Waktu:1x pertemuan
Audio/Video
Soal-Tugas
Web
Pengujian Impak Prinsip Pengujian Cara pengujian Data yang diperoleh Kegunaan pengujian
Gambar
Mahasiswa dapat melakukan pengujian impak untuk mengetahui sifat dan karakterisasi bahan teknik
Topik (pokok, sub pokok bahasan, alokasi waktu)
Presentasi
XI
Tujuan Ajar/Keluaran/Indikator
Teks
Pertemuan ke
Media Ajar
√
√
√
√
√
√
Metode Ajar (STAR)
Metode Evaluasi dan Penilaian
a. Writing exam.skor:0100(PAN) b. Tugas : Jelaskan pengaruh temperatur bahan terhadap harga impak (skor:0-100)
TCL
Aktivitas Mahasiswa
1. Menerima materi sesuai kontrak pembelajaran 2. Baca bahan ajar sebelum kuliah
Aktivitas Dosen/Nama Pengajar
Menyampaikan materi sesuai bahan ajar. Pengajar: Lilik Dwi Setyana
Sumber Ajar
Akhmad. H.Y., 2009., Buku Panduan Praktikum Karakterisasi Material 1 Pengujian Merusak Surdia. T., Saito. S., 1997, Pengetahuan Bahan Teknik Video pengujian impak, youtube.com
BAB X. PENGUJIAN IMPAK
PENDAHULUAN Deskripsi Singkat 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. Besarnya harga impak merupakan hasil dari besarnya energy yang digunakan untuk menumbuk benda uji dibagi dengan luas penampang patahan bahan yang diuji, Pemilihan bahan yang tepat pada aplikasi industri untuk pembuatan suatu hasil merupakan hal terpenting dalam proses produksi. Metode pembelajaran yang akan disampaikan adalah Teacher Center Learning (TCL) pada bagian awal pemahaman, selanjutnya mahasiswa akan diberikan tugas untuk menganalisa hasil pengujian impak suatu bahan hingga mendapatkan harga impak bahan tersebut. Dari harga impak yang didapat, diketahui ketangguhan bahan, sehingga akan dapat menjelaskan sifat mekaniknya.
Manfaat Dengan pemahaman mengenai pengujian impak,, mahasiswa diharapkan dapat menentukan harga impak dan ketangguhan bahan teknik, sehingga dapat menentukan pemilihan bahan yang tepat pada aplikasi hasil produksi. Selain penentuan material, mahasiswa juga akan dapat melakukan pengujian
impak untuk menentukan analisa
kegagalan suatu produk. Mahasiswa juga akan diajarkan mengenai cara mengetahui sifat dan karakterisasi bahan teknik beserta melalui proses pengujian impak.
Relevansi Pengujian impak adalah salah satu metode yang digunakan untuk mengetahui sifat mekanik suatu bahan. Sifat mekanik yang dapat diketahui melalui pengujian impak ketangguhan bahan (toughness). Hasil pengujian impak akan dapat digunakan untuk pemilihan bahanyang akan digunakan pada aplikasi beban kejut.
Learning Outcomes 1. Mahasiswa dapat melakukan pengujian sifat dan karakterisasi bahan teknik dan menganalisa hasil pengujian impak. 2. Mahasiswa dapat menganalisa cacat pada bahan hasil produksi.
3. Mahasiswa dapat menentukan bahan yang sesuai untuk penggunaan tertentu.
PENYAJIAN Gambar 30 memberikan ilustrasi suatu pengujian impak dengan metode Charpy:
h’
Gambar 30. ilustrasi pengujian impak dengan metode Charpy
Pada pengujian impak ini banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. Pada Gambar 30. dapat dilihat bahwa setelah benda uji patah akibat deformasi, bandul pendulum melanjutkan ayunannya hingga posisi h’. Bila bahan tersebut tangguh yaitu makin mampu menyerap energi lebih besar maka makin rendah posisi h’. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau terdeformasi dengan mudah. Pada pengujian impak, energi yang diserap oleh benda uji biasanya dinyatakan dalam satuan Joule dan dibaca langsung pada skala (dial) penunjuk yang telah dikalibrasi yang terdapat pada mesin penguji. Harga impak (HI) suatu bahan yang diuji dengan metode Charpy diberikan oleh : E HI = A (dimana E adalah energi yang diserap dalam satuan Joule dan A luas penampang di bawah takik dalam satuan mm2. Secara umum benda uji impak dikelompokkan ke dalam dua golongan sampel standar yaitu : batang uji Charpy sebagaimana telah ditunjukkan pada
Gambar 10, banyak digunakan di Amerika Serikat dan batang uji Izod yang lazim digunakan di Inggris dan Eropa. Benda uji Charpy memiliki luas penampang lintang bujur sangkar (10 x 10 mm) dan memiliki takik (notch) berbentuk V dengan sudut 45 o, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji diletakkan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul, sebagaimana telah ditunjukkan oleh Gambar 10. Benda uji Izod mempunyai penampang lintang bujur sangkar atau lingkaran dengan takik V di dekat ujung yang dijepit. Perbedaan cara pembebanan antara metode Charpy dan Izod ditunjukkan oleh Gambar 31 di bawah ini:
Gambar 31. Perbedaan metode charpy dan izod
Serangkaian uji Charpy pada satu material umumnya dilakukan pada berbagai temperatur sebagai upaya untuk mengetahui temperatur transisi. Sementara uji impak dengan metode Izod umumnya dilakukan hanya pada temperatur ruang dan ditujukan untuk material-material yang didisain untuk berfungsi sebagai cantilever. Takik (notch) dalam benda uji standar ditujukan sebagai suatu konsentrasi tegangan sehingga perpatahan diharapkan akan terjadi di bagian tersebut. Selain berbentuk V dengan sudut 45o, takik dapat pula dibuat dengan bentuk lubang kunci (key hole). Pengukuran lain yang biasa dilakukan dalam pengujian impak Charpy adalah penelaahan permukaan perpatahan untuk menentukan jenis perpatahan (fracografi) yang terjadi. Secara umum sebagaimana analisis perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu: 1. Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme pergeseran bidang bidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet (ductile). Ditandai
dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram. 2. 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). 3. Perpatahan campuran (berserat dan granular). Merupakan kombinasi dua jenis perpatahan di atas.
Contoh Ketangguhan bahan teknik yang didapat dari hasil pengujian impak, dapat digunakan sebagai dasar pemilihan bahan yang tepat untuk aplikasi. Ketangguhan merupakan kemampuan bahan dalam menerima pembebanan secara tiba tiba. Banyak aplikasi industry dan kostruksi yang pada penggunaannya harus menerima pembebanan dinamis (tiba-tiba). Sebagai contoh poros roda kendaraan yang secaa tiba tiba kendaraan tersebut melalui jalan bergelombang, sehingga komponen akan menerima beban kejut.
Aktivitas Mahasiswa melakukan perhitungan besarnya energy yang diserap oleh benda uji dari pendulum pemukul benda kerja yang berayun.
Ilustrasi Mahasiswa dituntut untuk melihat proses pengujian impak baik metode Charpy maupun Izod melalui browsing di youtube.com Dari video ilustrasi, mahasiswa dapat menjelaskan prinsip pengujian impak yang tepat untuk mendapatkan sifat bahan teknik.
Rangkuman Pengujian impak merupakan pengujian yang dilakukan untuk mengetahui ketahanan bahan teknik dalam menerima pembebanan secara tiba tiba. Aplikasi pembebanan sevara tiba tiba sangat banyak ditemukan pada komponen kendaraan, mesin produksi dan masih banyak lagi. Pada pengujian impak, banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau terdeformasi dengan mudah. Pada pengujian
impak, energi yang diserap oleh benda uji biasanya dinyatakan dalam satuan Joule, dan harga impak didapat dari besarnya energi dibagi luas penampang patahan benda uji.
Petunjuk Penilaian dan Umpan Balik Nilai maksimal penyelesaian tes formatif adalah 100, sehingga tiap soal memiliki bobot 100/n (n adalah jumlah soal). Dari nilai pengerjaan tes formatif, tingkat serapan materi ajar oleh mahasiswa dapat diukur. Hasil ukuran tersebut akan digunakan sebagai evaluasi pembelajaran materi berikutnya.
Tindak Lanjut Kompetensi mahasiswa diharapkan dapat diukur dari nilai pengerjaan tugas, latihan dan tes formatif. Bagi mahasiswa yang memiliki nilai dibawah 40, dianggap belum memenuhi kompetensi, dan diharuskan melakukan ujian ulang.
