PENGENALAN
Siklus Material
Produk Setengah Jadi
Standar dan Code
ENGINEERING MATERIAL
-Baja (Steel): Baja Karbon, Baja Paduan
-Besi Cor (Cast Iron)
-Aluminium & Paduannya
-Tembaga & Paduannya: Brass, Bronze
-Titanium & Paduannya
-Superalloys: Ni-, Co-, Fe-Base
-Timah Putih -Timah Hitam & Paduannya: Babbitt
SIFAT FISIK MATERIAL
•Titik Cair
•Massa Jenis
•Konduktivitas Panas
•Konduktivitas Listrik
•Koefisien Muai
•Dan Lain-Lain.
SIFAT MEKANIK MATERIAL
•Kekuatan Luluh (Yield Strength)
•Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
•Perpanjangan (Elongation)
•Kekerasan (Hardness)
•Harga Impact
•Batas Lelah (Fatigue Limit)
•Batas Mulur (Creep Limit)
•Ketahanan Aus
SIFAT KIMIA MATERIAL
•Ketahanan Korosi
SIFAT TEKNOLOGI
•Mampu Cor (Castability)
•Mampu Bentuk (Formability)
•Mampu Las (Weldability)
•Mampu Keras (Hardenability)
•Mampu Mesin (Machinability)
PENGUJIAN & PEMERIKSAAN (TESTING & INSPECTION)
Pengujian Mekanik:
Uji tarik
Uji lentur
Uji geser
Uji tekan
Uji keras
Uji impact
Uji fatigue
Uji creep
Uji aus
Pengujian Korosi
Pemeriksaan Material
Pemeriksaan Komponen / Peralatan
Pemeriksaan (Inspection):
Teknik Pemeriksaan
Merusak (destructive):
Metalografi
Tidak merusak (non destructive): ndt / ndi:
Visual
Dye penetrant
Ultrasonic
X-ray radiography
Magnetic particle
Eddy current
Infra-red thermography
MACAM-MACAM PENGUJIAN MEKANIK
Uji Tarik (Tension Test)
Uji Impak (Impact Test)
Uji Lelah (Fatigue Test)
Uji Kekerasan (Hardness Test)
Uji Mulur (Creep Test)
Uji Lentur (Flexure Tes7)
Uji Tekuk (Bend Test)
UJI TARIK (TENSION TEST)
Sifat mekanik yang diperoleh dari pengujian tarik adalah:
• Kekuatan Tarik (tensile strength)
• Kekuatan Luluh (yield strength)
• Keuletan (ductility)
• Ketangguhan (toughness)
• Modulus Elastisitas
Sample UjiTarik
•Lokasi pengambilan sample, bentuk, dan dimensi spesimen ujitarik harus mengikuti standar, misalnya: JIS, ASTM
•Dimensi utama dari sample uji tarik adalah:
Luas penampang melintang awal = Ao
Panjang uji awal (gauge length) = Lo
Lokasi pengambilan sample Uji Tarik menurut JIS
Spesimen Uji Tarik Berbentuk Silinder, Pelat menurut ASTM E8
Spesimen Uji Tarik Untuk Pipa, menurut JIS Z 2201
Spesimen Uji Tarik Untuk Besi Cor menurut ASTM E8
Spesimen Uji Tarik untuk Kayu menurut ASTM D 143
Beberapa Kesalahan yang Mungkin Terjadi pada Pembuatan Speimen Berbentuk Pelat
Metoda Pengujian
• Spesimen uji tarik dijepit dikedua ujungnya dan ditarik dengan kecepatan konstan
• Akibat tarikan tersebut, specimen akan bertambah panjang dengan pertambahan panjang sebesar ΔL
• Akibat pertambahan panjang yang terjadi pada specimen, maka load cell akan mencatat reaksi berupa gaya tarik, yaitu P.
Kurva Tegangan-Regangan
Rumus tegangan:
Rumus regangan:
Kurva:
Dari kurva tegangan-regangan kita dapat mengetahui beberapa hal:
Kekuatan Tarik
Rumus:
Kekuatan Luluh
Rumus:
Keuletan material ditunjukkan oleh dua besaran yaitu:
regangan pada titik patah, ef, atau reduksi penampang, q
ef= (Lf–Lo)/Lo , (%)
q = (Af–Ao)/Ao, (%)
Modulus elastisitas material, E, ditunjukkan oleh kemiringan kurva tegangan-regangan teknis didaerah elastis.
E = tan α
Di Daerah Elastis
• Tegangan material sebanding dengan regangan yang terjadi
• Hukum Hooke σ = E. e
Di Daerah Plastis
• Deformasi plastis terjadi bila tegangan kerja melebihi kekuatan luluh (σk > σy)
• Akibat deformasi plastis, pada material terjadi perubahan bentuk yang permanen
• Material akan patah bila tegangan kerja melampaui tegangan ultimate (σk > σu)
Faktor Keamanan(Safety Factor) Untuk Beban Statis
• Menghindari Deformasi Plastis
SF = σi/σy
• Menghindari Kemungkinan Patah
SF= σi/σu
Tegangan-Regangan Sebenarnya(Truestress-strain)
Kurva tegangan-regangan sebenarnya sering didekati dengan menggunakan persamaan berikut:
K = konstanta tegangan
n = exponen pengerasan-regangan(strain hardening exponent)
Ketangguhan(Toughness)
• Ketangguhan material ditunjukkan oleh energi yang mampu diserap material sampai material patah
UJI IMPAK (IMPACT TESTING)
•Pengujian impak dilakukan untuk mendapatkan data keuletan material atau ketangguhan daerah lasan.
•Spesimen yang diberi takikan(notch) menerima beban tiba-tiba.
•Besarnya energi yang digunakan untuk mematahkan spesimen diukur.
Energi untuk mematahkan spesimen diukur berdasarkan pada perbedaan energi potensial dari bandul pemukul pada saat sebelum dan sesudah memukul spesimen
E = m . g (a - b)
E = energi untuk mematahkan spesimen(joule)
m = masa bandul pemukul
g = percepatan gravitasi
a = beda tinggi titik pusat masa bandul pemukul ke spesimen saat sebelum memukul
b = beda tinggi pusat masa bandul sesudah memukul spesimen
Dasar Pengukuran Energi Impak
Skema Proses Pengujian Impak
Pemasangan Spesimen pada Anvil
Temperatur Transisi Beberapa Jenis yang Diukur dengan Metoda Charpy
Patah Getas, Patah Ulet Sebagai Fungsi Dari Temperatur
Permukaan Patahan Spesimen Impak Sebagai Fungsi dari Temperatur Pengujian
• Uji Kelelahan
• Metode Pengujian Fatigue:
• Metode fatigue lentur putar (rotating bending fatigue)
• metode fatigue axial (axial fatigue)
• Pada mesin uji fatigue lentur putar, beban yang diterima oleh spesimen adalah tegangan normal bolak balik murni dengan rasio tegangan R=1.
• Besarnya tegangan dan jumlah putaran, N, yang mapu diterima oleh spesimen dicatat sebagai data pengujian.
• Bila pengujian fatigue dilakukan terhadap beberapa spesimen yang diberi tegangan berbeda-beda maka jumlah putaran yang mampu diterima oleh setiap spesimen sampai patah akan berbeda pula.
• Pemetaan tegangan sebagai fungsi dari jumlah putaran akan diperoleh kurva S-N.
• Kurva S-N untuk material baja membentuk garis horizontal pada suatu beban tegangan tertentu
• Dibawah tegangan ini secara teoritis baja tersebut mampu menerima beban fatigue untuk selamanya tanpa terjadi patah. Batas tegangan ini disebut batas fatigue (fatigue limit).
• Sedangkan material aluminium, tembaga, magnesium dan paduan tembaga memiliki kurva S-N yang terus menurun dengan naiknya jumlah putaran. Material jenis ini tidak memiliki batas fatigue.
• Sebagai penggantinya ditentukan suatu parameter yang disebut kekuatan fatigue (fatigue strength), yaitu besarnya tegangan yang mampu diterima oleh material untuk sejumlah putaran tertentu.
• Batas fatigue dan kekuatan fatigue material bergantung pada beberapa faktor antara lain:
o Ukuran komponen
o Konsentrasi tegangan, misalnya adanya takikan
o Kekasaran permukaan clan proses pengerjaan
o Tegangan sisa
Kurva Fatigue Test
Fatigue Test
Fatigue Testing Machine
