MODUL PRAKTIKUM UJI MATERIAL

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM UJI MATERIAL SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2016 / 2017 LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2017

2 PERATURAN LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN PERATURAN PRAKTIKUM 1. Praktikan harus hadir 15 menit sebelum praktikum dimulai. 2. Praktikan wajib membawa Modul dan Kartu Asistensi selama praktikum. Jika tidak, maka praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum tanpa seizin Ko. Ass dan asisten yang bertugas menjaga praktikum pada hari itu. 3. Jika Praktikan terlambat kurang dari 15 menit dengan alasan apapun, maka yang bersangkutan tidak diperkenankan mengikuti praktikum saat itu, sebelum yang bersangkutan mendapat izin dari Kepala Lab. atau Koordinator Asisten serta dapat menyertakan bukti yang kuat. Dan jika yang bersangkutan telah mendapat izin, maka yang bersangkutan akan diberikan Surat Peringatan dan diperkenankan mengikuti praktikum. 4. Keterlambatan lebih dari 15 menit tidak diperkenankan mengikuti praktikum saat itu, dan akan diberikan Surat Peringatan serta mendapatkan sanksi dari Lab. Dan wajib mengganti praktikum di hari lain dengan menyertakan surat penggantian hari dengan sepengetahuan Kepala Lab. atau Koordinator Asisten. Namun jika hari praktikum telah berakhir maka yang bersangkutan akan digugurkan. 5. Jika beberapa hari sebelum praktikum dilaksanakan praktikan sudah mengetahui tidak dapat mengikuti praktikum, maka kepada yang bersangkutan wajib membuat surat pemberitahuan resmi yang dapat disampaikan pada Koordinator asisten secara langsung maupun atas koordinasi dengan ketua kelompoknya, dan praktikan wajib menukar jadwal praktikum dengan praktikan lain di hari lain sesuai ketentuan Lab. 6. Batas konfirmasi penggantian jadwal atau tidak dapat mengikuti praktikum maksimal 2 hari sebelum jadwal praktikum yang bersangkutan. 7. Syarat untuk dapat mengikuti praktikum adalah telah mendapatkan ACC Material Testing Book semua bab pada tanggal 22 Maret Apabila melewati batas yang ditentukan dikenakan sanksi dari Lab. 8. Bagi praktikan yang tidak mengikuti praktikum sebanyak satu kali tanpa alasan yang jelas maka kepadanya akan digugurkan. 9. Selama praktikum, praktikan diharuskan memakai jas lab warna putih (tidak ada lambang/tulisan instansi kecuali Universitas Brawijaya), memakai Name Tag yang

3 disediakan laboratorium, membawa kartu asistensi serta berpakaian rapi, sopan, tidak memakai kaos oblong, tidak memakai aksesoris, mengenakan sepatu dan berkaos kaki. Apabila belum terpenuhi, maka yang bersangkutan tidak diperkenankan mengikuti praktikum. 10. Selama praktikum, praktikan dilarang meninggalkan Lab. dan menerima tamu tanpa seizin asisten yang bersangkutan, jika melanggar maka dikenakan sanksi pengurangan nilai dari asisten sesuai bab praktikum yang dijalani 11. Praktikan dilarang mengoperasikan alat-alat praktikum serta alat komunikasi tanpa adanya izin dari asisten yang bersangkutan, jika melanggar maka dikenakan sanksi pengurangan nilai dari asisten sesuai bab praktikum yang dijalani 12. Praktikan dilarang membawa senjata, makanan, minuman, merokok atau melakukan kegiatan yang dapat mengganggu jalannya praktikum, jika melanggar maka dikenakan sanksi pengurangan nilai dari asisten sesuai bab praktikum yang dijalani. 13. Jika pelanggaran terhadap pasal 10,11 dan 12 diulang sebanyak 2 kali, maka yang bersangkutan akan diberikan Surat Peringatan dan Diberikan Sanksi dari lab. 14. Jika terjadi kerusakan alat, maka menjadi tanggung jawab kelompok yang bersangkutan dan kelompok tersebut dilarang melaksanakan serangkaian kegiatan praktikum selama belum menyelesaikan persoalan tersebut. 15. Setiap kali praktikum berakhir, praktikan wajib merapikan dan membersihkan alat serta tempat praktikum. 16. Semua praktikan wajib aktif, tertib, dan kondusif pada saat praktikum. Jika tidak, maka akan diberikan Surat Peringatan. 17. Jika praktikan melakukan kecurangan kecurangan dalam praktikum maka sanksinya akan digugurkan. 18. Jika praktikan mendapatkan Surat Peringatan sebanyak 2 kali, maka praktikan akan digugurkan. 19. Hal hal yang belum ditentukan di peraturan ini akan ditentukan selanjutnya.

4 PERATURAN ASISTENSI 1. Asistensi dilakukan sesuai dengan kesepakatan antara praktikan dengan asisten laboratorium. 2. Pada saat asistensi, semua anggota kelompok harus hadir, kecuali telah dibuat kesepakatan tersendiri dengan asisten yang bersangkutan. 3. Praktikan wajib membawa modul praktikum, kartu asistensi dan buku referensi selama asistensi, jika tidak maka akan mendapat pembatalan asistensi dari asisten yang bersangkutan. 4. Praktikan harus melakukan asistensi minimal sebanyak 1 kali per bab dalam satu minggu, jika melanggar maka akan mendapat sanksi dari lab. 5. Jika praktikan tidak mengikuti asistensi sebanyak 2 kali tanpa alasan yang jelas, maka praktikan digugurkan. 6. Hal hal yang berhubungan dengan asistensi dapat diatur melalui koordinasi antara asisten dengan praktikan secara langsung. 7. Praktikan harus sudah mendapat ACC dan Nilai Material Testing Book semua bab pada tanggal 22 Maret Apabila sampai tanggal tersebut belum mendapat ACC maka yang bersangkutan diberikan Surat Peringatan dan akan mendapatkan sanksi dari Lab. 8. Khusus untuk praktikum Pengujian kekerasan, praktikan sudah harus mengumpulkan spesimen uji kekerasan maksimal 3 hari kerja terhitung setelah pengujian kekerasan. Jika lebih dari waktu yang ditentukan, maka praktikan dikenai sanksi dari Lab dan diberikan waktu tambahan sebanyak 1 hari, jika belum juga mengumpulkan spesimen maka praktikan mendapatkan Surat Peringatan dan tidak mendapatkan nilai Asisten pada bab yang bersangkutan. 9. Praktikan harus sudah mendapat ACC dan nilai semua bab Laporan Praktikum pada tanggal 26 April 2017 sebagai syarat mengikuti Presentasi. Apabila sampai tanggal tersebut belum mendapat ACC maka yang bersangkutan diberikan Surat Peringatan dan sanksi dari Lab. 10. Syarat untuk dapat mengisi jadwal presentasi adalah telah mendapatkan ACC semua bab laporan praktikum. 11. Post-Test akan dilakukan pada tanggal 5 Mei Syarat mengikuti Post Test

5 adalah membawa kartu asistensi, telah mendapat ACC semua Bab Laporan Praktikum, dan datang tepat waktu. Jika tidak maka praktikan tidak dapat mengikuti Post-Test dan tidak akan mendapatkan Nilai Post-Test. 12. Asistensi dosen harus dilakukan oleh praktikan dengan syarat semua pengujian sudah dilakukan, mendapatkan ACC semua bab Material Testing Book dan Laporan telah mendapat tanda tangan Lembar Persetujuan dari asisten. Praktikan harus mendapatkan ACC dan nilai dosen selambat-lambatnya 2 Juni Apabila sampai tanggal tersebut belum mendapat ACC dan nilai Dosen maka yang bersangkutan diberikan diberikan Surat Peringatan dan diberikan waktu 7 Hari aktif. Jika masih belum mendapat ACC dan Nilai Dosen, maka yang bersangkutan akan diberikan sanksi dari Lab 13. Pengumpulan Material Testing Book dan Laporan Praktikum dilakukan pada 5-6 Juni Jika terlambat mengumpulkan Material Testing Book dan Laporan Praktikum maka praktikan akan diberikan sanksi. 14. Semua praktikan dilarang bergurau dan diharapkan aktif pada saat asistensi, apabila melanggar maka praktikan akan mendapatkan pengurangan nilai pada bab yang bersangkutan. 15. Jika praktikan melakukan kecurangan kecurangan dalam asistensi, maka sanksinya adalah digugurkan. 16. Praktikan wajib menjaga kebersihan dan dilarang merokok di area laboratorium pengujian bahan. jika melanggar maka praktikan akan digugurkan. 17. Jika praktikan mendapatkan Surat Peringatan sebanyak 2 kali, maka praktikan akan digugurkan. 18. Hal hal yang belum ditentukan di peraturan ini akan ditentukan selanjutnya. Malang, 20 Februari 2017 Menyetujui, Kepala Laboratorium Ir. Erwin Sulistyo,. MT. NIP

6 LEMBAR PERSETUJUAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR ISI Material Testing Book BAB I PENDAHULUAN 1.1 Teori Dasar Pengujian Bahan Pengujian Bahan a. Pengujian Destruktif b Pengujian Non-destruktif 1.2 Sifat Mekanik Logam 1.3 Perlakuan Panas a. Perlakuan panas fisik b. Perlakuan panas kimiawi c. Perlakuan panas pada permukaan 1.4 Diagram Fe-Fe3C a. Reaksi Eutectoid b. Reaksi Hypo Eutectoid c. Reaksi Hyper Eutectoid 1.5 Diagram TTT Transformasi pada Diagram TTT 1. 6 Diagram CCT Transformasi pada Diagram CCT 1.7 Pergeseran Titik Eutectoid BAB II PENGUJIAN KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR 2.1 Definisi Kekerasan 2.2 Macam-macam Metode Pengujian Kekerasan 2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi kekerasan 2.4 Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) 2.5 Fasa fasa yang terdapat pada diagram Fe-Fe3C BAB III PENGUJIAN KEKUATAN KEJUT 3.1 Definisi Kekuatan Kejut 3.1 Macam-macam Metode Pengujian Kekuatan Kejut 3.2 Tipe dan Macam Notch Pada Spesimen Pengujian Kekuatan Kejut Pukul Takik 3.3 Faktor faktor yang mempengaruhi kekuatan kejut BAB IV PENGUJIAN KEKUATAN TARIK 4.1 Definisi Kekuatan Tarik 4.1 Hubungan Tegangan dan Regangan 4.2 Elastisitas dan Plastisitas 4.3 Mekanisme Deformasi dan Slip 4.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Tarik

7 BAB V PENGUJIAN KEMAMPUKERASAN 5.1 Sifat Kemampukerasan (Hardenability) Baja 5.2 Macam-macam Metode Pengujian Kemampukerasan 5.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kemampukerasan Baja DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

8 LEMBAR PERSETUJUAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR GRAFIK DAFTAR ISI LAPORAN BAB I LATAR BELAKANG PENGUJIAN BAB II PENGUJIAN KEKERASAN 2.1 Tujuan Pengujian 2.2 Definisi Kekerasan 2.3 Pelaksanaan pengujian Alat dan Bahan yang Digunkan a. Spesifikasi Alat dan Bahan yang Digunakan Uji Kekerasan Uji Mikrostrukutur Uji SEM (Scanning Electron Microscope) b. Komposisi Kimia Spesimen c. Pergeseran Titik Eutectoid d. Bentuk dan Dimensi Spesimen (di lampiran) Prosedur Pengujian a. Uji Kekerasan b. Uji Mikrostruktur c. Uji SEM (Scanning Electron Microscope) 2.4 Pengolahan Data Analisa SEM (Scanning Electron Microscope) a. Foto SEM Tanpa Perlakuan Panas b. Foto SEM Dengan Perlakuan Panas Analisa Mikrostruktur a. Analisa Mikrostruktur Tanpa Perlakuan Panas b. Analisa Mikrostruktur Dengan Perlakuan Panas Data Kelompok 2.5 Pembahasan 2.6 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran BAB III PENGUJIAN KEKUATAN KEJUT 3.1 Tujuan Pengujian 3.2 Definisi Kekuatan Kejut 3.3 Pelaksanaan Pengujian Alat dan Bahan yang Digunakan a. Spesifikasi Alat yang Digunakan b. Komposisi Kimia Spesimen

9 c. Peregeseran Titik Eutectoid d. Bentuk dan Dimensi Spesimen Prosedur Pengujian 3.5 Pengolahan Data Data Kelompok Pengujian Kekuatan Kejut Data Kelompok Analisa Bentuk Patahan 3.6 Pembahasan 3.7 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran BAB IV PENGUJIAN KEKUATAN TARIK 4.1 Tujuan Pengujian 4.2 Definisi Kekuatan Tarik 4.3 Pelaksanaan Pengujian Alat dan Bahan yang Digunakan a. Spesifikasi Alat yang Digunakan b. Komposisi Kimia Spesimen c. Peregeseran Titik Eutectoid d. Bentuk dan Dimensi Spesimen Prosedur Pengujian 4.5 Pengolahan Data Data Kelompok 4.6 Pembahasan 4.7 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran BAB V PENGUJIAN KEMAMPUKERASAN 5.1 Tujuan Pengujian 5.2 Sifat Kemampukerasan ( Hardenability ) Baja 5.3 Pelaksanaan Pengujian Alat dan Bahan yang Digunakan a. Spesifikasi Alat yang Digunakan b. Komposisi Kimia Spesimen c. Peregeseran Titik Eutectoid d. Bentuk dan Dimensi Spesimen Prosedur Pengujian 5.5 Pengolahan Data Data Kelompok 5.6 Pembahasan 5.7 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 PANDUAN PRAKTIKUM PERLAKUAN PANAS Alat dan Bahan yang Digunakan : 1. Dapur Listrik Spesifikasi dapur listrik yang digunakan adalah : Merk : OPENBAU HOFMANN Tipe : E / 90 Voltage : 220 volt Daya : 3,3 kw Suhu max : 1100 o C Buatan : Austria Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan pendinginan (cooling) dalam dapur. 2. Tang penjepit Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas.

11 3. Bak pendingin Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas 4. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu holding 5. Kertas Gosok Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran.

12 PENGUJIAN KEKERASAN DAN MIKROSTRUKTUR Tujuan : 1. Mengetahui angka kekerasan suatu bahan. 2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan. 3. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan. 4. Mengetahui perubahan struktur pada setiap perlakuan. Spesimen : Baja Bohler Special K Alat alat yang digunakan : Untuk Uji Kekerasan 1. Rockwell Type Hardness Tester Digunakan untuk mengukur kekerasan pada spesimen. Merk : CV 600A Indentor bola Rockwell : 1/16" Indentor intan : 120 Buatan : Jerman Skala pembebanan : HRA = 588 N HRB = 980 N HRC = 1471 N Gambar 2.1 Rockwell Type Hardness Test

13 2. Centrifugal Sand Paper Machine Digunakan untuk menghaluskan benda kerja. Merk : SAPHIR 330 Buatan : Jerman Diameter : 15 cm Putaran : 120 rpm Daya : 0.55 kw Tegangan : 220 Gambar 2.2 Centrifugal Sand Paper Machine 3. Dapur Listrik Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan pendinginan (cooling) dalam dapur. Spesifikasi dapur listrik yang digunakan adalah : Merk : OPENBAU HOFMANN Tipe : E / 90 Voltage : 220 volt Daya : 3,3 kw Suhu max : 1100 o C Buatan : Austria

14 Gambar 2.3 Dapur Listrik 4. Tang penjepit panas. Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan Gambar 2.4 Tang Penjepit 5. Bak pendingin Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas 6. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu holding

15 Gambar 2.6 Stopwatch 7. Kertas Gosok Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran. Gambar 2.7 Kertas Gosok

16 8. Jangka Sorong Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen Gambar 2.8 Jangka Sorong 9. Penggaris Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen Gambar 2.9 Penggaris

17 Untuk Uji Mikrostruktur 1. Mikroskop Logam Digunakan untuk melihat mikrostruktur spesimen, Dalam pengujian ini digunakan pembesaran 450 kali. Spesifikasi mikroskop logam yang digunakan : Merk : Nikon Buatan : Jepang Gambar 2.10 Mikroskop Logam 2. Kamera 3. Etsa Digunakan untuk memperjelas penampakan struktur mikro spesimen. Etsa berupa cairan kimia yang akan bereaksi dengan atom tertentu pada logam, terutama atom atom yang tidak stabil, misalnya atom pada batas butir. Etsa yang digunakan pada pengujian ini adalah nital, yang merupakan campuran 1 5 ml white nitric acid dalam 100 ml ethyl / methyl alcohol %. Nital akan menggelapkan perlit, menampakkan batas butir.

18 Gambar 2.11 Etsa 4. Metal polish Digunakan untuk menghaluskan dan mengkilapkan permukaan spesimen. Gambar 2.12 Metal Polish

19 5. Kain flanel Digunakan untuk menghaluskan dan membersihkan spesimen dari metal polish yang tersisa. Gambar 2.13 Kain Flanel Untuk Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) 1. Scanning Electron Microscope Gambar 2.14 Scanning Electron Microscope

20 Spesifikasi : - Merk : Phenom G2 Pro - Buatan : Belanda - Pembesaran : x Rentang Pembesaran : x Pembesaran digital maksimal : 12x - Resolusi : 25 mm Prosedur Pengujian Uji Kekerasan 1. Spesimen dipanaskan dan di-holding de ngan suhu dan waktu tertentu. 2. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan pada media tertentu 3. Siapkan permukaan benda kerja: a. Ratakan kedua permukaan benda kerja menggunakan kikir dan amplas kasar, sehingga kedua bidang permukaan tersebut sejajar. b. Haluskan permukaan benda kerja menggunakan centrifugal sand paper machine sampai betul betul rata dan halus dan siap diuji. 4. Siapkan perangkat uji kekerasan Rockwell C pada Universal Hardness Tester: a. Memasang bandul beban (1471 N). b. Memasang indentor intan. c. Memasang benda kerja pada landasan d. Atur tuas pada posisi Unloading 4. Putar turn wheel searah jarum jam secara perlahan hingga benda kerja menyentuh indentor tanpa mengalami impact, sampai jarum besar berputar sebanyak tiga kali pada skala C dan jarum kecil bergerak dari titik hitam menunju pada titik merah. 5. Dorong tuas pembebanan ke arah loading secara perlahan lahan. Tunggu hingga jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya. 6. Tunggu selama 10 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke unloading secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas, jarum ikut berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti.

21 7. Baca harga kekerasan HRC pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala C yang berwarna hitam. Uji Mikrostruktur 1. Permukaan spesimen yang akan difoto diratakan dan haluskan dengan centrifugal sand paper machine. 2. Permukaan spesimen dihaluskan dengan metal polish dan digosok dengan kain flanel sampai benar benar mengkilap dan halus. 3. Permukaan spesimen yang sudah mengkilap dibersihkan dengan alkohol, kemudian ditetesi cairan etsa. 4. Spesimen diletakkan pada mikroskop logam, kemudian fokus diatur sampai didapatkan gambar yang jelas dengan pembesaran 450 kali. 5. Dilakukan pemotretan dengan kamera, kemudian hasilnya dicetak. Uji SEM (Scanning Electron Microscope) 1. Ubah kondisi saklar Off atau 0 menjadi On atau 1. Mikroskop SEM akan bisa digunakan 12 jam setelah mode saklar dinyalakan. 2. Permukaan spesimen yang akan difoto diratakan dan haluskan dengan centrifugal sand paper machine. 3. Permukaan spesimen dihaluskan dengan metal polish dan digosok dengan kain flanel sampai benar benar mengkilap dan halus. 4. Permukaan spesimen yang sudah mengkilap dibersihkan dengan alkohol, kemudian ditetesi cairan etsa. 5. Spesimen diletakkan menggunakan holder yang sesuai dengan spesimennya, dan posisi permukaan tertinggi spesimen minimal berada 2 mm dibawah permukaan holder (agar tidak menabrak electron source). 6. Dilakukan pengambilan gambar dengan mikroskop, diatur fokus hingga pembersaran 5000x hingga fasa material terlihat.

22 Pengolahan data adalah sebagai berikut : 1. Untuk pengujian kekerasan, data yang diambil berupa kekerasan rata rata pada spesimen dengan dan tanpa perlakuan panas. 2. Untuk pengujian mikrostruktur, dari spesimen tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas diuji dengan metode meshing. Data dan hasil perhitungannya disusun dalam bentuk tabel, masing masing untuk spesimen yang tanpa perlakuan panas dan dengan perlakuan panas. Analisa SEM (Scanning Electron Microscope) Foto SEM Tanpa Perlakuan Panas Kertas Foto 6.5 cm x 6.5 cm Gambar 2.15 Foto SEM Material Tanpa Perlakuan

23 Foto SEM dengan Perlakuan Panas Kertas Foto 6.5 cm x 6.5 cm Gambar 2.16 Foto SEM Material dengan Perlakuan Panas... Analisa Mikrostruktur Mikrostruktur Tanpa Perlakuan Panas Kertas Foto 10 x 4 cm Gambar 2.17 Foto Mikrostruktur Material Tanpa Perlakuan

24 Dari hasil foto mikrostruktur tersebut diambil sepuluh sampel untuk dihitung presentase warna hitam dan putih. Tabel 2.1 Mikrostruktur Material Tanpa Perlakuan 1x1 cm Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperoleh data sebagai berikut : Tabel 2.2 Presentase Putih - Hitam No. Putih (%) Hitam (%)

25 Proporsi dari Sampel (p1) : n1 = 10 x 100 = 1000 p1 = Σputih n1 Standar Deviasi Sampel ( 1) : q1 = 1 - p1 1 = p1.q1 n1 Dari tabel distribusi standar dengan α = 5% maka diperoleh nilai Z(α /2) = ± 1,96 Interval penduga rata-rata proporsi warna putih : p1 Z(α /2). 1< p < p1 + Z(α /2). 1 - (1,96 x 1) < p < + (1,96 x 1). < p <. Jadi proporsi warna putih untuk foto mikrostruktur logam tanpa perlakuan panas berkisar antara % sampai % dengan tingkat keyakinan 95%

26 Mikrostruktur dengan Perlakuan Panas Kertas Foto 10 x 4 cm Gambar 2.18 Foto Mikrostruktur Material dengan Perlakuan. Dari hasil foto mikrostruktur tersebut diambil sepuluh sampel untuk dihitung presentase warna hitam dan putih. Tabel 2.2 Mikrostruktur Material dengan Perlakuan 1x1 cm

27 Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperoleh data sebagai berikut : Tabel 2.3 Presentase Putih - Hitam No. Putih (%) Hitam (%) Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperoleh data sebagai berikut : Proporsi dari Sampel (p2) : n2= 10 x 100 = 1000 p2= Σputih n2 Standar Deviasi Sampel ( 2) : q2= 1 p2 2= p2.q2 n2 Dari tabel distribusi standar dengan α = 5% maka diperoleh nilai Z(α /2) = ± 1,96 Interval penduga rata-rata proporsi warna putih : p2 Z(α /2). 2< p < p2+ Z(α /2). 2 - (1,96 x 2) < p < + (1,96 x 2). < p <. Jadi proporsi warna putih untuk foto mikrostruktur logam tanpa perlakuan panas berkisar antara % sampai % dengan tingkat keyakinan 95%

28 Uji Beda Dua Proporsi Untuk mengetahui perbedaan atara proporsi warna putih spesimen tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas dilakukan pengujian dua proporsi. Hipotesa : H0 : p1 = p2 H1 : p1 = p2 Data untuk menghitung Zhitung n1 = 1000 p1 =. q1 =. n2 = 1000 p2 =. q2 =. Perhitungan Zhitung : P1 P2 Zhitung = p1.q1 n1 +p2.q2 n =.x x 1000 =.. Kedudukan Zhitung pada kurva normal adalah sebagai berikut : - 1,96 1,96 Dari kurva uji Z diketahui bahwa Zhitung terletak pada daerah... berarti... yang nyata antara presentase warna putih untuk spesimen tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas.

29 Analisa Kekerasan Data spesimen tanpa perlakuan panas Tabel xx.x Judul Tabel No X [ X X ] [ X X ] Σ Kekerasan rata rata X X n Standar deviasi 2 [ X X ] n 1 Standar deviasi rata rata n db = n 1 = 10 1 = 9 dengan α = 5 % maka maka nilai t tabel t (α /2 ; db ) = t (0,025 ; 9) = 2,26 Interval penduga kekerasan spesimen tanpa perlakuan panas X { t( ; db) } <μ< X { t( ; db) } 2 2

30 Grafik dari Uji T Jadi kekerasan rata rata spesimen tanpa perlakuan panas berkisar antara % sampai % dengan tingkat keyakinan 95 %. Data spesimen dengan perlakuan panas No X [ X X ] [ X X ] Σ Kekerasan rata rata X X n Standar deviasi 2 [ X X ] n 1 Standar deviasi rata rata n db = n 1 = 10 1 = 9 dengan α = 5 % maka maka nilai t tabel t (α /2 ; db ) = t (0,025 ; 9) = 2,26 Interval penduga kekerasan spesimen dengan perlakuan panas X { t( ; db) } <μ< X { t( ; db) } 2 2

31 Grafik dari Uji T Jadi kekerasan rata rata spesimen dengan perlakuan panas berkisar antara % sampai % dengan tingkat keyakinan 95 %. Uji Beda Dua Rata - Rata Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan kekerasan pada spesimen tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan pelakuan panas, dilakukan uji beda dua rata rata dengan uji student t. Hipotesis H0 :μ1 = μ2 (tidak ada perbedaan kekerasan antara spesimen tanpaperlakuan dengan spesimen yang diberi perlakuan) H1 :μ1 μ2 (terdapat perbedaan kekerasan antara spesimen tanpaperlakuan dengan spesimen yang diberi perlakuan) Digunakan pengujian dua arah dengan Α = 5 % dan db = (n1 1) + ( n2 1 ) = ( 10 1 ) + ( 10 1 ) = 18 Maka nilai t tabel t ( 0,025 ; 18 ) = ± 2,101 Perhitungan thitung t hitung {( n 1 X 1) 1 ( n2 1) 2 n n X } 1 n1 1 n 2

32 kedudukan thitung pada kurva distribusi t adalah sebagai berikut : - 2,101 2,101 Dari kurva uji t diketahui bahwa t hitung terletak di daerah tolak / terima, berarti terdapat perbedaan / tidak terdapat perbedaan yang nyata antara rata rata kekerasan spesimen tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas.

33 PENGUJIAN KEKUATAN KEJUT Tujuan : 1. Mengetahui daya tahan suatu logam terhadap beban impact yang menyebabkan terjadinya patahan. 2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekuatan kejut logam. 3. Mengetahui cara pengujian kekuatan kejut. Spesimen :Baja Bohler Special K Bentuk dan dimensi sesuai standar ASTM A 370 V-notch. Alat alat yang digunakan : 1. Charpy Impact Testing Machine. Digunakan untuk mengukur kekuatan kejut. Berat pendulum Radius lengan : 24 Kgf : 60 cm Sudut lengan : 90 Gambar 3.1 Charpy Impact Testing Machine

34 Keterangan Gambar: 1. Pendulum. 2. Lengan pengikat 3. Jarum penunjuk derajat 4. Pemutar lengan 5. Tuas sabuk rem 6. Sabuk rem 7. Tombol pengunci 2. Dapur Listrik Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan pendinginan (cooling) dalam dapur. Seperti ditunjukkan pada gambar Tang penjepit Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas. Seperti ditunjukkan pada gambar Bak pendingin Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas 5. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu holding. Seperti ditunjukkan pada gambar Jangka Sorong Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar Kertas Gosok Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran. Seperti ditunjukkan pada gambar Penggaris Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.8.

35 Prosedur pengujian adalah : 1. Spesimen dipanaskan dan di-holding dengan suhu dan waktu tertentu. 2. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik untuk proses pendinginan pada media tertentu 3. Spesimen dibersihkan dari kotoran dan terak. 4. Dilakukan dry run test sebagai berikut: Pendulum alat uji Charpy diatur agar benar benar menggantung bebas dan dalam keadaan diam. Kedua jarum penunjuk diatur pada posisi vertikal. Lengan pengikat diturunkan dengan roda pemutar. Tombol pengunci ditekan selanjutnya jika kedudukan lengan pengikat sudah tepat terhadap pendulum, pengunci dapat dilepas tanpa menggesar kedudukan pendulum. Pendulum beserta lengannya diangkat dengan roda pemutar sehingga jarum luar menunjukkan skala yang sesuai dengan kedudukan pendulum dalam posisi horizontal (90 o ). Dilakukan dry run test untuk mengetahui energi yang dilepas mesin karena kerugian mekanik. Dilakukan pencatatan sudut yang ditunjuk oleh jarum. 5. Dilakukan pengujian sebagai berikut : Spesimen diletakkan pada tempatnya sehingga bagian punggung takik tepat pada posisi jatuhnya pendulum. Dilakukan pengujian seperti pada dry run test.

36 Rumus rumus yang digunakan : Dengan : W :Berat pendulum (Kg.m/s 2 ) H :Tinggi jatuh dari pendulum h :Tinggi naik dari pendulum R :Panjang dari point of support ke pendulum α :Sudut awal β :Sudut angkat (angle of rise) a. Energi potential (Ep) = m x g x h b. Energi potensial awal (Ep1) Ep=m x g x h Ep1=W x R (1 cos α) c. Energi potensial akhir (Ep2) = W x h = W x R (1 cos β) d. Energi yang dibutuhkan untuk menghancurkan spesimen = W x H W x h = (H h) = W x R (cos β cos α) = W x R cos β, ketika α = 90 o

37 Jadi rumus yang bisa digunakan untuk perhitungan spesimen uji kejut bisa menggunakan rumus diatas. a. Energi yang diperlukan secara ideal A0 = W x R x { cos ( 90 0 α1 0 ) cos β 0 } [Joule] b. Kerugian energi pada alat F = W x R x { cos ( 90 0 α0 0 ) cos β 0 ) [Joule] c. Energi aktual yang diperlukan A = A0 f [Joule] d. Energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen tiap satuan luas penampang Ak = A / F0 [Joule] Dengan : R = radius lintasan ( mm ) W = berat pendulum ( kgf ) F0 = luas penampang ( mm 2 ) α0 = sudut awal ( ) β0 =sudut dry run ( ) β1 = sudut akhir ( ) Pengolahan data adalah sebagai berikut : Data dan hasil perhitungannya untuk spesimen tanpa perlakuan panas dan dengan berbagai perlakuan panas disusun dalam bentuk tabel yang memuat data mengenai jenis perlakuan, sudut dry run test, sudut pengujian, energi ideal, kerugian energi, energi aktual, dan energi aktual per satuan luas.

38 PENGUJIAN KEKUATAN TARIK Tujuan : 1. Mengetahui tegangan yield, tegangan ultimate, tegangan putus suatu bahan. 2. Mengetahui regangan yield, regangan ultimate, regangan putus suatu bahan. 3. Mengetahui Modulus Elastisitas dan kontraksi dari suatu bahan. 4. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap parameter di atas. 5. Mengetahui cara pengujian tarik. Spesimen :Beton Esser Bentuk dan dimensi sesuai dengan standar ASTM E 8 Alat alat yang digunakan : 1. Mesin Uji Tarik Alat ini digunakan untuk memberikan beban tarik kepada spesimen. Spesifikasi Mesin Uji Tarik: Merk Kapasitas : MFL Piuf Und Me Bysteme GmbH D 6800 Mannheim : 100 kn Tipe : U PD 10 Tahun : 1982 Mesin ini memiliki tiga skala pengukuran beban, yaitu : A : 0 20 kn A + B : 0 50 kn A + B + C : kn

39 Keterangan Gambar : 1. Skala ukur pembebanan 2. Jarum pembebanan 3. Crane pengunci fluida 4. Crane pengatur kecepatan tarik 5. Chuck lever 6. Chuck 7. Pengukur pertambahan panjang specimen Gambar 4.1 Mesin Uji Tarik 2. Dapur listrik Dapur ini digunakan untuk proses pemanasan (heating), penahanan (holding), dan pendinginan (cooling) dalam dapur. Seperti ditunjukkan pada gambar Tang penjepit Digunakan untuk mengambil benda uji dari dapur listrik pada proses perlakuan panas. Seperti ditunjukkan pada gambar Bak pendingin Digunakan sebagai tempat media pendingin spesimen pada perlakuan panas. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.5.

40 5. Drawing pen Digunakan untuk menandai spesimen. Gambar 4.2 Drawing pen 6. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu holding. Seperti ditunjukkan pada gambar Jangka Sorong Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar Kertas Gosok Digunakan untuk membersihkan spesimen dari terak dan kotoran. Seperti ditunjukkan pada gambar Penggaris Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.8. Prosedur pengujian adalah : 1. Spesimen dipanaskan dan di-holding dengan suhu dan waktu tertentu. 2. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan pada media tertentu 3. Spesimen dibersihkan dari kotoran dan terak. 4. Dilakukan pengukuran dimensi spesimen, meliputi diameter awal dan panjang awal. Kemudian spesimen dibagi ke dalam segmen segmen dengan panjang masing masing 5 mm. 5. Spesimen dipasang dengan erat pada alat uji. 6. Alat uji diatur pada kecepatan angkat 1,8 liter / menit, dengan pembebanan pada posisi A + B, skala pertambahan panjang 0 mm, dan jarum beban pada posisi nol.

41 7. Mesin dinyalakan, dan dilakukan pengamatan dengan teliti terhadap beban, pertambahan panjang, dan perubahan diameter sampai spesimen patah. 8. Setelah patah, dilakukan pengukuran dimensi akhir spesimen. Rumus yang digunakan : 1. Luas penampang 2 2 a. luas penampang awal A0 D0 ( mm ) 4 b. luas penampang ultimate A 2 ( mm 2 u Du ) 4 c. luas penampang saat patah A 2 ( mm 2 f D f ) 4 2. Regangan l l a. regangan ultimate rekayasa u 0 u 100% l0 b. regangan ultimate sejati ' ln( 1) 100% l f l c. regangan patah rekayasa 0 f 100% l0 D0 d. regangan patah sejati ' f (2 ln ) 100% D e. titik yield = 0.2% x reganan rekayasa total l y l f. regangan yield 0 y 100% l 3. Tegangan 0 2 a. tegangan ultimate rekayasa u [ N / mm ] A0 Pu 2 b. tegangan ultimate sejati u ' ( u 1)[ N / mm ] A u 0 P f 2 c. tegangan patah rekayasa f [ N / mm ] A Pf 2 d. tegangan patah sejati f [ N / mm ] A P y 2 e. tegangan yield y [ N / mm ] A 0 f 0 u P u f

42 4. Kontraksi 2 2 D0 D f Q 100% [ %] 2 D0 5. Modulus elastisitas E = σ p [ N / mm 2 ] ε p Pengolahan data adalah sebagai berikut : Dari data spesimen tanpa perlakuan panas dan dengan perlakuan panas meliputi : diameter awal ( D0 ) diameter ultimate ( Du ) diameter patah ( Df ) beban yield ( Py ) beban ultimate ( Pu ) beban patah ( Pf ) panjang awal ( l0 ) panjang ultimate ( lu ) panjang akhir ( lf ) dilakukan perhitungan dengan rumus rumus yang ada.

43 Selanjutnya, data selama pengujian untuk spesimen tanpa perlakuan panas dan dengan berbagai perlakuan panas disusun dalam bentuk tabel yang terdapat data panjang, beban, diameter, luas penampang, tegangan rekayasa, tegangan sejati, regangan rekayasa, regangan sejati, dan kontraksi. : No. Panjang (mm) Beban (N) Diameter (mm) Luas (mm 2 ) Teg. Rekayasa (N/ mm 2 ) Teg. sejati (N/ mm 2 ) Reg. Rekayasa (%) Reg. Sejati (%) Kontraksi (%) Kemudian dari tabel spesimen tanpa perlakuan panas dan dengan perlakuan panas, dibuat delapan grafik yaitu : 1. Grafik Hubungan Tegangan (rekayasa + sejati) regangan (rekayasa) pada Spesimen Uji Tanpa Perlakuan 2. Grafik Grafik Hubungan Tegangan (rekayasa + sejati) regangan (rekayasa) pada Spesimen Uji dengan Perlakuan 3. Grafik Hubungan Regangan (rekayasa + Sejati) Kontraksi pada Spesimen Uji Tanpa Perlakuan 4. Grafik Hubungan Regangan (rekayasa + Sejati) Kontraksi pada Spesimen Uji dengan Perlakuan

44 5. Grafik Hubungan Tegangan (rekayasa + Sejati) Kontraksi pada Spesimen Uji Tanpa Perlakuan 6. Grafik Hubungan Tegangan (rekayasa + Sejati) Kontraksi pada Spesimen Uji dengan Perlakuan 7. Diagram Pengukuran Besar Diameter Spesimen Sebelum dan Sesudah Pengujian pada Spesimen Tanpa Perlakuan 8. Diagram Pengukuran Besar Diameter Spesimen Sebelum dan Sesudah Pengujian pada Spesimen dengan Perlakuan 9. Grafik hubungan antar perlakuan dengan tanpa perlakuan

45 PENGUJIAN KEMAMPUKERASAN Tujuan : 1. Mengetahui kemampukerasan suatu bahan. 2. Mengetahui pengaruh suhu pemanasan terhadap kemampukerasan bahan. 3. Mengetahui pengaruh waktu penahanan terhadap kemampukerasan bahan. 4. Mengetahui cara menentukan kemampukerasan bahan. Spesimen : Baja Assab 760 Alat alat yang digunakan : 1. Bejana pendingin (Bejana Jominy) Digunakan untuk mendinginkan benda uji dengan menyemprotkan air pada salah satu ujung benda uji. Keterangan Gambar 1. Penutup bejana Jominy 2. Keran aliran media pendingin 3. Pipa alir media pendingin 4. Saluran penyemprot 2. Dapur listrik Digunakan untuk memberikan perlakuan panas (heat treatment) pada benda uji. Seperti ditunjukkan pada gambar Kertas gosok Digunakan untuk menghilangkan kotoran dan terak pada benda uji. Seperti ditunjukkan pada gambar Tang penjepit Digunakan untuk memindahkan benda uji setelah pemanasan dalam dapur listrik. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.4.

46 5. Centrifugal Sand Paper Machine Digunakan untuk menghaluskan benda kerja. Seperti ditunjukkan pada gambar Rockwell Type Hardness Tester Digunakan untuk mengukur kekerasan. Seperti ditunjukkan pada gambar Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu holding. Seperti ditunjukkan pada gambar Jangka Sorong Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar Penggaris Digunakan untuk mengukur dimensi spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar Drawing Pen Digunakan untuk menandai spesimen. Seperti ditunjukkan pada gambar 4.2 Prosedur pengujian adalah : 1. Spesimen dipanaskan dan di-holding dengan suhu dan waktu tertentu. 2. Spesimen dipindahkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan. Pendinginan dimulai dari salah satu ujung batang. 3. Setelah pendinginan selesai, spesimen dibersihkan dengan kertas gosok. 4. Haluskan permukaan benda kerja menggunakan centrifugal sand paper machine sampai betul betul rata dan halus dan siap diuji. 5. Spesimen dibagi menjadi 10 bagian dengan jarak jarak 2; 4; 6; 8; 10; 15; 20; 30; 40; 60 mm dari ujung yang disemprot dan ditandai menggunakan Drawing Pen. 6. Kekerasan spesimen diukur dengan Rockwell Type Hardness Tester pada jarak jarak tersebut. 7. Siapkan perangkat uji kekerasan Rockwell C pada Universal Hardness Tester: a. Memasang bandul beban (1471 N). b. Memasang indentor intan. c. Memasang benda kerja pada landasan d. Atur tuas pada posisi Unloading

47 9. Putar turn wheel searah jarum jam secara perlahan hingga benda kerja menyentuh indentor tanpa mengalami impact, sampai jarum besar berputar sebanyak tiga kali pada skala C dan jarum kecil bergerak dari titik hitam menunju pada titik merah. 10. Dorong tuas pembebanan ke arah loading secara perlahan lahan. Tunggu hingga jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya. 11. Tunggu selama 10 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke unloading secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas, jarum ikut berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti. 12. Baca harga kekerasan HRC pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala C yang berwarna hitam. 13. Ulangi langkah 8-12 sampai didapat nilai kekerasan dari 10 bagian spesimen sesuai dengan jarak yang ditentukan. Pengolahan data adalah sebagai berikut. Data disusun dalam tabel baik untuk spesimen tanpa perlakuan maupun spesimen yang dipanaskan dan di-holding, kemudian ditentukan persamaan regresi eksponensialnya. No Xi yi Ln Yi Xi² Xi LnYi (mm) (HRC)

48 Nilai y adalah harga kekerasan pada suatu titik yang terlatak sejauh x dari ujung spesimen yang diquenching dimana y merupakan fungsi x. ax +b y = e dimana a dan b adalah bilangan konstan dan e adalah bilangan natural = 2,7182 Persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut : ln y = ln (e ax +b ) ln y = ax + b Apabila ada sejumlah data (n) maka : ln yn = axn + b Dengan demikian jumlah kuadrat deviasinya adalah : S = { ln y1 ( ax1 + b )} 2 + {ln y2 ( ax2 + b )} {ln yn ( axn + b )} 2 Dengan δ akan mencapai minimum bila : ds / da = 0 dan ds / db = 0 Jika ds / da = 0 maka : -2 (ln y1 ax1 b)x1 2(ln y2 ax2 b)x2 + -2(ln yn axn b)xn = 0 (ln y1 ax1 b)x1 + (ln y2 ax2 b)x2 + + (ln yn axn b)xn = 0 x1.ln y1 ax1 2 = bx1 + x2.ln y2 ax2 2 + bx2 + + xn.ln yn axn 2 bxn = 0 (x1.ln y1 + x2.ln y2+ + xn.ln yn) a(x1 2 + x xn 2 ) b(x1 + x2 + xn) = 0 Sehingga Σ xi.ln yi - a Σxi 2 - b Σxi = 0. ( 1 ) Jika ds / db = 0-2(ln y1 ax1 b) 2(ln y2 ax2 b) + 2 (ln yn axn b) = 0 (ln y1 ax1 b) + (ln y2 ax2 b) +. + (ln yn axn b) = 0 ln y1 ax1 b + ln y2 ax2 b + + ln yn axn b = 0 (ln y1 + ln y2 + + ln yn) a( x1 + x2 + + xn) nb = 0 Sehingga Σ ln yi - a Σ xi nb = 0 ( 2 ) Dari rumus ( 1 ) dan ( 2 ) maka dapat dicari nilai a dan b sehingga nilai y yang merupakan harga kekerasan pada suatu titik yang terletak sejauh x dari ujung spesimen yang diquenching dimana y merupakan fungsi x dapat diketahui.

49 Contoh Perhitungan Persamaan: Xi Ln Yi a Xi 2 b Xi = 0 a..b = Ln Yi a Xi nb = 0.a. b =. Eliminasi..a b =. b =.. a = Tabel 5.3 Data Tanpa Perlakuan No Xi (mm) Yi = e ax + b Sumber : Dokumentasi Pribadi (2016)

50 Perhitungan 1. Ln Yn = axn + b Ln Y1 = ax1+ b Ln Y1 =.. Y1 =.. Persamaan: Xi Ln Yi a Xi² b Xi = 0... Ln Yi a Xi nb = 0...

51 Kemudian dilakukan pengolahan data, yaitu : 1. Pengolahan data kelompok Dari data yang ada, dibuat grafik hubungan kekerasan jarak penyemprotan untuk spesimen tanpa perlakuan dan spesimen yang dipanaskan dan di-holding. Contoh Diagram Pengujian Kemampukerasan

52 *Tabel distribusi frekuensi dilampirkan pada Laporan Tabel Distribusi Z

53 Tabel Distribusi T

54 Tabel F