HUBUNGAN ANTARA KEKERASAN DENGAN KEKUATAN TARIK PADA LOGAM ULET DAN GETAS

Transkripsi

1 HUBUNGAN ANTARA KEKERASAN DENGAN KEKUATAN TARIK PADA LOGAM ULET DAN GETAS Sudarno 1 1 adalah Dosen Fakultas Teknik Universitas Merdeka Madiun Abstract Heat treatment, especially anealling, aimed to change micro structure of material, in this research was Nodular Cast Iron. The changes of micro structure and the type of structure that occurred will determine mechanical properties of metal, including hardness number. The changes that occured greatly influenced by level of temperature, holding time and cooling rate. Anealling will decrease Brinell Hardness Number, from originally 180 BHN to 162 BHN at 650 O C, to 172 BHN at 700 O C, and 160 BHN at 750 O C respectively. Key Word : Anealling, Brinell Hardness Number Latar Belakang Sifat mekanik merupakan salah satu sifat logam yang memegang peranan penting sebagai pertimbangan dalam perencanaan teknik. Keberadaannya dalam logam tidak berdiri sendiri, akan tetapi saling terkait antara sifat yang satu dengan sifat yang lainnya, dan dapat dimodifikasi sesuai yang kita harapkan melalui teknologi bahan. Perubahan salah satu sifat, sedikit banyak akan mempengaruhi terhadap sifat yang lain. Dalam jurnal ini akan disajikan hubungan antara nilai kekerasan logam ( Hv ) dengan kekuatan tariknya ( σ u ) dari kelompok logam ulet dan getas baik ferrous maupun non-ferrous. A. METODE PENELITIAN 1. Penyiapan Bahan Dalam penyiapan logam ulet dan getas pada prinsipnya tidak dibatasi. Semakin banyak logam yang mewakilinya semakin akurat hubungan yang diperoleh antara nilai kekerasan logam dengan kekuatan tariknya. Namun mengingat segala keterbatasan yang ada diambil delapan macam jenis logam yang mewikili keduanya, sebagai berikut : Tabel 1 : Kode Bahan Kode Bahan A Baja St. 70, φ = ½ B Baja St. 50, φ = 3/4 C Besi Cor Ductile ( FCD. 60, φ = 1 D Kuningan (φ = ½ ) E Aluminium (φ = ½ ) F Tembaga (φ = ½ ) G Besi Cor Ductile ( FCD.40, φ = 3/4 ) H Coran Piston Sepeda Motor (φ = 3/4 ) 2. Pengujian Kekerasan Vickers Dari beberapa macam pengujian kekerasan logam dipilih jenis pengujian Vickers. Karena pengujian Vickers dengan penetrator intan berbentuk piramida dapat diterapkan pada baik logam ulet maupun getas. Beban yang Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 HUBUNGAN ANTARA 9

2 diterapkan sebesar 30 Kg, pada setiap benda uji diambil lima titik lokasi pengamanatan. Nilai Kekerasan Vickers dihitung sebagai berikut : Hv = 1,854 F/d 2 ; kgf/mm 2 Dimana : F = Beban yang diterapkan (Kgf) d = Panjang diagonal rata-rata bekas injakan (mm) 3. Pengujian tarik Pengujian ini mengunakan uji tarik SERVOPULSER. Mesin ini dalam operasionalnya dikendalikan dengan seperangkat panel-panel kontrol. Sehingga memungkinkan untuk mengatur beban tarik yang digunakan, laju perpanjangan, panjang langkah penarikan, maupun pengaturan alarm. Dengan memasang peralatan tambahan berupa mesin plotter, maka karakteristik beban tarik dan perpanjangan bantang uji dapat tercetak dalam bentuk diagram Beban-Perpanjangan. Sedangkan untuk spesimen benda uji diambil standart JIS No. 14A. 4. Pengelompokan Logam Ulet dan Logam Getas Parameter untuk menentukan sifat getas dan ulet suatu logam ada dua hal. Yang pertama adalah penyusutan luas area pada penampang patahan. Semakin besar penyusutan areanya, maka logam tersebut semakin ulet sifatnya, dan sebaliknya. Yang kedua Regangan, semakin besar regangan semakin ulet logam, dan sebaliknya. Namun demikian prilaku ulet dan getas suatu logam sesungguhnya merupakan besaran yang sifatnya relatif. Untuk itu kita perlu memilih salah satu, dan menentukan asumsi kalsifikadinya. Pada penelitian ini digunakan parameter penyusutan area (q) untuk menentukan ulet-getasnya logam. Dan diambil asumsi nilai penyusutan kurang dari 30% digolongkan sebagai kelompok logam getas. Sedangkan nilai penyusutan lebih dari 30% digolongkan sebagai kelompok logam ulet. 5. Pencocokan Kurva Untuk mendapatkan hubungan yang paling baik antara kekerasan dan kekutan tarik logam, disini diterapkan lima macam jenis pencocokan kurva. Yaitu ; Linier, Polinomial (orde-2), Perpangkatan, dan Polinomial. Dari berbagai jenis pencocokan kurva tersebut dipilih kurva yang mempunyai derajat korelasi paling tinggi. Derajat korelasi paling tinggi berharga 1 (satu). 6. Kemiringan kurva Dengan menghitung kemiringan (Slope) rata-rata kurva, maka dapat ditentukan seberapa besar pengaruh nilai kekerasan logam terhadap kekuatan tarik dari logam ulet dan getas. Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 HUBUNGAN ANTARA 10

3 B. DATA DAN ANALISA Tabel 2 : Sifat-sifat mekanik dari hasil pengujian Kode Bahan Hv (Kgf/mm 2 ) σ u q (%) (Kgf/mm 2 ) A 241,47 71,89 57,96 Ulet B 176,86 55,98 62,40 Ulet C 246,47 59,15 3,04 Getas D 110,40 45,18 25,54 Getas E 65,19 20,91 64,55 Ulet F 100,92 32,46 69,56 Ulet G 217,34 38,42 0,16 Getas H 91,99 11,46 0,00 Getas Kelompok Jenis Logam ( Logam Getas ) ( Logam Ulet ) Gambar photo penampang patahan dari hasil pengujian Pencocokan Kurva Tabel 3 : Harga Korelasi dari beberapa macam pendekatan regresi. Korelasi, R 2 Absis (X) Ordinat (Y) Kelompok Logam Linier Logaritm a Polinomi al (orde- 2) Perpangk atan Polinomi al Hv σ u Ulet 0,9968 0,9855 0,9998 0,9986 0,9586 Getas 0,5085 0,5010 0,5135 0,5120 0,4780 Dari tabel tersebut terlihat bahwa harga rata-rata korelasi tertinggi yaitu pencocokan kurva dengan pendekatan regresi polinomial orde-2. Bentuk kurva ditunjukkan pada gambar grafik berikut : Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 HUBUNGAN ANTARA 11

4 Tabel 4 : Rata-rata kemiringan kurva Absis (X) Ordinat (Y) Kelompok Logam θ = Hv 2 Hv 1 Hv 2 Hv 1 Hv σ u Getas, ( Y 1 ) 0,1763 0,1745 Ulet, ( Y 2 ) 0,3057 0,2967 Y d(x) α o = tan -1 (θ ) Dimana untuk : Logam Getas : Y 1 = - 0,0008X ,4471X 1 10,91 Hv 1 = Nilai Kekerasan Terendah = 91,99 Kgf/mm2 Hv 2 = Nilai Kekerasan Tertinggi = 246,47 Kgf/mm2 Logam Ulet : Y 2 = - 0,0003X ,0,3977X 2 3,7482 Hv 1 = Nilai Kekerasan Terendah = 65,19 Kgf/mm2 Hv 2 = Nilai Kekerasan Tertinggi = 241,37 Kgf/mm2 C. KESIMPULAN 1. Pada nilai kekerasan yang sama kekuatan tarik logam ulet lebih besar dibandingkan logam getas. 2. Pada perubahan nilai kekerasan yang sama, kekuatan tarik logam ulet mengalami perubahan yang lebih besar dibandingkan logam getas. Hal itu ditunjukkan pada harga kemiringan kurva logam ulet yang lebih besar dari logam getas. Daftar Pustaka 1. Davis, Harmer E., 1982, The Testing of Engineering Materials, 4 th Edition, McGraw-Hill Book Company, New York. 2. Callister Jr., William D., 1994, Materials Science and Engineering, Third Edition, John Wiley, Canada 3. Alexander J.M., 1981, Strength of Materials, Vol-I, Ellis Harwood, New York 4. Chapra, Steven C., 1991, Metode Numerik Untuk Teknik, Alih bahasa oleh S. Sardy, Universitas Indonesia, Jakarta. Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 HUBUNGAN ANTARA 12

5 Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010 HUBUNGAN ANTARA 13