Uji impact adalah pengujian dengan
menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Pengujian impak merupakan
suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang
membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan, dimana
pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu
upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam
perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi
secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba, contoh deformasi pada
bumper mobil pada saat terjadinya tumbukan kecelakaan.
Pada uji impact terjadi
proses penyerapan energi yang besar ketika beban menumbuk spesimen. Energi yang
diserap material ini dapat dihitung dengan menggunakan prinsip perbedaan energi
potensial. Dasar pengujiannya yakni penyerapan energi potensial dari pendulum
beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji
sehingga benda uji mengalami deformasi. Pada pengujian impak ini banyaknya
energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran
ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut.
Sifat keuletan suatu bahan dapat
diketahui dari pengujian tarik dan pengujian impact, tetapi dalam kondisi beban
yang berbeda. Beban pada pengujian impact seperti yang telah dijelaskan diatas
adalah secara tiba-tiba, sedangkan pada pengujian tarik adalah perlahan-lahan.
Dari hasil pengujian tarik dapat disimpulkan perkiraan dari hasil pengujian
impact. Tetapi dari pengujian impact dapat diketahui sifat ketangguhan logam
dan harga impact untuk temperatur yang berbeda-beda, mulai dari temperatur yang
sangat rendah (-30oC) sampai temperatur yang tinggi. Sedangkan pada percobaan
tarik, temperatur kerja adalah temperatur kamar.
Ada dua macam metode uji
impact, yakni metode charpy dan izod,
perbedaan mendasar dari metode itu adalah pada peletakan spesimen,
Pengujian dengan menggunkan charpy lebih akurat karena pada izod pemegang
spesimen juga turut menyerap energi, sehingga energi yang terukur bukanlah
energi yang mampu di serap material seutuhnya.
PENGUJIAN IMPACT METODE CHARPY :
Batang uji Charpy banyak digunakan
di Amerika Serikat, Benda uji Charpy memiliki luas penampang lintang bujur
sangkar (10 x 10 mm) dan memiliki takik (notch) berbentuk V dengan sudut 45o,
dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm.
Benda uji diletakkan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul, Serangkaian uji Charpy pada satu material umumnya dilakukan pada berbagai temperature sebagai upaya untuk mengetahui temperatur transisi
Benda uji diletakkan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul, Serangkaian uji Charpy pada satu material umumnya dilakukan pada berbagai temperature sebagai upaya untuk mengetahui temperatur transisi
Prinsip dasar pengujian charpy ini
adalah besar gaya kejut yang dibutuhkan untuk mematahkan benda uji dibagi
dengan luas penampang patahan. Mula-mula bandul Charpy disetel dibagian atas,
kemudian dilepas sehingga menabrak benda uji dan bandul terayun sampai ke
kedudukan bawah Jadi dengan demikian, energi yang diserap untuk mematahkan
benda uji ditunjukkan oleh selisih perbedaan tinggi bandul pada kedudukan atas
dengan tinggi bandul pada kedudukkan bawah (tinggi ayun). Segera setelah benda
uji diletakkan, kemudian bandul dilepaskan sehingga batang uji akan melayang
(jatuh akibat gaya gravitasi). Bandul ini akan memukul benda uji yang
diletakkan semula dengan energi yang sama. Energi bandul akan diserap oleh
benda uji yang dapat menyebabkan benda uji patah tanpa deformasi (getas) atau
pun benda uji tidak sampai putus yang berarti benda uji mempunyai sifat
keuletan yang tinggi.
Permukaan patah membantu
untuk menentukan kekuatan impact dalam hubungannya dengan temperatur transisi
bahan. Daerah transisi yaitu daerah dimana terjadi perubahan patahan ulet ke
patahan getas. Bentuk perpatahan dapat dilihat langsung dengan mata telanjang
atau dapat pula dengan bantuan mikroskop.
PENGUJIAN IMPACT METODE IZOD
Metode uji Izod lazim digunakan di Inggris dan Eropa, Benda
uji Izod mempunyai penampang lintang bujur sangkar atau lingkaran dengan takik
V di dekat ujung yang dijepit, kemudian uji impak dengan metode ini umumnya
juga dilakukan hanya pada temperatur ruang dan ditujukan untuk
material-material yang didisain untuk berfungsi sebagai cantilever,
Perbedaan mendasar
charpy dengan izod adalah peletakan spesimen. Pengujian dengan
menggunkan izod tidak seakurat pada pengujian charpy, karena pada izod pemegang
spesimen juga turut menyerap energi, sehingga energi yang terukur bukanlah
energi yang mampu di serap material seutuhnya.
FAKTOR PENYEBAB PATAH GETAS PADA PENGUJIAN IMPACT
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 dan menyebabkan material menjadi getas. Sehingga tidak ada tanda-tanda bahwa material akan mengalami kegagalan.
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 dan menyebabkan 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). Strainrate
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, patahnya ditengah-tengah atom, bulan di batas butir. Karena dislokasi ga sempat gerak ke batas butir.
Kemudian, dari hasil percobaan akan didapatkan energi dan temperatur. Dari data tersebut, kita akan buat diagram harga impak terhadap temperatur. Energi akan berbanding lurus dengan harga impak. Kemudian kita akan mendapakan temperatur transisi. Temperatur transisi adalah range temperature dimana sifat material dapat berubah dari getas ke ulet jika material dipanaskan.
Temperatur transisi ini bergantung pada berbagai hal, salah satunya aspek metalurgi material, yaitu kadar karbon. Material dengan kadar karbon yang tinggi akan semakin getas, dan harga impaknya kecil, sehingga temperatur transisinya lebih besar. Temperatur transisi akan mempengaruhi ketahanan material terhadap perubahan suhu. Jika temperatur transisinya kecil maka material tersebut tidak tahan terhadap perubahan suhu.
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, patahnya ditengah-tengah atom, bulan di batas butir. Karena dislokasi ga sempat gerak ke batas butir.
Kemudian, dari hasil percobaan akan didapatkan energi dan temperatur. Dari data tersebut, kita akan buat diagram harga impak terhadap temperatur. Energi akan berbanding lurus dengan harga impak. Kemudian kita akan mendapakan temperatur transisi. Temperatur transisi adalah range temperature dimana sifat material dapat berubah dari getas ke ulet jika material dipanaskan.
Temperatur transisi ini bergantung pada berbagai hal, salah satunya aspek metalurgi material, yaitu kadar karbon. Material dengan kadar karbon yang tinggi akan semakin getas, dan harga impaknya kecil, sehingga temperatur transisinya lebih besar. Temperatur transisi akan mempengaruhi ketahanan material terhadap perubahan suhu. Jika temperatur transisinya kecil maka material tersebut tidak tahan terhadap perubahan suhu.
BENTUK PATAHAN PADA UJI IMPACT
1) .Patahan Getas
Patahan yang terjadi
pada benda yang getas, misalnya: besi tuang, dapat dianalisis Permukaan rata
dan mengkilap, potongan dapat dipasangkan kembali, keretakan tidak dibarengi
deformasi, nilai pukulan takik rendah
2).Patahan Liat
Patahan yang terjadi
pada benda yang lunak, misalnya: baja lunak, tembaga, dapat dianalisis Permukaan tidak rata buram dan berserat,
pasangan potongan tidak bisa dipasang lagi, terdapat deformasi pada keretakan,
nilai pukulan takik tinggi
3).Patahan Campuran
Patahan yang terjadi
pada bahan yang cukup kuat namun ulet, misalnya pada baja temper Gabungan
patahan getas dan patahan liat, permukaan kusam dan sedikit berserat, potongan
masih dapat dipasangkan, ada deformasi pada retakan
Hi. I’m Designer of Blog Magic. I’m CEO/Founder of ThemeXpose. I’m Creative Art Director, Web Designer, UI/UX Designer, Interaction Designer, Industrial Designer, Web Developer, Business Enthusiast, StartUp Enthusiast, Speaker, Writer and Photographer. Inspired to make things looks better.
0 komentar:
Posting Komentar