1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Logam merupakan salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan

manusia. Seiring dengan meningkatnya kemajuan zaman, kebutuhan akan logam

menjadi semakin tinggi. Seperti yang telah dilajari bahwa logam diperoleh dari

unsur logam dengan cara mereduksi mineral-mineral logam. Salah satu cara untuk

mengetahui kekerasan yang dimiliki oleh suatu material maka harus dilakukan

pengujian impak terhadap material tersebut. Metode pengujian untuk ketangguhan

dapat dilakukan dengan metode charpy atau izod. Metode yang dipilih disesuaikan

dengan standar pengujian yang dipakai.

Pengujian ini tergolong salah satu pengujian yang perlu dilakukan karena

untuk mengetahui nilai ketangguhan suatu logam maka dilakukanlah praktikum

pengujian impak terhadap suatu logam. Hal ini dimaksudkan agar praktikan

mengetahui tentang cara melakukan pengujian impak yang baik terhadap suatu

logam, dan diharapkan mampu menganalisa hasil dari pengujian impak yang telah

didapatkan.

1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari praktikum uji impak ini adalah untuk mengetahui

pengaruh temperatur terhadap harga impak (HI) dan sifat perpatahan berdasarkan

% (persen) patahan.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah pada praktikum kali ini terdiri dari variabel bebas dan

variabel terikat. Variabel bebas terdiri dari tingkat temperatur yang bervariasi

pada masing-masing pengujian yakni antara lain pada temperatur 5oC, 25oC, dan

100oC. Variabel terikatnya terdiri dari ukuran benda uji dan skala bandul yang

diterapkan.

1

2

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada laporan praktikum ini terdiri dari lima bab.

Bab I terdiri dari latar belakang, tujuan, dan batasan masalah. Adapun bab II berisi

tentang teori dasar seputar materi yang berkaitan dengan modul praktikum. Bab

III berisi tentang diagram alir percobaan beserta prosedur percobaan. Bab IV

berisi tentang data hasil percobaan yang dirangkum dalam tabel serta pembahasan

data dan hasil percobaan. Bab V berisi tentang kesimpulan dan saran. Kemudian

bagian terakhir berisi tentang lampiran yang berisi tentang contoh perhitungan,

jawaban pertanyaan dan tugas khusus, gambar alat dan bahan praktikum, serta

blanko hasil percobaan.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Metode Pengujian Impak

Kekuatan impak adalah salah satu kriteria penting dalam ilmu metalurgi.

Pengujian ini adalah untuk menentukan sifat perpatahan suatu logam, keuletan

maupun kegetasannya. Pada umumnya pengujian impak menggunakan batang

bertakik. Berbagai jenis pengujian impak batang bertakik telah digunakan untuk

menentukan kecenderungan bahan untuk bersifat getas. Dengan jenis uji ini dapat

diketahui perbedaan sifat bahan yang tidak teramati dalam uji tarik. Beberapa

kasus laju pembebanan tidak dapat ditetapkan dengan baik, maka oleh karena itu

perlu hati-hati dalam membandingkan hasil satu sama lain.

Hasil yang diperoleh dari uji batang bertakik tidak langsungsekaligus

memberikan besaran rancangan yang dibutuhkan, karena tidak mungkin

mengukur komponen tegangan tiga sumbu pada takik. Para peneliti perpatahan

getas logam telah menggunakan berbagai bentuk benda uji untuk pengujian impak

bertakik.

Secara umum harga impak (HI) didefinisikan sebagai perbandingan antara

energi yang digunakan untuk mematahkan bahan (U) dengan luas penampang sisa

setelah diberi takikan.

Proses Pengujian impak umumnya terdapat dua metoda percobaan, yaitu :

1. Metoda Izod

Metode izod menggunakan batang impak kontiveler. Benda uji izod lazim

digunakan di Inggris, namun saat ini jarang digunakan. Benda uji izod mempunyai

penampang lintang bujursangkar atau lingkaran dan bertakik V di dekat ujung

yang dijepit.

2. Metoda Charpy

Metoda Charpy menggunakan batang impak biasa, biasa digunakan di

Amerika Serikat. Benda uji Charpy mempunyai luas penampang lintang

bujursangkar (10 x 10 mm) dan mengandung takik V-45o, dengan jari-jari dasar

0,25 mm dan kedalaman + 2 mm. Benda uji diletakan pada tumpuan dalam posisi

3

metode Charpy-v (pandangan atas)

Izod (pandangan samping)

Beban impak

Beban impak

4

mendatar dan bagian yang tak bertakik diberi beban impak dengan ayunan bandul

(kecepatan impak sekitar 16 ft/detik). Benda uji akan melengkung dan patah pada

laju regangan yang tinggi, kira-kira 103 detik-1.

Perbedaan cara pembebanan antara metoda izod dan metoda charpy,

ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar II.1 Uji Impak Izod dan Charpy.

Pada uji impak kita mengukur energi yang diserap untuk mematahkan

benda uji. Setelah benda uji patah, bandul berayun kembali. Makin besar energi

yang diserap, makin rendah ayunan kembali dari bandul. Energi perpatahan yang

diserap biasanya dinyatakan dalam joule atau foot-pound dan dibaca langsung

pada skala petunjuk (dial) yang telah dikalibrasi yang terdapat pada mesin

penguji.

Energi yang diperlukan untuk mematahkan benda uji Charpy sering kali

diberi tanda CV 25 ft-lb. Di Eropa hasil uji impak seringkali dinyatakan sebagai

energi yang diserap tiap satuan luas penampang lintang benda uji. Perlu diingat

bahwa energi perpatahan yang diukur dengan uji charpy hanyalah energi relatif

dan tidak bisa digunakan secara langsung dalam persamaan perancangan.

Pengukuran lain dari uji charpy yang biasanya dilakukan adalah

penelaahan permukaan patahan untuk menentukan jenis patahan yang terjadi;

patahan berserat (patahan geser), granular (patahan belah), atau campuran dari

keduanya. Bentuk patahan yang berbeda-beda ini dapat ditentukan dengan mudah,

walaupun pengamatan permukaan patahan tidak menggunakan perbesaran.

5

2.2 Pengujian Impak Charpy

Pengujian impak charpy mengukur energi yang diserap oleh laju regangan

tinggi perpatahan dari sebuah benda uji bertakik standar. Benda uji dipatahkan

dengan benturan dari sebuah palu pendulum yang berat, yang jatuh dari jarak

tetap (energi potensial yang konstan) untuk membentur benda uji dengan

kecepatan yang tetap (energi kinetik yang konstan). Bahan-bahan yang tangguh

(tough) menyerap banyak energi ketika dipatahkan dan bahan-bahan yang getas

(brittle) menyerap energi sangat sedikit [James Marrow, 2009]. Energi impak

yang diukur dengan pengujian charpy adalah usaha yang dilakukan untuk

mematahkan benda uji. Pada impak, spesimen berubah bentuk secara elastis

sampai peluluhan tercapai (deformasi plastis) dan sebuah zona plastis berkembang

pada takikan. Ketika pengujian dilanjutkan, perubahan spesimen oleh impak

menyebabkan usaha pada zona plastis mengeras. Hal ini meningkatkan tegangan

dan regangan pada zona plastis sampai spesimen patah. Energi impak total

tergantung pada ukuran dari benda uji, dan standar ukuran benda uji yang

digunakan untuk dibandingkan diantara bahan-bahan yang berbeda. Energi impak

dipengaruhi oleh sejumlah faktor, seperti halnya:

1. Kekuatan peluluhan dan keuletan

2. Takikan

3. Suhu dan laju regangan

4. Mekanisme perpatahan

2.3 Kegagalan Material Pada Pengujian Impak

Faktor yang mempengaruhi kegagalan material pada pengujian impak

antara lain ialah sebagai berikut.

1. Notch

Notch pada material akan menyebabkan terjadinya konsentrasi tegangan

pada daerah yang lancip sehingga material lebih mudah patah. Selain itu

notch juga akan menimbulkan triaxial stress. Triaxial stress ini sangat

berbahaya karena tidak akan terjadi deformasi plastis dna menyebabkan

6

material menjadi getas. Sehingga tidak ada tanda-tanda bahwa material

akan mengalami kegagalan.

2. Temperatur

Pada temperatur tinggi material akan getas karena pengaruh vibrasi

elektronnya yang semakin rendah, begitupun sebaliknya.

3. Strain rate

Jika pembebanan diberikan pada strain rate yang biasa-biasa saja, maka

material akan sempat mengalami deformasi plastis, karena pergerakan

atomnya (dislokasi). Dislokasi akan bergerak menuju ke batas butir lalu

kemudian patah. Namun pada uji impak, strain rate yang diberikan sangat

tinggi sehingga dislokasi tidak sempat bergerak apalagi terjadi deformasi

plastis,sehingga material akan mengalami patah transgranular dengan

struktur patahan ditengah-tengah atom atau bagian bulan di batas butir

karena dislokasi tidak sempat gerak ke batas butir.

Pada baja dan aluminium terdapat perbedaan harga impak. Harga

impak baja lebih tinggi daripada aluminium menunjukkan bahwa

ketangguhan baja lebih tinggi jika dibandingkan dengan aluminium. Selain

temperatur, hal lain yang mempengaruhi harga impak suatu material

adalah kadar karbonnya. Material yang memiliki kadar karbon yang tinggi

akan lebih getas. Hal ini akan mempengaruhi harga impaknya dan

temperature transisi. Material yang memiliki kadar karbon tinggi akan

memiliki temperatur transisi yang lebih panjang jika dibandingkan dengan

material yang memiliki kadar karbon rendah. Temperatur transisi yang

berbeda-beda ini akan mempengaruhi ketahanan material terhadap

perubahan suhu. Material yang memiliki temperatur transisi rendah maka

material tersebut tidak akan tehan terhadap perubahan suhu.

Beberapa bahan dapat tiba-tiba menjadi getas dan patah karena perubahan

temperatur dan laju regangan, walaupun pada dasarnya logam tersebut liat. Gejala

ini biasa disebut transisi liat getas yang merupakan hal penting ditinjau dari

penggunaan praktis bahan. Patahan patah getas bersifat getas sempurna, yaitu

tanpa adanya deformasi plastis sama sekali, jadi berbeda dengan bidang slip biasa,

7

patah terjadi pada bidang kristalografi spesifik pada bidang pecahan. Permukaan

patah dari bidang pecahan mempunyai kilapan yang menunjukkan pola chevron

secara makrokospik pada arah yang menuju titik permulaan patah. Berikut adalah

gambar ilustrasi dari patahan yang terjadi pada benda uji impak.

Gambar II.2 Gambaran Patahan pada Benda Uji Impak

Menyiapkan 1 buah benda uji dengan ukuran standar (Pelat Kapal)

Meletakkan benda uji pada mesin uji impak Charpy

Mengatur bandul pada posisi skala 300 joule

Melepaskan bandul

Mencatat energi yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji

Mengamati dan mengukur bentuk patahan yang terjadi

Data pengamatan

Pembahasan

Kesimpulan

Literatur

8

BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Diagram Alir Percobaan

Berikut adalah langkah-langkah percobaan yang disajikan dalam bentuk

diagram alir atau flowchart.

Gambar III.1 Diagram alir percobaan pengujian impak

8

9

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1. Mesin uji impak Charpy

2. Penjepit spesimen

3. Jangka sorong

3.2.2 Bahan

1. Pelat kapal

3.3 Prosedur Percobaaan

1. Menyiapkan benda uji sesuai ukuran standar.

2. Mengatur bandul pada posisi skala 300 joule.

3. Meletakkan benda uji pada mesin uji impak Charpy.

4. Melepaskan bandul dan mencatat energy yang diserap untuk

mematahkan benda uji.

5. Mengamati dan mengukur bentuk patahan yang terjadi.

10

BAB IV

HASIL DAN PERCOBAAN

4.1 Hasil Percobaan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, berikut adalah data-data

hasil percobaan yang terangkum dalam bentuk tabel IV.1 berikut.

Tabel IV.1 Data Hasil Percobaan Pengujian Impak

N

oBahan

Luas

Penampang

(mm2)

Suh

u

(oC)

Energi

(Joule)

Harga

Impak

(J/

mm2)

Bentuk

Patahan

(%)

1 Pelat Kapal 80 25 106 1.325 41

2 Pelat Kapal 80 5 18 0.225 56

3Pelat Kapal

80 100 118 1.475 31

4.2 Pembahasan

Pada percobaan kali ini praktikan melakukan pengujian untuk

menentukan tingkat ketangguhan dari sebuah sampel baja dari pelat kapal dengan

menghitung seberapa besar penyerapan energi yang berasal dari pembebanan

dinamis pendulum mesin uji impak. Pada praktikum kali ini beban impak

bergantung dari skala ketinggian pendulum yang diterapkan, dalam hal ini

digunakan skala ketinggian hingga 300 J. Luas penampang benda uji dalam

percobaan ini dihitung dengan mengalikan panjang antara ujung sampel dengan

sisi ujung takikan kemudian hasilnya dikalikan dengan tebal sampel uji, proses

pengujian dalam hal ini menggunakan jangka sorong. Berdasarkan percobaan uji

impak ini dapat diketahui bahwa variabel temperature akan mempengaruhi energi

10

11

yang diserap oleh benda uji dan harga impak dari benda uji tersebut. Selain untuk

mengetahui seberapa besar energi impak yang akan dihasilkan, dapat diketahui

pula jenis perpatahan apa yang terjadi pada sampel, uji apakah patah ulet atau

getas. Hasil percobaan dan hasil pengamatan karakteristik benda uji setelah

dikenai beban ini kemudian dibandingkan dengan berbagai rujukan teoritis seperti

diagram FATT dan lain-lain. Suatu material dikatakan tangguh bila memiliki

kemampuan menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau

terdeformasi dengan mudah.

Pada sampel uji sendiri terdapat takikan yang berfungsi antara lain agar saat

sampel uji diberikan pembebanan impak maka konsentrasi tegangan yang terjadi

dapat menjadi lebih terpusat pada daerah ini sehingga fungsi dari adanya takikakn

itu sendiri yaitu sebagai pusat atau awal adanya penjalaran perpatahan. Jika pada

sampel uji tidak terdapat takik, maka tumbukan yang diberikan akan

menyebabkan perpatahan sampel uji dapet terjadi secara tidak beraturan sehingga

dalam hal ini profil ketangguhan yang sesungguhnya pada sampel tidak akan

dapat ditentukan.

Pada percobaan ini sampel tidak diberikan perlakun panas apapun baik

dinaikkan temperature maupun diturunkan temperaturnya. Sampel berada pada

temperature kamar atau sekitar 250C. dapat dilihat dari table 4.1 bahwa pelat baja

ini mempunyai nilai medium diantara kedua sampel lainnya dalam hal harga

impak maupun energi yang diserap oleh spesimennya dengan nilai energy yang

diserap yaitu 106 Joule dan harga impak yaitu 1.325 J/mm2.

12

Gambar IV.1 Diagram FATT

Perubahan sifat baja atau spesimen benda uji karena pengaruh temperatur

dapat secara jelas dilihat dengan menggunakan acuan diagram FATT seperti pada

gambar diatas. Hal ini berkaitan erat dengan temperatur transisi, yakni titik

temperatur dimana sifat logam berubah dari ulet menjadi getas maupun

sebaliknya. Dengan terjadinya perubahan sifat tersebut maka tentu karakterisrik

perpatahan yang terjadi juga akan berbeda pada temperatur tinggi atau rendah.

Temperatur transisi ini bergantung pada berbagai hal, salah satunya aspek

metalurgi material, yaitu kadar karbon. Material dengan kadar karbon yang tinggi

akan bersifat semakin getas dan harga impaknya kecil sehingga temperatur

transisinya juga kecil. Temperatur transisi akan mempengaruhi ketahanan material

terhadap perubahan suhu. Jika temperatur transisinya kecil maka material tersebut

tidak tahan terhadap perubahan suhu. Setelah dilakukan proses pengujian

diperoleh bahwa energi impak pada sampel ialah sebesar 106 J dengan harga

impak 1.325 J/mm2 dengan karakteristik bentuk patahan getas. Untuk menjelaskan

hubungan antara temperature dengan data yang diperoleh, dapat dibuat kurva yang

menunjukkan hubungan antara temperatur dengan harga impak (HI).

0 20 40 60 80 100 1200

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Kurva Temperatur vs Harga Impak

Temperatur (oC)

Har

ga I

mp

ak (

J/m

m2)

Gambar IV.2 Kurva Temperatur vs Harga Impak

Bentuk Perpatahan (%)

Temperatur (0C)

13

Berdasarkan kurva diatas dapat diambil suatu hubungan bahwa tingginya

temperatur proses memiliki harga impak yang lebih tinggi karena sampel akan

menyerap energi yang lebih besar dan menunjukkan bahwa material tersebut

mempunyai sifat mekanis yaitu ulet. Sedangkan dalam hal ini temperatur proses

yang rendah sekalipun (pada 5oC) menunjukkan nilai harga impak yang rendah.

Hal ini sesuai dengan kaidah secara teoritis dimana temperatur proses yang kecil

menyebabkan harga impak kecil karena spesimen menjadi getas dan tidak

terdeformasi akibat pembebanan. Data temperatur proses, energi impak, dan harga

impak yang telah didapatkan pada prarktikum kemudian dibandingkan dengan

data lain yang sudah ada. Data temperatur proses secara berturut-turut untuk

sampel baja pelat kapal pertama hingga ketiga (diperoleh dari data praktikum lain)

ialah 5oC dan 100oC dengan energi impaknya berturut-turut ialah 18 J dan 118 J

serta harga impaknya berturut-turut ialah 0.225 J/mm2 dan 1.475 J/mm2. Jika

ditinjau dari temperatur masing-masing proses terlihat bahwa akan didapat energi

impak yang diserap spesimen uji semakin rendah dengan semakin rendahnya

temperatur uji maupun sebaliknya.

Pengaruh antara temperature dengan bentuk perpatahan yang didapat dapat

dilihat dari diagram IV.3 yang menunjukkan semakin tinggi temperature maka

perpatahan brittle yang diperoleh pun akan semakin sedikit begitu pula sebailknya

jika temperature semakin rendah maka patah brittle yang diperoleh akan semakin

besar.

5 2 5 1 0 00

10

20

30

40

50

60

14

Gambar IV.3 Grafik hubungan antara temperature dengan bentuk perpatahan

Berdasarkan grafik IV.3 dapat dilihat hubungan antara pengaruh temperature

dengan bentuk patahan yang terbentuk pada sampel. Setelah dilakukan percobaan

didapatkan data yaitu untuk sampel pada temperature 50C mempunyai bentuk

perpatahan yaitu 56% patah brittle dan 41 % patahan terbentuk ductile, untuk

sampel dengan temperature ruang atau 250C didapat bentuk perpatahan berupa

41% patah brittle dengan kandungan 56% patahan berupa ductile, sedangkan

untuk sampel dengan temperature 1000C mempunyai patahan berupa 31% patahan

brittle dan 69% patahan berupa ductile. Grafik ini menunjukkan bahwa adanya

hubungan yang erat antara temperature dengan bentuk perpatahan karena

temperature akan mempengaruhi temperature transisi yang nantinya akan

mengubah material ulet mengalami patah getas maupun sebaliknya material getas

yang mengalami patah ulet. Hal ini juga dapat menunjukan bahwa temperature

berbanding terbalik dengan bentuk perpatahan brittle yang terbentuk di material.

Dengan kata lain jika temperature semakin tinggi maka bentuk patah brittle akan

semakin sedikit sedangkan jika temperature semakin rendah maka patah brittle

yang terbentuk akan semakin banyak yang terbentuk.

15

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil

beberapa kesimpulan antara lain:

1. Temperatur sangat berpengaruh terhadap karakteristik dan sifat baja

hingga jenis perpatahannya ketika telah dikenai beban kejut. Semakin

rendah temperatur maka harga impak spesimen juga akan semakin

rendah begitu pula sebaliknya.

2. Pada sampel pertama mempunyai temperature 250C dengan nilai harga

impak 1.325 J/mm2 dan energy yang diserap yaitu 106 Joule serta bentuk

perpatahan yang terbentuk yaitu 41%. Pada sampel kedua mempunyai

temperature 50C dengan harga impak 0.225 J/mm2 dan energy yang

diserap specimen sebesar 18 Joule serta bentuk perpatahannya yaitu 56%

sedangkan untuk sampel ketiga mempunyai temperature yaitu 1000C

mempunyai harga impak 1.475 J/mm2 , energy yang diserap specimen

sebesar 118 Joule dan bentuk perpatahannya 31%

3. Bentuk perpatahan specimen hasil percobaan impak yaitu patah yang

didominasi oleh patah ulet yang perpatahannya mengikuti batas butir

sehingga perpatahnnya tampak tidak rata.

5.2 Saran

Beberapa saran terhadap jalannya praktikum yang telah dilakukan ialah

sebaiknya sampel uji ditambah agar praktikan dapat membandingkan secara

langsung pembebanan sampel pada berbagai temperatur proses yang bervariasi,

sehingga pengamatan perbandingan perpatahan yang terjadi juga bisa lebih

maksimal.

16

DAFTAR PUSTAKA

Davis, H.E, dan G.E, Troxell, “The Testing and Inspection of Engineering

Material”, Mc. Graw-Hill, New York, 1964.

Avner, S.H., “Introduction to Physical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New

York, 1964.

”Buku panduan praktikum laboratorium metalurgi II”, Fakultas Teknik

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, cilegon, Banten, 2014.

Lakhtin, Y., ”Engineering Physical Metallurgy”, MIR Published, Moscow,

1968.

14

17

LAMPIRAN

15

18

Lampiran A. Contoh Perhitungan

1. Luas penampang benda uji

A = p x L

=8 x 10=80 mm2

Dimana A = luas penampang benda uji (mm2)

P = panjang benda uji dari ujing takik hingga ujung satunya (mm)

L = tebal benda uji (mm)

2. Harga impak (HI)

Pada temperatur es (3˚C)

HI= EA

¿10680

¿1.325 J /mm2

Dimana:

A : luas penampang benda uji (mm2)

E : energi yang diserap spesimen (Joule)

HI : harga impak (Joule/mm2)

16

metode Charpy-v (pandangan

atas)

Izod (pandangan samping)

Beban impak

Beban impak

19

Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas

B.1 Jawaban Pertanyaan

1. Sebutkan jenis-jenis metode pengujian impak! Berikan dan jelaskan gambaran

skematis, posisi sampel dan arah pembebanan saat pengujian!

Jawab :

Terdapat dua metode yang bisa dilakukan untuk pengujian impak yaitu :

a. Metode Izod

Metode izod menggunakan batang impak kontiveler. Benda uji izod lazim

digunakan di Inggris, namun saat ini jarang digunakan. Benda uji izod

mempunyai penampang lintang bujursangkar atau lingkaran dan bertakik V

di dekat ujung yang dijepit.

b. Metode Charpy

Metoda Charpy menggunakan batang impak biasa, biasa digunakan di

Amerika Serikat. Benda uji Charpy mempunyai luas penampang lintang

bujursangkar (10 x 10 mm) dan mengandung takik V-45o, dengan jari-jari

dasar 0,25 mm dan kedalaman + 2 mm. Benda uji diletakan pada tumpuan

dalam posisi mendatar dan bagian yang tak bertakik diberi beban impak

dengan ayunan bandul (kecepatan impak sekitar 16 ft/detik). Benda uji

akan melengkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kira-kira 103

detik-1.

Perbedaan cara pembebanan antara metoda izod dan metoda charpy,

ditunjukkan pada gambar 2.1.

20

Gambar II.1 Uji Impak Izod dan Charpy.

2. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis patahan yang dapat dilihat pada sampel hasil

uji impak! Berikan ciri masing-masing dari jenis patahan!

Jawab :

Perpatahan yang dapat dilihat dari hasil pengujan impak ini terdapat tiga

macam, yaitu :

a. Perpatahan berserat (Fibrous fracture)

Perpatahan ini melibatkan mekanisme pergeseran bidang-bidang Kristal

didalam bahan atau material yang ulet (ductile). Ditandai dengan

permukaan perpatahan berserat yang berbentuk dimple yang menyerap

cahya dan berpenanmpilan buram. Patahan jenis ini juga dapat diamati

dengan permukaannya yang kasar karena patahan ini mengikuti batas

butiran yang ada dalam material tersebut.

b. Perpatahan granular (Kristalin)

Dihasilkan oleh mekanisme pembelahan (cleavage) pada butir-butir yang

rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang

mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi atau terlihat

mengkilap.

c. Perpatahan campuran (Berserat dan granular)

Perpatahan jenis ini merupakan patahan yang terbentuk dari kombinasi

kedua jenis patahan berserat dan granular.

3. Apa yang dimaksud dengan temperatur transisi uji impak? Jelaskan

hubungannya dengan perubahan sifat logam (ulet dang etas)

Jawab :

Kurva transisi ulet ke getas mencatat efek suhu pada energi perpatahan.

Energi impak pada umumnya menurun seiring menurunnya suhu dimana

kekuatan peluluhan meningkat dan kekuatan menurun. Sebuah transsisi yang

tajam dimana perubahan sejumlah besar energi untuk perubahan suhu yang

kecil, dapat terjadi ketika terdapat perubahan mekanisme perpatahan. Jika

bahan mempunyai transisi ulet ke getas yang tajam, kemudian suatu transisi

21

suhu dapat didefinisikan bahwa bahan tersebut ketangguhannya jelek. Ini dapat

digunakan sebagai panduan untuk penggunaan suhu yang minimum. Hal ini

sangat mudah terjadi pada bahan dengan transisi yang halus dari lingkungan

ulet ke getas.

Transisi suhu bisa didefinisikan dengan menggunakan energi impak rata-

rata antara nilai tertinggi dan nilai terendah. Suatu transisi suhu dapat juga

didefinisikan menggunakan ekspansilateral benda uji (suatu pengukuran

sejumlah deformasi plastis), atau perubahan dalam bentuk permukaan

perpatahan. Perbedaan pengukuran pada bahan yang sama tidak harus

memberikan transisi suhu yang sama.

Hubungan antara temperature transisi dengan perubahan sifat material

dapat diprediksi karena pada temperature tinggi material akan bersifat ulet

(ductile) sedangkan pada temperature rendah material akan bersifat getas atau

rapuh (brittle). Dasar pemikiran penggunaan kurva suhu peralihan terpusatkan

pada penentuan suhu, patah getas terendah pada leveltegangan elastis.

Sehingga, makin rendah temperature transisi maka akan makin besar

ketangguhan suatu material.

4. Sebutkan dan jelaskan kelebihan dan kekurangan uji impak dengan metode

Charpy dan metode Izod.

Jawab :

a. Metode Charpy

Metode Charpy lebih umum dilakukan karena lebih mudah diterapkan,

murah danpengujiannya dapat dilakukan pada suhu di bawah suhu ruang.

b. Metode Izod

Pada metode Izod,spesimen harus dipendam dalah posisi horizontal,

kemudian diberi rapid load dibagian diatas notch. Hal ini dinilai agak

merepotkan dalam pengujian, karenasuhu spesimen yang telah ditentukan

dapat mudah berubah akibat lamanya waktupemendama spesimen yang

akan mengakibatkan hasil pengujian yang tidak valid.

22

5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan harga impak (HI) ! tuliskan dan jabarkan

rumus yang digunakan untuk menghitung harga impak (HI) dengan

berdasarkan energy potensial (energy sebelum tumbukan dan energy setelah

tumbukan).

Jawab :

Harga impak (HI) adalah energi yang diserap tiap satuan luas penampang

lintang spesimen uji. Harga impak didapat dengan persamaan.

HI= EA

=m . g .(h1−h2)

A

Dimana :

m = massa bandul pemukul

g = percepatan gravitasi

h1 = beda tinggi pusat bandul & spesimen sebelum pemukulan

h2 = beda tinggi pusat bandul & spesimen setelah pemukulan

dengan,

h1, EM = EP1 = m.g.h1

h2, EM = EP2 = m.g.h2

sehingga ∆EM = EP1 – EP2

Persamaan di atas diperoleh dari hukum kekekalan mekanik, di mana

energimekanik pada posisi h1 merupakan murni energi potensial dari

pembeban.Sedangkan pada posisi h2, energi mekaniknya merupakan

penjumlahan antaraenergi potensial di h2 dan energi yang diserap oleh spesimen.

Semakin banyak energi yang diserap berarti semakin besar harga impak

spesimen. Sebaliknyasemakin kecil energi yang diserap harga impak

spesimen menjadi semakin kecil.

6. Jelaskan faktor-faktor yang menentukan jenis patahan!

Jawab :

Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi jenis patahan apakah ulet atau getas

yaitu :

23

a. Tegangan triaxial

b. Temperature

Patah getas disebabkan oleh temperatur rendah (di bawahtemperatur

transisi), sedangkan patah ulet disebabkan olehtemperatur tinggi (di atas

temperatur transisi).Temperatur transisiadalah rentang temperatur yang

menjadi batas daari sifat ulet dangetas suatu material.

c. Laju regangan atau laju pembebanan

Semakin tinggi laju pembebanan maka energi yang diserapsemakin kecil sehingga

mengakibatkan terjadinya patah getas

Tugas khusus

1. Jelaskan secara rinci perbedaan kurva Ductile Brittle Temperature Transition

(DBTT) dengan Fracture Appearance Temperatue Transition (FATT)!

Jawab :

Gambar B.1 Diagram FATT

Untuk melihat temperature transisi, kita bisa menggunakan kurva yang

disebut kurva FATT (fracture-appearence temperature transition). Pada kurva

FATT, plotting pada sumbu Y adalah energi yang dapat diserap material

sebelum patah. sedangkan untuk sumbu X, kurva tersebut menunjukkan

temperatur. Pada kurva tersebut memperlihatkan perilaku patah suatu material

ulet pada temperatur tinggi dan getas pada temperature rendah.

Bentuk serta posisi kurva FATT sangat penting dalam menentukan temperatur

24

transisi suatu material. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kurva FATT,

yaitu struktur kristal, atom interstisi, grain size, heat treatment, orientasi dari

spesimen dan ketebalan dari spesimen.

25

Gambar C.1 Jangka Sorong Gambar C.2 Mesin Uji Impak

Gambar C.3 Spesimen uji impak