LAPORAN PRAKTIKUM
KARAKTERISASI HASIL PENGEROLAN
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah
Teknik Pembentukan 2 pada semester V Program Studi D3 Teknik Mesin,
Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Kelompok 1
Kelas 3 MP
Anggota :
Andika Rizky PrasojoAnggi Setya NugrahaAnwar SuwardiGilang PrastawaHafidLukman FirmansyahReza KurniawanRizky Mifftahudin
Stevie Larry NShendy FebriansyahAgus TrendiAhmad SeptiantoAri RahmatDadan AndrianDery Heriana
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
TAHUN 2014
BAB I
PENDAHULUAN
A. Tujuan Praktikum
1. Mengaetahui nilai kekuatan luluh (yield strength) dan kekutan tarik (ultimate
strength) dan elongation dari specimen annealed dengan proses uji tarik.
2. Mengaetahui nilai kekerasan specimen annealed, reduksi pengerolan 10% dan
reduksi pengerolan 30% melalui proses uji keras metode vickers.
3. Mengetahui pengaruh derajat deformasi plastis terhadap sifat mekanik
material hasil pengerolan melalui proses uji tarik dan uji keras.
B. Petunjuk K3
1. Jas Laboratorium
2. Sepatu kerja
3. Wajib mengikuti prosedur petunjuk K3 yang berlaku di laboratorium
1
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Pengerolan (Rolling)
Pengerolan adalah proses pengubahan bentuk logam secara plastis dengan
melewatkan nya di antara rol. Pada pengubahan bentuk logam di antara rol-rol,
benda kerja dikenai tegangan kompresi yang tinggi yang berasal dari gerakan
jepit rol dan tegangan geser permukaan sebgai akibat gesekan antara rol dan
logam.
Pembentukan awal ingot menjadi balok-balok kasar dan billet biasanya
dilakukan dengan pengerolan panas menjadi pelat, lembaran batang, balok, pipa,
rel, atau bentuk-bentuk struktur. Pengerolan dingin menghasilkan lembaran strip
dan lembaran tipis. Tujuan pengerolan panas atau dingin secara umum adalah
memperkecil tebal logam dan biasanya dengan penurunan tebal terjadi
pertambahan lebar sehingga mengakibatkan pertambahan panjang.
Ada dua metode
yang dilakuakn pada proses pengerolalan berdasarkan temperature proses
pengerjaan, yakni roll panas dan roll dingin. Dapat dilihat pada bagan berikut :
2
ROLLING
HOT ROLLING COLD ROLLING
Dilakukan dibawah temperature rekristalisasi bahkan di temperature ruangan.Keuntungan :Permukaan relative lebih halus di banding pengerollan panas, keakuratan dimensi hasil pengerollan lebih baik.Kerugian :Gaya deformasi yang diperlukan untuk proses pengerolan relative lebih besar, terjadi perubahan sifat mekanis yang signifikan
3
Dilakukan diatas temperature rekristalisasi.
Keuntungan :
Gaya deformasi yang diperlukan untuk proses pengerolan relative lebih kecil, bebas dari tegangan sisa, dan sifat-sifatnya lebih homogen.
Kerugian :
Permukaan relative lebih kasar disbanding pengerollan dingin, keakuratan dimensi hasil pengerollan lebih kecil, terjadi oksidasi pada permukaan pengerollan.
Material yang digunakan untuk proses pengerollan akan mengalami
deformasi dan bentuk yang pada awalnya bentuk butir sama atau seragam
(equaxial) menjadi bentuk butir yang memanjang (elongation).
Semakin besar mampu bentuk dari material akan semakin besar pula
jumlah pengerjaan dengan proses rolling yang bisa dilakukan. Material yang
digunakan untuk prosses rolling akan lebih mudah pengerjaannya bila
menggunakan logam murni, karena logam yang sudah menggunakan unsur
paduan akan memiliki sifat mekanik (salah satunya kekerasan) yang lebih tinggi.
Semakin kecil reduksi hasil pengerollan yang didapat akan semakin baik,
sehingga pengerollan dengan nilai reduksi kecil dilakukan diakhir untuk
mendapatkan hasil yang baik, atau dilakukan sebagai langkah finishing. Setiap
material memiliki kemampuan yang berbeda dalam menerima jumlah reduksi,
pada umumnya berkisar dari 50%-90%. Adapun faktor-faktor yang
mempengaruhi proses pengerollan adalah sebagai berikut :
1. Dimater roll.
2. Sifat mekanik dari material..
3. Besar bidang gesek antara roll dengan benda kerja.
4. Adanya tegangan tarik.
4
Menghitung persentase reduksi:
Dimana: hi = tebal awal saat masuk rolling machine
hf = tebal akhir saat keluar rolling machine
B. Uji Tarik
Pengujian tarik dilakuakn dengan tujuan mendapatkan beberapa data sifat
dan keadaan suatu logam. Uji tarik dilakuakan dengan cara penambahan bebean
secara continue hingga material yang diuji mengalami perpanjangan dan pada
akhirnya akan putus.
Dari uji tarik kita bisa mengetahui beberapa sifat spesimen uji tarik
diantaranya adalah tegangan tarik maksimum, tegangan luluh, perpanjangan,
konstanta material (K) dan faktor pengerasan regang (n).
Untuk mengetahui sifat-sifat tersebut kita memerlukan kurva tegangan
dan regangan teknis. Karena itu kita harus menghitung tegangan dan regangan
dari data beban dan pertambahan panjang yang kita dapatkan dari hasil
pengujian.
Stress (tegangan): σ = F/A0
F: gaya tarikan, A0: luas penampang awal
Strain (regangan): ε = ΔL/L0
ΔL: pertambahan panjang, L0: panjang awal
5
Jika hasil uji tarik tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas,
tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yang menghasilkan
regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strain.
6
Untuk menghitung perpanjangan (elongation) dapat menggunakan rumus
berikut ini : L1−L 0
L 0 x 100%
L1 = panjang ukur setelah patah
L0 = panjang ukur sebelum patah
C. Uji Keras Vickers (Hard Vickers)
Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua
pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan
melihat mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas
tertentu.
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan
kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan
yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk pyramid. Beban
yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan
brinel yaitu antara 1 sampai 1000 gram.
7
Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi
(koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan)
dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2). VHN dapat
ditentukan dari persamaan berikut :
Dengan : P = beban yang digunakan (kg)
D = panjang diagonal rata- rataa (mm)
Ɵ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 1360
Hal hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers adalah :
1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini
sangat lamban.
2. Memerlukan persiapan permukaan benda uji.
3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang
diagonalnya.
8
D. Alat dan bahan yang digunakan
Untuk uji tarik alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Spesimen standard uji tarik dari hasil pengerolan dengan orientasi 0ᵒ
terhadap rolling direction (annealed, reduksi 10% dan reduksi 30%).
2. Mesin uji tarik.
Untuk uji keras alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Alat press mountinng
2. Mesin gerinda putar
3. Gergaji tangan
4. Mesin Poles.
5. Alat pengering specimen.
6. Ampelas ukuran 100-2000.
7. Serbuk bakelite.
8. Alat uji keras mikro hardness.
E. Langkah kerja
Langkah-langkah untuk uji tarik:
1. Siapkan specimen hasil pengerollan annealed, reduksi 10% dan reduksi 30%
dengan orientasi 0I terhadap arah pengerolan.
2. Ukur specimen terlebih dahulu untu mengambil data parameter yang
dibutuhkan.
3. Hidupkan computer.
4. Buka software uji tarik.
5. Hidupkan mesin uji tarik.
6. Klik Lanjutkan.
7. Klik Pengujian.
8. Setting nol pada pencekam specimen dimesin uji tarik.
9. Ampelas terlebih dahulu specimen dengan arah menyilang agar saat dicekam
tidak terjadi slip.
9
10. Pasang specimen pada rahang pencekam lalu cekam specimen dan pastikan
tidak slip.
11. Isi parameter specimen hasil pengukuran kedalam software.
12. Klik Start.
13. Putar tombol load pada mesin sampai angka 3.
14. Perhatikan proses penarikan sampai specimen putus, setelah specimen putus
langsung putar tombol load ke angka 0.
15. Keluarkan specimen pada mesin uji tarik.
16. Ambil data hasil uju tarik pada computer.
Langkah-langkah uji keras mikro hardness:
1. Siapkan specimen untuk uji keras dengan orientasi 0I terhadap arah
pengerolan.
2. Mounting setiap spesiment.
3. Haluskan permukaan specimen yang akan di uji keras menggunakan ampelas
secara bertahap untuk menghilangkan goresan.
4. Setelah digerinda, lanjutkan ke proses poles agar permukaan dari specimen
lebih nersih dari goresan.
5. Lakukan proses pengujian keras menggunakan alat uji keras mikro hardness
dengan setiap specimen diuji di sembilan titik.
10
BAB III
DATA HASIL PENUJIAN DAN PEMBAHASAN
A. Data Uji Tarik
Dari hasil uji tarik, pengolahan data dan perhitungan yang telah dilakukan, kami mendapatkan data sebagai berikut:
1. Data Awal Spesimen
a. Data awal specimen F (annealed)
Kode Spesime
n% Reduksi
Orientasi
Panjang Ukur
Lebar Tebal A0Panjang Setelah
Patah (mm)
T 0 0 25.00 6 3 18.00 40.19
b. Data awal specimen L (reduksi 10%)
Kode Spesime
n% Reduksi Orientasi
Panjang Ukur
Lebar Tebal A0Panjang Setelah
Patah (mm)
A 10 0 25.00 6 2.55 15.56 34.27
c. Data awal specimen X (reduksi 30%)
Kode Spesime
n% Reduksi Orientasi
Panjang Ukur
Lebar Tebal A0Panjang Setelah
Patah (mm)
X 30 90 25.00 6.10 2.15 13.12 28.96
11
2. Kurva Tegangan dan Regangan dari hasil pengujian:
3. Beberapa sifat mekanik specimen yang didapatkan dari hasil pengujian:
a. Spesimen F (annealed)
Tegangan tarik maksimum (σu) = 37,4 Kg/mm2
Tegangan luluh (σy) = 16.17 Kg/mm2
Strain hardening factor (n) = 0.84
Konstanta material (K) = 1018.41
Elongation = 41.1−25
25 x 100% = 64.4%
12
b. Spesimen L (reduksi 10%)
Tegangan tarik maksimum (σu) = 44.39 Kg/mm2
Tegangan luluh (σy) = 22.82 Kg/mm2
Strain hardening factor (n) = 0.53
Konstanta material (K) = 1073.09
Elongation = 35.15−25
25 x 100% = 40.6%
c. Spesimen X (reduksi 30%)
Tegangan tarik maksimum (σu) = 50.13 Kg/mm2
Tegangan luluh (σy) = 37.85 Kg/mm2
Strain hardening factor (n) = 0.21
Konstanta material (K) = 840.87
Elongation = 30.2−25
25 x 100% = 20.8%
B. Data Uji Keras Vickers
Dari uji keras yang kami lakukan terhadap specimen annealed, reduksi
10% dan reduksi 30% di dapat data sebagai berikut. :
ANNEALED(HV) RED10%(HV) RED 30%(HV)
215.70 312.43 325.00
226.83 320.73 327.93
220.77 306.10 329.73
13
DATA UJI VICKERS
0 1 2 3 4200.0205.0210.0215.0220.0225.0230.0235.0240.0245.0250.0255.0260.0265.0270.0275.0280.0285.0290.0295.0300.0305.0310.0315.0320.0325.0330.0335.0340.0345.0350.0
Annealed 10% 30%
%R
14
Dari data diatas dapat kita ketahui bahawa specimen yang meiliki kekerasan
paling tinggi adalah specimen dengan reduksi 30%, sedangkan yang memiliki
kekerasan paling rendah adalah specimen annealed. Specimen dengan reduksi 30%
memiliki kekerasan paling tinggi disebabkan pada saat proses pengerollan logam
mengalami deformasi yang cukup besar, sehingga butir-butir dar logam tersebut
memadat karena adanya tekanan dari rol. Selain itu bentuk dari butiran yang sebelum
di roll butirannya seragam setelah diroll menjadi menjang sehingga kekerasannya pun
meningkat.
Dengan pengerollan yang dilakuakn sifat mekanik dari material khususnya
kekerasan akan meningkat dan menjadi lebih getas. Sehingga dapa di simpulkan
bahwa semakin besar persentase reduksi akan semakin tinggi kekerasan dari logam
tersebut.
15
BAB IV
KESIMPULAN
Semakin tinggi persentase reduksi, akan semakin tinggi kekerasan dan
kekuatan tarik dari material tersebut. Atau persentase reduksi berbanding lurus
dengan sifat mekanik dari material tersebut khususnya kekerasan dan kekuatan tarik
(ultimate strength). Namun pada uji tarik untuk specimen annealed dari grafik
tegangan dan regangan Nampak melebihi specimen reduksi 10% dan 30%, tetapi
pada hasil uji keras specimen annealed kekerasannya yang paling rendah diantara
ketiga specimen yang di uji.
16
Top Related