Pengujian Impact

MODUL PRAKTIKUM

LABORATORIUM METALURGI FISIK

PERCOBAAN

IMPACT

DISUSUN OLEH :

N A M A:

STAMBUK:

KEL/HARI:

TGL. PERC.:

TGL.ACC/KUMPUL:

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

LEMBAR ASISTENSI

Nama:

Stambuk:

Kelompok:

No.

Tanggal

Uraian

Paraf Asistensi

Makassar, 2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada aplikasi pembebanan yang bekerja pada bahan terdapat jenis pembebanan yang sifatnya tiba-tiba atau beban kejut. Jenis beban ini memiliki laju regangan tinggi yang berbeda dengan pembebanan statis biasa. Beberapa bahan mengalami jenis pembebanan ini seperti pada penumbuk (hammer), pada pegas kendaraan, crusher, penempaan forging, Jenis beban ini dikenal dengan beban impak. Pengujian impak bahan pada dasarnya menguji ketangguhan retak bahan dibawah beban tiba-tiba. Pengujian ini dilakukan dengan menjatuhkan pendulum hingga mengenai bahan. Perubahan energi potensial dari pendulum sebelum impak dan setelah impak menjadi ukuran besarnya energi yang diserap oleh bahan setalah mengalami retakan. Selain perubahan energi potensial sebagai indikator besarnya energi yang diserap oleh bahan maka bentuk perpatahan dan besarnya leverl deformasi juga dapat menjadi ukuran.

Metode pengujian impak yang dikenal yaitu metode charpy dan metode izod. Dua metode ini disebut pengujian impak bertakik. Kehadiran takikan pada bahan sangat mempengaruhi kekuatan bahan. Bentuk-bentuk geometri yang tajam pada bahan menjadi sumber pemusatan tegangan (stress concentrator) yang sangat rentan dengan pembentukan retakan

Perilaku mekanik pada laju regangan tinggi berbeda dengan kondisi kuasi-statik atau pada laju regangan rendah. Pada pembenanan jenis kuasi-statik dimana laju regangannya berkisar 0.001/s hingga pada 0.1 /s. Pada kondisi pengujian pembebanan impak terdapat efek inersia, efek penjalaran gelombang dan efek gelombang kejut yang mempengaruhi perilaku mekanik

1.2. Tujuan dan Manfaat Pengujian

A. Tujuan pengujian

Setelah melakukan pengujian impact (tumbukan) praktikan dapat:

1. Menjelaskan definisi, tujuan, dan prosedur pengujian impact.

2. Mengetahui hubungan energi takikan terhadap kekuatan impact.

3. Membuat grafik hubungan antara energi impact dengan temperatur pada beberapa jenis takikan.

4. Mengetahui pengaruh temperatur terhadap energi impact bahan.

5. Membandingkan grafik THP terhadap grafik transisi ulet-getas.

6. Mengetahui pengaruh temperatur terhadap laju patah getas.

7. Mengetahui laju pembebanan pada temperatur normal dan temperatur rendah (ditentukan asisten).

8. Mengetahui hubungan ketangguhan retak dengan energi impact.

B. Manfaat Pengujian

1. Bagi praktikan

2. Bagi industri

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Teori Dasar

Pembebanan pada bahan dapat digolongkan berdasarkan kecepatan pembebanan yang mempengaruhi kecepatan regangan yang terjadi pada bahan. Berdasarkan regangan yang terjadi dapat dibagi kedalam pembebanan laju regangan rendah, pembebanan laju regangan sedang dan pembebanan laju regangan tinggi. Pembagian laju regangan tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Kondisi pembebanan berdasarkan laju regangan yang terjadi

Pengujian impak adalah pengujian yang dilakukan pada bahan untuk mengetahui ketangguhan bahan terhadap beban kejut. Bahan akan mengalami perubahan sifat mekanik berkaitan dengan laju pembebanan tinggi. Bahan dengan tingkat keuletan yang tinggi akan memperlihatkan perilaku getas apabila mengalami pembebanan kejut. Perilaku ini dikenal dengan transisi ulet ke getas. Terdapat tiga faktor terjadinya transisi ini yaitu: laju regangan tinggi, temperatur dan adanya takikan. Pembebanan laju regangan tinggi menyebabkan bahan mengalami efek inersia, efek penjalaran gelombang dan efek gelombang kejut yang yang menurunkan kekuatan mekanik bahan. Temperatur rendah juga cenderung menurunkan kemampuan bahan dalam menyerap energi impak karena pada temperatur rendah menyebabkan bahan berperilaku getas. Sementara kehadiran takikan menyebabkan kondisi tegangan menjadi triaksial dan menjadi pusat tegangan. Pengujian impak standar dapat dibagi dalam dua metode yaitu metode charpy dan metode izod. Kedua pengujian ini adalah pengujia tipe pendulum atau juga biasa disebut single-blow impact test. Perbedaaan kedua metode ini terletak pada bentuk spesimen dan geometri takikan serta arah pembebanan. Pengujian charpy adalah jenis pengujian jenis pengujian three point loading dimana spesimen ditumpu pada setiap ujungnya sementara izod hanya ditumpu pada salah satu ujungnya (cantilever beam model). Pengujian jenis charp adalah pengujian yang paling banyak diaplkasikan pada industri dibandingkan izod.

Pengujian impak charpy dilakukan dengan mengangkat pendulum hingga membentuk sudut ketinggian sebesar 160o terhadap sumbu vertikal. Pada posisi ini pendulum memiliki energi potensial Ho. Setelah pendulum dilepas dari ketinggian ini kemudian pendulum bergerak mengayun dengan kecepatan tinggi membentur spesimen yang sebelumnya telah dipasang pada bagian bawah. Bahan kemudian mengalami beban kejut dan menyerap energi potonsial pendulum. Benturan yang dialami oleh pendulum mengakibatkan kecepatan pendulum berkurang dan kemudian melanjutkan ayunannya membentuk sudut dan ketinggian setelah bahan patah menjadi dua bagian. Perbedaan sudut sebelum dan setelah tumbukan dan ketinggian sebelum dan setelah tumbukan menjadi ukuran energi yang diserap oleh bahan dan menjadi nilai ketangguhan impak bahan.

Gambar pengujian impak charpy.

Besarnya energi impak yang diserap oleh bahan adalah:

Ei = ( m . g . (Ho-H1)) / A

Dimana:

m = massa bandul

g = percepatan gravitasi

Ho = tinggi awal bandul sebelum impak

H1 = tinggi akhir abdul setelah impak

A = luas penampang bahan.

Impact Energy :

I = (m x g x H)/A [J]

Gambar disamping adalah dua metode pengujian impak yaitu a. metode charpy dan b. metode izod.

Gambar Tampak atas dari pengujian impak charpy

Temperatur Transisi

Temperatur transisi pada pengujian impak adalah temperatur yang memperlihatkan perubahan perilaku ulet ke perilaku getas pada bahan. Gambar dibawah ini memperlihatkan adanya penurunan kemampuan dalam menyerap energi tumbukan pada bahan dengan turunnya temperatur bahan.

2.2. Rumus-rumus yang digunakan

A. Tinggi beban sebelum dilepaskan (H1)

)

90

sin(

1

-

+

=

a

R

R

H

[m]

Dimana :

R= jari-jari bandul = 950 mm

= simpangan bandul sebelum dilepaskan

catatan : untuk semua spesimen, H1 nilainya sama.

B. Beban dalam satuan (m)

1

1

.

.

.

H

g

U

m

H

g

m

U

=

=

Dimana :

m= massa bandul [kg]

C. Tinggi beban kalibrasi alat (Hk)

)

.

(

g

m

U

H

k

k

=

Dimana :

Uk= usaha kalibrasi [J]

g= gravitasi = 9,81 [m/s2]

D. Tinggi beban setelah dilepaskan (H2)

)

90

sin(

2

-

+

=

b

R

R

H

[m]

Dimana :

= sudut simpangan bandul setelah dilepaskan

E. Tinggi beban perhitungan (Hs)

k

s

H

H

H

H

-

+

=

2

1

F. Usaha yang dilakukan untuk mematahkan spesimen (Us)

)

.

.

(

s

s

H

g

m

U

=

G. Kekuatan impact (U1)

A

U

U

s

=

1

Dimana :

A= luas penampang [mm2]

BAB III PENGUJIAN

3.1. Alat dan Bahan Yang Digunakan

A. Bahan

Bahan yang digunakan adalah .................

Gambar spesimen

B. Alat

1. Frank pendulum impact

Data teknis dan konstruksi

No. 53580 didesain dengan standar DIN 51222, dan digunakan untuk mengukur notch-bar strength dengan DIN 50115, impact bending strength untuk DIN 50116 dan notch-bar bending strength untuk DIN 50122 dari logam-logam dan bahan serupa.

Terdiri dari suatu stable base dengan lubang-lubang untuk menempatkan clamping assembly untuk impact test.

Batang uji atau spesimen diletakkan pada tumpuan yang sesuai. Tumpuan ditahan (dipasang tetap) dengan bantuan clamping screw. Jarak tumpuan dapat diletakkan pada setiap jarak 30 dan 120 mm.

Pendulum hammer dipilih dengan memperhatikan aspek energi kinetik dan penempatan terhadap swivel pin. Pendulum dan tambahan berat adalah merupakan sasaran untuk mencegah kesalahan.

Dua skala adalah penunjuk untuk pengukuran impact energy. Hasil energi untuk pendulum dapat dibaca langsung pada skala. Skala ketiga (control scale) adalah skala derajat.

Pendulum dapat digerakkan keatas sesuai simpangan yang dikehendaki dengan bantuan suatu hand wheel dan worm gear, dan dapat dilepaskan berayun dengan menarik tuas yang terdapat pada pendulum tersebut.

Sistem pengereman adalah berupa shoe brake yang dapat dioperasikan dengan menekan brake lever, memberikan gerakan slow down dari gerakan ayunan pendulum setelah pengujian.

2. Mistar geser digunakan untuk mengukur dimensi spesimen.

3. Gergaji dan kikir digunakan untuk memotong dan membuat takikan pada spesimen.

4. Alat pendingin digunakan untuk mendinginkan atau menurunkan suhu spesimen setelah diberi takik dibawah suhu kamar atau suhu ruang.

LABORATORIUM

METALURGI FISIK UNIV. HASANUDDIN

INSTRUKSI KERJA

PRAKTIKUM USED ONLY

Terbitan/Revisi : I / 0

Tanggal Revisi : -

UJI IMPAK

Halaman :

Disetujui : MM

1. TUJUAN

Agar pekerjaan pengujian impak dilaksanakan dengan menggunakan peralatan yang tepat dan dioperasikan dengan benar

2. ACUAN / REFERENSI

Prosedur Peralatan

ASTM

3. BAHAN DAN ALAT

3.1 Mesin Uji Impak

3.2 Vernier (Jangka sorong)

3.3 Spesimen uji sesuai standar ASTM/JIS

3.4 Formulir rekaman data

4. TATA CARA / PELAKSANAAN

4.1 Persiapan Spesimen

4.1.1 Bentuk spesimen sesuai dengan dimensi yang ditentukan pada standar ASTM/JIS

4.1.2 Berilah kode/nama pada spesimen agar mudah di identifikasi

4.2 Persiapan Alat Uji Impak

4.2.1 Pastikan besar beban pada pendulum sesuai dengan bahan/material yang akan diuji

4.2.2 Pastikan handel pengangkat pendulum bekerja dengan baik

4.2.3 Pastikan rem pendulum bekerja dengan baik

4.2.4 Pastikan ke dua jarum analog pada skala bekerja dengan baik

4.2.5 Pastikan daerah ayunan pendulum aman

4.3 Pengujian

4.3.1 Letakkan spesimen pada tumpuan sejajar dengan sumbu vertikal alat dan takikan tegak lurus dengan sumbu horisontal penumbuk

4.3.2 Putarlah handel pengangkat pendulum untuk menggerakkan pendulum sampai pada sudut = 160o

4.3.3 Lepaskan pengait pendulum untuk memberikan tumbukan pada spesimen

4.3.4 Lakukan pengereman saat pendulum berayun sekali

4.4 Pengamatan selama Pengujian

4.4.1 Amatilah ayunan pendulum yang diikuti oleh gerakan jarum penunjuk pada skala

4.4.2 Catatlah pada form rekaman data hasil pengujian yang tersedia besar simpangan, yang terjadi serta besar usaha, U yang dibutuhkan untuk mematahkan spesimen

4.4.3 Amatilah bentuk patahan pada spesimen

4.5 Pengujian Selesai

4.5.1 Kembalikan posisi pendulum dan pengaitnya pada posisi normal

4.5.2 Kembalikan posisi jarum penunjuk ke skala nol

4.5.3 Pastikan meninggalkan alat uji dalam keadaan bersih

5. PELAPORAN

Laporan hasil pengujian memuat :

5.1 Rekaman data hasil pengujian yang ditandatangani personel yang melaksanakan pengujian

5.2 Dokumen kalibrasi peralatan terakhir

5.3 Hasil pengolahan data pengujian

5.4 Laporan ditandatangani oleh MM

6. DOKUMEN TERKAIT

Nomen Klatur Alat Uji Impak

Asisten ,

12

_1266949623.unknown

_1266949848.unknown

_1266950013.unknown

_1266950055.unknown

_1266949947.unknown

_1266949717.unknown

_1266949353.unknown