good for your engineering

1. MODUL
PRAKTIKUM METALURGI (LOGAM)
FAKULTAS TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perancangan konstruksi mesin harus diupayakan menggunakan bahan
seminimal mungkin. Karena setiap kelebihan berat yang tidak perlu akan
berakibat terhambatnya fungsi atau kerja mesin serta memperbanyak biaya
produksi. Supaya berbagai tuntutan terhadap efisisensi bahan serta
memaksimalkan hasil dapat tercapai, maka sifat-sifat bahan seperti
mengoperasikan nya pada kondisi tertentu harus diuji. Penguji yang lainnya
untuk menyelidiki kesalahan, perlakuan atau kelemahan bahan yang dapat timbul
pada saat pembuatan, pengolahan atau pemakaian dalam konstruksi untuk
mencapai maksud ini harus dlakukan serangkaian pengujian sesuaia dengan
kekerasan.
Kekeasan suatu bahan merupakan salah satu sifat mekanis bahan yang
terpenting pengujian kekerasan bahan merupakan salah satu bentuk untuk
pengujian yang sederhana, cepat dan relatif murah dibanding beberapa bentuk
pengujian lain, namun diperlakukan untuk mengetahui kualitas bahan agar
tercipta suatu konstruksi yang berkualitas tinggi.
Definisi kekerasan sangat tergantung pada cara pengujian yang dilakukan,
beberapa definisi kekerasan adalah sebagai berikut:
a. Ketahanan terhadap identasi permanen akibat beban dinamis atau statis yang
disebut dengan kekerasan identasi.
b. Energi yang diserap impact disebut kekerasan pantul.
c. Kekerasan terhadap goresan disebut kekuatan goresan.
d. Ketahanan terhadap pemotongan disebut kekuatan mampu mesin.
Pengujian kekerasan yang banyak dilakukan adalah berdasarkan pada
identifikasi permanen atau deformasi plastis akibat beban statis. Hasil pengujian
kekerasan tidak dapat langsung dalam desain seperti halnya pengujian tarik

3. namun demikian pengujian kekerasan banyak dilakukan sebab hasilnya dapat
digunakan sebagai berikut:
a. Pada bahan yang sama dapat diklasifikasikan berdasarkan kekerasan. Dengan
kekerasan tersebut dapat ditentukan penggunaan dari bahan tersebut.
b. Sebagai kontrol kualitas dari produk seperti halnya mengetahui homogenitas
akibat suatu proses pembentukkan dingin, pemaduan, heat treatment, cost
hardening dan sebagainya.
c. Dengan demikian dapat juga sebagai sarana kontrol terhadap proses tersebut.
Kekuatan bahan merupakan tekanan atau tegangan tinggi yang mungkin
diterima suatu bahan yang diakibatkan perubahan bentuk terbesar sebelum terjadi
perpatahan. Tegangan yaitu perpatahan kecil dalam yang muncul pada suatu
satuan bidang seluas 10 mm2
.
1.2 Tujuan
1.2.1 Pengujian Tarik
Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain:
a. Mengetahui sifat logam dengan uji tarik.
b. Mengetahui tegangan luluh, ultimate tensile.
c. Mengetahui kekuatan tarik bahan.
1.2.2 Pengujian Impact
Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain:
a. Untuk mengetahui tegangan kejut yang dapat dialami oleh
bahan.
b. Untuk menentukan kekuatan suatu bahan.
c. Untuk mengetahui bentuk alur akibat perpatahan suatu bahan
1.2.3 Pengujian Kekerasan
Dalam pengujian ini mempunyai beberapa tujuan antara lain:
a. Memepelajari sifat logam dengan uji kekerasan.
b. Mengetahui kualitas logam dengan uji kekerasan.
c. Mengetahui struktur mikro dari benda uji.

4. 1.3 Manfaat
Beberapa manfaat dari pengujian ini antara lain:
a. Menambah pengetahuan bagi para praktikum khususnya tentang sifat-sifat
logam.
b. Sebagai pelatihan dalam melakukan pengujian suatu bahan.
1.4 Batasan Masalah
Pembatasan masalah yang diambil dalam laporan ini adalah:
a. Pengujian Tarik
b. Pengujian Impact
c. Pengujian Kekerasan (Vickers)

5. BAB II
DASAR TEORI
2.1. Pengujian Tarik
Pengujian tarik merupakan pengujian yang sering digunakan untuk
menentukan sifat-sifat mekanis dari suatu material seperti tegangan maksimal,
tegangan luluh dan tegangan. Umumnya benda uji yang digunakan adalah padat
dan silindris, beberapa ada yang berbentuk lembaran plat maupun berbentuk
seperti pipa dalam berbagai ukuran. Specimen kemudian dicekam diantara kedua
penjepit pada mesin uji tarik dimana mesin ini dilengkapi dengan berbagai
control sehingga specimen dapat diuji pada laju peregangan dan temperatur yang
berbeda.
Beban yang bekerja pada specimen serta perubahan panjang yang terjadi
akibat beban itu semua dicatat pada suatu diagram. Dimana diagram tersebut
dinamakan diagram tegangan regangan.
Dengan menggunakan diagram kita bisa meneliti apa yang terjadi apabila
batang uji tersebut diregangkan secara berangsur-angsur dari uji tarik suatu
material.
Dimana sumbu horizontal adalah sumbu perpanjangan batang akibat gaya
yang meregangkan yang dinyatakan dalam (N/mm2
) dan sumbu yang garisnya
vertical adalah sumbu gaya peregangannya yang dinyatakan dalam persen (%).
Dari keterangan ini dapat ditulis persamaan yang berlaku.
Besarnya harga kekuatan tarik atau tegangan maksimum adalah
Besarnya harga tegangan adalah:
ߪ =
P
A୓

6. Dimana:
σ = Kekuatan Tarik Maksimum (N/mm2)
P = Beban atau Gaya (N)
A0 = Luas Penampang Batang Mula-mula (mm2)
Besarnya harga regangan adalah:
ߝ =
‫ܮ‬ଵ − ‫ܮ‬଴
‫ܮ‬଴
x 100%
Dimana:
ε = Regangan (%)
L0 = Panjang Awal (mm)
L1 = Panjang Akhir (mm)
Pada awalnya dari titik 0 sampai dititik P berupa panjang yang elastic,
dimana perpanjangan berbanding lurus dengan beban. Pada pembebanan tertentu
dititik P garis mulai melengkung dan masih terjadi deformasi elastic. Apabila
mengulur
Eo o
P
VA
VB
S
B
Diagram Tegangan-Regangan
P
L
Diagram perpanjangan terhadap beban

7. beban dinaikan lagi sampai titik VB maka akan terjadi deformasi plastis dan
permanen yang cukup kuat, gejala ini disebut mulur atau mengulur. Karena
terjadi proses mengulur maka beban akan turun sampai titik VA setelah
melampaui fasa penguluran, benda akan bertambah sampai harga maksimum
dititik S disertai deformasi yang permanen. Dari grafik dapat dihasilkan atau
menunjukan adanya deformasi elastic dan deformasi permanen.
2.2. Pengujian Impact
Pengujian impact adalah suatu pengujian yang digunakan untuk menentukan
sifat-sifat suatu material yang mendapatkan beban dinamis, sehingga dari
pengujian ini dapat diketahui sifat ketangguhan suatu material baik dalam wujud
liat maupun ulet serta getas. Dengan catatan bahwa apabila nilai atau harga
impact semakin tinggi maka material tersebut memiliki keuletan yang tinggi.
Dimana material uji dikatakan ulet jika patahan yang terjadi pada bidang patah
tidak rata dan tampak berserat-serat. Tetapi apabila material getas, hasil dari
patahan tampak tara dan mengkilap.
Pada kondisi material ulet dapat mengalami patah getas dengan deformasi
plastis yang sangat kecil, fenomena ini terjadi jika:
1. Temperatur rendah
2. Laju tegangan bertambah
3. Tarikan
ulet
getas
I
T
hasil
uji impact
I=
A
k
gambar nilai impact dipengaruhi temperatur

8. Karena temperature dapat mempengaruhi material uji maka dalam
melakukan pengujian, sebaiknya dilakukan pada suhu antara 20o
sampai 22o
.
Alat yang digunakan adalah charpy test. Ada dua jenis batang uji standar yang
digunakan, yaitu tarikan berbentuk V dan U. Dalam pengujian ini menggunakan
tarikan berbentuk V. Bentuk material yang digunakan tarik berbentuk V karena
dapat melokalisir energy patahan.
Harga impact dapat dicari dengan persamaan:
‫ܫ‬ =
݇
‫ܣ‬
Dimana:
I = Nilai Impact (Joule/mm2)
k = Energi Impact yang terserap (Joule)
A = Luas Penampang (mm2)
2.3. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan merupakan suatu pengujian yang digunakan untuk
mengetahui harga kekerasan dari suatu material, dimana kekerasan dapat
didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap deformasi permanen
oleh penekanan.

9. Kekerasan dapat diukur dengan cara pengujian, dimana dalam praktikum ini
pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan alat kekerasan Vickers
(Vickers Hardness Tester)
Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang
dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besarnya sudut antara permukaan-permukaan
piramida yang saling berhadapan adalah 136o
. sudut ini dipilih karena nilai
tersebut mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antara
diameter kekakuan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell.
Dimana bekas injakan dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Angka kekerasan Vickers didefinisikan sebagai berikut:
ܸ‫ܰܪ‬ = 0,1891 x
ܲ
݀ଶ
136 +- 5oo
d1 d2

10. Dimana:
VHN = Nilai kekerasan Vickers (N/mm2)
P = Beban Penekanan (N)
d = diagonal rata-rata (mm)
yang mana ݀ =
ௗభା ௗమ
ଶ
Agar diperoleh nilai kekerasan yang cermat, sebaiknya harus diambil nilai
rata-rata dari pengujian sekurang-kurangnya tiga kali penekanan yang
berdekatan. Uji Vickers sama halnya dengan pengujian lain, harus dilakukan
pada suhu antara 18o
sampai 28o
, dan permukaan benda yang akan diuji juga
harus diamplas sampai licin atau mengkilap dan juga harus dijaga supaya tidak
terjadi perubahan struktur oleh pengerjaan tersebut. Selain itu, bidang penopang
harus rata. Sehingga terletak rapat pada benda uji dan garis kerja penekanan juga
harus tegak lurus dengan bidang uji.
Dalam melakukan pengujian Vickers tidak boleh diterapkan untuk uji
kekerasan terhadap sobokan yang homogeny, karena ujung berlian mungkin
Cuma mengenai lamena, grafit, sehingga diperoleh nilai kekerasan yang terlalu
rendah.
Setelah penekanan pada alat Vickers selesai, maka specimen dapat dilihat
hasil penekanan dengan mikroskop. Dengan pembesaran yang dikehendaki, baik
50x, 100x, 200x, 500x dan akan didapat diagonal atau diameter penekakan dari
penetrator yang berupa bujur sangkar.

11. Keuntungan pada pengujian Vickers adalah:
1. Kerusakan pada benda uji tidak seberapa.
2. Penekanannya berbanding lurus dengan beban, jadi nilai kekerasan yang
diperoleh tidak bergantung pada besarnya beban penekanan.
3. Tonjolan materi yang terjadi disudut-sudut adalah yang paling sedikit,
oleh karena itu garis windu penekanan dapat diukur dengan seksama.
2.4. Standar Pengujian
A. Standar Pengujian Tarik (JIS Z 2201)
1. Lingkup
Standar industry jepang merupakan test untuk pekerjaan yang
berkaitan dengan perlengkapan logam
Untuk maksud standar ini didefinisikan sebagai berikut menetapkan
alat yang digunakan atau dipakai:
a. Bagian parallel, bagian tengah, dan mempunyai bagian yang
seragam.
b. Genggaman akhir adalah bagian dimana potongan menyiapkan
dalam pesawat pengujian mesin.
c. Panjang pengukuran yang asli diantara 2 meter dari bagian parallel
tersebut.
d. Radius pengukuran bagian transisi yang parallel dan genggaman
akhir untuk kepentingan pada tekanan didalam.
e. Jarak genggaman adalah panjang mengangkutnya dengan bagian
dari kedua pesawat.

12. f. Tes menambahkan potongan dilakukan format secara geometris dan
dimensi bagian utama ditentukan agar partikel tes pengujian
mesin dilakukan.
g. Tes potongan yang tidak sebanding menambahkan suatu dimensi
dan format yang ditetapkan.
Diameter atau Lebar Ukuran panjang Jarak antara
Melintas (D) L Penjepit
Ukuran material 8xD (L ± 20) kira-kira
Keterangan : Penggunaan material ini berlaku untuk benda yang
berdiameter tidak lebih besar dari 25 mm.
B. Standar Pengujian Impact
1. Lingkup
Standar industry jepang menetapkan untuk pemotongan material
mekanik selanjutnya disebut benda uji. Pemilihan suatu tes digunakan
untuk standar material tertentu sesuai dengan standar.
2. Bahan uji

13. C. Standar Pengujian Kekerasan
1. Lingkup
Untuk standar pengujian kekerasan sangat mudah, contohnya standar
dalam U.S. dengan ASTME 92 dan jepang dengan JIS Z 2244 (ISO
6507-1, 6507-4). Dengan menekan material kita akan segera mengetahui
bagaimana standar material ini menerima tekanan.
Pengujian dengan alat penguji harus memiliki kamera dengan
lensa micron dan penerangan yang terang.

14. Gambar Alat Uji Tarik

15. Gambar Alat Uji Impact

16. Gambar Alat Uji Kekerasan Vickers

17. BAB III
LANGKAH PENGUJIAN
3.1. Pengujian Tarik
1. Tentukan titik tengah pada bahan uji yang akan diuji
2. Mengukur dimensi benda uji, dimensi yang dihitung berupa panjang mula-
mula dan diameter benda uji tersebut.
3. Hidupkan mesin uji tarik.
4. Cekam batang uji pada kedua penjepit dan kencangkan dengan keras.
5. Masukkan data-data yang diperlukan dalam Gotech testing machine software
di komputer.
6. Klik “test” pada Gotech testing machine software untuk memulai pengujian.
7. Lihat proses uji tarik pada monitor dan akan terlihat grafik hubungan antara
σ dan ε
8. Print hasil pengujian yang berupa diagram.
9. Lepas batang uji tersebut lalu ukur panjang akhir benda uji tersebut.
10. Catat hasil pengujian.
3.2. Pengujian Impact
1. Periksa jarum penunjuk angka, jika godam kapak menggantung bebas.
2. Naikkan godam kapak pada posisi awal dan jepit.
3. Tekan jarum penunjuk angka sampai menunjuk angka 300 kgf.
4. Tempatkan batang uji pada penampang, bila perlu stel kedua penampang.
5. Tekan kedua tangkai secara bersamaan untuk melepas kapak agar berayun
kebawah.

18. 6. Tekan tuas rem guna menghentikan godam kapak.
7. Catat hasil pengujian.
3.3. Pengujian kekerasan Vikers
1. Persiapkan material yang akan diuji, mulai dari proses pemotongan,
pengamplasan dan spesimen
2. Atur beban penekanan sesuai dengan yang dikehendaki
3. Atur waktu penekanan sesuai dengan ketentuan yang ada
4. Letakkan specimen pada meja uji dan naikkan sampai mendekati penekanan,
yaitu antara 0,2-0,5 mm
5. Tekan tombol start untuk menghidupkan mesin uji kekerasan Vickers, mesin
akan berjalan secara otomatis dengan menyalakan lampu penunjuk
6. Amati bekas injakan dengan menggunakan optic dengan cara memutar
rumah penekanan dan gantikan dengan lensa mikroskop
7. Dalam membaca hasil pengukuran dapat dilakukan dengan cara
a. Melepaskan garis vertical pada kaca dengan garis windu atau sudut-sudut
bujur sangkar, dan hitunglah jumlah strip yang bersinggungan dengan bujur
sangkar tersebut
b. Hitung strip garis vertical mulai dari tepi paling kiri sampai tepi paling
kanan
c. Perhatikan angka yang terdapat pada mikrometer
d. Catat hasil pengujian yang terdapat pada micrometer

19. Data Pengamatan Praktikum Metallurgi
Kelompok _______
I. Uji Tarik Standar JIS Z 2201
No Bahan l0 la Diameter Beban
II. Uji Impact
No Bahan Panjang Lebar Tinggi Bentuk Alur Energi Patah
III. Uji Kekerasan
No Bahan Beban P Diagonal 1 P Diagonal 2
Anggota Kelompok
1
2
3
4
5
Asisten
( )