Impact Toughness Test Sigit Ngalambang
Definisi Ketangguhan (Toughness) Dalam ilmu material dan metalurgi, ketangguhan adalah kemampuan suatu material untuk menyerap energi pembebanan dari material tanpa menyebabkan patahnya material. Salah satu definisi ketangguhan material adalah jumlah energi per volume yang dapat diserap material sebelum material pecah/patah. Hal ini juga didefinisikan sebagai resistensi terhadap kereusakan material (patah) pada saat diberi beban.
Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Toughness
Toughness material Material
Hardenability
Ductility
Toughness
High Carbon Steel
High
Low
Low
Low Carbon Steel
Low
High
Low
Medium Carbon Steel
Medium
Medium
Good Enough
Ketangguhan material berhubungan dengan luas area dibawah garis kurva uju tarik.
http://www.ndted.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Mechanical/Toughness.htm
Hal yang Mempengaruhi Ketangguhan Kecepatan pembebanan (Rate of Loading) Material biasanya memiliki kekuatan yang cukup terhadap beban statis, namun tidak demikian dengan pemberian secara dinamis (impak). Temperatur Pada temperature rendah biasanya keuletan dan ketangguhan menurun. Ketidakteraturan bentuk Material umumnya cukup tangguh untuk menahan beban uniaxial (beban pada satu bidang). Namun pada beban multiaxial yang dihasilkan oleh adanya ketidakteraturan bentuk, material mungkin tidak cukup kuat menahan beban tersebut. http://www.ndted.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Mechanical/Toughness.htm
Apa itu toughness test? Merupakan pengujian destructive testing. Bertujuan untuk mengetahui ketangguhan dari material. Secara umum, pengujian impact dilakukan dengan cara memberikan pukulan tiba-tiba terhadap spesimen uji untuk mendapatkan infomasi mengenai sifat rapuh/ulet dari spesimen.
Dengan cara apa didapatkan nilai tersebut? Takikan dibentuk dengan tujuan untuk menyerap energi impak yang dibutuhkan untuk menyebabkan spesimen uji patah. Perubahan energi potensial yang terjadi (sebelum diberi beban impak dan setelah spesimen patah) ditentukan dengan men-kalibrasi pendulum yang kemudian akan mengukur energi yang diserap.
ASM Handbook Vol.8, Mechanical Testing and Evaluation
Macam Pengujian Impak A. Metoda Charpy
B. Metoda Izod
Metoda Charpy Prinsip Kerja Sampel ditopang pada kedua sisinya, kemudian pendulum dipukulkan pada bagian tengah benda yang tidak diberi takikan. Selisih dari ketinggian awal pendulum dengan ketinggian akhir setelah tumbukan menunjukan nilai energi yang diserap oleh spesimen. [2]
ASM Handbook Vol.8, Mechanical Testing and Evaluation
Metoda Charpy Standar Spesimen Metoda Charpy (ASTM E 23, ISO 148, ISO 83)[2]
Charpy V Notch Murah Mudah untuk dibuat Digunakan untuk memperkirakan perbedaan kondisi pada beragam temperatur uji untuk baja yang sama. Digunakan untuk screening test in procurement.
Charpy Keyhole and U Notch Bentuk takikan yang landai membuat perubahan temperature tidak memadai
Mesin Uji Charpy
Skala Menunjukkan sudut pengayun sebelum dilepas dan sudut ketinggian terakhir setelah pendulum menabrak bahan uji. Satuan dalam derajat (o)
Standarisasi Dimensi Sampel Uji
Proses
Prosedur Kedudukan Awal
1. kedudukan awal dihitung 2. pemukul dilepas dari kedudukan awal
Kedudukan Akhir h
H awal
3. pemukul membentur bahan uji 4. pemukul akan berhenti pada kedudukan akhir 5. kedudukan akhir dihitung 6. kecepatan pukulan dan tenaga patah dihitung
Perhitungan Tinggi Pemukul (Hawal) :
H = r – r . cos a
Kecepatan Pukulan :
v = √ ( 2.g.H )
Tenaga Patah (Daya yang diserap):
Av=G(H–h)
Tenaga Patah per Luas Penampang (HargaImpak) : Keterangan :
Ak=Av/Ao
h
= tinggi pemukul ( m )
r
= jari-jari pemukul ( m )
α
= sudut pemukul ( ° )
v
= kecepatan ( m/s )
g
= percepatan gavitasi (m/s2 )
A v = tenaga patah ( N.m = J ) G = massa pemukul ( kg ) A k= tenaga/sat. luas ( J/ mm2 ) A 0= luas penampang ( mm2 )
Kriteria Hasil Test CharpVNotch Harga impak minimum Pergeseran yang terlihat pada patahan benda uji (dalam %) Lateral expansion Material
Energi Impak Minimum (J)
Shear Minimum (%)
Lateral Expansion Minimum (mm)
Baja
20
50
1.3
Shear Apparence of Fracture Test Bar
ASTM E 23 Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic
Lateral Expansion
Lisa Reiner, Experiment 2 : Notched bar impact testing of materials,2011.
Metoda Izod Prinsip dari metode izod hampir sama dengan metode charpy, yang membedakan hanya posisi pencekaman. Untuk charpy, benda ditahan pada kedua sisi yang sebidang, sedangkan untuk izod hanya satu bidang saja. Spesimen dapat berbentuk silinder. Keuntungan Izod
• Dapat dilakukan beberapa kali pengujian dalam satu sampel.
Kerugian Izod
• Diperlukan waktu yang lama untuk mencekam benda. • Tidak bisa digunakan untuk menguji sampel dengan temperature rendah.
Izod Test
Patahan Getas : Permukaan rata dan mengkilap. Potongan dapat dipasangkan kembali. Keretakan tidak dibarengi deformasi. Nilai pukulan takik rendah
Patahan Liat : Permukaan tidak rata, buram dan berserat. Pasangan potongan tidak bisa untuk dipasangkan lagi Terdapat deformasi pada keretakan Nilai pukulan takik tinggi
Patahan Campuran : Gabungan patahan getas dan patahan liat. Permukaan agak kusam dan sedikit berserat. Potongan masih dapat dipasangkan. Ada deformasi pada retakan. Paling banyak terjadi
Daftar Pustaka •ASTM E 23, Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials. •ASM Handbook Vol.8, Mechanical Testing and Evaluation.
•http://www.ndt-ed.org /EducationResources/CommunityCollege/Materials/Mech anical/Toughness.htm •Lisa Reiner, Experiment 2 : Notched bar impact testing of materials,2011. •Modul Kuliah Praktikum Material Teknik II Polman Bandung, 2006.
