Prosedur Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength)

Sobat Logam Ceper, mengingat tentang Destructive Test Logam yang telah dibahas sebelumnya, selanjutnya di artikel ini akan membahasa mengenai pengujian kuat tarik logam sebagai lanjutannya.

Apa itu pengujian kuat tarik?

Pengujian kuat Tarik atau tensile strength merupakan salah satu pengujian yang merusak bahan atau disebut juga destructive test. Tujuan dari pengujian laboratorium ini adalah untuk mengetahui sifat mekanik karakteristik logam, yaitu seberapa kuat logam tersebut dapat menahan beban tarikan yang diberikan.

Pengujian kuat tarik dilakukan karena beberapa alasan, mampu tarik suatu logam sering disertakan dalam spesifikasi bahan untuk memastikan kualitas dari logam tersebut. Mampu tarik logam sering menjadi tolak ukur antara bahan daur ulang dan bahan baru, sehingga sifat mekanik suatu logam dapat diketahui. Sifat mampu tarik logam juga sering digunakan untuk memprediksi ketahanan material di bawah pembebanan selain tegangan uniaksial. Pengujian kuat tarik merupakan hal penting yang berguna untuk meng-karakterisasi seberapa elastis dan plastis suatu material.

Berikut pengertian sifat elastis dan plastis :

• Sifat Elastis: Ketika bahan padat mengalami tekanan kecil, ikatan antara atom diregangkan. Saat beban dihilangkan, ikatan atom menjadi rileks dan material kembali ke bentuk aslinya. Deformasi reversibel ini disebut deformasi elastis.
• Sifat Plastik: Deformasi plastis adalah distorsi permanen yang terjadi ketika suatu material mengalami tegangan tarik, tekan, tekuk, atau puntir yang melebihi kekuatan luluhnya dan menyebabkannya memanjang, tekan, tekuk, atau puntir.

Sifat-sifat yang dapat diketahui setelah melakukan pengujian kuat tarik

1. Kekuatan tarik

Kekuatan tarik atau kekuatan tarik ultimat adalah beban maksimum dibagi dengan beban aslinya luas penampang spesimen.

2. Yield strength atau titik luluh

Adalah tegangan maksimum yang dapat diterapkan sebelum mulai berubah bentuk secara permanen. Ini adalah perkiraan batas elastis logam. Jika tegangan ditambahkan ke logam tetapi tidak mencapai titik luluh, logam akan kembali ke bentuk aslinya setelah tegangan dihilangkan. Ketika tekanan melebihi titik luluh, logam tidak akan bisa kembali ke bentuk semula. Yield strength mewakili batas atas beban yang dapat diterapkan dengan aman pada logam, yang menjadikannya angka yang sangat penting untuk diketahui saat merancang material.

3. Ductility atau elongation

Adalah tingkat deformasi plastis yang dapat ditahan oleh suatu material sebelum patah. Bahan yang mengalami sedikit atau tidak ada deformasi plastis pada patahan disebut getas. Secara umum, pengukuran daktilitas menarik dalam tiga hal:

• Untuk menunjukkan sejauh mana logam dapat dideformasi tanpa patah pengerjaan logam, seperti rolling dan ekstrusi.
• Untuk menunjukkan kepada perancang kemampuan logam untuk mengalir secara plastis sebelum patah.
• Untuk melayani sebagai indikator perubahan tingkat pengotor atau kondisi pengolahan.

Pengukuran daktilitas dapat ditentukan untuk menilai kualitas material meskipun tidak ada hubungan langsung antara pengukuran daktilitas dan kinerja suatu logam.

4. Resilience

Adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi ketika dideformasi secara elastis dan untuk mengembalikannya saat dibongkar.

5. Toughness

Adalah kemampuan untuk menyerap energi dalam rentang plastis.

Standar Spesimen Pengujian Kuat Tarik

Standar spesimen tarik adalah penampang sampel. Potongan melintang spesimen biasanya berbentuk bulat, persegi atau persegi panjang. Spesimen biasanya memiliki dua bahu dan pengukur (bagian) di antara bahu tersebut. Bahu lebih besar sehingga mudah dicengkram, sedangkan bagian pengukur memiliki penampang yang lebih kecil sehingga deformasi dan patahan dapat terjadi di daerah ini.

Prosedur Pengujian Kuat Tarik Logam

1. Mengatur Posisi Klem

Posisikan klem bawah dan atas pada posisi yang tepat untuk mengakomodasi panjang sampel uji. Selanjutnya, tempatkan material di antara klem penarik. Sejajarkan sampel secara vertikal dari klem atas (pegangan tetap) ke klem bawah (pegangan yang bertugas menerapkan tegangan). posisi ini akan memastikan bahwa spesimen akan menghindari pemuatan samping atau tekukan selama pengujian.
posisi spesimen harus diperhatikan, karena merupakan bagian paling kritis dari proses. Keahlian penguji, serta jenis genggaman yang digunakan untuk pengujian juga memberi peran penting. Spesimen yang terbuat dari bahan yang rapuh membutuhkan kehati-hatian selama uji tarik. Kesalahan penanganan spesimen dengan peralatan yang salah dapat mempengaruhi proses dan berdampak negatif pada hasil pengujian, dan pengujian harus diulang.

2. Pasang Ekstensometer

Setelah memasang sampel, pasang ekstensometer ke panjangnya. Saat menjalani pengujian, ekstensometer akan memantau dan mengukur setiap perubahan pada material. Setelah ekstensometer ditempatkan, periksa kembali peralatan lain untuk memastikan posisinya sudah benar.

3. Gerakan klem perlahan

Untuk memulai pengujian kuat tarik logam, gerakan klem tarik secara perlahan dengan kecepatan konstan (tidak tersendat-sendat). Bergantung pada ukuran dan bentuk material, mesin penguji tarik dapat menarik dengan kecepatan maksimum 20 inci per menit. Pengujian tarik akan memakan waktu selama lima menit atau kurang untuk membuat material patah atau fraktur.

4. Pemanjangan benda uji

Selama pengujian, benda uji perlahan-lahan akan memanjang dengan kecepatan rendah. Software pengumpul data akan menyajikan parameter pengujian material, serta perubahan panjang pengukur. Proses ini akan memantau gaya yang diberikan pada spesimen dan menampilkan kurva tegangan – regangan. Kurva tegangan – regangan sangat membantu untuk menganalisis sifat spesimen selama pengujian.

5. Pengamatan pemanjangan benda uji

Saat spesimen mengalami tegangan, penguji dapat mengamati berapa banyak pemanjangan (elongasi) yang terjadi dalam proses tersebut. Perubahan panjang yang disebabkan oleh gaya tarikan adalah ukuran yang disebut regangan “strain”. Ada dua jenis strain:

• Engineering strain (regangan teknik).Dikenal sebagai ekspresi regangan yang paling dasar, regangan teknik adalah perbandingan antara panjang post-test material dengan panjang pre-test-nya
• True strain (regangan sejati). Sementara mirip dengan regangan teknik, regangan sebenarnya adalah pengukuran panjang langsung material selama pengujian.

6. Perubahan bentuk spesimen

Spesimen akan mulai berubah bentuk di bagian panjang tengah. Perubahan kurva tegangan-regangan akan mulai terlihat selama fase ini. Setelah spesimen patah, pengujian tarik telah berakhir.

7. Menghitung kekuatan tarik

Setelah fraktur (patah), lepaskan potongan spesimen dari klem tarik. Kemudian hitung kekuatan tariknya, kekuatan luluh (yield strength), dan keuletan material (elongasi). Setelah melakukan pengukuran akhir, spesimen yang patah akan dibandingkan dengan salinan yang tidak patah yang dibuat sebelum pengujian.

8. Penentuan tegangan tarik maksimum

Kekuatan tarik akan menentukan tegangan tarik maksimum material. Kekuatan luluh, atau dikenal sebagai yield strength, adalah tegangan yang diukur sejak material mulai berubah bentuk secara permanen. Elongasi adalah ukuran regangan selama dan setelah momen patah. Dengan menganalisis hasil uji tarik, ketiga pengukuran kuantitatif ini dapat mengukur kekuatan dan daya tahan benda uji.

Hasil Uji Tarik

Hasil pengujian kuat tarik logam dapat memberikan informasi mengenai nilai unsur yang terkandung dalam logam tersebut. Sementara spesimen mengalami tegangan konstan, pengujian tarik dapat mengumpulkan data lengkap tentang sifat tariknya. Hasil ini sangat tergantung pada momen fraktur atau ketika spesimen patah. Hasil uji tarik terbukti bermanfaat bagi bisnis industri dan laboratorium sains. Setelah informasi suatu bahan dicatat, dapat dengan mudah memprediksi bagaimana zat tersebut akan memberikan dampak pada material logam bila digunakan dalam berbagai intensitas gaya. Pengujian kuat tarik juga dapat menghasilkan basis atau data untuk penggunaan yang membutuhkan jaminan kualitas.

Kesimpulan

Pengujian kuat tarik logam merupakan suatu proses yang sering digunakan di laboratorium industri pengecoran logam untuk mengetahui sifat mekanik suatu material logam dan untuk menentukan grade logam tersebut. Namun hasil dari pengujian kuat tarik saja tidak dapat dijadikan acuan untuk  menentukan grade suatu logam, harus disertai pengujian lain seperti pengujian impact, pengujian kekerasan, dan pengujian mekanis lainnya.

Penulis:

Alfina Indah Rahmawati

Referensi:

nextgentest.com – How to Perform a Tensile Test