Download - Buku Petunjuk Praktikum Fix

BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM

UJI MATERIAL

SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2015 / 2016

LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG 2016

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145


PANDUAN PRAKTIKUM

PENGUJIAN KEKERASAN

Pengujian yang dilakukan adalah dengan metode rockwell dan mikroskop logam.

Tujuan :

1. Mengetahui angka kekerasan suatu bahan.

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan.

3. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan.

4. Mengetahui perubahan struktur pada setiap perlakuan.

Spesimen : Baja Bohler Special K

Alat dan Bahan yang Digunakan :

Untuk Uji Kekerasan

1. Rockwell Type Hardness Tester

Digunakan untuk mengukur kekerasan pada spesimen.

Merk : CV 600A

Indentor bola Rockwell : 1/16"

Indentor intan : 120

Buatan : Jerman

Skala pembebanan : HRA = 588 N

HRB = 980 N

HRC = 1471 N





2. Centrifugal Sand Paper Machine

Digunakan untuk menghaluskan benda kerja.

Merk : Saphir 330

Buatan : Jerman

Diameter : 15 cm

Putaran : 120 rpm

Daya : 0.55 kW

Tegangan : 220

3. Dapur Listrik

Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan

pendinginan (cooling) dalam dapur.

Spesifikasi dapur listrik yang digunakan adalah :

Merk : OPENBAU HOFMANN

Tipe : E / 90

Voltage : 220 volt

Daya : 3,3 kW

Suhu max : 1100oC

Buatan : Austria





4. Tang penjepit

Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas.

5. Bak pendingin

Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas

6. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu holding

7. Kertas Gosok

Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran.





8. Jangka Sorong

Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen

9. Penggaris


Untuk Mikrostruktur

1. Mikroskop Logam

Digunakan untuk melihat mikrostruktur specimen, Dalam pengujian ini digunakan

pembesaran 450 kali.

Spesifikasi mikroskop logam yang digunakan :

Merk : Nikon

Buatan : Jepang





2. Kamera

3. Etsa

Digunakan untuk memperjelas penampakan struktur mikro spesimen. Etsa berupa

cairan kimia yang akan bereaksi dengan atom tertentu pada logam, terutama atom –

atom yang tidak stabil, misalnya atom pada batas butir. Etsa yang digunakan pada

pengujian ini adalah nital, yang merupakan campuran 1 – 5 ml white nitric acid dalam

100 ml ethyl / methyl alcohol 95 – 100 %. Nital akan menggelapkan perlit,

menampakkan batas butir cementite.

4. Metal polish

Digunakan untuk menghaluskan dan mengkilapkan permukaan spesimen.

5. Kain flanel

Digunakan untuk menghaluskan dan membersihkan spesimen dari metal polish yang

tersisa.





Prosedur pengujian adalah :

Uji Kekerasan

1. Permukaan benda uji dibersihkan dari kotoran dan terak dengan kertas gosok.

2. Spesimen dipanaskan dan di-holding dengan suhu dan waktu tertentu.

3. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan

pada media tertentu

4. Siapkan permukaan benda kerja:

a. Ratakan kedua permukaan benda kerja menggunakan amplas kasar, sehingga kedua

bidang permukaan tersebut sejajar.

b. Haluskan permukaan benda kerja menggunakan centrifugal sand paper machine

sampai betul – betul rata dan halus dan siap diuji.

5. Siapkan perangkat uji kekerasan Rockwell C pada Universal Hardness Tester:

a. Memasang bandul beban (1471 N).

b. Memasang indentor intan.

c. Memasang benda kerja pada landasan

d. Atur tuas pada posisi Unloading

4. Putar turn wheel searah jarum jam secara perlahan hingga benda kerja menyentuh

indentor tanpa mengalami impact, sampai jarum besar berputar sebanyak tiga kali pada

skala C dan jarum kecil bergerak dari titik hitam menunju pada titik merah.

5. Dorong tuas pembebanan ke arah loading secara perlahan – lahan. Tunggu hingga

jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya.

6. Tunggu selama 10 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke

unloading secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas, jarum ikut

berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti.

7. Baca harga kekerasan HRC pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala C yang

berwarna hitam.

8. Ulangi langkah 5 – 7 sampai didapatkan 10 nilai kekerasan dari spesimen tersebut.

Uji Mikrostruktur

1. Permukaan spesimen yang akan difoto diratakan dan haluskan dengan centrifugal sand

paper machine.

2. Permukaan spesimen dihaluskan dengan metal polish dan digosok dengan kain flanel

samapi benar – benar mengkilap dan halus.

3. Permukaan spesimen yang sudah mengkilap dibersihkan dengan alkohol, kemudian

ditetesi cairan etsa.

4. Spesimen diletakkan pada mikroskop logam, kemudian fokus diatur sampai didapatkan

gambar yang jelas dengan pembesaran 450 kali.

5. Dilakukan pemotretan dengan kamera, kemudian hasilnya dicetak.





PENGUJIAN KEKUATAN KEJUT

Tujuan :

1. Mengetahui daya tahan suatu logam terhadap beban kejut yang menyebabkan

terjadinya patahan.

2. Mengetahui bentuk patahan.

3. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekuatan kejut logam.

4. Mengetahui cara pengujian kekuatan kejut.

Spesimen : Baja Bohler Special K

Bentuk dan dimensi sesuai standar ASTM A 370 V-notch.


1. Charpy Impact testing Machine.

Digunakan untuk mengukur kekuatan kejut.

Berat pendulum : 24 Kgf

Radius lengan : 60 cm

Sudut lengan : 90°

Keterangan Gambar:

1. Pendulum.

2. Lengan pengikat

3. Jarum penunjuk derajat

4. Pemutar lengan

5. Tuas sabuk rem

6. Sabuk rem

7. Tombol pengunci





2. Dapur Listrik



3. Tang penjepit


4. Bak pendingin

Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas.

5. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu holding.

6. Jangka Sorong

Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.

7. Kertas Gosok


8. Penggaris





3. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik untuk proses pendinginan pada media tertentu

4. Spesimen dibersihkan dari kotoran dan terak.

5. Dilakukan dry run test sebagai berikut:

Pendulum alat uji Charpy diatur agar benar – benar menggantung bebas dan dalam

keadaan diam.

Kedua jarum penunjuk diatur pada posisi vertikal.

Lengan pengikat diturunkan dengan roda pemutar.

Tombol pengunci ditekan selanjutnya jika kedudukan lengan pengikat sudah tepat

terhadap pendulum, pengunci dapat dilepas tanpa menggesar kedudukan pendulum.

Pendulum beserta lengannya diangkat dengan roda pemutar sehingga jarum luar

menunjukkan skala yang sesuai dengan kedudukan pendulum dalam posisi

horizontal (90o).

Dilakukan dry run test untuk mengetahui energi yang dilepas mesin karena kerugian

mekanik. Dilakukan pencatatan sudut yang ditunjuk oleh jarum.

6. Dilakukan pengujian sebagai berikut :

Spesimen diletakkan pada tempatnya sehingga bagian punggung takik tepat pada

posisi jatuhnya pendulum.

Dilakukan pengujian seperti pada dry run test.





Rumus – Rumus yang Digunakan :

a. Energi yang diperlukan secara ideal

A0 = ( m x g x h1) – (m x g x h2)

= G x ( h1 – h2 )

= G x R x {cos ( 900 – α10 ) – cos β0}

b. Kerugian energi pada alat

f = G x R x {cos ( 900 – α00 ) – cos β0)

c. Energi aktual yang diperlukan

A = A0 – f

d. Energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen tiap satuan luas penampang

Ak = A / F0

Keterangan :

R = radius lintasan ( mm )

G = berat pendulum ( kg )

F0 = luas penampang ( mm2)

β = sudut awal ( )

α0 =sudut dry run ( )

α1 = sudut akhir ( )





PENGUJIAN KEKUATAN TARIK

Tujuan :

1. Mengetahui tegangan yield, tegangan ultimate, regangan, dan kontraksi suatu bahan.

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap parameter – parameter di atas.

3. Mengetahui cara pengujian tarik.

Spesimen : Baja Esser St - 37

Bentuk dan dimensi sesuai dengan standar ASTM E 8


1. Mesin Uji Tarik

Alat ini digunakan untuk memberikan beban tarik kepada spesimen.

Spesifikasi Mesin Uji Tarik:

Merk : MFL Piuf – Und Me Bysteme GmbH D 6800 Mannheim

Kapasitas : 100 kN

Tipe : U PD 10

Tahun : 1982

Mesin ini memiliki tiga skala pengukuran beban, yaitu :

A : 0 – 20 kN

A + B : 0 – 50 kN

A + B + C : 0 – 100 kN

Keterangan Gambar :

1. Skala ukur pembebanan

2. Jarum pembebanan

3. Crane pengunci fluida

4. Crane pengatur kecepatan

tarik

5. Chuck lever

6. Chuck

7. Pengukur pertambahan

panjang specimen





2. Dapur listrik



3. Tang penjepit


4. Bak pendingin

Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas

5. Spidol

Digunakan untuk menandai spesimen.

6. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu holding

7. Jangka Sorong


8. Kertas Gosok


9. Penggaris





3. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan

pada media tertentu

4. Spesimen dibersihkan dari kotoran dan terak.

5. Dilakukan pengukuran dimensi spesimen, meliputi diameter awal dan panjang awal.

Kemudian spesimen dibagi ke dalam segmen – segmen dengan panjang masing –

masing 5 mm.

6. Spesimen dipasang dengan erat pada alat uji.

7. Alat uji diatur pada kecepatan angkat 1,8 liter / menit, dengan pembebanan pada posisi

A + B , skala pertambahan panjang 0 mm, dan jarum beban pada posisi nol.

8. Mesin dinyalakan, dan dilakukan pengamatan dengan teliti terhadap beban,

pertambahan panjang, dan perubahan diameter sampai spesimen patah.

9. Setelah patah, dilakukan pengukuran dimensi akhir spesimen.





Rumus yang digunakan :

Keterangan :

Do = Diameter Awal (mm)

Du = Diameter Ultimate (mm)

Df = Diameter Patah (mm)

Py = Beban Yield (N)

Pu = Beban Ultimate (N)

Pf = Beban Patah (N)

lo = Panjang awal (mm)

lu = Panjang Ultimate (mm)

lf = Panjang akhir (mm)

1. Luas Penampang

a. luas penampang awal )(4

22

00 mmDA

b. luas penampang ultimate )(4

22mmDA uu

c. luas penampang saat patah )(4

22mmDA ff

2. Regangan

a. regangan ultimate rekayasa %1000

0

l

llu

u

b. regangan ultimate sejati %100)1ln(' uu

c. regangan patah rekayasa %1000

0

l

ll f

f

d. regangan patah sejati %100)ln2(' 0 f

fD

D

e. regangan yield %1000

0

l

ll y

y

3. Tegangan

a. tegangan ultimate rekayasa ]/[ 2

0

mmNA

Pu

u

b. tegangan ultimate sejati ]/)[1(' 2mmNAu

Pu

uu

c. tegangan patah rekayasa ]/[ 2

0

mmNA

Pf

f





d. tegangan patah sejati ]/[' 2mmNA

P

f

f

f

e. tegangan yield ]/[ 2mmNA

P

y

y

y

4. Kontraksi

1002

0

22

0

D

DDQ

f [ %]

5. Modulus elastisitas

E = [ N / mm2]





PENGUJIAN KEMAMPUKERASAN

Tujuan :

1. Mengetahui kemampukerasan suatu bahan.

2. Mengetahui pengaruh suhu pemanasan terhadap kemampukerasan bahan.

3. Mengetahui pengaruh waktu penahanan terhadap kemampukerasan bahan.

4. Mengetahui cara menentukan kemampukerasan bahan.

Spesimen : Baja Assab 760


1. Bejana pendingin (jominy)

Digunakan untuk mendinginkan benda uji dengan menyemprotkan air pada salah satu

ujung benda uji.

Keterangan Gambar

1. Penutup bejana Jominy

2. Kran aliran media pendingin

3. Pipa alir media pendingin

4. Saluran penyemprot

2. Dapur listrik

Digunakan untuk memberikan perlakuan panas (heat treatment) pada benda uji.

3. Kertas gosok

Digunakan untuk menghilangkan kotoran dan terak pada benda uji.

4. Tang penjepit

Digunakan untuk memindahkan benda uji setelah pemanasan dalam dapur listrik.

5. Centrifugal Sand Paper Machine

Digunakan untuk menghaluskan benda kerja.

2

1





6. Rockwell Type Hardness Tester

Digunakan untuk mengukur kekerasan.

7. Stopwatch

Digunakan untuk mengukur waktu holding.

8. Jangka Sorong


9. Penggaris


10. Spidol

Digunakan untuk menandai spesimen.




3. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan.

Pendinginan dimulai dari salah satu ujung batang.

4. Setelah pendinginan selesai, spesimen dibersihkan dengan kertas gosok.

5. Haluskan permukaan benda kerja menggunakan centrifugal sand paper machine

sampai betul – betul rata dan halus dan siap diuji.

6. Spesimen dibagi menjadi 10 bagian dengan jarak – jarak 2; 4; 6; 8; 10; 15; 20; 30; 40;

60 mm dari ujung yang disemprot dan ditandai menggunakan spidol.

7. Kekerasan spesimen diukur dengan Rockwell Type Hardness Tester pada jarak – jarak

tersebut.

8. Siapkan perangkat uji kekerasan Rockwell C pada Universal Hardness Tester:

a. Memasang bandul beban (1471 N).

b. Memasang indentor intan.

c. Memasang benda kerja pada landasan

d. Atur tuas pada posisi Unloading

9. Putar turn wheel searah jarum jam secara perlahan hingga benda kerja menyentuh

indentor tanpa mengalami impact, sampai jarum besar berputar sebanyak tiga kali pada

skala C dan jarum kecil bergerak dari titik hitam menunju pada titik merah.

10. Dorong tuas pembebanan ke arah loading secara perlahan – lahan. Tunggu hingga

jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya.

11. Tunggu selama 10 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke

unloading secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas, jarum ikut

berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti.

12. Baca harga kekerasan HRC pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala C yang

berwarna hitam.

13. Ulangi langkah 8-12 sampai didapat nilai kekerasan dari 10 bagian spesimen sesuai

dengan jarak yang ditentukan.