1
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Seiring dengan berkembangnya teknologi semakin banyak dilakukan penelitian untuk menemukan teknologi baru yang layak digunakan oleh manusia sehingga mempermudah
pekerjaan
dalam
berbagai
hal.
Tidak
dapat
dipungkiri
sebagaimana kita ketahui material yang akan digunakan untuk membuat sebuah mesin haruslah berkualitas bagus hal ini akan menentukan kualitas dari mesin yang akan diproduksi serta digunakan. Hal ini sesuai dengan prinsip seorang insinyur yang mengedepankan keselamatan konsumen ketika merancang sebuah alat. Pengujian impactmerupakan salah satu dari cara pengujian yang dipakai untuk menguji kekuatan suatu material,pengujian ini dilakukan untuk menge-tahui nilai ketangguhan sebuah spesimen material uji yang akan digunakan untuk membuat sebuah mesin terhadap kemungkinan terjadinya benturandengan pengujian ini maka dapat kita hitung nilai impact dari suatu material . Pengujian Impact bisa diartikan sebagai suatu tes yang mengukur kemampuan suatu bahan dalam menerima beban tumbuk yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen dengan ayunan. Karena kebutuhan kualitas yang bagus dari suatu alat itulah perlu diadakanya pengujian impact material sehingga kemungkinan patah akibat benturan dapat
2
ditanggulangi.Mengingat alat yang akan kita buat harus membantu memudahkan pekerjaan manusia. B. Tujuan Adapun tujuan pengujian impact adalah sebagai berikut : 1. Untuk Mengetahui Ketahanan Material terhadap Beban kejut. 2.
3
II.
ISI
A. Uji Impact Impact test bisa diartikan sebagai suatu tes yang mengukur kemampuan suatu bahan dalam menerima beban tumbuk yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen dengan ayunan. (navale.engineering, 2013)
Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba melalui tumbukan.Ketangguhan adalah ukuran suatu energy yang diperlukan untuk mematahkan atau merusak suatu bahan yang diukur dari luas daerah dibawah kurva tegangan regangan.Suatu bahan mungkin memiliki kekuatan tarik yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk kondisi pembebanan kejut. Suatu paduan memiliki parameter
ketangguhan
terhadap
perpatahan
yang
didefinisikan
sebagai kombinasi tegangan kritis dan panjang reta. (Yerik Pasapan, 2011)
Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi yang besar ketika beban menumbuk spesimen. Energi yang diserap material ini dapat dihitung dengan menggunakan prinsip perbedaan energi potensial. Impact test adalah pengujian ketahanan material terhadap beban kejut. Garis besar pengujian impact:
4
1.
Energi takikan terhadap kekuatan tumbukan.
2.
Metode pengujian impact.
3.
Hubungan antara energi impact bahan dan temperature pada beberapa jenis takikan.
4.
Pengaruh temperaturterhadap laju patah getas.
5.
Tipe- tipe perpatahan
6.
Mode- mode perpatahan.
Gambar 1. Alat Uji Impact B. Metode Uji Impact Ada dua macam pengujian impact, yaitu : 1. Charpy
5
2. Izod Perbedaan charpy dengan izod adalah peletakan spesimen.Pengujian dengan menggunkan charpy lebih akurat karena pada izod, pemegang spesimen juga turut menyerap energi, sehingga energi yang terukur bukanlah energi yang mampu di serap material seutuhnya. Faktor yang mempengaruhi kegagalan material pada pengujian impak adalah a. Notch Notch pada material akan menyebabkan terjadinya konsentrasi tegangan pada daerah yang lancip sehingga material lebih mudah patah. Selain itu notch juga akan menimbulkan triaxial stress. Triaxial stress ini sangat berbahaya karena tidak akan terjadi deformasi plastis dna menyebabkan material menjadi getas. Sehingga tidak ada tanda-tanda bahwa material akan mengalami kegagalan. b. Temperatur Pada temperatur tinggi material akan getas karena pengaruh vibrasi elektronnya yang semakin rendah, begitupun sebaliknya. c. Strainrate Jika pembebanan diberikan pada strain rate yang biasa-biasa saja, maka material akan sempat mengalami deformasi plastis, karena pergerakan atomnya (dislokasi). Dislokasi akan bergerak menuju ke batas butir lalu kemudian patah. Namun pada uji impak, strain rate yang diberikan sangat tinggi sehingga dislokasi tidak sempat bergerak, apalagi terjadi deformasi plastis, sehingga material akan mengalami patah transgranular, patahnya ditengah-tengah atom, bulan di batas butir. Karena dislokasi ga sempat gerak ke batas butir. (Supajri, 2011)
6
1. Metode Charpy (USA) Merupakan cara pengujian dimana specimen dipasang secara horizontal dengan kedua ujungnya berada pada tumpuan, sedangkan takikan pada specimen diletakkan di tengah-tengah dengan arah pembebanan tepat diatas takikan. Kelebihan : 1. Hasil pengujian lebih akurat 2. Pengerjaannya lebih mudah dipahami dan dilakukan 3. Menghasilkan tegangan uniform di sepanjang penampang 4. Harga alat lebih murah 5. Waktu pengujian lebih singkat Kekurangan : 1. Hanya dapat dipasang pada posisi horizontal 2. Spesimen dapat bergeser dari tumpuannya karena tidak dicekam 3. Pengujian hanya dapat dilakukan pada specimen yang kecil 4. Hasil pengujian kurang dapat atau tepat dimanfaatkan dalam perancangan karena level tegangan yang diberikan tidak rata. 2. Metode Izood (Inggris)
7
Merupakan cara dimana specimen berada pada posisi vertical pada tumpuan dengan salah satu ujungnya dicekam dengan arah takikan pada arah gaya tumbukan. Tumbukan pada specimen dilakukan tidak tepat pada pusat takikan melainkan pada posisi agak diatas dari takikan. (Yerik Pasapan, 2011)
Kelebihan : 1. Tumbukan tepat pada takikan karena benda kerja dicekam dan spesimen tidak mudah bergeser karena dicekam pada salah satu ujungnya. 2. Dapat menggunakan specimen dengan ukuran yang lebih besar. Kerugian : 1. Biaya pengujian yang lebih mahal 2. Pembebanan yang dilakukan hanya pada satu ujungnya, sehingga hasil yang diperoleh kurang baik. 3. Proses pengerjaan pengujiannya lebih sukar 4. Hasil perpatahan yang kurang baik 5.
Waktu yang digunakan cukup banyak karena prosedur pengujiannya yang banyak, mulai dari menjepit benda kerja sampai tahap pengujian.
6. Memerlukan mesin uji yang berkapasitas 10000 ton
8
C. Jenis dan Tipe Perpatahan Uji impact Tipe perpatahan dalam pengujian impact dapat beberapa macam diantaranya sebagai berikut : 1. Perpatahan Intergranular. Yaitu perpatahan yang terjadi diantara butir.Perpatrahan ini terjadi pada logam ulet.Proses ini melalui tiga tahap: pertama- tama akan terbentuk lubang yang halusatau rongga.Batasnya pada permukaan yang lemah disebelah dalam.Ronga tersebut kemudian memuai akibat deformasi plastik dan akhirnya bergabung melalui penguatan lokal logam terbentuk perpatahan bersyarat.Jenis perpatahan terjadi karena rongga plastik instant, yang kemudian tembus keluar dan penatian tambah kedalam. 2. Perpatahan Transgranular. Yaitu perpataan yang terjadi didalam butir.Seringkali dianggap sebagai kelompok- kelompok perpatahan khusus.Pada berbagai paduan didapatkan keseimbangan yang sangat peka antara tegangan yang diperlukan untuk perambatan retak dan belah dengan tegangan yang diperlukan.Meskipun energiyang diserap pada rambatan retak lebih rendah dai perpatahan belah. Perpatahan transgranular atau juga disebut patah gelah yang umumnya terjadi pada
struktur
body
center
cubic
yang
dibuat
pada
temperature
rendah.Perpatahan Transgranular merupakan perpatahan yang terjadi akibat retakan yang merambat didalam butiran material. Perpatahan intergranular yaitu perpatahan yang terjadi akibat retakan yang merambat diantara butiran material yang kerap dikatakan sebagai perpatahan
9
khusus.Pada berbagai paduan didapatkan berbagai keseimbangan yang sangat peka antara tegangan yang diperlukan untuk perambatan retak dengan pembelahan dan tegangan yang diperlukan untuk perpatahan rapuh sepanjang batas butir.(Pasapan, 2011) Jenis Perpatahan 1. Patah ulet yaitu perpatahan yang terjadi yang didahului deformasi plastic dan penyerapan energy. 2. Patah getas yaitu perpatahan yang tanpa didahului dengan deformasi plastic dan penyerapan energi yang hanya sedikit atau dapat dikatakan tidak terjadi penyerapan energy
D. Hal-hal yang mempengaruhi uji impact Menurut pia mesin adapun hal-hal yang mepengaruhi pengujian impact antara lain adalah berikut : 1. Takikan. Pada suatu material atau bahan, terdapat takikan- takikan akan berpengaruh pada ketangguhan material. Hal ini disebabkab dengan adanya takikan maka akan mengakibatkan konsentrasi tegangan baik itu pada satu titik pada takikan atau lebih.Adapun jenis takikansebagaiberikut: a)
Takikan Segitiga Distribusi tegangan berkonsentrasi pada satu titik pada dasar takikan
10
b).
Takikan Segi empat Distribusi tegangan berkonsentrasipada dua titik
c).
Takikan setengah lingkara. Tegangan berkonsentrasi merata pada takikan.
energi/ usaha yang paling rendah untuk mematahkan suatu bahan pada berbagai jenis takikan segitiga karena tegangan terpusat pada satu titik.Kemudian meningkat, segi empat, dan yang paling tinggi adalah usaha untuk takikan lingkaran dimana tegangan merata pada takikan. 2. Beban. Pengaruh beban terhadap ketangguhan material adalah semakin berat beban yang diberikan maka usaha yang timbul karena beban tersebut semakin besar pula, sehingga material yang diuji lebih cepat patah dan sebaliknya. 3. Temperatur Temperatur menimbulkan pengaruh berarti pada ketangguhan suatu material/ bahan/Perubahan sifat suatu bahan berlangsung seiring dengan perubahan suhu yang terjadi.Semakin rendah suhu maka material akan semakin getas dan sebaliknya. 4. Jenis Perpatahan Untuk jenis patah ulet maka bentuk tampak patahannya akan berongga dan mengalami pengecilan, karena sebelum material itu patah, akan
11
didahului oleh necking (pengecilan penampang) dan peronggaan dalam material. Sedangkan untuk jenis
patah getas maka bentuk tampak
patahannya tidak berupa rongga dan tidak mengalami pengecilan penampang. Dia akan langsung patah tanpa didhului peristiwa sebelumnya. 5. Tipe Perpatahan Untuk tipe perpatahan transgranular perpatahan yang terjadi disebabkan oleh retakan yang merambat didalam butir, jadi bentuk tampak patahannya memperlihatkan perpatahan yang dialami butir sedangkan untuk tipe perpatahan intergranular, bentuk tampak patahannya hanya terlihat pada batas butir karena retakan yang terjadi hanya merambat diantara butir. 6.
Komposisi ukuran Butir Ukuran butir juga berpengaruh pada hasil tampak patahan, sesuai dengan ukuran besarnmya
maka semakin halus butiran maka material makin
rapuh dan bila ukuran butir besar maka akan ulet sehingga dalam perpatahannya akan didahului oleh peristiwa necking dan peronggaan. 7. Kadar Karbon Bentuk tampak patahan yang dialami oleh material yang berkadar akarbon tinggi akan berbeda dengan bentuk tampak patahan material yang berkadar karbon rendah karena kadar karbon juga akan menentukan sifat material. Semakin tinggi kadar karbon, maka material akan kuat dan getas. sebaliknya jika material itu memiliki kadar karbon rendah maka akan bersifat ulet
12
13
III. A. Simpulan B. Saran
Simpulan dan Saran
14
Daftar Pustaka navale.engineering, 2013 UJI BAHAN IMPACT TEST atau UJI TUMBUK. Dapat diunduh di http://navale-engineering.blogspot.com/2013/02/uji-bahanimpact-test-atau-uji-tumbuk.htmldiakses pada :9 mei 2013 ; Pukul 23:56. Yerik Pasapan, 2011 Teori Dasar Impact. Dapat diunduh di http://pahatbaja.blogspot.com/2011/06/teori-dasar-impact.html diakses pada : 9 mei 2013; Pukul 23:56
Dedek Supajri, 2011Impact Testing : Uji Impak . dapat diunduh di http://dedekpajrikoto.blogspot.com/2011/01/impact-testing-uji-impak.html diakses pada : 10 mei 2013; Pukul 01:05
Piamesin, 2012 Impact. Dapat diunduh di http://antopaendeblog.blogspot.com/2012/02/impact.html diakses pada : 10 Mei 2013; 01:20.
15
LAMPIRAN
