UJI TARIK (TENSILE TEST)

Uji tarik adalah pemberian gaya atau tegangan tarik kepada material dengan

maksud untuk mengetahui atau mendeteksi kekuatan dari suatu material. Tegangan tarik

yang digunakan adalah tegangan actual eksternal atau perpanjangan sumbu benda uji. Hasil

yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain

produk karena mengahasilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk

engukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.

Mekanisme proses uji tarik seperti pada Gambar 2.1

Uji tarik dilakuan dengan cara penarikan batang uji dengan gaya tarik secara terus –

menerus, sehingga bahan (perpajangannya) terus –menerus meningkat dan teratur sampau

putus, dengan tujuan menetukan nilai tarik.untuk mengetaui kekuatan tarik suatu bahan

dalam pembebanan tarik, garis gaya harus berhimpit dengan garis sumbu bahan sehingga

pepbenana terjadi beban arik lurus. Tetapi jiga gaya tarik sudut berhimpit maka yang

terjadi adalah gaya lentur.

F

F

-F -F

F

Pembebanan tarik

F F

Bentuk benda uji

Pada pengujian ini terjadi deformasi yaitu :

1. Deformasi elastis yaitu perubahan bentuk yang disebabkan gaya luar dan apabila gaya

luar dilepas maka bahan tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran semula.

2. Deformasi platis yaitu perubahan bentuk yang disebabkan gaya luar dan apabila gaya

luar dilepas maka bahan tidak akan kembali ke bentuk dan ukuran semula.

Grafik yang terjadi pada uji tarik antara gaya dengan perubahan panjang

F (N)

G max

Plastis area

Gy max

Gy min G putus

Proporsional

area

L (mm)

(setelah putus) elastis

saat akan putus

Pada grafik tersebut terjadi batas proporsional dan batas plastis. Batas proporsional

adalah batas dari suatu bahan dimana terjadi penambahan panjang. Batas plastis adalah

batas dari suatu benda dimana terjadi penambahan panjang dan benda tidak akan kembali

seperti bentuk dan ukurannya semula.

Dalam uji tarik akan terjadi beberapa tegangan yaitu :

1. Tegangan proporsional, dimana gaya berbanding lurus dengan petambahan panjang

dan berbanding lurus dengan regangan.

2. Tegangan alur yaitu tegangan yang didapat pada benda saat terjadinya deformasi

plastis yang tidak menunjukkan penurunan beban pada perpanjangan plastis dalam

persentase tertentu dan panjang ukur mula – mula dibagi dengan luas penampang mula

– mula. Tegangan alur terjadi pada atas (alur atas) dan bawah (alur bawah).

F (N)

Gy max

F max

Proporsional

Area

L (mm)

Elastis

Grafik gaya terhadap perubahan panjang (daerah proporsional)

Menurut hokum hooke, tegangan berbading lurus dengan modulus elastisitas dan

regangan, atau tegangan merupakan perbandingan antara gaya dengan luas penampang,

dapat di defenisikan sebagai berikut :

E (modulus elastisitas) untuk : Baja/besi E = 180-230 (Gpa)

Aluminium E = 70-79 (Gpa)

Tembaga E = 110-120 (Gpa)

Nikel E = 210 (Gpa)

G (gaya modulus)

Regangan Permanen

1. Putus ditengah

2. Putus tidak dibagian tengah (menggunakan rumus empiris)

a. Jika N-n = Genap

N = Jumlah kotak, biasanya 10

n = nomor kotak dimana putus (2dan 4) atau (6 dan 8)

A B C

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Benda uji putus bagian genap

Sifat-Sifat Logam Pada Uji Tarik (Tensile Properties)

Pengujian dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis suatu material, khususnya

logam diantara sifat-sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil pengujian tarik adalah

sebagai berikut:

1. Kekuatan tarik

2. Kuat luluh dari material

3. Keuletan dari material

4. Modulus elastic dari material

5. Kelentingan dari suatu material

6. Ketangguhan.

1. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength) (UTS)

adalah beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda uji.

Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum

dimana logam dapat menahan sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas.

Tegangan tarik adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi

pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan

kekuatan bahan. Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan

beban maksimum, di mana logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang

sangat terbatas. Akan ditunjukkan bahwa nilai tersebut kaitannya dengan kekuatan logam

kecil sekali kegunaannya untuk tegangan yang lebih kompleks, yakni yang biasanya

ditemui. Untuk berapa lama, telah menjadi kebiasaan mendasarkan kekuatan struktur pada

kekuatan tarik, dikurangi dengan faktor keamanan yang sesuai.

Kecenderungan yang banyak ditemui adalah menggunakan pendekatan yang lebih

rasional yakni mendasarkan rancangan statis logam yang liat pada kekuatan luluhnya.

Akan tetapi, karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan

kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dikenal, dan merupakan metode identifikasi

bahan yang sangat berguna, mirip dengan kegunaan komposisi kimia untuk mengenali

logam atau bahan. Selanjutnya, karena kekuatan tarik mudah ditentukan dan merupakan

sifat yang mudah dihasilkan kembali (reproducible). Kekuatan tersebut berguna untuk

keperluan spesifikasi dan kontrol kualitas bahan. Korelasi empiris yang diperluas antara

kekuatan tarik dan sifat-sifat bahan misalnya kekerasan dan kekuatan lelah, sering

dipergunakan. Untuk bahan-bahan yang getas, kekuatan tarik merupakan kriteria yang

tepat untuk keperluan perancangan.

2. Pengukuran Batas Luluh (Yielding)

Batas luluh adalah titik yang menunjukkan perubahan dari deformasi elastis ke

deformasi plastis.Tegangan dimana deformasi atau batas luluh mulai teramati tergantung

pada kepekaan pengukuran regangan.Telah digunakan berbagai kriteria permulaan batas

luluh tergantung pada ketelitian pengukuran tegangan dan data-data yang digunakan.

1. Batas elastik sejati berdasarkan pada pengukuran regangan mikro pada skala

regangan 2 X 10-6 inci/inci. Batas elastik nilainya sangat rendah dan dikaitkan

dengan gerakan beberapa ratus dislokasi.

2. Batas proporsional adalah tegangan tertinggi untuk daerah hubungan proporsional

antara tegangan-regangan. Harga ini diperoleh dengan cara mengamati

penyimpangan dari bagian garis lurus kurva tegangan-regangan.

3. Batas elastik adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh bahan tanpa

terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada saat beban telah ditiadakan.

Dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan, nilai batas elastiknya

menurun hingga suatu batas yang sama dengan batas elastik sejati yang diperoleh

dengan cara pengukuran regangan mikro. Dengan ketelitian regangan yang sering

digunakan pada kuliah rekayasa (10-4 inci/inci), batas elastik lebih besar daripada

batas proporsional. Penentuan batas elastik memerlukan prosedur pengujian yang

diberi beban-tak diberi beban (loading-unloading) yang membosankan.

4. Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah

kecil deformasi plastis yang ditetapkan. Definisi yang sering digunakan untuk sifat

ini adalah kekuatan luluh ofset ditentukan oleh tegangan yang berkaitan dengan

perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis yang sejajar dengan

elastis ofset kurva oleh regangan tertentu.

Cara yang baik untuk mengamati kekuatan luluh ofset adalah setelah benda uji diberi

pembebanan hingga 0,2% kekuatan luluh ofset dan kemudian pada saat beban ditiadakan

maka benda ujinya akan bertambah panjang 0,1 sampai dengan 0,2%, lebih panjang

daripada saat dalam keadaan diam.

Tegangan ofset di Britania Raya sering dinyatakan sebagai tegangan uji (proff

stress), di mana harga ofsetnya 0,1% atau 0,5%. Kekuatan luluh yang diperoleh dengan

metode ofset biasanya dipergunakan untuk perancangan dan keperluan spesifikasi, karena

metode tersebut terhindar dari kesukaran dalam pengukuran batas elastik atau batas

proporsional.

Beberapa bahan pada dasarnya tidak mempunyai bagian linier pada kurva tegangan-

regangannya, misal tembaga lunak atau besi cor kelabu. Untuk bahan-bahan demikian,

metode ofset tidak dapat digunakan dan untuk pemakaian praktis, kekuatan luluh

didefinisikan sebagai tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan regangan total

tertentu, misalnya ε = 0,005.

3. Pengukuran Keuletan.

Keuleten adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan beban pada daerah plastis

tanpa terjadi perpatahan. Secara umum pengukuran keliatan dilakukan untuk memenuhi

kepentingan tiga buah hal:

Untuk menunjukan perpanjangan di mana suatu logam dapat berdeformasi tanpa

terjadi patah dalam suatu proses suatu pembentukan logam, misalnya pengerolan dan

ekstrusi.

Untuk memberi petunjuk secara umum kepada perancang mengenai kemampuan

logam untuk mengalir secara pelastis sebelum patah.

Sebagai petunjuk adanya perubahan permukaan kemurnian atau kondisi pengolahan.

4. Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah ukuran kekuatan suatu bahan akan keelastisitasannya.

Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian

tegangan.Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom, karena gaya-gaya ini

tidak dapat dirubah tanpa terjadi perubahan mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus

elastisitas salah satu sifat-sifat mekanik yang tidak dapat diubah. Sifat ini hanya sedikit

berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin.

5. Kelentingan (Resilience)

Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu

berdeformasi secara elastis dan kembali ke bentuk awal apabila bebannya dihilangkan.

Kelentingan biasanya dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yakni energi regangan tiap

satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan

luluh σ0.

6. Ketangguhan (Toughness)

Ketangguhan (Toughness) adalah kemampuan menyerap energi pada daerah plastik.

Kemampuan untuk menahan beban yang kadang-kadang diatas tegangan luluh tanpa

terjadi patah, dan khususnya diperlukan pada bagian–bagian rantai, roda gigi, kopling

mobil barang, dan cangkuk kran. Pada umumnya ketangguhan menggunakan konsep yang

sukar dibuktikan atau didefinisikan. Salah satu menyatakan ketangguhan adalah meninjau

luas keseluruhan daerah di bawah kurva tegangan-regangan. Luas ini menunjukan jumlah

energi tiap satuan volume yang dapat dikenakan kepada bahan tanpa mengakibatkan pecah.

Baja pegas karbon tinggi mempunyai kekuatan luluh dan kekuatan tarik lebih tinggi

dibandingkan baja struktur karbon menengah. Akan tetapi baja struktur lebih liat dan

memiliki perpanjangan total lebih besar. Luas keseluruhan daerah dibawah kurva

tegangan-regangan lebih besar untuk baja struktur, oleh karena itu baja struktur merupakan

bahan yang lebih tangguh. Hal ini menunjukan bahwa ketangguhan adalah parameter yang

terdiri dari dua hal yakni tegangan dan keliatan. Terdapat beberapa cara pendekatan

matematik untuk menentukan luas daerah di bawah kurva tegangan- regangan.

PENGUJIAN BAHAN DAN METEOROLOGIUJI TARIK BAHAN

OLEH :

MUHADRINE3C109036

PROGRAM STUDI DII TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HALUOLEOKENDARI

2012