Upload
risty-hidayanti
View
248
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Destructive testTeknik Metalurgi dan MaterialUniversitas Indonesia
Citation preview
IV. Data, Perhitungan dan Grafik
IV.1. Tabel Data
Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe
Diketahui :
Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =10,15 mm
- akhir, di = 6,60 mm
Luas area : - awal, Ao = 80,87 mm2
- akhir, Af = 34,19 mm2
Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm
- akhir, lf = 64,85 mm
Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Fe
dl
(mm)
dl/lo
atau εBeban (Kg) σ (Mpa) εt σt (Mpa) Sketsa Perpatahan
0 0 0 0 0 0
0,25 0,005 1250 151,57 0,00 152,33
0,5 0,01 2250 272,83 0,01 275,56
0,75 0,015 3050 369,83 0,01 375,38
1 0,02 3140 380,74 0,02 388,36
1,25 0,025 3150 381,96 0,02 391,51
1,5 0,03 3200 388,02 0,03 399,66
1,75 0,035 3240 392,87 0,03 406,62
2 0,04 3350 406,21 0,04 422,46
2,25 0,045 3475 421,37 0,04 440,33
2,5 0,05 3550 430,46 0,05 451,98
2,75 0,055 3650 442,59 0,05 466,93
3 0,06 3700 448,65 0,06 475,57
3,25 0,065 3775 457,74 0,06 487,50
3,5 0,07 3850 466,84 0,07 499,52
3,75 0,075 3900 472,90 0,07 508,37
4 0,08 3940 477,75 0,08 515,97
20
4,25 0,085 4000 485,03 0,08 526,25
4,5 0,09 4050 491,09 0,09 535,29
4,75 0,095 4110 498,36 0,09 545,71
5 0,1 4150 503,21 0,10 553,54
5,25 0,105 4200 509,28 0,10 562,75
5,5 0,11 4240 514,13 0,10 570,68
5,75 0,115 4275 518,37 0,11 577,98
6 0,12 4300 521,40 0,11 583,97
6,25 0,125 4350 527,47 0,12 593,40
6,5 0,13 4375 530,50 0,12 599,46
6,75 0,135 4400 533,53 0,13 605,55
7 0,14 4425 536,56 0,13 611,68
7,25 0,145 4450 539,59 0,14 617,83
7,5 0,15 4475 542,62 0,14 624,02
7,75 0,155 4495 545,05 0,14 629,53
8 0,16 4500 545,65 0,15 632,96
8,25 0,165 4510 546,87 0,15 637,10
8,5 0,17 4525 548,68 0,16 641,96
8,75 0,175 4540 550,50 0,16 646,84
9 0,18 4550 551,72 0,17 651,03
9,25 0,185 4560 552,93 0,17 655,22
9,5 0,19 4565 553,54 0,17 658,71
9,75 0,195 4575 554,75 0,18 662,92
10 0,2 4590 556,57 0,18 667,88
10,25 0,205 4595 557,17 0,19 671,39
10,5 0,21 4597 557,42 0,19 674,47
10,75 0,215 4597,5 557,48 0,19 677,33
11 0,22 4598 557,54 0,20 680,19
11,25 0,225 4598,5 557,60 0,20 683,06
11,5 0,23 4599 557,66 0,21 685,92
21
11,75 0,235 4599,5 557,72 0,21 688,78
12 0,24 4600 557,78 0,22 691,65
12,25 0,245 4595 557,17 0,22 693,68
12,5 0,25 4594 557,05 0,22 696,31
12,75 0,255 4590 556,57 0,23 698,49
13 0,26 4575 554,75 0,23 698,98
13,25 0,265 4565 553,54 0,24 700,22
13,5 0,27 4550 551,72 0,24 700,68
13,75 0,275 4540 550,50 0,24 701,89
14 0,28 4500 545,65 0,25 698,44
14,25 0,285 4490 544,44 0,25 699,61
14,5 0,29 4450 539,59 0,25 696,07
14,75 0,295 4400 533,53 0,26 690,92
15 0,3 4340 526,25 0,26 684,13
15,25 0,305 4250 515,34 0,27 672,52
15,5 0,31 4150 503,21 0,27 659,21
15,75 0,315 4000 485,03 0,27 637,81
Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa
Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Cu
Diketahui :
Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =9,5 mm
- akhir, di = 5,45 mm
Luas area : - awal, Ao = 70,85 mm2
- akhir, Af = 23,3 mm2
Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm
- akhir, lf = 68,5 mm
22
Data Pengamtan Uji Tarik Spesimen Cu
dl
(mm)
dl/lo
atau ε
Beban
(Kg)
σ
(Mpa)εt σt (Mpa) Sketsa Perpatahan
0 0 0 0,00 0 0
0,25 0,005 950 131,48 0,00 132,14
0,5 0,01 1800 249,13 0,01 251,62
0,75 0,015 1925 266,43 0,01 270,43
1 0,02 1950 269,89 0,02 275,29
1,25 0,025 1975 273,35 0,02 280,18
1,5 0,03 2000 276,81 0,03 285,11
1,75 0,035 2005 277,50 0,03 287,21
2 0,04 2020 279,58 0,04 290,76
2,25 0,045 2030 280,96 0,04 293,61
2,5 0,05 2035 281,65 0,05 295,74
2,75 0,055 2040 282,35 0,05 297,88
3 0,06 2045 283,04 0,06 300,02
3,25 0,065 2050 283,73 0,06 302,17
3,5 0,07 2055 284,42 0,07 304,33
3,75 0,075 2060 285,11 0,07 306,50
4 0,08 2061,5 285,32 0,08 308,15
4,25 0,085 2062 285,39 0,08 309,65
4,5 0,09 2062,5 285,46 0,09 311,15
4,75 0,095 2063 285,53 0,09 312,66
5 0,1 2063,5 285,60 0,10 314,16
5,25 0,105 2063,5 285,60 0,10 315,59
5,5 0,11 2061,5 285,32 0,10 316,71
5,75 0,115 2060 285,11 0,11 317,90
6 0,12 2059,5 285,05 0,11 319,25
6,25 0,125 2059 284,98 0,12 320,60
6,5 0,13 2050 283,73 0,12 320,62
6,75 0,135 2045 283,04 0,13 321,25
23
7 0,14 2030 280,96 0,13 320,30
7,25 0,145 2025 280,27 0,14 320,91
7,5 0,15 2005 277,50 0,14 319,13
7,75 0,155 1980 274,04 0,14 316,52
8 0,16 1955 270,58 0,15 313,88
8,25 0,165 1925 266,43 0,15 310,39
8,5 0,17 1900 262,97 0,16 307,67
8,75 0,175 1850 256,05 0,16 300,86
9 0,18 1805 249,82 0,17 294,79
9,25 0,185 1760 243,59 0,17 288,66
9,5 0,19 1700 235,29 0,17 279,99
9,75 0,195 1600 221,45 0,18 264,63
Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa
Tabel Data Pengujian Tarik Spesimen Al
Diketahui :
Diameter benda uji rata-rata : - awal, do =9,65 mm
- akhir, di = 5,75 mm
Luas area : - awal, Ao = 73,1 mm2
- akhir, Af = 25,95 mm2
Panjang ukur : - awal, lo = 50,0 mm
- akhir, lf = 59,75 mm
Data Pengamtan Uji Tarik Spesimen Al
dl
(mm)
dl/lo
atau ε
Beban
(Kg)σ (Mpa) εt σt (Mpa)
Sketsa Perpatahan
0 0 0 0 0 0
0,25 0,005 1040 139,5108
0,00 140,21
24
0,5 0,01 1130
151,5839 0,01 153,10
0,75 0,015 1190
159,6326 0,01
162,03
1 0,02 1230
164,9984 0,02 168,30
1,25 0,025 1270
170,3642 0,02 174,62
1,5 0,03 1300
174,3885 0,03 179,62
1,75 0,035 1320
177,0714 0,03 183,27
2 0,04 1340
179,7543 0,04 186,94
2,25 0,045 1370
183,7787 0,04 192,05
2,5 0,05 1380
185,1201 0,05 194,38
2,75 0,055 1390
186,4616 0,05 196,72
3 0,06 1400 187,803 0,06 199,07
3,25 0,065 1410
189,1445 0,06 201,44
3,5 0,07 1412
189,4127 0,07 202,67
3,75 0,075 1418
190,2176 0,07 204,48
4 0,08 1420 190,485 0,08 205,72
25
9
4,25 0,085 1416
189,9493 0,08 206,10
4,5 0,09 1402
188,0713 0,09 205,00
4,75 0,095 1388
186,1933 0,09 203,88
5 0,1 1370
183,7787 0,10 202,16
5,25 0,105 1348
180,8275 0,10 199,81
5,5 0,11 1320
177,0714 0,10 196,55
5,75 0,115 1290
173,0471 0,11 192,95
6 0,12 1260
169,0227 0,11 189,31
6,25 0,125 1230
164,9984 0,12 185,62
6,5 0,13 1190
159,6326 0,12 180,38
6,75 0,135 1150
154,2668 0,13 175,09
7 0,14 1100
147,5595 0,13 168,22
7,25 0,145 1000 134,145 0,14 153,60
Skala Konversi : 1 kg/mm2 = 9,806 MPa
IV.2. Contoh Perhitungan
IV.2.1. Logam Besi (Fe)
1. Regangan Rekayasa
26
ε = dL/Lo
= 0,25 mm/50 mm
= 0,005
2. Tegangan Rekayasa
σ = P/Ao
= 1250 Kg/80,87mm2
= 15,45 Kg/mm2
= 151,5 MPa
3. Regangan Sesungguhnya
εt = ln (1 + ε)
= ln (1 + 0.005)
= 4,98 x 10-3
4. Tegangan Sesungguhnya
σt = σ (1 + ε)
= 151,5 (1 + 0,005)
= 152,25 MPa
5. Yield Strength
σy = Py/Ao
= 3000 Kg/80,87 mm2
= 363,77 MPa
6. Ultimate Tensile strength
UTS = Pmax/Ao
= 4600 Kg / 80,87 mm2
= 56,88 Kg/mm2
= 557,76 MPa
7. Fracture Strength
σf = Pf/Ao
= 4000 Kg/80,87 mm2
= 49,46 Kg/ mm2
= 485,00 MPa
27
8. % Elongasi (dari sampel)
% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%
= (64,85-50)/50 x 100% = 29,7 %
9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)
% elongasi = (dL)/Lo x 100%
= (15,75)/50 x 100% = 28,75 %
10. % reduksi
% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%
= (80,87-34,19)/80,87 x 100%
= 57,72 %
11. Modulus Elastisitas
E = σ / ε
= 151,5/0,005
= 30300 MPa = 30,300 GPa
IV.2.2. Logam Tembaga (Cu)
1. Regangan Rekayasa
ε = dL/Lo
= 0,25 mm/50 mm
= 0,005
2. Tegangan Rekayasa
σ = P/Ao
= 950 Kg/70,85mm2
= 13,41 Kg/mm2
= 131,48 MPa
3. Regangan Sesungguhnya
εt = ln (1 + ε)
= ln (1 + 0.005)
28
= 4,98 x 10-3
4. Tegangan Sesungguhnya
σt = σ (1 + ε)
= 131,48 (1 + 0,005)
= 132,14 MPa
5. Yield Strength
σy = Py/Ao
= 1800 Kg/70,85 mm2
= 25,41 Kg/ mm2
= 249,13 MPa
6. Ultimate Tensile strength
UTS = Pmax/Ao
= 2063,5 Kg / 70,85 mm2
= 29,12 Kg/mm2
= 285,60 MPa
7. Fracture Strength
σf = Pf/Ao
= 1600 Kg/70,85 mm2
= 22,58 Kg/ mm2
= 221,45 MPa
8. % Elongasi (dari sampel)
% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%
= (68,5-50)/50 x 100% = 37 %
9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)
% elongasi = (dL)/Lo x 100%
= (9,75)/50 x 100% = 19,5 %
10. % reduksi
% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%
29
= (70,85-23,3)/70,85 x 100%
= 67,11 %
11. Modulus Elastisitas
E = σ / ε
= 131,48/0,005
= 26,296 GPa
IV.2.3. Logam Aluminium (Al)
1. Regangan Rekayasa
ε = dL/Lo
= 0,25 mm/50 mm
= 0,005
2. Tegangan Rekayasa
σ = P/Ao
= 1040 Kg/73,1 mm2
= 14,23 Kg/mm2
= 139,51 MPa
3. Regangan Sesungguhnya
εt = ln (1 + ε)
= ln (1 + 0.005)
= 4,98 x 10-3
4. Tegangan Sesungguhnya
σt = σ (1 + ε)
= 139,51 (1 + 0,005)
= 140,21 MPa
5. Yield Strength
σy = Py/Ao
= 1130 Kg/73,1 mm2
= 15,45 Kg/ mm2
= 151,58 MPa
30
6. Ultimate Tensile strength
UTS = Pmax/Ao
= 1420 Kg / 73,1 mm2
= 19,43 Kg/mm2
= 190,48 MPa
7. Fracture Strength
σf = Pf/Ao
= 1000 Kg/73,1 mm2
= 13,68 Kg/ mm2
= 134,145 MPa
8. % Elongasi (dari sampel)
% elongasi = (Lf-Lo)/Lo x 100%
= (59,75-50)/50 x 100% = 19,5 %
9. % Elongasi (dari grafik shimadzu)
% elongasi = (dL)/Lo x 100%
= (7,25)/50 x 100% = 14,5 %
10. % reduksi
% reduksi = (Ao-Af)/Ao x 100%
= (73,1-25,95)/73,1 x 100%
= 64,5 %
11. Modulus Elastisitas
E = σ / ε
= 139,5108/0,005
= 27,902 GPa
IV.3. Grafik
IV.3.1. Grafik P vs dL
31
0 2 4 6 8 10 12 14 16 180
500100015002000250030003500400045005000
Grafik Beban (P) vs Pertambahan Panjang (dL)
FeCuAl
Pertambahan Panjang/dL (mm)
Beba
n/P
(kg)
IV.3.2. Grafik vs
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350
100
200
300
400
500
600
Grafik Engineering Stress vs Engineering Strain
FeCuAl
Strain
Stre
ss
IV.3.3. Grafik t vs t
32
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30
100
200
300
400
500
600
700
800
Grafik True Stress vs True Strain
FeCuAl
True Strain
True
Str
ess
V. Pembahasan
V.1. Prinsip Pengujian
Pengujian ini berdasarkan pada prinsip penarikan sampel atau
benda uji dengan ukuran dan bentuk tertentu, ditarik dengan beban
kontinyu sambil dilakukan pengukuran. Pengujian ini dilakukan dengan
menggunakan Universal testing machine (Servopulser Shimadzu kapasitas
30 ton). Sebelum melakukan pengujian, dilakukan pengukuran diameter
awal (do) dari sampel uji, dan terlebih dahulu diukur gauge length
sepanjang 50 mm sehingga dapat dihitung penambahan panjang yang
terjadi setelah material ditarik. Spesimen uji tarik ini memiliki bentuk dan
ukuran tertentu sesuai dengan standar yang telah ditentukan.
Pembebanan ini dilakukan sampai spesimen uji tarik putus. Pada
pengujian tarik kali ini, spesimen uji yang digunakan adalah Fe, Cu, dan Al.
33
Output dari mesin ini adalah sebuah kurva perbandingan beban yang
diberikan (applied load) dan pertambahan panjang (elongation) dari
ketiga sampel hingga pada titik terjadinya perpatahan. Dari kurva inilah
akan diketahui informasi tentang nilai kekuatan tarik sampel yang diuji.
Standar pengujian ini adalah ASTM E8. Bentuk patahan juga bisa menjadi
informasi mengenai sifat material.
Data output hasil pengujian akan diolah untuk mendapatkan grafik
tegangan-regangan rekayasa dan grafik tegangan-regangan
sesungguhnya. Dari grafik-grafik tersebut kemudian kita dapat
menentukan beberapa sifat mekanis material, seperti kekuatan tarik
maksimum (UTS), kekuatan luluh (yield strength), keuletan (ductility),
modulus elastisitas, kekuatan putus, dan sifat mekanis lainnya. Setelah
melakukan pengujian ini kita dapat mengamati perpatahan yang terjadi
pada sampel uji.
V.2. Analisis Grafik
V.2.1. Analisis Grafik P vs dL
Grafik P vs dL memberikan hubungan antara gaya/beban
teraplikasi (kg) dengan besarnya pertambahan panjang (dl) dari material
sampel (Fe, Cu, dan Al). Grafik ini adalah data yang langsung didapat dari
pengujian. Grafik ini memberi informasi tentang elongasi dan beban
maksimum yang dapat ditanggung specimen. Pada grafik terlihat bahwa,
urutan % elongasi maupun P dari yang terbesar dimiliki oleh sampel Fe,
Cu dan Al.
Pada literatur diterangkan bahwa material yang memiliki struktur
FCC (Cu & Al) mempunyai keuletan lebih tinggi dari BCC (Fe) karena FCC
memiliki slip system sebanyak 12 buah, sedangkan pada BCC hanya
terdapat slip system sebanyak 6 buah. Oleh karena itu, Logam dengan
struktur FCC memiliki ductility yang lebih bagus bila dibandingkan dengan
logam yang memilki struktur kristal BCC. Selain itu, jumlah slip system
34
pada struktur kristal juga mempengaruhi beban yang mampu ditanggung
oleh suatu logam. Pada struktur kristal BCC yang hanya memiliki slip
system 6 buah pergerakan dislokasinya lebih sedikit sehingga energi
untuk menggerakkan dislokasi atau dengan kata lain energi untuk
mendeformasi plastis logam menjadi lebih besar. Apabila dilakukan
penarikan, maka vacancy yang ada pada struktur BCC memudahkan
dislokasi untuk bergerak.
Seharusnya, berdasarkan teori pada literatur elongasi dari logam
tersebut dari yang paling besar secara berurutan adalalah Al, Cu, dan Fe.
Dan besar beban yang mampu ditanggung oleh ketiga sampel secara
berurutan adalah Fe, Cu, dan Al. Oleh karena itu, dapat disimpulkan
bahwa nilai % pertambahan panjang yang diperoleh dari percobaan telah
menyimpang dari literatur.
Penyimpangan hasil pengujian ini kemungkinan disebabkan
karena adanya cacat- cacat mikro pada spesimen Al dan Cu akibat
perlakuan atau pengerjaan sebelumnya yang diterima sebelum dilakukan
uji tarik, sehingga hasil yang diperoleh tidak akurat. Dan sebagaimana
pernah dijelaskan asisten lab, material Cu pada specimen tidak
sepenuhnya murni Cu karena banyak paduan lain di dalamnya.
Penyimpangan ini juga mungkin terjadi karena kesalahan praktikan dalam
menentukan titik putus sampel pada kertas millimeter block. Kesalahan
ini akan mempengaruhi elongasi yang sebenarnya. Selain itu kesalahan
juga mungkin terjadi saat pengukuran gauge length.
V.2.2. Analisis Grafik vs
Material UTS (Mpa) σy (Mpa) E ( GPa) %Elong
Fe 557,76 363,77 30,3 29,7
Cu 285,6 249,13 26,296 37
Al 190,48 151,58 27,902 19,5
35
Grafik σ vs ε memberikan hubungan antara tegangan-regangan
rekayasa (engineering stress-strain) untuk ketiga benda uji. Grafik σ vs ε
ini menggunakan luas penampang awal (Ao) sebagai acuan untuk setiap
perhitungan nilai tegangan (stress) di tiap-tiap titiknya, sehingga kurang
menggambarkan kondisi real yang terjadi selama pengujian. Dalam
aplikasinya, grafik σ vs ε sendiri biasanya digunakan dalam aplikasi
rekayasa / engineering. Dari grafik σ vs ε diatas didapatkan informasi sifat
mekanis dari ketiga benda uji.
Beberapa informasi tentang sifat mekanis dapat dilihat di tabel
yaitu kekuatan tarik maksimum, kekuatan luluh, modulus Young dan
elongasi. Nilai kekuatan maksimum pada pengujian sudah sesuai dengan
literature, yaitu Fe paling besar diikuti Cu dan Al. Nilai pastinya sudah
pasti berbeda dari literature karena praktikan tidak mengetahui
kandungan pasti dari specimen. Dari literatur yang praktikan baca, nilai
UTS Fe sampel mendekati nilai UTS baja 0,4%C (520 Mpa) dengan
perlakuan anil. Sementara Cu mendekati Cu alloy 11000 (221-455 Mpa)
dan Al mendekati Al alloy 5052 (195 Mpa). Urutan kekuatan luluh juga
sudah sesuai dengan literature yaitu Fe, Cu dan Al. Namun nilai pasti dari
kekuatan luluh ini tidak memenuhi literature, halini disebabkan tidak
diketahuinya kandungan pasti sampel uji tarik.
Nilai Modulus Young Fe tertinggi diikuti Al dan Cu. Hal ini tidak
sesuai dengan literature. Namun nilainya sangat jauh dari literature.
Logam Modulus Elastisitas (Mpa)
Aluminium 69.000
Copper 110.000
Iron (steel) 207.000
Hal ini disebabkan karena kandungan yang tidak diketahui secara
pasti. Selain itu tidak diketahui pasti, bisa saja ada cacat pada sampel uji
36
tersebut. Dari sisi kesalahan praktikan, pengukuran elongasi yang kurang
tepat merupakan salah satu faktornya. Elongasi yang di dapat pun tidak
sesuai dengan faktanya. Seharusnya Al memiliki elongasi tertinggi diikuti
Cu dan Fe. Elongasi adalah ukuran dari keuletan material. Hasil praktikum
tidak representative dengan hasil sebenarnya dimana Al adalah yang
paling ulet diikuti Cu dan Fe. Perbedaan dengan fakta ini mungkin terjadi
karena sampel Al tidak mampu menahan beban yang terlalu tinggi
sehingga terjadi perpatahan lebih mudah sebelum berelongasi lebih
lanjut jika dibandingkan dengan Fe yang memiliki kekuatan lebih tinggi
diantara ketiga material tersebut.
Ketiga logam mengalami peristiwa necking ketika diberikan beban
tarik hal ini disebabkan karena ketiga logam tersebut dikategorikan
sebagai logam yang ulet. Diantara ketiga logam tersebut tersebut logam
yang mengalami necking( reduksi ukuran) paling besar adalah Cu disusul
oleh Al, dan Fe.
Sifat lain yang dapat diamati dari kurva ini adalah ketangguhan
dan kekuatan putus. Dilihat dari grafiknya sudah jelas Fe paling tangguh
dan kekuatan putusnya lebih tinggi lalu disusul Cu dan Al.
V.2.3. Analisis Grafik t vs t
Grafik σT vs εT (true stress-strain) menunjukkan hubungan antara
tegangan yang diberikan pada benda uji dengan kondisi regangan real
yang dialaminya. Grafik ini bisa diturunkan dari grafik σ vs. ε, dengan
menggunakan rumus:
σT= σ (1+ ε) εT=Ln (1+ ε)
Kurva engineering stress-strain tidak memberikan indikasi
sesungguhnya tentang karakteristik deformasi material, hal itu
disebabkan karena kurva tersebut seluruhnya didasarkan pada ukuran
asli benda uji, sedangkan ukuran ini akan terus-menerus berubah selama
pengujian berlangsung. Hal ini dilakukan untuk memberi safety factor
37
pada material tersebut terkait aplikasinya apalagi aplikasi di bidang
structural. Kurva true stress-strain adalah beban aktual dibagi dengan
luas penampang melintang, dimana beban itu bekerja. Sifat-sifat mekanik
material sama seperti yang ditunjukkan kurva engineering.
Pada grafik σt vs εt dapat diperoleh perbedaan tegangan
maksimum yang diterima oleh sampel dengan tegangan maksimum yang
diterima sampel pada grafik σ vs ε (rekayasa). Dari grafik hasil percobaan
masih menunjukkan adanya penurunan tegangan, seharusnya setelah
melewati yield strength kurva akan terus mengalami penambahan
panjang dan penambahan tegangan sampai terjadinya putus. Hal ini
mungkin disebabkan karena kesalahan penentuan titik putus pada
sampel.
V.3. Analisis Hasil Patahan
Selain kurva tegangan regangan, bentuk hasil perpatahan dari
material juga dapat memberikan informasi mengenai sifat mekanis dari
suatu logam. Secara umum, dari hasil pengamatan praktikan hasil
perpatahan dari ketiga logam sampel uji Al, Cu, dan Fe adalah adalah
perpatahan ductile (ulet). Sifat perpatahan ulet ini terlihat dari adanya
fenomena cup cone dan perpatahan fibrous serta warna yang gelap .
Selain itu, karena adanya fenomena necking pada ketiga sampel maka
praktikan mengasumsikan perpatahan yang terjadi adalah perpatahan
ulet. Secara teoritis dapat dijelaskan bahwa proses perpatahan ini terjadi
melalui beberapa tahapan, yaitu necking, pembentukan pori / lubang
kecil pada material (di tengah ataupun permukaan), penyebaran pori /
lubang (cavities propagation), untuk kemudian bergabung membentuk
pori yang lebih besar dimana sumbu panjangnya tegak lurus terhadap
arah pembebanan. Penyebaran crack berlanjut hingga pada akhirnya
38
terjadi perpatahan akibat benda tidak mampu lagi menahan beban yang
ada.
Secara teoritis, logam FCC seharusnya memiliki bentuk patahan
yang cup and cone. Hal ini terjadi karena slip pada FCC bergerak pada
arah < 1 -1 0 > pada bidang {1 1 1}. Perpatahan akan terjadi pada
kemiringan 45% terhadap arah pembebanan sehingga patahan yang
dihasilkan seperti cup.
Pada logam Fe dan Al bentuk perpatahan yang terjadi adalah cup
cone sebagian (partial cup cone silky). Pada logam Cu, bentuk perpatahan
yang terjadi adalah Irregular Fibrous. Dimana bentuk perpatahan dari
sampel dapat dilihat dari gambar di bawah ini:
VI. Kesimpulan
Kekuatan maksimum ( Ultimate Tensile Strength ) dari hasil pengujian
Fe = 557,76 MPa, Cu = 285,6 MPa , dan Al = 190,48 MPa.
Kekuatan luluh / Yield strength hasil pengujian untuk Fe = 363,77
MPa, Cu = 249,13 MPa, dan Al = 151,58 MPa.
39
Dari persentase elongasi, didapatkan material paling ulet adalah Cu
diikiuti Fe dan Al. Hasil kurang sesuai dengan literature karena
kemungkinan cacat di dalam sampel dan kandungan paduan yang
tidak diketahui pasti.
Ketiga material mengalami perpatahan ulet yang ditandai dengan
fenomena necking.
Modulus Young hasil pengujian untuk Fe = 30,3 GPa, Cu = 26,296 GPa
dan Al = 27,902 GPa.
Kurva true stress-strain kurang sesuai dengan fakta, seharusnya
tegangan terus naik setelah kekuatan luluh. Hal ini mungkin
disebabkan kesalahan penentuan titik putus pada kurva stress-strain
engineering.
Pada logam Fe dan Al bentuk perpatahan yang terjadi adalah cup
cone sebagian (partial cup cone silky). Pada logam Cu, bentuk
perpatahan yang terjadi adalah Irregular Fibrous.
40