PENGUJIAN KEKUATAN TARIK

 Tujuan Penelitian

1.     Mengetahiu tegangan yield, tegangan ultimate, regangan, dan konraksi suatu bahan.

2.     Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap parameter-parameter diatas.

3.     Mengetahui cara pengujian tarik.

 

Teori Dasar Pengujian

Uji tarik digunakan untuk memperoleh informasi dari kekuatan bahan dan sebagai uji spesifikasi bahan. Pada uji tarik spesimen dibebani gaya tarik searah sumbu secara kontinyu. Kekuatan tarik suatu bahan dapat diketahui melalui pengujian tarik, kekuatan suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula. Tegangan yang digunakan adalah tegangan rata-rata pada uji tarik yang diperoleh dari pembagian beban (P) dengan luasan spesimen (A0), yang dapat dirumuskan :

σ =

 Dimana :

σ = Tegangan tarik (N/mm²)

P = Beban tarik maksimum (N)

𝐴₀ = Luas penampang mula-mula (mm²)

Regangan yang digunakan adalah regangan rata-rata yang diperoleh dari Hubungan antara regangan dan tegangan juga dapat diketahui dengan jelas dari grafik tegangan – regangan yang berdasarkan hasil uji tarik sebagai berikut:

Gambar  Hubungan tegangan-regangan berdasarkan hasil uji tarik.

Istilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan melihat hasil uji tarik diatas. Asumsi bahwa kita melakukan uji tarik mulai titik 0 sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar.

·     Batas elastisitas𝐸 (Elastis limit)

Dalam gambar diatas dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titk A, kemudian bebannya dihilangkan maka beban itu akan kembali ke kondisi semula yaitu regangan nol pada titik 0. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi belaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan.

·     Batas proporsional𝑃 (Proporsional limit)

Titik sampai dimana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek biasanya, batas proporsional sama dengan batas elastis, yang mana merupakan keseimbangan antara pertambahan tegangan dan regangan.

·       Deformasi plastis (Plastic deformation)

Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula ketika material dikenai gaya. Pada gambar diatas, material di tarik sampai melewati batas proposional dan mencapai daerah landing

·       Tegangan luluh atas (Upper Yield Stress)

Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing, peralihan deformasi elastis ke plastis.

·       Tegangan luluh bawah (Lower Yield Stress)

Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila yang dimaksud tegangan luluh (yieldStress), maka yang dimaksud adalah tegangan ini, yang ditandai dengan pertambahan regangan tanpa penambahan tegangan.

·       Regangan luluh ℰ𝑦 (Yield Strain)

Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis.

·       Regangan elastic ℰ𝑒 (Elastic Strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan akan kembali ke posisi semula.

·       Regangan plastis ℰ𝑝 (Plastic Strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan plastis bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan

·       Tegangan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strenght)

Pada gambar diatas, ditunjukkan dengan titik C (𝐵) merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.

·       Kekuatan patah (Breaking Strenght)

Pada gambar diatas, ditunjukkan dengan titik D,merupakan besar tegangan dimana bahan yang di uji putus atau patah.

Apabila suatu proses material dihasilkan dengan tegangan-regangan yang tidak memperlihatkan titik luluh/yield,maka mencarinya dengan metode offset, yaitu menarik garis lurus sejajar dengan diagram tegangan dimulai dari titk 0 regangan yang digunakan sebagai acuan dengan jarak 0,2% dari regangan maksimum.

Perpotongan garis offset dengan kurva tegangan regangan itulah tegangan yield dari bahan tersebut. Adapun pengaruh kandungan karbon terhadap grafik tegangan regangan bisa dilihat dengan klasifikasi berikut :

a)     Baja karbon rendah (0,1-0,3% karbon)

Adapun garis tegangan-regangan berada paling bawah, dengan daerah yield yang jelas.Kemudian naik sampai titik Ultimate  strength kemudian turun dan putus.

Gambar  Hubungan tegangan-regangan baja karbon rendah.

 

b)    Baja karbon menengah (0,3-0,85% karbon)

Adapun garis tegangan-regangan berada diantara baja karbon rendah dan baja karbon tinggi.Dimana daerah elastic naik secara linier sampai titik tertentu, kemudian naik secara polynomial sampai titik Ultimate strength kemudian turun dan putus,  tetapi penurunan tidak sepanjang pada baja karbon rendah.

Gambar Hubungan tegangan-regangan baja karbon menengah.

 

c)     Baja karbon tinggi (0,85-1,3% karbon)

Adapun garis tegangan-regangan berada pada posisi paling atas. Dimana daerah elastic naik secara linier sampai titik tertentu dengan kecuraman paling besar, kemudian naik secara polynomial sampai titik Ultimate strength kemudian turun dan putus.

Gambar  Hubungan tegangan-regangan baja karbon tinggi.

 

Elastisitas dan Plastisitas

a.     Elastisitas

Kemampuan suatu material untuk kembali kebentuk atau ukuran semula saat tegangan yang diberika dihilangkan.

b.     Plastisitas

Kemampuan suatu material untuk mengalami sejumlah deformasi plastis (permanen) tanpa mengalami patah dan dinyatakan dalam presentase perpanjangan atau presentase pengurangan luas penampang.