Presentasi Praktikum DT
-
Upload
dewi-lestari-natalia-marpaung -
Category
Documents
-
view
226 -
download
0
Transcript of Presentasi Praktikum DT
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
1/29
Kelompok 16
Dewi Lestari NataliaDian Sepala Sihombing
M. Ryan Junaldi
Yermia Andri Prawira
Praktikum Pengujian Material
Kamis, 11 Oktober 2012
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
2/29
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
3/29
Analisa Grafik P vs dL
Saat proses pembebanan dimulai, logam mulai mengalami deformasi. Saat masih mengalami
deformasi elastis, maka terjadi hubungan linier dalam grafik, belum terjadi deformasi
permanen, dimana spesimen masih dapat kembali ke panjang semula. Saat pembebanan
terus dilakukan, akhirnya spesimen memasuki daerah plastis, dimana spesimen mulai
terdeformasi secara permanen. Saat berada di daerah ini, pada waktu pengujian terlihat di
sekitar bagian tengah spesimen mulai terjadi pengurangan ukuran diameter, yaitu terjadi
necking. Pembebanan terus dilanjutkan hingga terjadi perpatahan.
Berdasarkan literatur, struktur FCC memiliki slip plane 12 buah dan BCC slip plane ada 6 buah.
Jumlah slip plane ini menjelaskan mengapa logam FCC memiliki keuletan yang tinggi karena
dengan jumlah slip plane yang banyak, dislokasi mudah bergerak sehingga kemampuan
menahan beban tarik lebih tinggi.Pergerakan dislokasi dengan bebas ini mengakibatkan
material menjadi ductile. Namun, grafik menunjukkan bahwa logam Fe lebih ulet dari pada Al
dan Cu. Menurut analisa kelompok kami, logam Fe yang digunakan bukanlah logam murnisehingga memungkinkan sifat ulet terdapat pada logam tersebut sesuai dengan
komposisinya. Karena sifatnya ulet, maka salah satu kemungkinan material logam tersebut
adalah baja karbon rendah.
Pada grafik beban (P) terhadap elongasi (dL) dapat dilihat bahwa material yang mengalami
pertambahan panjang terbesar adalah Fe, kemudian Al dan Cu. Hal ini berarti bahwa Fe
memiliki ketahanan paling besar dalam menahan pembebanan tarik yang dialaminya hingga
putus, sedangkan spesimen Cu memiliki ketahanan terhadap beban paling rendah.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
4/29
Analisa Grafik vs
Dari hasil pengolahan data maka dapat
diperoleh informasi mengenai kekuatan luluh
(yield strength), kekuatan tarik maksimum
(UTS), modulus elastisitas, serta % elongasi.
SpesimenModulus
Elastisitas (MPa)
Yield Strength
(MPa)UTS (MPa)
%ELongasi
(grafik)
Fe 6487 324,31 566.998 30
Al 1499 149,90 192,372 16
Cu 3123 268,61 288,558 11,5
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
5/29
Analisa Grafik vs
Untuk modulus elastisitas, Fe mempunyai modulus elastisitas yangtertinggi, kemudian Cu dan modulus elastisitas yang terendah
dimiliki oleh Al. Modulus elastisitas menyatakan ukuran kekakuan
suatu material. Dengan demikian, semakin besar modulus
elastisitas, maka material semakin kaku.
Nilai UTS tertinggi dimiliki oleh Fe, kemudian Cu dan nilai UTS
tertinggi dimiliki oleh Al. Nilai UTS ini menunjukan sifat kekuatan
material. Semakin besar UTS, maka material akan semakin kuat.
Hasil perhitungan % elongasi, dimana jika %EL < 5% maka material
tersebut bersifat brittle sedangkan jika %EL > 5% maka materialtersebut bersifat ductile. Ketiga grafik juga menunjukkan grafik yang
panjang yang menjadi ciri dari garif material ductile. Semakin tinggi
%EL maka material semakin ductile. Urutan %E dari yang terbesar
sampe yang terkecil, yaitu Fe, Al dan Cu.
Semua hal di atas sudah sesuai dengan literatur.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
6/29
Analisa Grafik TVs T
Untuk mendapatkan kurva tegangan-regangan
seungguhnya diperlukan luas area dan
panjang aktual pada saat pembebanan setiap
saat terukur.
Berdasarkan hasil perhitungan, besarnya
tegangan-regangan seungguhnya tidak jauh
berbeda dengan besarnya tegangan-reganganrekayasa.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
7/29
Analisa Hasil Perpatahan
Patahan sampel Fe:
Permukaan patahan pada sampel Fe menunjukkan adanya bentukcup and cone dan permukaannya berserabut. Bentuk permukaanperpatahannya termasuk cup and cone silky.
Patahan sampel Cu :
Patahan pada sampel Cu terlihat adanya necking. Permukaanpatahan terlihatfibrous yang tidak teratur dantidak rata. Bentuk cupadn cone yang dihasilkan tidak sempurna seperti pada Fe. Bentukpermukaan patahannya termasuk irregular fibrous.
Patahan sampel Al :
Pada sampel Al patahannya sepertifibrous dan gelap. Bentukperpatahnnya mirip dengan cup cone, seperti pada Fe.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
8/29
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian, beberapa hal yang dapat disimpulkanadalah sebagai berikut:
Masing-masing logam memiliki sifat mekanis yang berbeda-bedaberdasarkan hasil percobaan pengujian tarik yang dilakukan padaFe, Cu dan Al.
Pengujian tarik dapat menunjukan perilaku mekanik dari suatumaterial seperti kekuatan luluh, kekuatan maksimum, keuletan,ketangguhan, dan kekuatan putus dari suatu material.
Bentuk permukaan patahan pada logam dapat menunjukkan sifatkeuletan dari material tersebut. Material ulet memperlihatkanpermukaan cup and cone. Ketiga material tersebut dapat dikatakanulet karena memperlihatkan permukaan patahan yang ulet.
Perbedaan sifat mekanis dari tiap logam ini dipengaruhi olehpaduan unsur dalam material, struktur kristal, serta cacat mikroyang dihasilkan dari pengerjaan material sebelumnya.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
9/29
TABEL DATA
Sampel
P(Kg)
D (mm)
Nomor
Indenta
si
Jejak (mm)
d rata-rata(mm)
BHN(Kg/mm2)
BHN rata-rata(Kg/mm2)
d1
(mm)d2 (mm)
Fe
187.
5 3 1 1.14 1.213 1.1765
165.65137
65
175.7215445187.
5 3 2 1.128 1.121 1.1245
182.00578
69
187.
5 3 3 1.142 1.122 1.132
179.50747
01
Samp
elP (Kg) D (mm)
NomorIndenta
si
Jejak (mm) d rata-rata
(mm)
BHN
(Kg/mm2)
BHN rata-rata
(Kg/mm2)d1
(mm)d2 (mm)
Cu
62.5 3 1 1.073 1.06 1.0665
67.712204
39
65.2914415162.5 3 2 1.062 1.102 1.082
65.718723
22
62.5 3 3 1.105 1.113 1.109
62.443396
91
Samp
elP (Kg) D (mm)
Nomor
Indenta
si
Jejak (mm)d rata-rata
(mm)
BHN
(Kg/mm2)
BHN rata-rata
(Kg/mm2)d1
(mm)d2 (mm)
Al
31.25 3 1 0.874 0.969 0.9215
45.747029
84
46.1159282431.25 3 2 0.902 0.892 0.897
48.344413
42
31.25 3 3 0.959 0.914 0.9365
44.256341
45
K
E
K
E
R
A
S
A
N
P
E
N
G
UJ
I
A
N
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
10/29
FOTO HASIL UJI
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
11/29
CONTOH PERHITUNGAN
Sample Fe
P = 187.5 kg
D = 3 mm
Drata-rata1 = 1.176 mm
Sample Cu
P = 62.5 kg
D = 3 mm
Drata-rata1 = 1.0665 mm
Sample Al
P = 31.25 kgD = 3 mm
Drata-rata = 0.969 mm
=2187,5
3 (3 3 1,1765)= 2mm
kg175,72 =
262,5
3 (3 3 1,0665)= 2mm
kg65,3
=231,25
3 (3 3 0.969)= 2
mmkg
12,64
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
12/29
Grafik
155
160
165
170
175
180
185
1 2 3
165.6513765
182.0057869179.5074701
BHN
Nomor indentasi
Grafik BHN vs Beban Fe
(187,5Kg)
58
60
62
64
66
68
1 2 3
67.71220439
65.71872322
62.44339691
BHN
Nomor Indentasi
Grafik BHN vs Beban Cu (62,5Kg)
42
43
44
45
46
47
48
49
1 2 3
45.74702984
48.34441342
44.25634145BHN
Nomor Indentasi
Grafik BHN vs Beban Al
(31,25Kg)
0
20
40
60
80
100120
140
160
180
Fe Cu Al
175.7215445
65.29144151
46.11592824BHN
Sampel
Grafik BHN vs Sampel
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
13/29
Analisis Grafik Fe
Terdapat perbedaanjejak dari ketiga hasilpenjejakan.
Nilai kekerasan rata-rata dari spesimen Fesebesar 175,72 BHN
Berdasarkanpendekatan jenis
material, hasilkekerasannyamendekati baja 0.4% C
Analisis Grafik Cu
Terdapat perbedaan jejakdari ketiga hasilpenjejakan.
Nilai kekerasan rata-ratapenjejakan sebesar 65.3BHN.
Berdasarkan pendekatanjenis material, hasil
kekerasannya mendekatiCu alloy C11000
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
14/29
Analisis Grafik Al
Terdapat perbedaan jejakdari ketiga hasilpenjejakan.
Nilai kekerasan rata-rataspesimen Al sebesar46,11 BHN
Berdasarkan pendekatanjenis material, hasil
kekerasannya mendekatibaja Al alloy 1100.
Analisis Grafik Sampel
Fe memiliki nilai kekerasan
tertinggi (175.72 BHN),
diikuti Cu (65.3 BHN),
kemudian Al (46.12 BHN).
Hasil ini sudah sesuai
dengan literatur.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
15/29
Analisis Hubungan Nilai Kekerasan dengan Sifat
Lain
Nilai kekerasan suatu material
dapat mempengaruhi sifat mekanis
dari material itu sendiri, seperti
nilai kekuatan tarik dan juga
ketahanan aus.
Kekerasan suatu material
berbanding lurus dengan kekuatan
tarik dari material tersebut.
Semakin keras suatu material maka
nilai UTS nya akan semakin tinggi.
Nilai kekuatan tarik material akan
semakin meningkat seiring dengan
meningkatnya nilai BHN.
Hal ini sesuai dengan literatur
bahwa nilai UTS Fe > nilai UTS Cu >
nilai UTS Al.
Sumber: Callister, William D. 2007. Materials Science and Engineering An
Introduction, seventh Edition page 160. The McGraw-Hill Companies : New
York,NY
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
16/29
Kesimpulan
Pengukuran nilai kekerasan dengan metode Brinell
dilakukan dengan indentor hardened steel ballyangakan meninggalkan jejak berupa lingkaran. Nilaikekerasan akan didapatkan dengan menghitungdiameter jejak yang dimasukan ke dalam rumusperhitungan BHN.
Didapatkan bahwa Kekerasan Fe > Kekerasan Cu >Kekerasan Al, dengan nilai BHN dari sampel Fe sebesar175,72, Cu sebesar 65,29, dan Al sebesar 46,16.
Nilai kekerasan dapat diketahui dari tensile strength
suatu material dengan rumus :s (MPa) = 3,45 x HB
Dengan naiknya nilai kekerasan, maka nilai kekuatantarik suatu logam akan meningkat
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
17/29
Tabel Data Baja ST 42
Bahan a (mm) b (mm) A (mm2) T (oC) E (Joule) HI (J/mm2) Sketsa Patahan
Baja ST
428,000 9,550 76,400 -0,03 204 2,6702
8,000 9,550 76,400 27 188 2,4607
8,000 9,550 76,400 103,6 116 1,5183
PENGUJIAN IMPAK
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
18/29
Tabel Data Cu-Zn
Cu-Zn 8,750 10,150 88,813 11 18 0,2027
8,750 10,150 88,813 27 25 0,2815
8,750 10,150 88,813 84 21 0,2365
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
19/29
Grafik HI vs T (Fe)
2.67022.4607
1.5183
0.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
-20 0 20 40 60 80 100 120
HI(Joule/mm2)
Temperatur oC
Grafik HI vs Temperatur Baja ST 42
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
20/29
Grafik HI vs T (Cu-Zn)
0.2027
0.2815
0.2365
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
0 20 40 60 80 100
HI(Joule/mm2)
Temperatur oC
Grafik HI vs Temperatur Cu-Zn
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
21/29
Grafik HI vs T (Fe & Cu-Zn)
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
22/29
Kesimpulan
Dengan pengujian tarik dapat ditentukan ketangguhan dari suatu materialdengan memperlihatkan energi dari beban impak yang diterima.
Perbedaan temperatur pada saat pengujian bertujuan untuk mengamatiapakah ada temperatur transisi atau tidak pada benda uji
Temperatur transisi ditandai dengan adanya lonjakan pada grafik seiringnaiknya temperatur.
Temperatur transisi adalah temperatur dimana perubahan sifat mekanismaterial dari getas ke ulet, ataupun sebaliknya
Material ulet memiliki temperatur transisi, sedangkan material getastidak.
Semakin besar ketangguhan material maka, ketahanan impaknya semakin
bagus. Berdasarkan hasil pengujian, harga impak Fe lebih tinggi dari Cu-Zn,
sehingga dapat disimpulkan bahwa Fe lebih tangguh jika dibandingkandengan Cu-Zn.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
23/29
Tabel Data
PENGUJIAN AUS
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
24/29
Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Al
r = 15 mm b = 2,694 mm
B = 3 mm x = 100000 mm
Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Fe
r = 15 mm b = 2,758 mm
B = 3 mm x = 100000 mm
Contoh Perhitungan Laju Aus Spesimen Cu
r = 15 mm b = 3,113 mm
B = 3 mm x = 100000 mm
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
25/29
Grafik Laju Aus vs Jarak
Luncur (Fe)
0
0.000001
0.000002
0.000003
100000 400000
Laju Aus vs Jarak Luncur
Fe
Grafik Laju Aus vs Jarak
Luncur (Cu)
0
0.000002
0.000004
0.000006
100000 400000
Laju Aus vs Jarak
Luncur
Cu
Grafik Laju Aus vs Jarak
Luncur (Al)
0
0.000005
0.00001
100000 400000
Laju Aus vs Jarak
Luncur
Al
Grafik Laju Aus vs Jarak Luncur
(Perbandingan 3 sampel)
CuAl
Fe
0
0.000002
0.000004
0.000006
0.000008
100000 400000
Cu
Al
Fe
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
26/29
Grafik Laju Aus vs Jarak Luncur (Fe)
0
0.0000005
0.000001
0.0000015
0.0000020.0000025
0.000003
3.62 2.38
Laju Aus vs Kecepatan
Fe
Grafik Laju Aus vs Kecepatan (Cu)
0
0.000002
0.000004
0.000006
3.622.38
Laju Aus vs Kecepatan
Cu
Grafik Laju Aus vs Kecepatan (Al)
0
0.000002
0.000004
0.000006
0.000008
3.62 2.38
Laju Aus vs
Kecepatan
Al
Grafik Laju Aus vs Kecepatan
(Perbandingan 3 sampel)
Cu
AlFe
0
0.000002
0.000004
0.000006
0.000008
3.622.38
Cu
Al
Fe
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
27/29
Analisa Mekanisme Keausan Abrasif
Kekerasan MaterialSemakin keras material maka akan semakin kecil keausan abrasif yang terjadi
Kondisi Struktur MikroJika pada material jumlah butir banyak dan berukuran kecil-kecil, atau jumlah paduansemakin banyak serta impurities, maka kekerasan material akan meningkat yangmenyebabkan abrasivewear resistantsemakin meningkat.
Ukuran AbrasifUkuran abrasif di sini diartikan sebagai besar-kecil suatu abrasif. Apabila abrasif memilikiukuran (luas permukaan) yang besar, maka volume material yang terabrasi akan semakinbesar. Itu berarti ketahan aus abrasif dari suatu material akan semakin menurun apabilameluncur pada abrasif dengan ukuran yang besar.
Bentuk AbrasifAbrasif yang memiliki bentuk yang lebih tajam (sudut kecil) akan memberikan ketahanan ausabrasif yang rendah pada material. Karena dengan sudut yang kecil, maka koefisien gesekakan semakin besar. Hal ini akan mengakibatkan gaya gesek yang terjadi antara permukaanmaterial dan abrasif semakin besar, sehingga semakin besar volume material yang terabrasi.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
28/29
Kesimpulan
Metode Ogoshi adalah salah satu metode yang dapat digunakanuntuk mengetahui nilai keausan suatu material dimana benda ujimemperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (revolving disc).
Aluminium (Al) memiliki laju keausan (LA) yang lebih tinggidibandingkan Tembaga (Cu) dan Baja Karbon (Fe).
Besarnya laju keausan (LA) tergantung pada tebal revolving disk (B),jari-jari revolving disk (r), dan lebar celah yang terabrasi (b), danjarak luncur (x).
Kecepatan revolving disc berkaitan dengan cepat-lambatnya terjadiproses abrasi pada material. Semakin cepat kecepatan revolvingdisc, semakin cepat terjadinya abrasi pada material.
Semakin panjang jarak luncur semakin rendah laju ausnya.
Semakin tinggi nilai kekerasan suatu material, semakin besarketahanan material tersebut terhadap mekanisme abrasif.
-
7/30/2019 Presentasi Praktikum DT
29/29
Terima Kasih