Modul E Uji Tekan

Objek : Uji Tekan

Asisten :Ahmad Fadhil Adli

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Material merupakan komponen atau unsur yang sangat penting dalam proses produksi. Dalam perencanaan produksi dibutuhkan pengetahuan tentang kualitas material yang digunakan pada proses produksi. Oleh sebab itu, kita sebagai seorang engineer harus mampu untuk melakukan pengujian-pengujian terhadap sebuah material, baik itu pengujian merusak, maupun pengujian tidak merusak, dan salah satu dari pengujian merusak tersebut adalah uji tekan. 1.2 Tujuan Pengujian tekan dilakukan untuk mendapatkan: •

Fenomena yang terjadi pada uji tekan.

•

Pengaruh pengujian tekan dengan tingkat deformasi bervariasi terhadap kekerasan alumunium.

1.3 Manfaat Dengan melakukan uji tekan kita dapat mengetahui sifat mekanik dari suatu material. Sehingga kita dapat memprediksikan pengaruh pembebanan terhadap material tersebut dan mengetahui fenomena yang terjadi pada saat berlangsungnya uji tekan. Dengan begitu, kita dapat menggunakan material sesuai dengan sifat-sifat mekaniknya.

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Defenisi Uji Tekan Pengujian tekan adalah salah satu pengujian mekanik dan tergolong pada

jenis pengujian merusak karena spesimen/ material yang diuji tidak dapat digunakan kembali. 2.2

Fenomena-fenomena yang terjadi pada uji tekan

1. Barreling Barelling adalah perubahan bentuk dimensi karena gesekan antara penekan dengan benda uji. Gesekan antara spesimen dan dies yang menghambat permukaan atas an bawah. Spesimen berekspansi secara bebas dapat menyebabkan fenomena barreling. Fenomena barreling diakibatkan oleh ukuran diameter yang lebih besar daripada tinggi spesimen.

Gambar E.2.1 Barreling

2. Buckling

Kelompok 7

105

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Buckling adalah terjadinya pembengkokan pada material setelah diberi beban, hal ini disebabkan : •

Ukuran diameter yang lebih kecil daripada tinggi spesimen.

•

Benda uji tidak sesumbu pada penekan.

Gambar E.2.2 Buckling

Pada pengujian tekan terhadap benda uji akan terbentuk suatu diagram perbandingan antara tegangan dan regangan.

σ =

e=

Ρ Αo

t - 0 ∆L = 0 0

Mekanisme terjadinya penguatan material saat uji tekan 3. Strain hardening Strain hardening yaitu pengerasan pada material akibat penumpukan dislokasi pada batas butir. Proses : Kelompok 7

106

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Material di deformasi, sehingga terjadi pergerakan dislokasi. Bila deformasi diteruskan, maka akan terjadi pertambahan dislokasi. Suatu saat dislokasi akan menumpuk, pada saat inilah terjadi Strain Hardening. Bila deformasi tetap diteruskan, maka dislokasi yang menumpuk akan muncul ke permukaan, lalu menyebabkan terjadinya retak hingga material tersebut patah. Jika balok dengan ketinggian awal (ho) menjadi hi maka regangan aksial atom menjadi : •

Kelompok 7

Turunan rumus hi

107

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

BAB III METODOLOGI

3.1 Peralatan Percobaan Peralatan yang digunakan pada pengujian tekan adalah : 1. Mesin uji universal dan perlatan pendukungnya. 2. Dial indicator dan standar magnetik 3. Jangka sorong 4. Tungku pemanas 5. Alat uji kekerasan dan peralatan pendukungnya 6. Mesin amplas sabuk 7. Mesin poles 3.2 Skema Alat

Kelompok 7

108

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Gambar E.3.1 Skema Alat Uji Tekan

Kelompok 7

109

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Gambar E.3.2 Alat Uji Tekan

3.3 Prosedur percobaan 1. Spesimen disiapkan. Salah satu spesimen dibagi 2 sehingga didapat empat spesimen. 2. Ukur panjang dan diameter spesimen 3. Untuk h/d > 3/2 diberi ε 20% dan 30 % Untuk h/d < 3/2 diberi ε 20% dan 30 % 4. Peralatan disiapkan seperti skema alat 5. Setelah diuji tekan, spesimen dipotong untuk tiap tingkat deformasi dibagian tengahnya, amplas pada spesimen yang akan di uji kekerasannya dan bagian tersebutdi haluskan pada mesin poles. Kelompok 7

110

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

6. Di ukur kekerasannya, dan dicatat

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Percobaan Spesimen adalah Alumunium

Spesimen

€(%)

h0 (mm)

20

50

d0 (mm) 25

hiteori

40,44

hipercobaan

Fenomena

HRA

42,1

Buckling strain hardening Buckling strain herdening

12 34 26 15 16,5 22 36,5 33 35 35 37 39

h/d > 3/2 30

49,4

25

36,6

37

20

23,3

25,3

19,07

18,8

30

25,3

25,3

18,66

21,6

Barreling

h/d < 3/2 Barreling

Tabel E.1 Tabel Hasil Percobaan

4.2 Perhitungan A. h/d < 3/2 ε = 20 %

ε = 30 %

hi teori = 40,44

hi teori = 36,6

∆h teori = ho – hi teori

∆h teori = ho – hi teori

= 50 – 40,44 = 9,56

= 49,4 – 36,6 =12,8

B. h/d < 3/2 ε = 20 % Kelompok 7

ε = 30 % 111

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

hi teori = 19,076

hi teori = 18,668

∆h teori = ho – hi teori

∆h teori = ho – hi teori

= 23,3– 19,076 = 4,224

= 25,3 – 18,668 = 6,632

4.4 GRAFIK A. AL h/d > 3/2

B. AL h/d < 3/2

Kelompok 7

112

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

4.5 Analisa Pengujian tekan dengan memberikan pembebanan dari dua arah yang menuju satu titik. Pengujian dilakukan terhadap spesimen alumunium, yang dibedakan atas dua, berdasarkan nilai perbandingan h/d. yaitu dalam alumunium h/d > 3/2 dan alumunium < 3/2. Dengan nilai perbandingan ini akan didapatkan fenomena akan didapat fenomena pada pengujian tekan. Pengujian dilakukan pada spesimen yang memiliki nilai regangan (€) 20% dan 30% .Pada Al dengan h/d > 3/2 didapat nilai HRA yang berbeda dari 3 titik yang dilakukan setelah penekanan dilakukan. Pada Al h/d > 3/2 dengan € = 20% pada pengujian didapatkan h setelah penekanan adalah 42,1 dari panjang awal h 0 adalah 50 dari data yang dihasilkan menunjukan adanya fenomena buckling dan terjadi juga strain hardening (pengerasan material) selama penekanan dilakukan. Buckling merupakan fenomena perubahan dimensi spesimen akibat pembebanan tekan. Untuk Al h/d > 3/2 pada 30% didapatkan data dengan panjang awal h 0 = 50

Kelompok 7

113

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

setelah penekanan panjang akhir h1 = 37. Hal ini menunjukan adanya fenomena buckling. Dan mekanisme yang terjadi adalah adanya pengerasan material. Pengerasan material diketahui dari pengujian kekerasan material yang telah dilakukan pengujian tekan, sehinga didapatkan nilai HRA yang berbeda dari tiga titik yang diambil. Pengujian dilakukan dengan Al h/d < 3/2 pada € = 20 % diketahui atau didapatkan data yang prinsipnya sama. Diameter awal yang diambil adalah 25,3. Dan untuk nilai h terjadi pemendekan material yaitu dari 23,3 menjadi 18,8. Hal ini menunjukkan adanya fenomena yang terjadi adalah fenomena barreling. shingga nilai HRA yang diuji dengan uji kekerasan berbeda-beda dari tiga titik. Untuk Al h/d < 3/2 pada € = 30 % didapatkan atau diketahui fenomena yang terjadi adalah barreling. Barreling merupakan pembengkokan material akibat penekannan. Diketahui dari data yaitu h0 =25,3 setelah penekanan menjadi h1 =21,6. Spesimen setelah penekanan dilakukan pula pengujian kekerasan, sehingga didapatkan nilai HRA dari tiga titik yang diambil. Jadi dari percobaan dan data yang dihasilkan terdapat perbedaan data, yaitu pada Al h/d > 3/2 dan Al h/d < 3/2 didapatkan fenomena yang berbeda dan niai HRA yang berbeda pula. Grafik yang didapatkan merupakan grafik HRA terhadap titk dari pengujian kekerasan. Pengujian keras dilakukan dengan tiga titik yang berbeda. Pada grafik Al h/d > 3/2 20% terjadi atau diketahui kekerasan yang paling kecil pada titik 2 dengan nilai HRA = 33 dan untuk h/d > 3/2 30% terlihat grafik yang semakin menanjak, hal ini menunjukkan kekerasan material setelah ditekan semakin keras. Hal berbeda pada grafik h/d < 3/2 20 % yaitu memiliki nilai kekerasan yang paling tinggi pada titik 2 dengan nilai HRA =34. Sedangkan titik h/d < 3/2 30% terjadi penanjakan grafik, namun tidak begitu tajam dibandingka Al h/d > 3/2 30%.

Kelompok 7

114

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

BAB V PENUTUP 5.1

Kesimpulan 1. Nilai perbandingan h/d mempengaruhi fenomena-fenomena yang terjadi. 2. AL h/d > 3/2, fenomena yang terjadi adalah Buckling. 3. AL h/d < 3/2, fenomena yang terjadi adaalah Barreling. 4.Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui mekanisme yang terjadi pada uji tekan. 5.Terjadi mekanisme pengerasan material setelah penekanan dilakukan.

5.2

Saran 1. Praktikan diharapkan berhati-hati dalam pratikum demi keselamatan praktikan. 2. Praktikan dianjurkan untuk mengikuti prosedur percobaan yang telah ada.

Kelompok 7

115

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

3. Dibutuhkan kerja sama tim dalam pratikum demi kelancaran pengambilan data.

Tugas Sebelum Praktikum 1. Sebutkan ciri-ciri dan cara melakukan pengujian tekan! Jawab : Ciri-ciri pengujian tekan adalah a. Pada pengujian spesimen akan diberikan gaya luar berupa tekanan b. Terjadinya peristiwa barreling akibat adanya gesekan antara permukaan tekan dengan dies penahan c. Terjadi buckling akibat ketidak seimbangan antara panjang spesimen dengan diameter spesimen d. Terjadi pengerasan material akibat penumpukan dislokasi pada batas butir Cara melakukan pengujian tekan: Kelompok 7

116

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

a. Siapkan spesimen (batangan alumunium) berdiameter 22 mm dan panjang 33 mm b. Ratakan permukaan potong dan usahakan ketegak lurusan antara permukaan potong dengan sumbu potong alumunium pada mesin amplas sabuk. c. Persiapkan peralatan seperti gambar Keterangan : 1.

Penekan

(punch) 2.

Spesimen

3.

Pelat penahan

4.

Standar magnetik

5.

Dial indicator

6.

Kepala

silang

bawah 7.

Pemegang punch

d. Lakukan pengujian tekan dengan regangan (€) yang divariasikan dan jumlah yang telah ditentukan oleh asisten e. Potong satu spesimen untuk tiap tingkat deformasi dibagian tengahnya, amplas pada amplas sabuk dan haluskan bagian tersebut pada mesin poles. Ukur dan catat nilai kekerasannya. 2. Jelaskan perbedaan antara kekuatan tekan dengan kekuatan tarik ! Jawab:

Kelompok 7

117

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Kekuatan tekan adalah kemampuan maksimum material menahan tekanan yang diberikan. Sedangkan kekuatan tarik adalah kebalikan dari kekuatan tekan yaitu kemampuan maksimum material menahan regangan yang diberikan. 3. Apa pengaruh pengerjaan dingin terhadap sifat mekanik alumunium ? Jawab: Pengaruh pengerjaan dingin terhadap alumunium adalah menurunnya kekuatan logam. 4. Apa pengaruh pemanasan terhadap sifat mekanik alumunium ? Jawab : Pengaruh pemanasan terhadap sifat mekanik alumunium adalah struktur butir logam mudah terdeformasi.

Tugas Setelah Praktikum 1. Kegunaan dari masing masing peralatan yang digunakan Kelompok 7

118

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

a. Mesin uji universal dan peralatan pendukungnya digunakan untuk melakukan penekanan terhadap spesimen b. Dial indicator dan standar magnetik digunakan untuk mengukur besarnya nilai penekanan yang diberikan c. Jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang dan diameter dari spesimen d. Alat ukur keras dan peralatan pendukungnya digunakan untuk mengukur kekerasan dari spesimen. e. Mesin amplas sabuk digunakan menghaluskan permukaan spesimen 2. Fenomena yang terjadi pda uji tekan a. Barreling adalah pertambahan diameter dari spesimen setelah diberi pembebanan, biasanya terjadi jika diameter lebih besar dari pada panjang spesimen ( d > h ) b. Buckling adalah terjadinya pembengkokan pada spesimen setelah setelah diberi pemebebanan, biasanya terjadi jika panjang lebih besar dari pada diameter spesimen ( h > h ) c. Strain hardening adalah pengerasan material akibat penumpukan dislokasi pada batas butir. 3. Pengaruh pengujian tekan dengan tingkat deformasi bervariasi terhadap kekerasan alumunium, adalah berbanding lurus dengan kekerasan yaitu semakin besar nilai penekanan penekanan yang di berikan maka semakin keras pula specimen hasil uji tekan tersebut. 4. Perbedaaan aplikasi pemberian beban tekan dan beban tarik adalah beban tekan

mengakibatkan

menyusutnya

dimensi

specimen

uji

dan

bertambahnya nilai kekerasan dari material tersebut, sedangkan beban tarik

mengakibatkan

bertambahnya

dimensi

spesimen

uji

dan

berkurangnya nilai kekerasan dari spesimen uji. Kelompok 7

119

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Uji Tekan

Tugas tambahan Tabel besi cor no Nama besi cor 1. Besi cor putih

2.

Besi cor kelabu

3.

Besi cor nodular

4.

Besi cor maliabel

Kelompok 7

Gambar

Pengrtian Besi cor yang didapatkan dari hasil pendinginan cepat Besi cor yang didapatkan dari proses anneling dan normalizing sehingga terbentuk fasa pearlite dan ferrite Besi cor yang didapatkan dari hasil pencampuran dengan unsur lain, (magnesium).

Ciri-ciri Material getas,permukaan patahan bewarna putih,tidak memiliki grafit Komposisi karbon 2.5% 4%, komposisi silikon 1% - 3%, permukaan patah agak buram, getas, grafik berbentuk pipih Komposisi karbon 3% 4%, komposisi silikon 1.8% 2.8%, grafit berbenruk bulat, ulet, sifat mirip karbon Besi cor yang Bentuk grafit didapatkan tidak beraturan, dari proses memiliki sifat pendinginan mampu tempa setelah didapatkanny a temperatur eutetik (727o C)

contoh Besi jembatan,gaga ng pintu Blok silinder,mesin bubut

Roda gigi, rantai motor

Transmisi roda gigi, rangka motor

120

Laporan Akhir Praktikum Material Teknik

Kelompok 7

Uji Tekan

121