lekukan. BHN = P = P

( D / 2) ( D - D2 d2 ) D t dimana: P D d t : : : : beban yang diterapkan (Kg) diameter bola (mm) diameter lekukan (mm) kedalaman jejak (mm)

Keuntungan: Tidak dipengaruhi oleh oleh permukaan material yang kasar Karena bekas penekanannya cukup besar,sehingga dapat menyeragamkan keheterogenan fasa material pada pengujian. Kerugian :

Tidak dapat dikenakan pada benda yang tipis dan permukaan

yang kecil

Tidak berlaku untuk material yang sangat lunak maupun sangat keras.

Uji Keras Meyer Prinsip umum uji keras meyer sebenarnya tidak jauh beda dengan Brinell yang juga ditekan dengan mnggunakan bola baja.Tetapi dalam perhitungannya,dalam uji keras meyer yang dihitung adalah luas proyeksinya yang berbentuk lingkaran. Pm = P = P r2 dimana: P r : : beban yang diterapkan (Kg) jari-jari proyeksi jejak (mm) d 2

Keuntungan ; Lebih stabil,harga kekerasan tidak tergantung pada besarnya beban

Kerugian : Jika beban yang diberikan terlalu kecil,maka deformasi material

daerah sekitar penekanan tidak sepenuhnya plastis,sehingga hasil pengukuran kurang valid.

Uji Keras Rockwell Uji keras ini yang paling banyak digunakan karena sifat-sifatnya: cepat dan bebas dari kesalahan manusia.Karena pad pengujian ini benda ditekan dua kali.Penekanan pertama kali dinamakan penenekanan mayor,yaitu diberi beban 10 kg.Penekanan ini biasa dilakukan untuk mencegah pemukaan benda yang

kotor.Penekanan kedua ,penekanan minor baru disesuaikan dengan benda bersangkutan. Metode Rockwell dibagi menjadi beberapa skala karena pada uji Rockwell yang diperhatikan adalah kedalaman yang timbul akibat pembebanan indentor.Setiap material pasti mempunyai ketahanan yang berbeda-beda terhadap beban,untuk itu diperlukan beberapa beban (indentor) yang dapat menyesuaikan dengan jenis material yang bermacam-macam tersebut. Pembagiannya : Rocwell A Berupa penetrator intan dengan pembebanan 60 jenis logam yang sangat keras. Rockwell B Berupa indentor bola baja dengan D=1,6 mm dan kg,biasa digunakan untuk logam Rockwell C Berupa indentor intan dengan pembebanan 150 kg.Biasa logam keras akibat pemanasan. Cara kerjanya adalah benda uji ditempatkan pada ragum.Lalu dilakukan penekanan Mayor dan Minor dan secara otomatis kedalaman lekukan akan terekan pada gage peenunjuk. Keuntungan : Mempunyai beberapa macam ukuran(standar) sehingga Ukuran penekanan relative kecil,sehingga mempunyai Cepat dalam pendapatan hasil dapat ketelitian yang untuk logamlogam yang lunak. pembebanan 100 kg.Digunakan untuk

dikenakan pada banyak jenis material tinggi Kerugian :

Karena banyaknya variasi pada penetrator,maka harus beban tertentu.

diperhatikan

kombinasi mana yang paling sesuai untuk merusak sensifitas alat

Jika tingkat kekerasan alat dengan material terlalu berbeda jauh,dapat

Uji Keras Vickers(uji keras piramida intan) Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang dasarnya berbtuk bujur sangkar.Besar sudut antara permukaan-permukaan pyramid yang saling berhadapan adalah 136.Sudut ini dipilih karena nilai tersebut mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan. Angka kekerasan Vickers(VHN) adalah beban d