Dimas Repaldo: Buat Adik-adik yang Mengambil Mata Kuliah Material Teknik ini contoh Laporannya

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Agar dapat memahami uji impak terlebih dahulu mengamati fenomena yang terjadi terhadap kapal titanik yang berada pada suhu rendah ditengah laut, sehingga menyebabkan materialnya menjadi getas dan mudah patah. Disebabkan laut memiliki banyak beban (tekanan) dari arah manapun. Kemudian kapal tersebut menabrak gunung es, sehingga tegangan yang telah terkonsentrasi disebabkan pembebanan sebelum sehingga menyebabkan kapal tersebut terbelah dua. Dalam Pengujian Mekanik, terdapat perbedaan dalam pemberian jenis beban kepada material. Uji tarik, uji tekan, dan uji punter adalah pengujian yang menggunakan beban statik. Sedangkan uji impak (fatigue) menggunakan jenis beban dinamik. Pada uji impak, digunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Perbedaan dari pembebanan jenis ini dapat dilihat pada strain ratenya. Pada pembebanan cepat atau disebut dengan beban impak, terjadi proses penyerapan energi yang besar dari energi kinetik suatu beban yang menumbuk ke spesimen. Proses penyerapan energi ini, akan diubah dalam berbagai respon material seperti deformasi plastis, efek histerisis, gesekan, dan efek inersia.

B. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari praktiku m ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui pengaruh beban impak terhadap sifat mekanik material.

2. Mengetahui standar prosedur pengujian impak

3. Mengetahui factor yang mempengaruhi kegagalan material dengan beban impak

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Sejarah Pengujian Impak

Sejarah pengujian impak terjadi pada masa Perang Dunia ke 2, karena ketika itu banyak terjadi fenomena patah getas yang terjadi pada daerah lasan kapal-kapal perang dan tanker-tanker. Diantara fenomena patahan tersebut ada yang patah sebagian dan ada yang benar-benar patah terbeah menjadi 2 bagian, fenomena patahan ini terjadi terutama pada saat musim dingin-ketika diaut bebas ataupun ketika kapal sedang berabuh. Dan contoh yang sangat terkenal tentang fenomena patahan getas adalah tragedi Kapal titanic yang melintasi samudera Atlantik. Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi.

Jenis-jenis metode uji impak Secara umum metode pengujian impak terdiri dari 2 jenis yaitu:

a. Metode Charpy merupakan pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/ mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan.

http://danidwikw.files.wordpress.com/2010/12/charpyizod.jpg?w=300&h=193

Gambar 1. Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Charpy

b. Metode Izod merupakan pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi , dan arah pembebanan serah dengan arah takikan.

Pengujian impak yang dilakukan pada praktikum ini adalah sesuai dengan standar ASTM E 23 untuk metode Charpy dan Izzod. Metode Charpy banyak digunakan di Amerika sedangkan Izzod digunakan di Eropa.

Gambar 2. Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Izood

B. Patah Getas dan Patah Ulet

Secara umum perpatahan dapat digolongkan menjadi 2 golongan umum yaitu

a. Patah Ulet/ liat

Patah yang ditandai oleh deformasi plastis yang cukup besar, sebelum dan selama proses penjalaran retak.

b. Patah Getas

Patah yang ditandai oleh adanya kecepatan penjalaran retak yang tinggi,

Tanpa terjadi deformasi kasar, dan sedikit sekali terjadi deformasi mikro. Terdapat 3 faktor dasar yang mendukung terjadinya patah dari benda ulet menjadi patah getas :

1. Keadaan tegangan 3 sumbu/ takikan.

2. Suhu yang rendah.

3. Laju regangan yang tinggi/ laju pembebanan yang cepat.

c. Patah Campuran

Merupakan gabungan dari patah ulet dan patah getas.

C. Ketangguhan bahan

Ketangguhan suatu bahan adalah kemampuan suatu bahan material untuk menyerap energi pada daerah plastis atau ketahanan bahan terhadap beban tumbukan atau kejutan. Penyebab ketangguhan bahan adalah pencampuran antara satu bahan dengan bahan lainnya. Misalnya baja di campur karbon akan lebih tangguh dibandingkan dengan baja murni. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi ketangguhan bahan adalah :

1. Bentuk takikan

Bentuk takikan amat berpengaruh pada ketangguahan suatu material, karena adanya perbedaan distribusi dan konsentrasi tegangan pada masing-masing takikan tersebut yang mengakibatkan energi impact yang dimilikinya berbeda-beda pula. Ada beberapa jenis takikan berdasarkan kategori masing-masing. Berikut ini adalah urutan energi impact yang dimiliki oleh suatu bahan berdasarkan bentuk takikannya.

Takikan dibagi menjadi beberapa macam antara lain adalah sebagai berikut :

a. Takikan segitiga

Memiliki energi impact yang paling kecil, sehingga paling mudah patah. Hal ini disebabkan karena distribusi tegangan hanya terkonsentrasi pada satu titik saja, yaitu pada ujung takikan.

b. Takikan segi empat

Memiliki energi yang lebih besar pada takikan segitiga karena tegangan terdistribusi pada 2 titik pada sudutnya.

c. Takikan Setengah lingkaran

Memiliki energi impact yang terbesar karena distribusi tegangan tersebar pada setiap sisinya, sehingga tidak mudah patah.

2. Beban

Semakin besar beban yang diberikan , maka energi impact semakin kecil yang dibutuhkan untuk mematahkan specimen, dan demikianpun sebaliknya. Hal ini diakibatkan karena suatu material akan lebih mudah patah apabila dibebani oleh gaya yang sangat besar.

3. Temperatur

Semakin tinggi temperature dari specimen, maka ketangguhannya semakin tinggi dalam menerima beban secara tiba-tiba, demikinanpun sebaliknya, dengan temperature yang lebih rendah. Namun temperature memiliki batas tertentu dimana ketangguhan akan berkurang dengan sendirinya.

4. Transisi ulet rapuh

Hal ini dapat ditentukan dengan berbagai cara, misalnya kondisi struktur yang susah ditentukan oleh system tegangan yang bekerja pada benda uji yang bervariasi, tergantung pada cara pengusiaannya

5. Efek komposisi ukuran butir

Ukuran butir berpengaruh pada kerapuhan, sesuai dengan ukuran besarnya. Semakin halus ukuran butir maka bahan tersebut akan semakin rapuh sedangkan bila ukurannya besar maka bahan akan ulet.

6. Perlakuan panas dan perpatahan

Perlakuan panas umumnya dilakukan untuk mengetahui atau mengamati besar-besar butir benda uji dan untuk menghaluskan butir.

7. Pengerasan kerja dan pengerjaan radiasi

engerasan kerja terjadi yang ditimbulkan oleh adanya deformasi plastis yang kecil pada temperature ruang yang melampaui batas atau tidak luluh dan melepaskan sejumlah dislokasi serta adanya pengukuran keuletan pada temperature rendah.

D. Deformasi Plastis

Suatu material dapat bertahan dari energy tekan di karenakan energy tekan tidak melebihi energy material itu. Deformasi elastis adalah perubahan bentuk material yang di beri gaya tarik atau tekan sehingga dapat berubah bentuk dan bila energy tarik atau tekan di hilang kan benda tersebut akan kembali k bentuk semula . contoh nya saja pada waktu kita maelakukan uji tarik ,pada saat material yang kita uji di tarik maka aka ada perubahan panjang pada material itu tetapi material itu akan kembali pada bentuk semula apa bila gaya tarik di hilangkan. Sedangkan pada deformasi plastic material yang sudah di beri gaya tarik hingga mengalami perubahan panjang atau bentuk tidak akan kembali pada bentuk semula setelah gaya tarik di hilangkan. Seperti diperlihatkan dalam grafik tegangan-regangan terdapat yang namanya batas luluh (yield strength) nah untuk deformasi elastis itu berada di bawah batas luluh sedangkan untuk deformasi plastis berada/melewati batas luluh suatu material, di mana untuk setiap material memiliki karakteristik yang berbeda-beda, misalnya saja pada pipa jenis API 5L X 52 di mana yield strengthnya (SMYS) adalah 52000 psi yang artinya karakter elastis pada material tersebut adalah < 52000 psi sedangkan plastisnya > 52000 psi. Mengenai tentang struktur mikro, pada saat di deformasi elastis tidak ada perubahan perubahan mikro begitu juga ketika deformasi elastis itu hilang. Secara sederhana deformasi elastis itu dapat kita gambarkan dengan dua buah atom Fe yang diikat dengan sebuah pegas. Ketika kita deformasi elastis maka pegas akan berusaha melawan Fe yang kita tarik. Untuk deformasi plastis struktur mikro sudah berubah. Sebagai inisiasinya adalah sudah putusnya ikatan antara Fe, kemudian adanya pembentukan ukuran butir yang baru (biasanya ukuran butir menjadi lebih kecil dan gepeng karena deformasi plastis akibat tekanan). Pembentukan butir butir baru terbutlah yang menyebabkan terjadinya perubahan struktur mikro. Biasanya daerah elastik itu dibatasi oleh garis proporsioanal antara tegangan san tegangan, nah ujung dari titik proporsioanl ini disebut sebagai yield point.setelah keluar dari daerah ini, disebut sebagai daerah plastic yg tidak akan kembali kebentuk semula. Alasannya karena sudah terjadi perubahan, sedangkan di daerah elastic tidak terjadi perubahan secara drastis, hal ini disebabkan ketika masih di daerah elastic, logam dapat menahan beban yg diberikan yg disebabkan oleh bertemunya dengan batas butir dengan dislokasi. sehingga menghambat pergerakkan dari dislokasi.. sedangkan ketika sudah memasuki daerah plastik, dislokasi sudah memotong batas butir

(danidwikw.2013)

E. Perpatahan Impak

Secara umum sebagaimana analisis perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:

a. Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme pergeseran bidangbidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet (ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.Informasi lain yang dapat dihasilkan dari pengujian impak adalah temperaturn transisi bahan. Temperatur transisi adalah temperatur yang menunjukkan transisi perubahan jenis perpatahan suatu bahan bila diuji pada temperatur yang berbeda-beda. Pada pengujian dengan temperatur yang berbeda-beda maka akan terlihat bahwa pada temperatur tinggi material akan bersifat ulet (ductile) sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh atau getas (brittle).Fenomena ini berkaitan dengan vibrasi atom-atom bahan pada temperatur yang berbeda dimana pada temperatur kamar vibrasi itu berada dalam kondisi kesetimbangan dan selanjutnya akan menjadi tinggi bila temperatur dinaikkan (ingatlahbahwa energi panas merupakan suatu driving force terhadap pergerakan partikel atom bahan). Vibrasi atom inilah yang berperan sebagai suatu penghalang (obstacle) terhadap pergerakandislokasi pada saat terjadi deformasi kejut/impak dari luar. Dengan semakin tinggi vibrasi itumaka pergerakan dislokasi mejadi relatif sulit sehingga dibutuhkan energi yang lebih besaruntuk mematahkan benda uji. Sebaliknya pada temperatur di bawah nol derajat Celcius, vibrasi atom relatif sedikit sehingga pada saat bahan dideformasi pergerakan dislokasi menjadi lebih mudah dan benda uji menjadi lebih mudah dipatahkan dengan energi yang relatif lebih rendah.

b. Perpatahan granular/kristalin, yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan (cleavage) pada butir-butir dari bahan (logam) yang rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).

c. Perpatahan campuran (berserat dan granular). Merupakan kombinasi dua jenis perpatahan di atas.

F. Patah Getas dan Patah Ulet

Secara umum perpatahan dapat digolongkan menjadi 2 golongan umum yaitu

a. Patah Ulet/ liat

Patah yang ditandai oleh deformasi plastis yang cukup besar, sebelum dan selama proses penjalaran retak.

b. Patah Getas

Patah yang ditandai oleh adanya kecepatan penjalaran retak yang tinggi.

Tanpa terjadi deformasi kasar, dan sedikit sekali terjadi deformasi mikro. Terdapat 3 faktor dasar yang mendukung terjadinya patah dari benda ulet menjadi patah getas :

1. Keadaan tegangan 3 sumbu/ takikan.

2. Suhu yang rendah.

3. Laju regangan yang tinggi/ laju pembebanan yang cepat.

c. Patah Campuran

Merupakan gabungan dari patah ulet dan patah getas.

(Yerik,2013)

G. Ketangguhan

Ketangguhan adalah ketahanan suatu spesimen terhadap beban tumbukan ataukejutan. Pengertian lain tentang ketangguhan juga dapat diartikan dengan jumlah energi yang diserap spesimen sampai terjadi perpatahan . Pengujian impact adalah pengujian yang menggunakan prinsip hukum kekekalan energi, yang menyatakan bahwa jumlah energi mekanik selalu konstan. Tujuan utama dari pengujian impact adalah untuk mengukur kegetasan atau keuletan bahan terhadap beban kejut dengan cara mengukur energi potensial sebuah pendulum yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu. Pengujian impact merupakan pengujian dengan menggunakan beban sentakan tiba-tiba. Metode yang sering digunakan dalam uji impak ini adalah metode Charpy. Pada metode charpy ini spesimen di letakkan mendatar dengan di tahan di bagian ujung ujung nya oleh penahan dan kemudian pendulum di tarik ke atas sesuai posisi yang di inginkan . Setelah itu pendulum di lepaskan dan mengenai tepat pada bagian belakang takikan atau sejajar dengan takikan .Pada saat pendulum dinaikkan sampai pada ketinggian H. pada posisi ini pemukul memiliki energi potensial sebesar WH (W adalah berat pemukul). Dari posisi ini pemukul dilepaskan dan berayun bebas memukul, batang uji hingga patah dan pemukul masih terus berayun sampai ketinggian H1. Selisih antara energi awal (WH) dengan energi akhir (WH1) adalah energi yang digunakan untuk mematahkan batang uji. Ketahanan batang uji terhadap pukulan (impact strength ) dinyatakan dengan banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan batang uji (satuan Kgm/ft lb atau Joule). Impact strength merupakan ketangguhan, yaitu ketangguhan benda uji terhadap beban kejut pada batang uji yang bertakik (notch toughness). Logam yang getas akan memperlihatkan impact strength yang rendah. Bahan yang ulet menunjukkan nilai impact yang besar. Suatu bahan yang diperkirakan ulet ternyata dapat mengalami patah getas. Patah getas ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal antara lain adanya takikan (notch),

Gambar.3 Takikan

kecepatan pembebanan yang tinggi yang menyebabkan laju peregangan yang tinggi pula dan temperatur yang sangat rendah. Patah ulet selain ditandai oleh nilai impak yang tinggi tetapi juga ditandai oleh permukaan patah yang berserabut yaitu karena adanya deformasi plastis pada daerah patah. Permukaan patah getas ditandai dengan permukaan patahan yang tampak mengkilat karena patahannya kristalin, lebih halus permukaan nya dan juga tidak berserabut

(Sariyusriati.2013)

H. Deformasi Plastis

Suatu material dapat bertahan dari energy tekan di karenakan energy tekan tidak melebihi energy material itu. Deformasi elastis adalah perubahan bentuk material yang di beri gaya tarik atau tekan sehingga dapat berubah bentuk dan bila energy tarik atau tekan di hilang kan benda tersebut akan kembali k bentuk semula . contoh nya saja pada waktu kita maelakukan uji tarik ,pada saat material yang kita uji di tarik maka aka ada perubahan panjang pada material itu tetapi material itu akan kembali pada bentuk semula apa bila gaya tarik di hilangkan. Sedangkan pada deformasi plastic material yang sudah di beri gaya tarik hingga mengalami perubahan panjang atau bentuk tidak akan kembali pada bentuk semula setelah gaya tarik di hilangkan. Seperti diperlihatkan dalam grafik tegangan-regangan terdapat yang namanya batas luluh (yield strength) nah untuk deformasi elastis itu berada di bawah batas luluh sedangkan untuk deformasi plastis berada/melewati batas luluh suatu material, di mana untuk setiap material memiliki karakteristik yang berbeda-beda, misalnya saja pada pipa jenis API 5L X 52 di mana yield strengthnya (SMYS) adalah 52000 psi yang artinya karakter elastis pada material tersebut adalah < 52000 psi sedangkan plastisnya > 52000 psi. Mengenai tentang struktur mikro, pada saat di deformasi elastis tidak ada perubahan perubahan mikro begitu juga ketika deformasi elastis itu hilang. Secara sederhana deformasi elastis itu dapat kita gambarkan dengan dua buah atom Fe yang diikat dengan sebuah pegas. Ketika kita deformasi elastis maka pegas akan berusaha melawan Fe yang kita tarik. Untuk deformasi plastis struktur mikro sudah berubah. Sebagai inisiasinya adalah sudah putusnya ikatan antara Fe, kemudian adanya pembentukan ukuran butir yang baru (biasanya ukuran butir menjadi lebih kecil dan gepeng karena deformasi plastis akibat tekanan). Pembentukan butir butir baru terbutlah yang menyebabkan terjadinya perubahan struktur mikro. Biasanya daerah elastik itu dibatasi oleh garis proporsioanal antara tegangan san tegangan, nah ujung dari titik proporsioanl ini disebut sebagai yield point.setelah keluar dari daerah ini, disebut sebagai daerah plastic yg tidak akan kembali kebentuk semula. Alasannya karena sudah terjadi perubahan, sedangkan di daerah elastic tidak terjadi perubahan secara drastis, hal ini disebabkan ketika masih di daerah elastic, logam dapat menahan beban yg diberikan yg disebabkan oleh bertemunya dengan batas butir dengan dislokasi. sehingga menghambat pergerakkan dari dislokasi. sedangkan ketika sudah memasuki daerah plastik, dislokasi sudah memotong batas butir.

(anonim.2013)

III .METODOLOGI PENELITIAN

A. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini ialah :

1. Spesimen Uji

Gambar. 1 Spesimen Uji

2. Jangkar Sorong

Gambar. 2 Jangka sorong

3. Charpy

Gambar. 3 Charpy

B. Prosedur Percobaan

Pada percobaan uji impak ini kita melakukan langkah-langkah kerja sebagai berikut :

1. Menyiapkan spesimen uji impak yang dibuat sesuai dengan standar.

2. Melakukan perlakuan terhadap specimen sesuai dengan temperatur yang di inginkan dalam pengujian.

3. Meletakkan spesimen pada meja uji, memasang termokopel untuk mengetahui temperatur saat diberi beban impak.

4. Memberi beban impact, setelah palu distop mencatat dahulu sudut yang ada pada dial.

5. Menghitung energy impak yang terjadi.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Percobaan

Hasil yang kami dapat pada percobaan ini adalah sebagai berikut:

Tabel. 1 Tabel hasil pengamatan

No	Panjang (mm)	(mm)	(mm)	Kedalaman takik(mm)
1	56,35	9,75	9,75	1
2	56,1	9,7	9,7	1,15
3	56,85	9,5	9,5	1,32

Tabel. 2 Besar energi impactnya

Spesimen	Energi impact ( J )	HI ( J/mm² )
1	277	0,5041749
2	254	0,4667659
3	253	0,46845346

B. Pembahasan

Adapun pengamatan yang dilakukan antara lain sebagai berikut :

1. Aplikasi Didunia Nyata dan Industri

Uji impak merupakan salah satu cara untuk menguji kekuatan dari suatu material. Uji impak sendiri memiliki dua metode antara lain metode charpy dan metode izod, dalam percobaan ini metode yang digunakan adalah metode charpy.

Pada baja dan aluminium terdapat perbedaan harga impak. Harga impak baja lebih tinggi daripada aluminium menunjukkan bahwa ketangguhan baja lebih tinggi jika dibandingkan dengan aluminium. Ketangguhan adalah kemampuan material untuk menyerap energy dan berdeformasi plastis hingga patah. Salah satu contoh yang paling familiar dan sering digunakan dikalangan masyarakan adalah memotong kayu menggunakan kapak, jika diperhatikan dengan seksama maka kita akan menemukan kemiripan dengan impak. Berikutnya salah satu contoh yang sering digunakan pada industri skala besar seperti pabrik ialah seperti pada industri pembuatan helm, sebelum helm digunakan helm tersebut harus diuji terlebih dahulu sebelum dipasarkan kepada masyarakat agar helm tersebut memenuhi Standar Nasional maupun Standar International.

2. Pengaruh Temperatur Terhadap Energi Impak

Temperatur yang diberikan terhadap spesimen uji memberikan pengaruh yang cukup membuat spesimen uji menjadi lebih getas dan bila temperatur yang diberikan kepada spesimen uji semakin tinggi maka spesimen uji tersebut semakin ulet sesuai dengan temperatur yang diberikan terhadap spesimen uji. Berdasarkan uraian diatas diketahui bahwa pengaruh temperatur terhadap energi impak menunjukan energi yang diserap oleh spesimen uji semakin kecil jika temperaturnya dinaikan serta memberikan keuletan terhadap spesimen uji sesuai temperatur yang diberikan.

3. Pengaruh Takik Terhadap Energi Impak

Ada tiga macam bentuk takikan pada pengujian impact yakni takikan V, U dan key hole Pada suatu konstruksi, keberadaan takik atau nocth memegang peranan yang amat berpengaruh terhadap kekuatan impact. Adanya takikan pada kerja yang salah seperti diskotinuitas pada pengelasan, atau korosi lokal bisa bersifat sebagai pemusat tegangan (stress concentration). Adanya pusat tegangan ini dapat menyebabkan material brittle (getas), sehingga patah pada beban di bawah yield strength.

Gambar. 1 spesimen setelah diuji

Besarnya energi yang diserap oleh speimen membuat spesimen membentuk sebuah takikan seperti yang terlihat pada gambar 4.1. pada gambar tersebut menunjukan bahwa energi yang diserap dilanjutkan hingga terjadi perpatahan pada spesimen tersebut, perpatahan yang terjadi pada percobaan yang telah dilakukan merupakan perpatahan campuran.

4. Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Energi

Setiap spesimen yang diuji memiliki luas permukaan yang dapat memengaruhi penyerapan energi yang diberikan kepada spesimen uji. Gambar 1 memberikan pengetahuan bahwa semakin besar luas permukaan maka semakin kecil energi yang terserap oleh spesimen uji serta membentuk takikan yang tidak dalam namun jika semakin kecil luas permukaan maka semakin besar pula energi yang terserap oleh spesimen uji serta membentuk takikan terhadap spesimen uji yang cukup dalam.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diberikan adalah sebagai berikut :

1. Impact Test adalah suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen terhadap pemberian beban secara tiba-tiba melalui tumbukan.

2. Metode yang digunakan pada pengujian impact ada dua yaitu :

a. Metode Charpy

b. Metode Izood

3. Salah satu hal yang mempengaruhi impact adalah temperature. Semakin rendah temperature suatu material maka akan semakin getas material tersebut, dan semakin tinggi temperature maka material akan semakin ulet.

4. Energi impact yang terbesar terdapat pada takikan setengah lingkaran dan terendah pada takikan segitiga. Jadi, dapat disimpulkan bahwa perpatahan akan semakin mudah terjadi pada takikan bersudut.

B. Saran

Adapun saran yang diberikan setelah praktikum adalah sebagai berikut :

1. Sebaiknya saat praktikum di laboratorium, kedua metode pada pengujian impact dilakukan , agar kita dapat melihat perbedaannya dengan jelas.

2. Pembuatan takikan pada specimen harus simetris agar hasil yang diperoleh lebih akurat

Pengujian impak yang dilakukan pada praktikum ini sesuai dengan standar ASTM E 23 untuk metode Charpy dan Izod. Metode Charpy digunakan secara luas di Amerika, sedangkan metode Izod digunakan di Eropa. Gambar kedua jenis spesimen tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah :

Gambar 2 metode charpy dan izod

Spesimen Charpy mempunyai 3 jenis takikan, yaitu takikan V, takikan U, dan takikan O. Gambar dan dimensi ketiganya dapat dilihat pada gambar di bawah :

Gambar 3 takikan dispesimen

Pengujian yang dilakukan dengan metode Charpy akan menghasilkan harga impak yang lebih valid dibandingkan bila dilakukan dengan metode Izod, karena energi yang diserap penyangga tidak terlalu besar sehingga tidak banyak mempengaruhi harga impak. Praktikum ini menggunakan spesimen Charpy dengan takikan V. Selain harga impak, pengujian ini juga dapat menentukan nilai temperatur transisi. Temperatur transisi adalah jangkauan temperatur dimana suatu material mengalami perubahan jenis patahan dari ulet menjadi getas. Temperatur transisi ditentukan dengan banyak cara. Pertama FATT (Fracture Appearance Transition Temperature), yaitu temperatur dimana permukaan patahan 50% getas dan 50% ulet. Kedua memperhatikan nilai FTP (Fracture Transiton Plastic) dan NDT (Nil Ductile Temperature). FTP adalah temperatur dimana suatu patahan dari ulet sempurna menjadi getas. Sedang NDT adalah temperatur saat tidak ada lagi deformasi plastis lagi yang terjadi sehingga suatu material langsung mengalami patah getas. Jangkauan temperatur antara FTP dan NDT inilah yang disebut dengan temperatur transisi

Gambar 4 mesin uji impact (charpy)

Prinsip pengujian impak ini adalah menghitung energi yang diberikan beban dan menghitung energi yang diserap oleh spesimen. Saat beban dinaikkan pada ketinggian tertentu, beban memiliki enegi potensial, kemudian saat menumbuk spesimen energi kinetik mencapai maksimum. Energi yang diserap spesimen akan menyebabkan spesimen mengalami kegagalan. Bentuk kegagalan itu tergantung pada jenis materialnya, apakah patah getas atau patah ulet. Dengan membuat variasi perubahan temperatur, maka dilihat bentuk patahan dan energi yang diserap oleh spesimen, lalu dibuat suatu kurva yang menghubungkan antara temperatur dan energi yang diserapnya. Selain mendapat kurva energi yang diserap-temperatur, dari praktikum ini jua bisa menndapat Harga Impak. Harga Impak (HI) didapat dengan rumus :

H I =

dimana : E = Energi impact

= Luas penampang

DAFTAR PUSTAKA

Sherverlana Shirley.2013.Modul Praktikum Material Teknik.UNILA.Bandar Lampung.

Diakses pada tanggal 05 februari 2013 pukul 16.00 wib melalui web : http://danidwikw.wordpress.com/2010/12/17/pengujian-impak-dan-fenomena-perpatahan/.

Diakses pada tanggal 05 februari 2013 pukul 16.08 wib melalui web : Yerik,2011.teori dasar impact. http://pahatbaja.blogspot.com/2011/06/teori-dasar-impact.html .

Diakses pada tanggal 05 februari 2013 pukul 16.14 wib melalui web: Sariyusriati.2011.uji impak.http://material12-its.blogspot.com/2011/08/uji-impak.html.

Diakses pada tanggal 05 februari 2013 pukul 16.25 wib melalui web : http://wikepedia.com/.

LAMPIRAN

TUGAS AKHIR

1. Sebutkan perbedaan uji impact metode izod dan charpy dan gambarkan bentuk spesimen uji serta dimensinya.?

2. Apa guna temperatur transisi dalam perencanaan?

3. Gambarkan kurva energi impact vs temperatur dan buat analisanya !

4. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi harga impact ?

5. Berdasarkan permukaan patahan, sebutkan apa yang dimaksud patah ulet dan patah getas !

6. Sebutkan hal-hal apakah yang menyebabkan terjadinya patah getas ?

7. Jelaskan pengaruh anisotropi pada logam terhadap beban impact !

JAWAB

1. Kalau metode izod, specimen berada pada posisi vertical pada tumpuan dengan salah satu ujungnya dicekam dengan arah takikan pada arah gaya tumbukan. Sedangkan metode charpy, specimen dipasang secara horizontal dengan kedua ujungnya berada pada tumpuan, sedangkan takikan pada specimen diletakkan di tengah-tengah dengan arah pembebanan tepat diatas takikan.

2. Temperature transisi berguna untuk menjelaskan atau mempertegas keadaan suatu material. Karena defenisi dari temperature transisi sendiri meruapakan perubahan dari temperature. . Pada pengujian dengan temperatur yang berbeda-beda maka akan terlihat bahwa pada temperatur tinggi material akan bersifat ulet sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh atau getas.

http://danidwikw.files.wordpress.com/2010/12/temperatur-transisi.jpg?w=300&h=297

Bila temperatur dinaikkan (ingatlahbahwa energi panas merupakan suatu driving force terhadap pergerakan partikel atom bahan), pada saat terjadi deformasi kejut/impak dari luar maka pergerakan dislokasi mejadi relatif sulit sehingga dibutuhkan energi yang lebih besaruntuk mematahkan benda uji.Sebaliknya pada temperatur di bawah nol derajat Celcius, pada saat bahan dideformasi pergerakan dislokasi menjadi lebih mudah dan benda uji menjadi lebih mudah dipatahkan dengan energi yang relatif lebih rendah.

4. Faktor-faktor yang mempengaruhi harga impact adalah :

1. Bentuk takikan

2. Beban

3. Temperature

4. Transisi ulet rapuh

5. Efek komposisi ukuran butir

6. Perlakuan panas dan perpatahan

.7. Pengerasan kerja dan pengerjaan radiasi

5. Patah ulet yaitu perpatahan yang terjadi yang didahului deformasi plastic dan penyerapan energy dan Patah getas yaitu perpatahan yang tanpa didahului dengan deformasi plastic dan penyerapan energi yang hanya sedikit atau dapat dikatakan tidak terjadi penyerapan energi

6. Yang menyebabkan terjadinya patah getas adalah keadaan tegangan 3 sumbu/ takikan, Suhu yang rendah, Laju regangan yang tinggi/ laju pembebanan yang cepat.

7. Pengaruh anisotrapi mempunyai ketergantungan sifat pada arah sangat penting pada pembuatan tempa dan plat arah melintang panjang dan arah tegak pendek hasil pengerjaan.

PENGUJIAN IMPAK DAN FENOMENA PERPATAHAN

1. Sejarah Pengujian Impak

Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi.

2. Jenis-jenis metode uji impak

Secara umum metode pengujian impak terdiri dari 2 jenis yaitu:

Metode Charpy

Metode Izod

Metode Charpy: Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/ mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan.

Gbr1. Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Charpy dan Izod

Metode Izod: Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi , dan arah pembebanan serah dengan arah takikan.

http://danidwikw.files.wordpress.com/2010/12/izodcharpy.jpg?w=300&h=146

Gbr 2. Ilustrasi skematis pengujian impak.

3. Perpatahan Impak

Secara umum sebagaimana analisis perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:

Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme pergeseran bidangbidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet (ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.
Perpatahan granular/kristalin, yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan (cleavage) pada butir-butir dari bahan (logam) yang rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).
Perpatahan campuran (berserat dan granular). Merupakan kombinasi dua jenis perpatahan di atas.

http://danidwikw.files.wordpress.com/2010/12/patahan.jpg?w=300&h=151

Gbr 3. Ilustrasi permukaan patahan (fractografi) benda uji impak Charpy

Informasi lain yang dapat dihasilkan dari pengujian impak adalah temperatur transisi bahan. Temperatur transisi adalah temperatur yang menunjukkan transisi perubahan jenis perpatahan suatu bahan bila diuji pada temperatur yang berbeda-beda. Pada pengujian dengan temperatur yang berbeda-beda maka akan terlihat bahwa pada temperatur tinggi material akan bersifat ulet (ductile) sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh atau getas (brittle). Fenomena ini berkaitan dengan vibrasi atom-atom bahan pada temperatur yang berbeda dimana pada temperatur kamar vibrasi itu berada dalam kondisi kesetimbangan dan selanjutnya akan menjadi tinggi bila temperatur dinaikkan (ingatlahbahwa energi panas merupakan suatu driving force terhadap pergerakan partikel atom bahan). Vibrasi atom inilah yang berperan sebagai suatu penghalang (obstacle) terhadap pergerakandislokasi pada saat terjadi deformasi kejut/impak dari luar. Dengan semakin tinggi vibrasi itumaka pergerakan dislokasi mejadi relatif sulit sehingga dibutuhkan energi yang lebih besaruntuk mematahkan benda uji. Sebaliknya pada temperatur di bawah nol derajat Celcius, vibrasi atom relatif sedikit sehingga pada saat bahan dideformasi pergerakan dislokasi menjadi lebih mudah dan benda uji menjadi lebih mudah dipatahkan dengan energi yang relatif lebih rendah.