...

HUBUNGAN ANTARA KEKERASAN DENGAN KEKUATAN TARIK

by user

on
Category: Documents
23

views

Report

Comments

Transcript

HUBUNGAN ANTARA KEKERASAN DENGAN KEKUATAN TARIK
HUBUNGAN ANTARA KEKERASAN DENGAN KEKUATAN TARIK
PADA LOGAM ULET DAN GETAS
1
Sudarno 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 650OC, to 172 BHN at 700OC, and 160 BHN at 750OC 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 ( σu ) dari
Tabel 1 : Kode Bahan
Kode
A
B
C
D
E
F
G
H
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 :
Bahan
Baja St. 70, φ = ½”
Baja St. 50, φ = 3/4”
Besi Cor Ductile ( FCD. 60, φ = 1”
Kuningan (φ = ½” )
Aluminium (φ = ½” )
Tembaga (φ = ½” )
Besi Cor Ductile ( FCD.40, φ = 3/4”)
Coran Piston Sepeda Motor (φ = 3/4”)
2. Pengujian Kekerasan Vickers
Dari
beberapa
macam
pengujian kekerasan logam dipilih
jenis pengujian Vickers. Karena
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010
kelompok logam ulet dan getas baik ferrous
maupun non-ferrous.
pengujian Vickers dengan penetrator
intan berbentuk piramida dapat
diterapkan pada baik logam ulet
maupun
getas.
Beban
yang
HUBUNGAN ANTARA …………
9
diterapkan sebesar 30 Kg, pada setiap
benda uji diambil lima titik lokasi
pengamanatan.
Nilai Kekerasan Vickers dihitung
sebagai berikut :
Hv = 1,854 F/d2
kgf/mm2
;
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
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010
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 ; Regresi
Linier, Regresi Polinomial (orde-2),
Regresi Perpangkatan, dan Regresi
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.
HUBUNGAN ANTARA …………
10
B. DATA DAN ANALISA
Tabel 2 : Sifat-sifat mekanik dari hasil pengujian
Kode
Hv
q
σu
2
Bahan
(Kgf/mm2)
(%)
(Kgf/mm )
A
241,47
71,89
57,96
B
176,86
55,98
62,40
C
246,47
59,15
3,04
D
110,40
45,18
25,54
E
65,19
20,91
64,55
F
100,92
32,46
69,56
G
217,34
38,42
0,16
H
91,99
11,46
0,00
( Logam Getas )
Kelompok Jenis Logam
Ulet
Ulet
Getas
Getas
Ulet
Ulet
Getas
Getas
( Logam Ulet )
Gambar photo penampang patahan dari hasil pengujian
Absis (X)
Ordinat (Y)
Kelompok
Logam
Regresi
Linier
Regresi
Logaritm
a
Regresi
Polinomi
al (orde2)
Regresi
Perpangk
atan
Regresi
Polinomi
al
Pencocokan Kurva
Tabel 3 : Harga Korelasi dari beberapa macam pendekatan regresi.
Korelasi, R2
Hv
σu
Ulet
Getas
0,9968
0,5085
0,9855
0,5010
0,9998
0,5135
0,9586
0,4780
Dari tabel tersebut terlihat bahwa harga
rata-rata
korelasi
tertinggi
yaitu
pencocokan kurva dengan pendekatan
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010
0,9986
0,5120
regresi polinomial orde-2. Bentuk kurva
ditunjukkan pada gambar grafik berikut :
HUBUNGAN ANTARA …………
11
Absis (X)
Ordinat (Y)
Tabel 4 : Rata-rata kemiringan kurva
Hv
σu
Hv2
Kelompok
Logam
Getas, ( Y1 )
Ulet, ( Y2 )
Dimana untuk :
Logam Getas :
Y1 = - 0,0008X12 + 0,4471X1 –
10,91
Hv1 = Nilai Kekerasan Terendah =
91,99 Kgf/mm2
Hv2 = Nilai Kekerasan Tertinggi =
246,47 Kgf/mm2
Logam Ulet :
Y2 = - 0,0003X22 + 0,0,3977X2 –
3,7482
Hv1 = Nilai Kekerasan Terendah =
65,19 Kgf/mm2
Hv2 = 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
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010
θ =
0,1763
0,3057
Hv1
∫ Y′ d(x)
αo = tan -1 (θ )
Hv2 – Hv1
0,1745
0,2967
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, 4th 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.
HUBUNGAN ANTARA …………
12
Agritek Volume 11 Nomor 1 Maret 2010
HUBUNGAN ANTARA …………
13
Fly UP