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
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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.
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
8. Jangka Sorong
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen
9. Penggaris
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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.
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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.
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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.
Alat dan Bahan yang Digunakan :
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
2. Dapur Listrik
Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan
pendinginan (cooling) dalam dapur.
3. Tang penjepit
Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas.
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
Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran.
8. Penggaris
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.
Prosedur pengujian adalah :
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 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.
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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 ( )
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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
Alat dan Bahan yang Digunakan :
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
2. Dapur listrik
Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan
pendinginan (cooling) dalam dapur.
3. Tang penjepit
Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas.
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
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen
8. Kertas Gosok
Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran.
9. Penggaris
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.
Prosedur pengujian adalah :
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. 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.
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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]
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
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
Alat dan Bahan yang Digunakan :
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
KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Jl. Mayjen Haryono 167 Telp. 553286 Pes. 214 Malang 65145
LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN
6. Rockwell Type Hardness Tester
Digunakan untuk mengukur kekerasan.
7. Stopwatch
Digunakan untuk mengukur waktu holding.
8. Jangka Sorong
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.
9. Penggaris
Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.
10. Spidol
Digunakan untuk menandai spesimen.
Prosedur pengujian adalah :
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.
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.
Top Related