Bab 4 Kelompok 4

108

Laboratorium Pengujian Bahan

Laporan Praktikum Uji Material Semester Genap 2012/2013

BAB IV

PENGUJIAN TARIK

4.1 Tujuan Pengujian

1. Mengetahui tegangan yield, tegangan ultimate, regangan, dan

konstraksi suatu bahan.

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap parameter-parameter

diatas.

3. Mengetahui cara pengujian tarik.

4.2 Teori Dasar Pengujian

4.2.1 Definisi Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik merupakan kemampuan bahan untuk

menerima beban tarik tanpa mengalami kerusakan dan dinyatakan

sebagai tegangan maksimum sebelum putus dianggap sebagai data

terpenting yang diperoleh dari hasil pengujian tarik. Kekuatan tarik

pada baja akan naik seiring dengan naiknya kadar karbon dan

paduan. Bahan yang memiliki kadar karbon tinggi, kekerasannya

tinggi juga, sehingga kekuatan tariknya meningkat.

4.2.2 Hubungan Tegangan dan Regangan

Hubungan tegangan dan regangan dapat diketahui dengan

jelas pada diagram tegangan regangan yang didasarkan dari data

yang diperoleh dalam pengujian tarik. Pada tahap awal, dari uji

tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding

lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut, hal ini mengikuti

aturan Hooke sebagai berikut: “Rasio tegangan (stress) dan

regangan (strain) adalah konstan”. Stress atau tegangan adalah

beban dibagi luas penampang bahan. Sedangkan strain atau

regangan adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan.

109



Dengan rumusan:

Stress =

Strain =

Keterangan:

F = gaya tarik

A = luas penampang

ΔL = pertambahan panjang

Lo = panjang awal

Hubungan antara stress dan strain adalah

Gambar 4.1 Hubungan Regangan - Tegangan

Sumber :Anonymous 32 : 2012

Pada pengujian tarik, benda uji diberi beban tarik secara

aksial yang bertambah besar secara kontinyu dan dilakukan juga

pengamatan pertambahan panjang.

110



Gambar 4.2 Grafik hasil uji tarik

Sumber :Anonymous 33: 2012

Dalam hal ini:

Batas elastis σf

Pada gambar 4.2 dinyatakan pada titik A. Bila sebuah bahan diberi

beban sampai pada titik A. Kemudian beban dihilangkan maka

bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula. Tetapi jika beban

ditarik sampai melewati titik A, hokum Hooke tidak lagi berlaku

dan terdapat perubahan permanen dari bahan

Batas proporsional

Titik sampai dimana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir.

Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek biasanya

batas proporsional sama dengan batas elastis.

Deformasi Plastis

Perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada

gambar 4.2 yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas

proporsional dan mencapai daerah landing.

Tegangan Luluh Atas

Merupakan tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase

daerah landing peralihan deformasi elastis ke plastis.

111



Tegangan Luluh Bawah

Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki

fase deformasi plastis.

Tegangan Tarik Maksimum

Pada titik C(OB), merupakan besar tegangan maksimum, tapi bila

tegangan yang bekerja memiliki batas tersebut maka sebagian dari

perubahan bentuk itu tetap ada walaupun tegangan telah

dihilangkan.

Kekuatan Patah

Titik D merupakan besar tegangan dimana bahan yang di uji patah.

Apabila suatu proses pengujian dihasilkan diagram tegangan

regangan yang tidak memperlihatkan titik yield, maka cara

mencarinya dengan metode offset yaitu dengan cara menarik garis

lurus (garis offset) yang sejajar dengan jarak 0.002 atau 0.02%.

Perpotongan garis offset dengan kurva merupakan tegangan luluh

offset karena bukan merupakan sifat fisik dan dibuat suatu aturan

sembarang.

Gambar 4.3 Metode offset

Sumber : Ferdinand P. Beer, 2012: 60

112



4.2.3 Elastisitas dan Plastisitas

Elastisitas (kekenyalan) adalah kemampuan bahan untuk

menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan

bentuk yang permanen ketika tegangan dihilangkan. Bila suatu

benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk

bila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati suatu batas

tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat

sementara.

Plastisitas menyatakan kemampuan bahan untuk

mengalami sejumlah deformasi plastis (permanen) tanpa

mengakibatkan terjadinya kerusakan. Bahan yang mengalami

deformasi plastis cukup banyak dikatakan punya keuletan tinggi

sedangkan bahan yang tidak terjadi deformasi plastis dikatakan

sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah.

Gambar 4.5 Sifat mekanik pada diagram tegangan regangan

Sumber :G. Goeredifk, Vlinde (1984: 30)

Sifat Mekanik pada Daerah Elastis:

1. Kekuatan Elastis

Kemampuan untuk menerima beban atau tegangan tanpa

berakibat terjadinya deformasi plastis

2. Kekakuan

Suatu bahan yang memiliki kekakuan tinggi bila mendapat

beban akan mengalami deformasi elastis tapi hanya sedikit saja.

113



3. Resistance

Kemampuan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan

terjadinya deformasi plastis. Modulus resilience, Ur adalah

energi regang persatuan volume yang diperlukan sehingga

material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ke titik

luluh.

Ur ƸydƩ

Daerah elastis linier:

Material yang mempunyai sifat resilience adalah material

yang mempunyai tegangan luluh tinggi dan modulus elastis

rendah.

4. Modulus Elastisitas / Young

Modulus elastisitas merupakan ukuran kekakuan suatu

material. Makin besar modulus, makin kecil regangan yang

dihasilkan

Gambar 4.6 Diagram tegangan regangan material getas

Sumber :Ferdinand P. Beer , 2012: 59

114



Sifat Mekanik pada Daerah Plastis

1. Kekuatan Tarik

Kemampuan untuk menerima beban/tegangan tanpa

terjadi rusak atau putus. Ini dinyatakan dengan tegangan

maksimum sebelum putus.

2. Keuletan (ductility)

Kemampuan untuk berdeformasi secara plastis tanpa

menyebakan patah. Dapat diukur dengan besarnya regangan

plastis yang terjadi setelah batang uji putus

3. Ketangguhan

Kemampuan menyerap energi tanpa menyebabkan patah,

dapat diukur dengan besar energi yang diperlukan untuk

mematahkan

4. Plastisitas

Kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi

plastis tanpamengakibatkan terjadinya kerusakan.

4.2.4 Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tarik

1. Kadar karbon

Dengan meningkatkan kadar karbon dalam baja, maka akan

didapatkan kekerasan dan kekuatan tarik yang meningkat pula,

sedangkan pemanjangan dan pengecilan luas penampang akan

menurun.

2. Heat treatment

Proses heat treatment yang dilakukan akan menghasilkan sifat

mekanik logam yang kuat, keras serta ductilitasnya akan

bertambah. Selain itu, heat treatment juga akan menentukan

struktur mikro dari specimen.

3. Kecepatan pendinginan

Semakin cepat pendinginan, maka kekerasan akan meningkat,

kekuatan tariknya juga meningkat.

115



4. Konduktifitas termal bahan

Konduktifitas termal yang kecil akan memperlambat laju

pendinginan sehingga keuletan baja tinggi, yang menyebabkan

kekuatan tariknya menjadi kecil.

5. Unsur paduan

Adanya unsur paduan yang dapat bersenyawa misalnya nikel,

kromium dan mangan dapat meningkatkan kekuatan tarik karena

unsur paduan tersebut memiliki sifat keras.

6. Impact strength

Impact strength material berbanding terbalik dengan kekuatan

tarik material. Jika impact strength tinggi maka kekuatan tarik

material tersebut rendah.

4.3 Pelaksanaan pengujian

4.3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Mesin Tarik

Alat ini digunakan untuk memberikan beban tarik kepada

spesimen.

Spesifikasi Mesin Tarik

Merk : MFL Piuf – Und Me Bysteme Gmbh D 6800 Mannheim

Kapasitas : 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 : 0-100 kN

116



Gambar 4.10 Mesin Uji Tarik

Sumber : Laboratorium Pengujian Bahan Universitas Brawijaya

2. Jangka Sorong Digital

Digunakan untuk mengukur dimensi specimen

Gambar 4.11 Jangka sorong digital

Sumber :Anonyous34: 2012

3. Spidol

Digunakan untuk menandai spesimen

Gambar 4.12 Spidol


117



4. Kertas Gosok

Gambar 4.13 Kertas gosok


5. Penggaris

Gambar 3.14 Penggaris

Sumber :Anonymous 37: 2012

Komposisi Kimia Spesimen

Bahan : Baja ST 37

Komposisi : C = 0.16%

Mn = 0.4%-1.2%

Si = 0.35%

P = 0.035%

S = 0.03%

Al = 0.20

118



Pergeseran Titik Eutectoid

Tabel 4.1 Komposisi Paduan

Unsur Paduan Komposisi

(%)

Suhu

Eutectoid

Komposisi

Eutectoid

Mn 0.4%-1.2% 723 oC 0.73%

Si 0.35% 723 oC 0.7%

Perhitungan pergeseran titik eutectoid

TC = (𝑇𝐶𝑋%𝐶)

%𝐶 =

725𝑋0,73 + (727𝑋0,7)

0,73+0,7 = 725,08

% C = 725𝑋0,73 +(0,7𝑋727)

725+727 = 0,715

Keterangan : Fe – Fe3C

Pergeseran Titik Eutectoid

Gambar 4.9: Pergeseran Titik Eutectoid

Bentuk dan Dimensi Spesimen

Skala = 1:2

Satuan = mm

Gambar 4.10 : Bentuk dan Dimensi Spesimen

119



4.3.2 Prosedur Pengujian

1. Dilakukan proses heat treatment.

2. Spesimen dibersihkan dari kotoran dan terak.

3. Dilakukan pengukuran dimensi spesimen, meliputi diameter

awal dan panjang awal. Kemudian spesimen dibagi ke dalam

segmen-segmen dengan panjang masing-masing 5 mm.

4. Spesimen dipasang dengat erat pada alat uji.

5. Alat uji diatur pada kecepatan angkat 1.2 liter/menit, dengan

pembebanan pada posisi A+B+C, skala pertambahan panjang 0

mm dan jarum beban pada posisi nol.

6. Mesin dinyalakan dan dilakukan pengamatan dengan teliti

terhadap beban, pertambahan panjang dan perubahan diameter

sampai spesimen patah.

7. Setelah patah dilakukan pengukuran dimensi akhir spesimen.

4.4 Hipotesa

Kekuatan tarik suatu material salah satunya dipengaruhi oleh

perlakuan panas dan kecepatan pendinginan. Semakin cepat material

mengalami proses pendinginan maka kekuatan tariknya semakin tinggi.

Perlakuan panas mempengaruhi sifat mekanik logam, struktur

mikro spesimen, serta bentuk butiran. Sedangkan keseluruhan faktor

tersebut mempengaruhi gaya tarik antar atom. Sehingga perlakuan panas

mampu mempengaruhi kekuatan tarik. Kekuatan tarik bila diiurutkan dari

yang paling tinggi ke rendah berdasarkan teori perlakuan panas adalah

annealing, normalizing, tanpa perlakuan, martempering, hardening.

120



4.5 Pengolahan Data

4.5.1 Data Kelompok

a) Spesimen Tanpa Perlakuan

Contoh Perhitungan (Tanpa Perlakuan)

1. Luas penampang

a) Luas penampang awal (Ao)

Ao = xDo2

= x (6,42)2

=32,35 mm

2

b) Luas penampang ultimate (Au)

Au = xDu2

= x (5,99)2

= 28,166 mm

2

c) Luas penampang saat patah (Af)

Af = xDf2

= x (3,98)2

= 12,43 mm

2

2. Regangan

a) Regangan ultimate rekayasa (εu)

εu = x 100%

= x 100%

= 25 %

b) Regangan ultimate sejati (εu’)

εu’ = ln (εu+1) x 100%

=ln (25/100+1) x 100%

= 22,31 %

c) Regangan patah rekayasa (εf)

εf = x 100%

= x 100%

121



= 31,56 %

d) Regangan patah sejati (εf’)

εf' = (2 x ln x 100%

= (2 x ln x 100%

= 94,37 %

e) Regangan yield (εy)

εy = x 100%

= x 100%

= 10 %

3. Tegangan

a) Tegangan ultimate rekayasa (σu)

σu =

=

= 558,64 N/mm2

b) Tegangan ultimate sejati (σu’)

σu’ = x (εu + 1)

= x (25% + 1)

= 698,3 N/mm2

c) Tegangan patah rekayasa (σf)

σf =

=

= 493,82 N/mm2

d) Tegangan patah rekayasa (σf’)

σf'’ =

=

= 1290,3 N/mm2

122



e) Tegangan yield (σy)

σy =

=

= 505,56 N/mm2

4. Kontraksi

Q = x 100 %

= x 100 %

= 15,84 %

5. Modulus Elastisitas

ε = x 100 %

=

= 5055,56

4.5.2 Data Antar Kelompok

b) Spesimen dengan perlakuan Annealing 750oC holding 20 menit

Contoh Perhitungan

1. Luas penampang

a) Luas penampang awal (Ao)

Ao = xDo2

= x (6,2)2

=30,17 mm

2

b) Luas penampang ultimate (Au)

Au = xDu2

= x (5,57)2

= 24,35 mm

2

c) Luas penampang saat patah (Af)

Af = xDf2

123



= x (4,3)2

= 14,51 mm

2

2. Regangan

a) Regangan ultimate rekayasa (εu)

εu = x 100%

= x 100%

= 28,57 %

b) Regangan ultimate sejati (εu’)

εu’ = ln (εu+1) x 100%

=ln (0,28+1) x 100%

= 24,68 %

c) Regangan patah rekayasa (εf)

εf = x 100%

= x 100%

= 33,76 %

d) Regangan patah sejati (εf’)

εf' = (2 x ln x 100%

= (2 x ln x 100%

= 73,18 %

e) Regangan yield (εy)

εy = x 100%

= x 100%

= 2,59 %

3. Tegangan

a) Tegangan ultimate rekayasa (σu)

σu =

=

124



= 490,55 N/mm2

b) Tegangan ultimate sejati (σu’)

σu’ = x (εu + 1)

= x (22% + 1)

= 627,9 N/mm2

c) Tegangan patah rekayasa (σf)

σf =

=

= 407,68 N/mm2

d) Tegangan patah rekayasa (σf’)

σf'’ =

=

= 847,69 N/mm2

e) Tegangan yield (σy)

σy =

=

= 489,34 N/mm2

4.Kontraksi

Q = x 100 %

= x 100 %

= 51,89 %

5. Modulus Elastisitas

ε = x 100 %

=

= 489,34

125



Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Spesimen Tanpa Perlakuan

T abel 4.3 Data Hasil Pengujian Spesimen Dengan Perlakuan Annealing 750ᵒC

Holding 20 Menit

126



Gra

fik 4.1

Gra

fik H

ubun

gan

Teg

ang

an (

Rek

ayas

a-S

ejat

i) d

engan

Reg

angan

127



4.6. Pembahasan

A)Data Kelompok

Hubungan antara Tegangan ( rekayasa + sejati ) – regangan (rekayasa)

tanpa perlakuan

1) Tanpa Perlakuan

Hubungan antara tegangan dengan regangan dapat

diketahui dengan jelas pada grafik yang didasarkan dari data yang

diperoleh dari pengujian. Jika beban ditambah secara berlahan

maka pertambahan beban juga menambah regangan. Dalam grafik

terlihat tegangan sejati lebih tinggi dari pada tegangan rekayasa

untuk setiap penambahan regangan rekayasa.

Dari data tanpa perlakuan, untuk regangan 3,125% nilai

tegangan rekayasa sebesar 404,88 N/mm², sedangkan pada

tegangan sejati 504,104 N/mm², pada titik ini adalah titik

proporsional .Pada regangan 25% adalah titik ultimate untuk nilai

tegangan rekayasa sebesar 559,419 N/mm², sedangkan regangan

31,563% adalah titik ultimate untuk nilai tegangan sejati sebesar

1286,720 N/mm² dan kemudian patah. Nila dari tegangan sejati

lebih tinggi dari tegangan rekayasa dikarenakan pada tegangan

rekayasa digunakan luasan awal (Ao) sebagai acuan. Sedangkan

pada tegangan sejati digunakan luasan tiap segmen sebagai acuan

sehingga nilainya lebih besar.

Jika dibandingkan dengan spesimen perlakuan Annealing

maka kita dapat mengetahui bahwa spesimen tanpa perlakuan

memiliki sifat lebih keras dan bersifat getas, bisa kita lihat dengan

membandingkan nilai jangkauan tegangan dengan regangan dari

masing – masing perlakuan.

Spes

imen

Annea

ling 7

50

ᵒC H

old

ing 2

0 M

enit

128



Hubungan antara Tegangan ( rekayasa + sejati ) – Regangan (rekayasa)

Annealing 750oC holding 20 menit

Hubungan antara tegangan dengan regangan dapat

diketahui dengan jelas pada grafik yang didasarkan dari data yang

diperoleh dari pengujian. Jika beban ditambah secara berlahan

maka pertambahan beban juga menambah regangan. Dalam grafik

terlihat tegangan sejati lebih tinggi dari pada tegangan rekayasa

untuk setiap penambahan regangan rekayasa.

Dari data perlakuan Annealing 750oC holding 20 menit,

untuk regangan 5,19 % nilai tegangan rekayasa sebesar 478,385

N/mm², pada titik ini adalah titik proporsional. Pada regangan

28,57 % adalah titik ultimate untuk nilai tegangan rekayasa

sebesar 516,796 N/mm², sedangkan regangan 33,76 % adalah titik

ultimate untuk nilai tegangan sejati sebesar 847,420 N/mm² dan

kemudian patah. Nila dari tegangan sejati lebih tinggi dari

tegangan rekayasa dikarenakan pada tegangan rekayasa digunakan

luasan awal (Ao) sebagai acuan. Sedangkan pada tegangan sejati

digunakan luasan tiap segmen sebagai acuan.

Jika dibandingkan dengan spesimen tanpa perlakuan maka

kita dapat mengetahui bahwa spesimen tanpa perlakuan memiliki

sifat lebih keras dan bersifat getas, bisa kita lihat dengan

membandingkan nilai jangkauan tegangan dengan regangan dari

masing – masing perlakuan.

129



Gra

fik 4.3

Gra

fik H

ubun

gan

Reg

angan

(R

ekay

asa-

Sej

ati)

den

gan

Kontr

aksi

Spes

imen

Tan

pa

per

lakuan

T

anpa

per

lakuan

130



Hubungan Regangan (rekayasa + sejati) – Kontraksi pada

spesimen tanpa perlakuan

Pada grafik terlihat setiap penambahan regangan selalu

diikuti dengan penambahan kontraksi, hal ini menunjukkan

regangan berbanding lurus dengan kontraksi. Pada spesimen yang

diberi beban akan mengalami regangan yang ditunjukkan dengan

pertambahan panjang. Jika nilai regangan yang semakin besar,

maka pertambahan panjang spesimen yang terjadi juga semakin

besar. Semakin panjang spesimen tersebut, maka diameternya akan

semakin kecil sehingga nilai kontraksinya akan menjadi semakin

besar. Dari grafik tersebut juga menunjukkan bahwa nilai regangan

sejati lebih rendah daripada nilai regangan rekayasa dimana pada

grafik garis regangan rekayasa berada di atas garis regangan sejati.

Hal ini karena pada regangan sejati semakin lama hasil pembagian

semakin kecil.

Kontraksi dimulai pada 1,24% dengan regangan rekayasa

sebesar 3,125% sedangkan pada regangan sejati 3,07%. Setiap

penambahan regangan berpengaruh pada kontraksi yang semakin

besar, namun berpengaruh pada mengecilnya diameter spesimen.

Kontraksiter besar mulai terjadi pada 60,4% dengan regangan

sejati sebesar 27,19%, sedangkan pada regangan rekayasa 31,25%.

131



Gra

fik 4.4

Gra

fik H

ubun

gan

Reg

angan

(R

ekay

asa-S

ejat

i) d

engan

Kontr

aksi

Spes

imen

Annea

ling

750ᵒC

Hold

ing 2

0 M

enit

750ᵒC

Hold

ing

20 M

enit

132



Hubungan Regangan (rekayasa + sejati) – Kontraksi pada spesimen

Annealing 750oC holding 20 menit

Pada grafik terlihat setiap penambahan regangan selalu

diikuti dengan penambahan kontraksi, hal ini menunjukkan

regangan berbanding lurus dengan kontraksi. Pada spesimen yang

diberi beban akan mengalami regangan yang ditunjukkan dengan

pertambahan panjang. Jika nilai regangan yang semakin besar,

maka pertambahan panjang spesimen yang terjadi juga semakin

besar. Semakin panjang spesimen tersebut, maka diameternya akan

semakin kecil sehingga nilai kontraksinya akan menjadi semakin

besar. Dari grafik tersebut juga menunjukkan bahwa nilai regangan

sejati lebih rendah daripada nilai regangan rekayasa dimana pada

grafik garis regangan rekayasa berada di atas garis regangan sejati.

Hal ini karena pada regangan sejati semakin lama hasil pembagian

semakin kecil.

Kontraksi dimulai pada 3,6% dengan regangan rekayasa

sebesar 5,19% sedangkan pada regangan sejati 5,06%. Setiap

penambahan regangan berpengaruh pada kontraksi yang semakin

besar, namun berpengaruh pada mengecilnya diameter spesimen.

Kontraksi terbesar mulai terjadi pada 43,5% dengan regangan

sejati sebesar 27,13 %, sedangkan pada regangan rekayasa 31,16%.

Jika kita bandingkan antara spesimen tanpa perlakuan dan

spesimen Annealing dilihat dari regangan dan kontraksinya yaitu

pada spesimen tanpa perlakuan regangan patah rekayasa 31,56%,

sejati 95% dengan kontraksi 61,5%. Pada spesimen Annealing

regangan patah rekayasa 33,76%, sejati 67,95% dengan kontraksi

49,3%s dapat di simpulkan bahwa Annealing lebih ulet dibanding

tanpa perlakuan karena nilai regangan dan kontraksinya lebih besar

dibanding tanpa perlakuan.

133



134



Hubungan antara Tegangan (rekayasa + sejati) – Kontraksi pada spesimen

tanpa perlakuan

Pada grafik hubungan tegangan (rekayasa + sejati) –

kontraksi pada spesimen tanpa perlakuan menunjukkan nilai grafik

yang terus meningkat. Dari grafik tersebut menunjukkan bahwa

pada tiap kenaikan nilai kontraksi juga diikuti dengan kenaikan

nilai tegangan. Keduanya memiliki hubungan yang berbanding

lurus hingga titik puncak (ultimate) pada tegangan 699,274N/mm

2,

regangan 22,3%. Kemudian terjadi penurunan tegangan hingga

mencapai titik patah pada tegangan 1286,7N/mm

2 dengan regangan

95,6%. Hal ini karena pada spesimen yang diberi beban terus –

menerus akan mengalami kenaikan nilai tegangan sampai pada titik

tegangan tertinggi dengan terjadinya pertambahan panjang atau

deformasi pada spesimen tersebut. Setelah melewati titik puncak

ultimate maka nilai tegangan mengalami penurunan hingga

spesimen mengalami patah namun nilai kontraksinya tetap

mengalami kenaikan dari titik ultimate sampai titik patah. Adanya

pembebanan yang terus – menerus menyebabkan terjadinya

pertambahan panjang pada spesimen. Semakin panjang spesimen

tersebut, maka diameter akan semakin kecil sehingga nilai

kontraksi semakin besar hingga spesimen mengalami patah. Dari

grafik tersebut bisa kita lihat bahwa nilai tegangan sejati lebih

besar daripada nilai tegangan rekayasa dimana grafik tegangan

sejati berada di atas grafik tegangan rekayasa. Hal ini karena pada

tegangan sejati menggunakan luasan tiap segmen sebagai acuan

sedangkan pada tegangan rekayasa menggunakan luasan awal

sebagai acuan sehingga nilai tegangan sejati lebih besar dari

tegangan rekayasa.

Jika kita lihat dari nilai tegangan dan kontraksinya antar

spesimen tanpa perlakuan dan annealing bisa kita simpulkan

bahwa spesimen tanpa perlakuan lebih keras. Pada spesimen tanpa

perlakuan nilai tegangan ultimate rekayasa 559,4N/mm

2, ultimate

135



sejati 699,2N/mm

2 dengan kontraksi patah 61,5% sedangkan pada

spesimen Annealing nilai tegangan ultimate rekayasa 516,7N/mm

2,

ultimate sejati 661,4N/mm

2 dengan kontraksi patah 49,3%.

136



Gra

fik 4.6

Gra

fik H

ubun

gan

Teg

ang

an (

Rek

ayas

a-S

ejat

i) d

engan

Kontr

aksi

Spes

imen

Annea

ling 7

50

ᵒC H

old

ing 2

0 M

enit

A

nnea

ling

750ᵒC

Hold

ing 2

0 M

enit

137



Hubungan antara Tegangan (rekayasa + sejati) – Kontraksi pada

spesimen dengan perlakuan Annealing 750oC holding 20 menit

Pada grafik hubungan tegangan (rekayasa + sejati) –

kontraksi pada spesimen dengan perlakuan annealing menunjukkan

nilai grafik yang menerus naik. Dari grafik tersebut menunjukkan

bahwa pada tiap kenaikan nilai kontraksi juga diikuti dengan

kenaikan nilai tegangan. Keduanya memiliki hubungan yang

berbanding lurus hingga mencapai titik puncak (ultimate) pada

tegangan 661,4N/mm

2 dan regangan 25%. Kemudian terjadi

penurunan tegangan hingga mencapai titik patah pada tegangan

847,4N/mm

2 dan regangan 67,9%. Hal ini karena pada spesimen

yang diberi beban terus – menerus akan mengalami kenaikan nilai

tegangan sampai pada titik tegangan tertinggi dengan terjadinya

pertambahan panjang atau deformasi pada spesimen tersebut.

Setelah melewati titik ultimate maka nilai tegangan akan

mengalami penurunan hingga spesimen mengalami patah namun

nilai kontraksinya tetap mengalami kenaikan dari titik ultimate

sampai titik patah. Adanya pembebanan yang terus – menerus

menyebabkan terjadinya pertambahan panjang pada spesimen.

Semakin panjang spesimen tersebut maka diameternya akan

semakin kecil sehingga nilai kontraksinya akan semakin besar

hingga spesimen mengalami patah. Dari grafik tersebut bisa kita

lihat bahwa nilai tegangan sejati lebih besar daripada nilai tegangan

rekayasa dimana grafik tegangan sejati berada di atas grafik

tegangan rekayasa.Hal ini karena pada tegangan sejati

menggunakan luasan tiap segmen sebagai acuan sehingga nilai

tegangan sejati lebih besar dari tegangan rekayasa.

138



Gra

fik 4

.7 D

iag

rm P

erub

ahan

Tia

p S

egm

en S

pes

imen

T

anpa

Per

lakuan

139



Grafik Penyusulan Diameter Sebelum dan Sesudah Patah

Tanpa Perlakuan

Pada grafik penyusutan diameter sebelum dan sesudah

patah spesimen tanpa perlakuan menunjukkan bahwa penyusutan

diameter yang terjadi dari segmen ke-1 sampai segmen ke-10

bersifat teratur / stabil dimana necking terjadi pada segmen ke-4

sehingga penyusutan diameter dari diameter awal ke diameter akhir

pada segmen ke-4 yaitu dengan nilai selisih sebesar 2,44 mm dari

diameter awal 6,42mm menjadi 3,98mm. Pengurangan diameter

dari segmen 1 – 10 cukup teratur.Hal ini dikarenakan struktur

butiran pada spesimen tanpa perlakuan memiliki homogenitas

sedang.

140



Gra

fik 4

.8 D

iag

rm P

erub

ahan

Tia

p S

egm

en S

pes

imen

Annea

ling

750ᵒC

Hold

ing

20 M

enit

141



Grafik Penyusulan Diameter Sebelum dan Sesudah Patah

Annealing 900oC holding 25 menit.

Pada grafik penyusutan diameter sebelum dan sesudah

patah spesimen annealing menunjukkan bahwa penyusutan

diameter yang terjadi dari segmen ke-1 sampai segmen ke-10

bersifat teratur/stabil. Dimana necking terbesar terjadi pada segmen

ke-7 sehingga penyusutan diameter dari diameter awal ke diameter

akhir pada segmen ke-4 paling besar yaitu dengan selisih sebesar

2,26 mm dari diameter awal 6,18. Penyusutan diameter dari

segmen ke-1 – ke-10 cukup teratur. Hal ini dikarenakan struktur

butiran pada spesimen dengan perlakuan Annealing memiliki

homogenitas tinggi.

142



Gra

fik 4

.9 G

rafi

k H

ubun

gan

Teg

ang

an (

Rek

ayas

a) d

engan

Reg

angan

(R

ekay

asa)

untu

k s

pes

imen

Tan

pa

Per

laku

an d

an B

erbag

ai P

erla

kuan

T

anpa

Per

laku

an d

an B

erbag

ai P

erla

kuan

143



Grafik Hubungan Tegangan – Regangan Spesimen Antar perlakuan

Pada grafik hubungan tegangan – regangan spesimen antar

perlakuan menunjukkan urutan kekuatan tarik dari berbagai

perlakuan yang diujikan dari yang paling tinggi sampai yang paling

rendah. Dimulai dari hardening dengan tegangan ultimate

1193,953N/mm

2, kemudian martempering dengan tegangan ultimate

559,419N/mm

2, kemudian normalizing dengan tegangan ultimate

523,75N/mm

2 kemudian tanpa perlakuan dengan tegangan ultimate

534,829N/mm

2, kemudian annealing dengan tegangan ultimate

516,796N/mm

2. Semakin tinggi tegangan volume suatu spesimen

makan semakin tinggi juga kekuatan tariknya karena tegangan dan

kekuatan tarik berbanding lurus. Dari grafik tersebut jika diurutkan

dari yang kekuatan tariknya paling tinggi sampai yang paling

rendah adalah hardening, martempering, tanpa perlakuan,

normalizing, dan annealing.

Spesimen hardening 750oC holding 20 menit memiliki

kekuatan tarik tertinggi karena perlakuan hardening menghasilkan

kekerasan yang maksimum. Padaperlakuan dilakukan pendinginan

cepat sehingga butiran yang dihasilkan ukurannya kecil.

Spesimen martempering 400oC menit memiliki kekuatan

tarik yang terbesar kedua karena pada martempering,

martensite yang telah terbentuk dilunakkan dengan cara

memanaskan kembali material hingga srtukturnya berubah menjadi

partikel besi karbida dalam ferrite hingga kekuatan tariknya lebih

kecil daripada hardening.

Spesimen tanpa perlakuan panas memiliki kekuatan tarik di

bawah martempering dan di atas normalizing. Hal ini

membuktikan bahwa spesimen tanpa perlakuan panas cukup keras.

Ini mungkin dipengaruhi oleh tegangan dalam yang dimilikinya

karena fase yang terdapat di dalamnya masih heterogen (austenite,

cementite, dan ferrite yang bercampur).

144



Spesimen normalizing 750oC holding 20 menit menempati

urutan keempat. Normalizing memiliki kekuatan tarik di bawah

spesimen tanpa perlakuan panas karena setelah proses pemanasan

dan holding, spesimen tersebut didinginkan menggunakan media

pendinginan udara pada suhu kamar sehingga fase yang terbentuk

berupa cementite dan ferrite.

Spesimen annealing memiliki kekuatan tarik yang paling

rendah, dikarenakan setelah proses pemanasan dan holding

spesimen didinginkan dengan sangat lembut (di dalam dapur),

sehingga terbentuk fase ferrite yang mempunyai kekuatan tarik

terendah.

Jika kita lihat dari titik patahannya, dari grafik antar

perlakuan sudah sesuai dengan teori karena semakin keras suatu

spesimen maka regangan yang terjadi semakin sedikit dan necking

yang terjadi semakin cepat sehingga lebih mudah putus.

145



4.7 Kesimpulan dan Saran

4.7.1 Kesimpulan

Pada grafik hubungan tegangan regangan (Rekayasa – sejati) –

regangan pada specimen tanpa perlakuan menunjukkan grafik

tegangan sejati selalu lebih tinggi daripada tegangan rekayasa. Hal ini

menunjukkan grafik tegangan sejati menggunakan luasan actual

sebagai pembanding sedangkan pada tegangan rekayasa menggunakan

luasan awal. Pada specimen annealing 750°C holding 20 menit

menunjukkan hal yang sama dimana grafik tegangan selalu lebih

tinggi dari tegangan rekayasa.

Pada grafik hubungan regangan (rekayasa – sejati) – kontraksi

menunjukkan grafik regangan sejati lebih rendah daripada regangan

rekayasa. Hal ini karena pada regangan sejati semakin lama hasil

pembagian semakin kecil.

Dari grafik hubungan tegangan (rekayasa – sejati) kontraksi

pada pesimen tanpa perlakuan dan nnealing 750°C holding 20 menit

tegangan sejati selalu berada diatas luas awal sedangkan pada

tegangan rekayasa digunakan luas actual.

Urutan perlakuan panas yang yang menyebabkan kekuatan Tarik

meningkat dari paling besar ke kecil adalah hardening, martempering,

tanpa perlakuan, normalizing, annealing.

4.7.2 Saran

1. Diadakan kotak saran demi perbaikan laboratorium Pengujian

Bahan.

2. Hendaknya praktikan diberi kesempatan melakukan praktikum

sendiri agar lebih memahami materi.

Documents

Bab 4 Kelompok 4