Praktikum 3

PRAKTIKUM 3

UJI TARIK BAJA

Prosedur Kerja

Berikut merupakan prosedur kerja uji tarik baja.

1.         Persiapan benda uji

→           Beri nomor atau nama setiap benda uji

→           Ukur diameter dan panjang dari masing - masing benda uji

2.         Persiapan alat

→           Cek semua alat yang akan digunakan

→           Lakukan kalibrasi alat

3.         Pemasangan benda uji ke mesin UTM ( sumbu dan alat penjepit harus berhimpit dengan sumbu benda uji ) dan pemasangan alat ukur.

4.         Pelaksanaan pengujian

→           Tarik benda uji dengan pertambahan beban yang konstan sampai benda uji putus. Catat dan amatilah besarnya perpanjangan yang terjadi setiap penambahan beban.

→           Amatilah secara visual perilaku benda uji

→           Setelah putus, ukurlah diameter penampang pada daerah putus dan ukurlah panjang  akhir dari benda uji.

Setelah pengujian

Putus setelah diuji

6.2              Alat dan Bahan Percobaan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut.

→              Jangka sorong : Mengukur diameter penampang.

→              Mesin uji Universal Testing Machine ( UTM ) : memberi dan mengontrol laju pembebanan.

→              Load Cell : mengubah beban UTM dari analog menjadi digital.

→              Linear Variable Displacement Tranducer ( LVDT ) : mencata defleksi atau perpanjangan.

→              Data Logger : alat pencatat data dari Load cell dan LVDT.

→              Baja tulangan polos diamater 8 panjang, 8 pendek, 10, dan 12 mm

→              Baja tulangan ulir diamater 10 panjang, 10 pendek, 13, dan 16 mm

Pengolahan Data

Berikut adalah data pengukuran baja sebelum pengamatan dimulai.

Tabel Data Pengukuran Baja

No	Benda Uji	Diameter Aktual (mm)	Luas Penampang (m2)	Massa (gram)	Panjang Awal / Lo (mm)	Panjang Awal Total (cm)
1	Polos D 8 Panjang	8.360	54.86334	195	152	49.5
2	Polos D 8 Pendek	8.040	50.74366	155	100	39
3	Polos D 10	9.810	75.54534	245	100	40.3
4	Polos D 12	11.790	109.11822	342	100	39.1
5	Ulir D 10 Panjang	9.912	77.11747	299	152	49.4
6	Ulir D 10 Pendek	9.944	77.62396	244	100	40.05
7	Ulir D 13	12.740	127.41147	397	99	39.7
8	Ulir D 16	15.469	187.83340	572	100	38.8

           Pengujian Baja

                     Grafik yang didapat dari pencetakan mesin UTM adalah grafik antara beban (Kg) terhadap deformasi alat yang terjadi. Agar memudahkan perhitungan selanjutnya untuk mencari tegangan,  maka digunakan rumus:

  Baja Polos

·         Baja Polos D 8 Panjang

Tabel 6.2 Hasil Pengujian Baja Polos D 8 Panjang

Baja Polos D 8 Panjang
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
800	0.07
950	0.1
1000	0.12
1100	0.15
1400	0.275
1475	0.35
1500	0.4
1550	0.5
1575	0.85
1600	1.3
1625	1.4
1650	1.55
1750	1.8
1900	2.3
2025	3
2100	3.6
2200	4.3
2250	5.3
2300	6.2
2350	7.7
2355	9.1
2360	9.3
2200	9.6
1900	9.8
1750	9.85
1625	9.97
1425	10
0	10.1

                                               

            Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 8,36 mm dengan panjang awal 15,2 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM.

·         Baja Polos D 8 Pendek

Tabel Hasil Pengujian Baja Polos D 8 Pendek

Baja Polos D 8 Pendek
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
225	0.05
250	0.1
350	0.2
500	0.25
750	0.4
1000	0.5
1250	0.6
1500	0.65
1550	0.7
1575	0.8
1585	0.95
1600	1.4
1625	1.7
1700	1.8
1800	2.2
2000	2.9
2200	4.4
2300	5.8
2350	7.6
2375	9
2300	9.1
2000	9.3
1800	9.4
1700	9.45
1600	9.55
1500	9.6
0	9.7

Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 8,04 mm dengan panjang awal 10 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM. 

·         Baja Polos D 10

Tabel Hasil Pengujian Baja Polos D 10

Baja Polos D 10
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
500	0.05
800	0.1
1000	0.2
1400	0.35
1850	0.5
2150	0.6
2300	0.7
2350	0.9
2400	1.2
2450	1.5
2850	2.3
3300	3.9
3550	6
3600	8.2
3625	9.3
3500	9.6
2850	9.9
2650	10
2400	10.3
2250	10.4
0	10.5

Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 9,81 mm dengan panjang awal 10 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM.

·         Baja Polos D 12

Tabel Hasil Pengujian Baja Polos D 12

Baja Polos D 12
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
350	0.05
600	0.1
900	0.25
1200	0.35
1700	0.5
2000	0.55
2800	0.7
3500	0.8
3900	0.9
4100	1.2
4300	1.6
4425	1.85
4450	2
4600	2.3
5100	3.1
5600	4.9
5900	6.9
6100	9
6125	11.4
5900	11.6
5600	11.8
5000	12.05
4800	12.1
4600	12.2
4300	12.4
4000	12.6
0	12.8

Tabel 6.5 adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 11,79  mm dengan panjang awal 10 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM. 

Baja Ulir

·         Baja Ulir D 10 Panjang

Tabel Hasil Pengujian Baja Ulir D 10 Panjang

Ulir D 10 Panjang
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
1200	0.03
1400	0.05
1900	0.2
2000	0.22
2100	0.25
2300	0.3
2700	0.35
2850	0.4
2875	0.5
2900	1.1
2950	1.2
3000	1.25
3250	1.6
3600	2.2
3800	2.7
3850	2.9
3900	3.2
3975	3.5
4000	5.8
3900	5.9
3500	6.15
3350	6.2
0	6.3

Tabel 6.6 adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 9,91 mm dengan panjang awal 15,2 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM. 

·         Baja Ulir 10 Pendek

Tabel Hasil Pengujian Baja Ulir D 10 Pendek

Baja Ulir D 10 Pendek
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
400	0.025
450	0.05
500	0.1
950	0.4
1050	0.475
1500	0.65
2000	0.775
2150	0.8
2500	0.95
3000	1.075
3500	1.2
3800	1.3
3900	1.5
3950	1.8
4650	2.9
4850	3.6
4825	6.8
4400	7
4075	7.3
0	7.5

Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 9,94 mm dengan panjang awal 10 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM.

·         Baja Ulir D 13

Tabel Hasil Pengujian Baja Ulir D 13

Baja Ulir D 13
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
250	0.05
600	0.3
1000	0.55
1500	0.8
2000	0.975
2500	1.1
3000	1.225
3500	1.35
4000	1.45
4500	1.575
5000	1.7
5500	1.775
6000	1.9
6500	2
6600	2.35
7000	2.7
7500	3.4
8000	4.4
8250	5.3
8400	7.4
7500	7.9
6400	8.2
5350	8.4
4900	8.6
4700	8.7
4400	8.75
0	8.85

Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 12,74 mm dengan panjang awal 9,9 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM. 

·         Baja Ulir D 16

Tabel Hasil Pengujian Baja Ulir D 16

Baja Ulir D 16
Massa (Kg)	Deformasi Alat
0	0
250	0.1
375	0.4
750	0.7
1000	0.9
1500	1.1
2000	1.3
2500	1.45
3000	1.6
3750	1.8
4250	1.9
5000	2.05
6000	2.2
7250	2.4
8500	2.55
8625	3.05
9250	3.5
10125	4.6
10750	5.6
10875	6.4
10937	7.3
11000	9
10937	9.1
10750	9.5
10250	9.8
9500	10
7750	10.5
7250	10.7
6750	10.9
0	11

Tabel di atas adalah tabel hasil pengujian baja polos berdiameter 15,47 mm dengan panjang awal 10 cm. Tabel tersebut adalah angka hasil digitasi dari grafik yang dihasilkan oleh mesin UTM. 

Properti Mekanik Benda Uji

Tegangan Leleh 

             Yang dimaksud tegangan leleh adalah titik tempat saat melampaui titik tersebut, material meregang dengan cepat. Jika dilihat dari grafik, masing-masing baja memiliki tegangan leleh yang berbeda-beda. Dua buah baja atau lebih dapat memiliki tegangan leleh yang sama jika memiliki mutu yang sama pula. Dalam hal ini, tegangan baja baik itu kekuatan luluh maupun kekuatan tarik, tidak bergantung pada ukuran diameter baja, melainkan bergantung pada mutu dari baja itu sendiri.

Berikut adalah data dan rumus dari kekuatan luluh dari uji coba baja yang dilakukan.

Tabel Kekuatan Luluh Baja

No	Benda Uji	Beban Luluh (Kg)	Kekuatan Luluh Nominal (Kg/)
1	Polos D 8 Panjang	1450	259.2715
2	Polos D 8 Pendek	1550	299.6532
3	Polos D 10	2325	301.9147
4	Polos D 12	3800	341.6295
5	Ulir D 10 Panjang	2800	356.1839
6	Ulir D 10 Pendek	3800	480.2383
7	Ulir D 13	6500	500.4652
8	Ulir D 16	8500	443.9306

Dari data yang didapat, tegangan leleh baja ulir lebih besar dibandingkan tegangan leleh baja polos. Karena tegangan berhubungan dengan mutu dari bajanya, maka dapat disimpulkan baja ulir memiliki mutu yang lebih baik. Hal ini juga dapat dilihat saat benda uji memasuki daerah plastisnya, baja ulir dapat menahan beban yang lebih besar dibandingkan baja polos.

                        Tegangan Tarik 

Tegangan tarik adalah tegangan yang terjadi saat benda uji diberi beban berupa beban tarik yang arahnya tegak lurus terhadap bidang luasan permukaannya. Tegangan leleh dari baja yang diuji adalah berbeda-beda. Berikut adalah data dari kekuatan tarik dari uji coba baja yang dilakukan:

Tabel Kekuatan Tarik Baja

No	Benda Uji	Beban Maksimal (Kg)	Kekuatan Tarik Nominal
1	Polos D 8 Panjang	2360	421.9867
2	Polos D 8 Pendek	2375	459.1461
3	Polos D 10	3625	470.7273
4	Polos D 12	6125	550.6528
5	Ulir D 10 Panjang	4000	508.8341
6	Ulir D 10 Pendek	4850	612.9357
7	Ulir D 13	8400	646.755
8	Ulir D 16	11000	574.4985

Dengan

m         : Massa beban

g          : Percepatan gravitasi (9.8 m/s2)

A         : Luas penampang

Dari data yang didapat, dapat dilihat bahwa tegangan maksimum dipengaruhi oleh luas penampang. Pada dasarnya, baja ulir memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dibadingkan baja polos sehingga baja ulir tidak lebih daktil dibandingkan baja polos. Hal ini juga yang memengaruhi grafik plastis pada masing-masing jenis baja. Material yang lebih daktil memiliki daerah plastis yang panjang, seperti halnya baja polos. Material yang lebih getas seperti baja ulir akan rusak dan patah langsung saat beban melewati batasnya sehingga hampir tidak memiliki pengecilan penampang. Dalam hal ini, baja ulir akan lebih kuat tarik dan lebih  baik mutunya dibandingkan baja polos karena pada baja ulir terdapat gurat – gurat ulir di bagian terluarnya, sehingga pada saat baja ulir tersebut diberi gaya tarik searah panjang baja utamanya (non-ulir), maka gaya tersebut bukan hanya akan ditahan oleh baja utamanya saja, melainkan ditahan pula oleh gurat ulirnya.

      Elongasi / Regangan Maksimum

Tabel Elongasi

No	Benda Uji	Panjang Awal (mm)/Lo	Panjang Akhir (mm)/L	Elongasi (%)
1	Polos D 8 Panjang	152	187	23.02632
2	Polos D 8 Pendek	100	125	25.00000
3	Polos D 10	100	127	27.00000
4	Polos D 12	100	128	28.00000
5	Ulir D 10 Panjang	152	177	16.44737
6	Ulir D 10 Pendek	100	118	18.00000
7	Ulir D 13	99	119	20.20202
8	Ulir D 16	100	126	26.00000

Modulus Elastisitas

Tabel Tegangan dan Regangan Baja Polos D 12 Strain Gauge

Massa (Kg)	Regangan	Tegangan (MPa)
0	0	0
200	0.00000482	17.98050
400	0.00007237	35.96100
600	0.00014958	53.94150
800	0.00021812	71.92199
1000	0.00028956	89.90249
1200	0.00036101	107.88299
1400	0.00043730	125.86349
1600	0.00051264	143.84399
1800	0.00059475	161.82449
2000	0.00066432	179.80499
2200	0.00074259	197.78548
2400	0.00081121	215.76598
2600	0.00088660	233.74648
2800	0.00096878	251.72698
3000	0.00104033	269.70748
3200	0.00113027	287.68798
3400	0.00121733	305.66848
3600	0.00130730	323.64897
3800	0.00139632	341.62947
4000	0.00147568	359.60997
4200	0.00152601	377.59047
4400	0.00152214	395.57097
4600	0.00787411	413.55147

Persamaan yang diperoleh yaitu y = 238409 x + 18.159. Kemiringan yang diperoleh tersebut merupakan besarnya angka elastisitas dari baja. Jadi modulus elastisitas bajanya adalah 238409 MPa.

Data yang dihasilkan oleh mesin Strain Gauge berbeda dengan data yang dihasilkan oleh mesin UTM. Dapat dilihat bahwa data yang dihasilkan oleh mesin Strain Gauge lebih akurat dan lebih banyak dibandingkan data oleh mesin UTM. Maka untuk menghitung modulus elastisitas yang paling akurat dari suatu baja, digunakan mesin strain gauge.