awanawan4th.files.wordpress.com€¦ · web viewfakultas teknik. universitas negeri yogyakarta....

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

LAPORAN MATERIAL TEKNIKSEMESTER 1 HUBUNGAN KEKERASAN(HB) DAN

TEGANGAN TARIK100 MENIT

S1 PT.OTOMOTIF

TKO 2133MATERIAL TEKNIK

LE 10

1) TANGGAL PRAKTEK

13 Oktober 2011

2) TOPIK PRAKTIKUM

Pengujian Hubungan kekerasan HB dan pengujian tarik

3) DASAR TEORI

Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dati nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Jika diameter Identor 10 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 3000 N sedang jika diameter Identornya 5 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 750 N.

Dalam Praktiknya, pengujian Brinnel biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HB 5 / 750 / 15 hal ini berarti bahwa kekerasan Brinell hasil pengujian dengan bola baja

Dibuat oleh :LUNDIAWAN

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh :YOGA GUNTUR .S




S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

(Identor) berdiameter 5 mm, beban Uji adalah sebesar 750 N per 0,102 dan lama pengujian 15 detik. Mengenai lama pengujian itu tergantung pada material yang akan diuji. Untuk semua jenis baja lama pengujian adalah 15 detik sedang untuk material bukan besi lama pengujian adalah 30 detik.

Uji Kekerasan Brinell terdiri dari Indentasi materi tes dengan diameter 10 mm baja atau bola keras karbida dikenakan beban 3000 kg. Untuk bahanlembut beban dapat dikurangi sampai 1500 kg atau 500 kg untuk menghindariindentasi berlebihan. Beban penuh biasanya diterapkan selama 10 sampai 15 detik dalam kasus besi dan baja dan selama paling sedikit 30 detik dalam kasuslogam lain. Diameter lekukan kiri dalam bahan uji diukur dengan mikroskopbertenaga rendah. Jumlah Brinell memanfaatkan dihitung dengan membagi beban yang diterapkan oleh luas permukaan lekukan.

Diameter hitung adalah rata-rata dari dua bacaan pada sudut yang tepat danpenggunaan tabel nomor kekerasan Brinell dapat menyederhanakan penentuankekerasan Brinell. Sejumlah kekerasan Brinell terstruktur dengan baikmengungkapkan kondisi pengujian, dan terlihat seperti ini, "75 HB 10/500/30"yang berarti bahwa Kekerasan Brinell dari 75 diperoleh dengan menggunakan baja berdiameter 10mm dikeraskan dengan beban 500 kilogram diterapkan untuk suatu periode dari 30 detiki. Metode ini adalah yang terbaik untuk mencapai sebagian besar atau makro-kekerasan material, terutama bahan-bahan dengan struktur heterogen.

Perkiraan beban dan Nomor Kekerasan Brinell:







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

Brinell Hardness Number Load (kg)

160 - 600 3000

80 - 300 1500

26 - 100 500

Typical Brinell Hardness Numbers for Metals

Material Brinell Hardness Number

Soft brass 60

Mild steel 130

Annealed chissel steel 235

White cast iron 415

Nitrided surface 750

Steel Hardness versus Strength

Brinell Vickers Rockwell Equivalent Rm

Impression Diameter

Hardness HB Hardness HV Hardness B Hardness C (tonf/in2) (kgf/mm2) (N/mm2)







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

(mm)2.50 601 640 - 57.0 - - -2.55 578 615 - 56.0 - - -2.60 555 591 120 54.5 - - -2.65 534 569 119 53.5 - - -2.70 514 547 119 52.0 - - -2.75 495 528 117 51.0 - - -2.80 477 508 117 49.5 - - -2.85 461 491 116 48.5 101 160 15692.90 444 474 115 47.0 98 155 15202.95 429 455 115 45.5 95 150 14713.00 415 440 114 44.5 92 145 14223.05 401 425 113 43.0 88 139 13633.10 388 410 112 42.0 85 134 13143.15 375 396 112 40.5 82 129 12653.20 363 383 110 39.0 80 126 12363.25 352 372 110 38.0 77 121 11873.30 341 360 109 36.5 75 118 11573.35 331 350 109 35.5 73 114 11183.40 321 339 108 34.5 71 111 10893.45 311 328 108 33.0 68 107 10493.50 302 319 107 32.0 66 104 10203.55 293 309 106 31.0 64 101 9903.60 285 301 105 30.0 63 99 9713.65 277 292 104 29.0 61 96 9413.70 269 284 104 27.5 59 93 9123.75 262 276 103 26.5 58 91 8923.80 255 269 102 25.5 56 89 8733.85 248 261 102 24.0 55 87 8533.90 241 253 100 23.0 53 84 8243.95 235 247 99 22.0 51 81 7944.00 229 241 98 20.5 50 79 7754.05 223 235 97 - 49 77 755







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

4.10 217 228 96 - 48 76 7454.15 212 223 96 - 46 73 7164.20 207 218 95 - 45 71 6964.30 197 208 93 - 43 68 6674.40 187 197 91 - 41 65 6374.50 179 189 89 - 39 62 6084.60 170 179 87 - 36 57 5594.70 163 172 85 - 35 55 5394.80 156 165 83 - 34 54 5304.90 149 157 81 - 32 51 5005.00 143 150 79 - 31 49 4815.10 137 144 77 - 31 49 4815.20 131 138 74 - 30 47 4615.30 126 133 72 - 29 46 4515.40 121 127 70 - 28 44 4315.50 116 122 68 - 27 43 4225.60 111 117 66 - 26 41 4025.70 107 113 64 - 25 39 3825.80 103 108 61 - 24 38 373







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

Pengujian TarikUji tarik rekayasa banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar

kekuatansuatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan (Dieter, 1987) , salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus.. Pada uji tarik, benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan terhadap perpanjangan yang dialami benda uji (Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955). Kurva tegangan regangan rekayasa diperoleh dari pengukuran perpanjangan benda uji.

Tegangan yang dipergunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik yang diperoleh dengan membagi beban dengan luas awal penampang melintang benda uji.

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan regangan rekayasa adalah regangan linier rata-rata,yang diperoleh dengan membagi perpanjangan panjang ukur (gage length) benda uji, ΔL, denganpanjang awalnya, L0. Benda kerja bertambahpanjang ΔL ketika diberibeban P.Pada waktu menetapkan regangan harus diperhatikan:- Pada baja yang lunak sebelum patah terjadi pengerutan (pengecilan penampang) yang besar.- Regangan terbesar terjadi pada tempat patahan tersebut, sedang pada kedua ujung benda ujipaling sedikit meregang.

Kurva tegangan regangan hasil pengujian,pertambahan panjang sebanding dengan pertambahan beban yangdiberikan. Pada bagian ini, berlaku hukum Hooke:

P LoΔL = X

A E

dengan: ΔL = pertambahan panjang benda kerja (mm)L0 = panjang benda kerja awal (mm)P = beban yang bekerja (N)A = luas penampang benda kerja (mm2)E = modulus elastisitas bahan (N/mm2)σ= tegangan (kg/mm2

ϵ= regangan(mm)Dari persamaan (5) dan (6), bila disubstitusikan ke persamaan (7), maka akan diperoleh:







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

σ

E =ϵ

Kekuatan tarik dan kekerasan merupakan indikator ketahanan logam terhadap deformasi plastis. Konsekuensinya adalah terdapat korelasi secara kasar untuk kekuatan tarik (σB) sebagai fungsikekerasan Brinell untuk besi tuang, baja, dan kuningan.

Sifat mekanik bahan adalah : hubungan antara respons atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja.

Sifat mekanik : berkaitan dengan kekuatan, kekerasan, keuletan, dan kekakuan.

Stress = tegangan . Strain = regangan .

Menurut teori bahwa untuk baja berlaku hubungan yang mendekati yaitu : Tegangan tarik dalam Kg/mm 2 =0,35 HB atau : σ t =0,35 HB

4) TUJUAN

Praktikan diharapkan dapat menentukan hubungan antara kekerasan bahan dan tegangan tarik.







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

5) BAHAN

Plat Baja

6) ALAT DAN BAHAN1. Universal hardness tester

2. Tabel kekerasan brinell

3. Indentor baja ᶲ5 mm

4. Kaca pembesar

5. Universal Testing Machine dan kelengkapannya

6. jangka sorong

7. alat pencatat (kertas dan pensil)

7) LANGKAH KERJA1. Siapkan dan ukurlah benda kerja.2. Set up hardness tester dengan beban 60 kg(588 N) dan indentor bola baja

1/16 inch(1,5875 mm).3. Ujilah kekerasan benda kerja pada kedua ujungnya.

HB¿ 2 P∏XD ¿¿

Gunakan mikroskop berskala untuk mengukur d tembereng.4. Ujilah kekuatan tarik benda kerja dan beberapa tegangannya.

8) DATA PENGAMATANlebar =22,7 mmtebal =2,1 mmpanjang =250 mm







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

9) PEMBAHASAN

L = 22,7 mmTebal = 2,1 mmP = 250 mmᶲ indentor = 5 mm

d1 = 1,5 mm

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,52) => HB= 500

15,7(5−√25−2,25)

HB= 50015,7(5−√22,75)

HB= 50015,7(5−4,76)

HB= 50015,7(0,24)

HB=132,88 kgmm2

d2 = 1,75

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,752) => HB= 500

15,7(5−√25−3,06)

HB= 50015,7(5−√21,94)

HB= 50015,7(5−4,68)

HB= 50015,7(0,32)

HB=99,52 kgmm2




HB= 2Pπ D(D−√D2−d2)




S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

d3 = 1,5 = d1

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,52) => HB= 500

15,7(5−√25−2,25)

HB= 50015,7(5−√22,75)

HB= 50015,7(5−4,76)

HB= 50015,7(0,24)

HB=132,88 kgmm2

d4 = 1,5 = d1

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,52) => HB= 500

15,7(5−√25−2,25)

HB= 50015,7(5−√22,75)

HB= 50015,7(5−4,76)

HB= 50015,7(0,24)

HB=132,88 kgmm2

d5 =1,6

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,62) => HB= 500

15,7(5−√25−2,56)

HB= 50015,7(5−√22,44)

HB= 50015,7(5−4,73)

HB= 50015,7(0,27)







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10

HB=117,95 kgmm2

d6 = 1,5 =d1

HB= 2×2503,14×5(5−√52−1,52) => HB= 500

15,7(5−√25−2,25)

HB= 50015,7(5−√22,75)

HB= 50015,7(5−4,76)

HB= 50015,7(0,24)

HB=132,88 kgmm2

bahan lebarmm

tebalmm

panjangmm

HB F max

(kg)

σt kg/mm2

Hubungan σt dan HB

Plat baja

22,7 2,1 250 117,95 162009,8

=1653,06

34,67 34,67117,95

=0,293

σt =1653,06 / 47,67 = 34,67kg/mm2

10) KESIMPULAN DAN SARANJadi dalam melakukan hubungan antara uji tarik dan uji kekerasan brinell,

(harus teliti dalam pengambilan data prakteknya) terus suasana dan penerangannya harus mendukung, karena pembacaannya masih membutuhkan ketajaman penglihatan manusia.Jangan melakukan pengukuran sambil main-main/sembrono dengan teman yangterpenting jangan mengganggu/mengajak bicara/yang lainnya pada teman yang sedang melakukan uji coba yang menggunakan mesin.karena agar hal-hal yang tidak kita inginkan dapat kita hindari dan hasil percobaan kita dapat memuaskan . Sebab geser dikit saja datanya akan jauh dari tujuan awalnya.







S1 PT.OTOMOTIF


LE 10




awanawan4th.files.wordpress.com€¦ · web viewfakultas teknik. universitas negeri yogyakarta....

Documents