Prosedur Pengujian Uji Tarik Baja

Struktur Baja dan Detailling 1

BAB 1

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Kekuatan suatu struktur desain material sangat

dipengaruhi oleh sifat fisik materialnya oleh Karena itu

diperlukan pengujian untuk mengetahui sifat-sifat tersebut.

Salah satunya adalah pengujian tarik (Tensile test). Dalam

dunia manufaktur pengetahuan tentang sifat-sifat fisik

suatu bebab sangat penting khususnya dalam mendesain dan

menentukan proses manufakturnya. Pengujian tarik merupakan

jenis pengujian material yang paling banyak dilakukan

Karena mampu memberikan informasi representative dari

perilaku mekanik material. Pengujian tarik sangat simple,

relative murah dan sangat memenuhi standar. Pada dasarnya

pecobaan tarik ini dilakukan untuk menentukan respons

material pada saat dikenakan beban atau deformasi dari luar

(gaya-gaya yang diberikan dari luar yang dapat menyebabkan

suatu material mengalami perubahan struktur, yang terjadi

dalam kisi Kristal material tersebut). Dalam hal ini akan

ditentukan seberapa jauh perilaku inheren, yaitu yang lebih

merupakan ketergantungan atas fenomena atomic maupun

mikroskopik dan bukan dipengaruhi bentuk dan ukuran benda

uji.

Prinsip pengujian ini yaitu sampel atau benda uji

dengan ukuran dan bentuk tertentu diberi bebangaya tarik

Struktur Baja dan Detailling 2

sesumbu yang bertambah besar secara continue pada kedia

ujung specimen tarik hingga putus, bersamaan dengan tiu

dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami

benda uji. tegangan yang dipergunakan pada kurva adalah

tangangan membujur rata-rata dari pengujian tarik. Pada

specimen panjang bagian tengahnya biasanya lebih kecil luas

penampangnya dibandingkan keda ujungnya adar patahan

terjadi pada bagian tengah. Panjang ukur (gauge length)

adalah daerah dibagian tengah dimana elongasi diukur atau

alat extensometer diletakkan untuk pengukuran data yang

diukur secara manual, yakni diameter specimen.

• Luas penampang A, dan data yang terekam dari mesin

tarik, berupa beban F yang diberikan (load cell) dan strain

ε (extensometer), direduksi menjadi kurva tegangan-tegangan

dimana:

                                         σ  = F/A dan σ = ε.E

Struktur Baja dan Detailling 3

Gambar 1. Kurva tegangan-tengangan

B.Rumusan Masalah

Pengertian Uji Tarik. Metode Pelaksanaan Proses Uji Tarik Pada Baja. Nilai-Nilai renggangnya baja pada saat di uji tarik.

C.Tujuan dan Manfaat

Mengetahui prosedur pengujian tarik pada baja! Mengetahui Kurva tegangan uji tarik! Mengetahui hubungan tegangan tarik dan kekerasan!.

BAB 2

Struktur Baja dan Detailling 4

LANDASAN TEORI

A. Uji Tarik

Uji tarik rekayasa banyak dilakukan untuk melengkapiinformasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagaidata pendukung bagi spesifikasi bahan (Dieter, 1987). Padauji tarik, benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yangbertambah secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukanpengamatan terhadap perpanjangan yang dialami benda uji(Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955). Kurva teganganregangan rekayasa diperoleh dari pengukuran perpanjanganbenda uji.

Tegangan yang dipergunakan pada kurva adalah teganganmembujur rata-rata dari pengujian tarik yang diperolehdengan membagi beban dengan luas awal penampang melintangbenda uji.

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan regangan rekayasa adalah regangan linier rata-rata, yang diperoleh dengan membagi perpanjangan panjang ukur (gage length) bendauji, ΔL, dengan panjang awalnya, L0.

Struktur Baja dan Detailling 5

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 uji paling sedikit meregang.

Gambar 5. Kurva umum tegangan - regangan hasil uji tarik.

Struktur Baja dan Detailling 6

Kurva tegangan regangan hasil pengujian tarik umumnyatampak seperti pada gambar 5. Dari gambar tersebut dapatdilihat:1. AR garis lurus. Pada bagian ini pertambahan panjang

sebanding dengan pertambahan beban yang diberikan. Padabagian ini, berlaku hukum Hooke:

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)

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

2. Y disebut titik luluh (yield point) atas.3. Y’ disebut titik luluh bawah.4. Pada daerah YY’ benda kerja seolah-olah mencair danbeban naik turun disebut daerah luluh.

5. Pada titik B beban mencapai maksimum dan titik inibiasa disebut tegangan tarik maksimum atau kekuatan tarikbahan (B). Pada titik ini terlihat jelas benda kerjamengalami pengecilan penampang (necking).

6. Setelah titik B, beban mulai turun dan akhirnya patahdi titik F (failure)

7. Titik R disebut batas proporsional, yaitu batas daerahelastis dan daerah AR disebut daerah elastis. Reganganyang diperoleh pada daerah ini disebut regangan elastis.

8. Melewati batas proporsional sampai dengan benda kerja putus, biasa dikenal dengan daerah plastis dan regangannya disebut regangan plastis.

Struktur Baja dan Detailling 7

9. Jika setelah benda kerja putus dan disambungkan lagi (dijajarkan) kemudian diukur pertambahan panjangnya (ΔL),maka regangan yang diperoleh dari hasil pengukuran ini adalah regangan plastis (AF’).

B. Hubungan Tegangan Tarik Dengan Kekerasan Brinell

Kekuatan tarik dan kekerasan merupakan indikatorketahanan logam terhadap deformasi plastis. Konsekuensinyaadalah terdapat korelasi secara kasar untuk kekuatan tarik(σB) sebagai fungsi kekerasan Brinell untuk besi tuang, baja,

dan kuningan. Untuk sebagian besar baja hubungan HB dengan σB

adalah (Callister, 1997: 135):

dengan : σB dalam MPa (N/mm2) dan HB dalam N/mm2

Struktur Baja dan Detailling 8

BAB 3

PEMBAHASAN

A. Umum

Besi baja atau sering disebut dengan baja sajamerupakan paduan antara abesi dan karbon, dengan kandungankarbon yang lebih sedikit dibandingkan pada besi tuang,tetapi lebih banyak dibanding besi tempa.

Berdasarkan kadar karbonnya, baja terbagi dalam : • Baja sangat lunak (deed steel) : kandungan karbon ≤ 0,10 % • Baja lunak (low carbon steel) : kandungan karbon 0,10 – 0,25 %• Baja sedang (medium carbon steel) : kandungan karbon 0,25 –0,70 % • Baja keras (high carbon steel) : kandungan karbon 0,70 – 1,50%

Dalam bidang konstruksi, secara umum baja dibagi dalamdua kelompok, yaitu baja keras dan baja lunak (struktur).Dalam hal ini lebih difokuskan pada baja tulangan sebagaisarana praktikumdi Laboratorium Bahan Konstruksi TeknikJurusan Teknik Sipil FTSP UII. Baja tulangan atau seringjuga disebut besi beton, berbentuk lonjoran-lonjoran bulatdengan permukaan polos atau ilir/sirip (deform). Simbol yangdigunakan untuk baja tulangan polos adalah BJTP dan untukbaja tulangan ulir adalah BJTD.

Batas leleh yakni tegangan yang sedikit di atas elastisyang tampak terjadi penambahan regangan tanpa adanyatambahan dan pengurangan tegangan.

Batas elastis merupakan tegangan tertinggi yang dapatditahan oleh bahan yang elastis, yaitu apabila tegangan yangbekerja dihilangkan bahan masih dapat kembali ke bentuksemula. Biasanya batas elastis ini hanya sedikit lebih besar

Struktur Baja dan Detailling 9

dari batas sebanding, dan sulit untuk ditetapkan, nilainyadapat di dekati dengan batas regang, misalnya batas regangan0,2 (yield strength at 0,2 % offset)

Batas sebanding merupakan suatu nilai tegangantertinggi yang masih berada pada garis lurus diagramtegangan-regangan

Modulus elastisitas ditunjukkan oleh kemiringan diagramtegangan-regangan pada bagian yang lurus/linier terhadapsumbu horizontal (sumbu regangan), besarnya selalu tetapdari tegangan nol sampai batas tertentu pada diagram.

Nilai kuat tarik leleh adalah besarnya gaya tarik yangbekerja pada saat benda uji mencapai/mengalami lelehpertama.

Nilai kuat tarik maksimum adalah besarnya gaya tarikyang bekerja pada saat benda uji mencapai/mengalami puncakpembebanan dan sebelum putus

Nilai kuat tarik putus adalah besarnya gaya tarik maksimum yang bekerja pada saat benda uji putus.

B. Alat Pengujian Yang Digunakan

Berikut adalah alat-alat yang digunakan ketika akan menguji tarik baja:

a) Mesin Universal Testing Machine kapasitas 30 ton merkShimadzu.

Struktur Baja dan Detailling 10

b) Timbangan kapasitas 5000 gram atau lebih denganketelitian 0,1 % dari berat contoh (khusus baja tulanganulir/deform)

c) Sketmat/jangka sorong

Struktur Baja dan Detailling 11

d) Strainometer

e) Jangka manual

f) Penggaris, spidol, amplas, dan lain-lain.

Struktur Baja dan Detailling 12

g) Dial Regangan Tarik Baja-Tulangan terpasang pada benda uji tarik

Struktur Baja dan Detailling 13

h) Uji Tarik Baja-Tulangan dengan Dial Regangan

C. Benda Uji

Benda uji adalah batang baja beton yang mempunyai bentuk dan dimensi tertentu (proporsional antara panjang danluas penampang) yang di buat/ di ambil dari contoh-contoh baja beton.

Struktur Baja dan Detailling 14

Keterangan gambar 2 : Lt : panjang total benda uji (mm) Lo : panjang ukur awal benda uji (mm) do : diameter awal benda uji (terkecil)

(mm) D : diameter contoh asli (mm) Lj / h : panjang bagian benda uji yang

terjepit mesin tarik (mm) r : jari-jari cekungan, bagian benda uji

konis m : panjang bebas benda uji (mm) Ao : luas penampang benda uji semula (mm2)

D. Prosedur Pelaksanaan Uji Tarik Baja

1. Siapkan dan periksalah benda kerja yang akan diuji. Catatlah ukuran benda kerja (panjang, panjang ukur, lebar, dan tebal mula-mula) serta jenis bahannya.

2. Periksalah keadaan mesin serta peralatan yang digunakan.

Struktur Baja dan Detailling 15

3. Putar switch utama pada posisi “1”, switch terletak pada bagian belakang mesin dalam switch gear cabinet.

4. Hidupkan mesin dengan menekan tombol “ON”.

5. Aturlah posisi katup pada kedudukan closed.

6. Putarlah kran pengatur pada posisi menutup (putar ke kanan agak kencang) atau pada posisi “1”.

7. Aturlah kedudukan kopling atau lever dalam keadaan netral(nol) dengan cara memutar micro controller.

8. Tentukan piringan beban/load sesuai dengan bahan benda kerja yang akan diuji.

9. Jepit ujung benda kerja bagian atas pada grip chuck. Aturlah skala perpanjangan pada posisi nol (dengan kopling lever). Jepit ujung benda kerja bagian bawah (tentukan ukuran panjangnya) dengan cara mengatur kedudukan chuck bagian bawah. Setel jarum indicator pada posisi nol (dengan catatan tidak ada beban).

10. Mulailah pengujian dengan perlahan-lahan sambil memutar micro controller ke kanan (dapat dilihat pada skala dial).

11. Baca dan catatlah pertambahan gaya pada skala indikator untuk setiap pertambahan panjang 2 mm.

12. Setelah benda kerja patah, ukurlah panjang ukur benda kerja setelah patah, tebal dan lebar pada patahan.

13. Susunlah tabel pengujian dan gambarlah grafik hubungan tegangan dan regangan.

Struktur Baja dan Detailling 16

BAB 4

Struktur Baja dan Detailling 17

PENUTUP

A. Kesimpulan

Besi baja atau sering disebut dengan baja sajamerupakan paduan antara abesi dan karbon, dengan kandungankarbon yang lebih sedikit dibandingkan pada besi tuang,tetapi lebih banyak dibanding besi tempa.

Berdasarkan kadar karbonnya, baja terbagi dalam : • Baja sangat lunak (deed steel) : kandungan karbon ≤ 0,10 % • Baja lunak (low carbon steel) : kandungan karbon 0,10 – 0,25 %• Baja sedang (medium carbon steel) : kandungan karbon 0,25 –0,70 % • Baja keras (high carbon steel) : kandungan karbon 0,70 – 1,50%

Batas leleh yakni tegangan yang sedikit di atas elastisyang tampak terjadi penambahan regangan tanpa adanyatambahan dan pengurangan tegangan.

Batas elastis merupakan tegangan tertinggi yang dapatditahan oleh bahan yang elastis, yaitu apabila tegangan yangbekerja dihilangkan bahan masih dapat kembali ke bentuksemula. Biasanya batas elastis ini hanya sedikit lebih besardari batas sebanding, dan sulit untuk ditetapkan, nilainyadapat di dekati dengan batas regang, misalnya batas regangan0,2 (yield strength at 0,2 % offset)

Batas sebanding merupakan suatu nilai tegangantertinggi yang masih berada pada garis lurus diagramtegangan-regangan

Modulus elastisitas ditunjukkan oleh kemiringan diagramtegangan-regangan pada bagian yang lurus/linier terhadapsumbu horizontal (sumbu regangan), besarnya selalu tetapdari tegangan nol sampai batas tertentu pada diagram.

Struktur Baja dan Detailling 18

Nilai kuat tarik leleh adalah besarnya gaya tarik yangbekerja pada saat benda uji mencapai/mengalami lelehpertama.

Nilai kuat tarik maksimum adalah besarnya gaya tarikyang bekerja pada saat benda uji mencapai/mengalami puncakpembebanan dan sebelum putus

Nilai kuat tarik putus adalah besarnya gaya tarik maksimum yang bekerja pada saat benda uji putus.

B. Saran

1. Bagi dosen

a. Agar lebih meningkatkan mutu pembelajaran.

b. Agar lebih sering memberikan tugas-tugas yang

bermanfaat bagi mahasiswa.

1. Bagi Penulis

a. Dapat dijadikan sebagai sarana latihan dalam menuangkan

gagasan dan ide ke dalam bentuk tulisan.

b.Dapat menambah wawasan dan pengalaman dalam melakukan

atau mempelajari cara serta presedur ketika melakukan

uji tarik baja.

Struktur Baja dan Detailling 19

DAFTA R PUSTAKA

Setiaji, R. “Pengujian Tarik.”http://www.scribd.com/doc/21704287/pengujian-tarik (aksess 01

May 2012)

Yayasan Dana Normalisasi Indonesia. 1983. Peraturan PerencanaanBangunan Baja Indonesia (PPBBI) 1983. Bandung: DPMB Departemen

Pekerjaan Umum RI.

Struktur Beton untuk Bangunan Gedung. Bandung: LPMB DepartemenPekerjaan Umum RI.