UJI IMPACKHendra Listiono Franky Adi CandraMuhamad RifanErikson SiregarM. Akhirul Nopan

Sejarah Pengujian ImpackSejarah Pengujian Impak terjadi pada masa Perang Dunia ke 2, karena ketika itu banyak terjadi fenomena patah getas yang terjadi pada daerah lasan kapal-kapal perang dan tanker-tanker. Diantara fenomena patahan tersebut ada yang patah sebagian dan ada yang benar-benar patah terbelah menjadi 2 bagian, fenomena patahan ini terjadi terutama pada saat musim dingin-ketika diaut bebas atau pun ketika kapal sedang berabuh.

Pengertian uji impackUji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Untuk menentukan sifat perpatahan suatu logam, keuletan maupun kegetasannya, dapat dilakukan suatu pengujian yang dinamakan dengan uji impak. Umumnya pengujian impak menggunakan batang bertakik. Berbagai jenis pengujian impak batang bertakik telah digunakan untuk menentukan kecenderungan benda untuk bersifat getas.

Prinsip kerja uji impakPrinsip pengujian impak ini adalah menghitung energyyang diberikan oleh beban (pendulum) dan menghitung energy yang diserap oleh specimen. Pada saat beban dinaikkan pada ketinggian tertentu, beban memiliki energy potensial maksimum, kemudian saat akan menumbuk specimen energy kinetic mencapai maksimum. Energy kinetic maksimum tersebut akan diserap sebagian oleh specimen hingga specimen tersebut patah.

Tujuan uji impakTujuan utama dari pengujian impact adalah untukmengukur kegetasan atau keuletan bahan terhadap beban kejut dengan cara mengukur energi potensial sebuah pendulum yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu. Pengujian impact merupakan pengujian denganmenggunakan beban sentakan tiba-tiba.

Alat uji impack

Jenis-jenis metode uji impak Secara umum metode pengujian impak terdiri dari 2 jenis yaitu:Metode CharpyTes ini dikembangkan pada 1905 oleh ilmuwan Perancis Georges Charpy. Pengujian ini penting dilakukan dalam memahami masalah patahan kapal selama Perang Dunia ke II. metode charpi merupakan pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan.

Spesimen pada metode charpy

Gambar pengujian Charpy

Metode izodPengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi , dan arah pembebanan searah dengan arah takikan.

Gambar spesimen metode izod

Bentuk takikanBentuk takikan amat berpengaruh pada ketangguahan suatu material, karena adanya perbedaan distribusi dan konsentrasi tegangan pada masing-masing takikan tersebut yang mengakibatkan energi impact yang dimilikinya berbeda-beda pula. Takikan dibagi menjadi beberapa macam antara lain adalah sebagai berikut :

Bentuk takikan

Perpatahan ImpakSecara umum sebagaimana analisis perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan menjadi 3 jenis, yaitu:1. Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme pergeseran bidangbidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet (ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.2.Perpatahan granular/kristalin, yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan (cleavage) pada butir-butir dari bahan (logam) yang rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).3.Perpatahan campuran (granular dan berserat). Merupakan perpaduan dua jenis perpatahan diatas.

Contoh hasil uji impak

Temperatur transisiTemperatur transisi adalah temperatur yang menunjukkan transisi perubahan jenis perpatahan suatu bahan bila diuji pada temperatur yang berbeda-beda. Pada pengujian dengan temperatur yang berbeda-beda maka akan terlihat bahwa pada temperatur tinggi material akan bersifat ulet (ductile) sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh atau getas (brittle).

Efek temperatur terhadap ketangguhan impak beberapa material.

Untuk menghitung energi yang diserap material dapat dihitung dengan persamaan :

Uji FatiqueFatik merupakan ketahanan suhatu material menerima pembebanan dinamik. Benda yang tidak tahan terhadap fatik akan mengalami kegagalan pada kondisi pembebanan dinamik (beban berfluktuasi ). Mengalami kegagalan ( patah ) pada tegangan jauh di bawah tegangan yang diperlukan untuk membuatnya patah pada pembebanan tunggal ( statis ).

Fenomenakelelahan logam mulai timbul pada pertengahan abad ke-19 yaitu dengan seringnya terjadi patah pada komponen kereta api dimasa ituPelopor dalam penelitian mengenai kelelahan logam adalahWohler(Jerman)dan Fairbairn (Inggris) tahun1860. Pengamatan Yang lebih mendetail terhadap kelelahan logam, dilakukan sejak1903 oleh Ewing dan Humparey yang mengarah pada lahirnya teori Mekanisme Patah Lelah.

TujuanTujuan dari uji fatik adalah untuk mengetahui karakteristik material yang berhubungan dengan beban dinamis yaitu kekuatan fatik atau fatik limit.

ManfaatKegunaan dari uji fatik adalah hasil dari pengujian nantinya akan digunakan dalam perancangan produk, yaitu sebagai faktor pertimbangan dalam memilih material yang tepat untuk suatu rancangan.

Kegagalan fatik biasanya terjadi pada tempat yang konsentrasi tegangannya besar, seperti pada ujung yang tajamatau notch. Tidak ada indikasi awal terjadinya patah fatik dan retakan fatik yang terjadi bersifat halus, maka patah fatik sulit untuk dideteksi dari awal.

Terdapat tiga fase dalam perpatahan fatik yaitu :- Permulaan retakMekanisme fatik umumnya dimulai dari crack initiation yang terjadi di permukaan material yang lemah atau daerah dimana terjadi konsentrasi tegangan di permukaan (seperti goresan, notch, lubang-pits dll) akibat adanya pembebanan berulang.- Penyebaran retakCrack initiation ini berkembang menjadi microcracks. Perambatan atau perpaduan microcracks ini kemudian membentuk macrocracks yang akan berujung pada failure.- PatahPerpatahan terjadi ketika material telah mengalami siklus tegangan dan regangan yang menghasilkan kerusakan yang permanen

Single end rotating cantilever testing machine

Tiga jenis siklus tegangan yang umum terjadi diperlihatkan pada gambar 1: pembalikan sempurna (gambar a) dimana fluktuasi tegangan berkisar suatu rata-rata (mean) nol dengan amplitudo konstan; pengulangan (gambar b) dimana fluktuasi tegangan berkisar suatu rata-rata (mean) tidak sama dengan nol tetapi dengan amplitudo konstan; dan rumit (gambar c) dimana kedua pertukaran dan rata-rata beban berubah, bisa secara acak maupun berpola tertentu.

Data fatik biasanya disajikan dalam bentuk kurva T S, dimana Tegangan yang diberikan (T) diplot terhadap siklus kegagalan (S)Dalam kurva T-S, jumlah total siklus kegagalan, yaitu, termasuk siklus untuk permulaan ditambah siklus penyebaranKetika tegangan menurun, siklus mencapai kegagalan meningkat

Data Tegangan SiklusBatas ketahanan adalah tegangan dimana tidak akan menyebabkan kegagalan dalam 107 siklus

Terima Kasih

*****************************