Metalurgi Fisik dan Teknik Pendingin

Diagram tarik adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara tegangan dan regangan suatu bahan. Dari diagram tarik, kita dapat mengetahui sifat-sifat mekanis bahan, yaitu:

- Kekuatan tarik adalah kemampuan bahan untuk menahan beban sebelum putus. Kekuatan tarik dapat diketahui dari titik puncak kurva diagram tarik.
- Regangan luluh adalah kemampuan bahan untuk menerima deformasi plastis. Regangan luluh dapat diketahui dari titik luluh pada kurva diagram tarik.
- Regangan putus adalah kemampuan bahan untuk menerima deformasi plastis sebelum putus. Regangan putus dapat diketahui dari titik putus pada kurva diagram tarik.
- Ketangguhan adalah kemampuan bahan untuk menyerap energi sebelum putus. Ketangguhan dapat diketahui dari luas daerah di bawah kurva diagram tarik hingga titik putus.

Diagram tarik adalah salah satu cara penting untuk menggambarkan sifat mekanis material, khususnya dalam hal respons material terhadap beban tarik. Dengan menggunakan diagram tarik, berbagai sifat mekanis dari material tersebut dapat diketahui, termasuk:

Batas Elastisitas (Elastic Limit): Batas di mana material mulai mengalami deformasi permanen. Di atas batas elastisitas, deformasi plastis terjadi, dan material tidak kembali ke bentuk aslinya setelah beban dihilangkan.

Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity atau Young's Modulus): Menunjukkan sejauh mana material elastis, atau seberapa banyak material akan merenggang saat diberi beban. Modulus elastisitas adalah kemiringan bagian linear dari diagram tarik dan mengukur kekakuan material.

Batas Plastisitas (Yield Strength): Tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum mengalami deformasi plastis yang signifikan. Titik di mana kurva tegangan-regangan mulai melengkung adalah batas plastisitas.

Tegangan Puncak (Ultimate Strength atau Ultimate Tensile Strength): Tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum mengalami kegagalan. Ini adalah titik tertinggi pada kurva tegangan-regangan.

Regangan Puncak (Ultimate Strain): Regangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum kegagalan, yang terjadi pada tegangan puncak.

Modulus Regangan (Modulus of Resilience): Mengukur energi yang dapat diserap oleh material per satuan volume sebelum mencapai batas plastisitas. Modulus regangan dihitung sebagai luas area di bawah kurva tegangan-regangan hingga batas plastisitas.

Modulus Kekakuan (Modulus of Toughness): Mengukur total energi yang dapat diserap oleh material per satuan volume hingga kegagalan. Modulus kekakuan dihitung sebagai luas area di bawah seluruh kurva tegangan-regangan hingga kegagalan.

Regangan dan Tegangan pada Titik Patah (Fracture Strain and Fracture Strength): Regangan dan tegangan pada titik patah menunjukkan seberapa besar material dapat mengalami deformasi sebelum mengalami kegagalan.

Pemulihan Elastis (Elastic Recovery): Setelah melebihi batas elastisitas, sejauh mana material dapat pulih ke bentuk aslinya setelah beban dihilangkan.

Dengan menggunakan diagram tegangan-regangan (biasanya dikenal sebagai diagram tarik), tentu dapat menggambarkan dan mengevaluasi berbagai sifat mekanis dari suatu bahan atau produk. Berikut adalah beberapa sifat mekanis yang dapat diketahui dari diagram tegangan-regangan:
1. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
2. Batas Elastisitas (Yield Strength)
3. Modulus Elastisitas (Young's Modulus)
4. Regangan Patah (Strain at Fracture)
5. Regangan Bruto (Gross Strain)
6. Regangan Plastis (Plastic Strain)
7. Regangan Elastis (Elastic Strain)
8. Deformasi Maksimum (Total Strain)
9. Regangan Kritis (Necking Strain)
10. Kekuatan Reduksi (Reduction in Area)
11. Keuletan (Ductility)
12. Kekerasan (Hardness)

Untuk mengatasi kegagalan produk, Anda perlu menggabungkan pemahaman tentang sifat mekanik material dengan faktor-faktor desain, pengujian, dan pengendalian kualitas yang ketat. Ini melibatkan pemilihan material yang tepat, desain yang memadai, pemrosesan yang sesuai, pengujian kualitas, dan perawatan produk. Dalam kasus kegagalan produk, analisis dapat digunakan untuk menentukan penyebab kegagalan dan mengambil tindakan korektif, tetapi true stress-strain dan engineering stress-strain hanyalah alat bantu dalam proses ini.
dari diagram tarik, dapat mengetahui sifat mekanis bahan yaitu diantara lain:
-batas elastisitas
-modulus elastisitas
-batas plastisitas
-tegangan puncak
-regangan puncak
-modulus regangan

dari diagram tarik dapat dilihat titik sebagai berikut :
batas proporsional ( proportional limit)
elastic limit
yield point
maximum point
breaking point

Sifat mekanis yang dapat diamati dari diagram tarik yaitu :
 Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
 Batas Elastisitas (Yield Strength)
 Modulus Elastisitas (Young's Modulus)
 Regangan Patah (Strain at Fracture)
 Regangan Bruto (Gross Strain)
 Regangan Plastis (Plastic Strain)
 Regangan Elastis (Elastic Strain)
 Deformasi Maksimum (Total Strain)
 Regangan Kritis (Necking Strain)
 Kekuatan Reduksi (Reduction in Area)
 Keuletan (Ductility)
 Kekerasan (Hardness)

Diagram tarik pada uji tarik logam memberikan informasi penting tentang sifat mekanis logam, seperti
-kekuatan tarik,
-batas elastis,
-modulus elastisitas,
-pemanjangan patahan,
-reduksi area,
-keuletan, dan
-kekerasan.
Kesalahan dalam membaca diagram tarik dapat mengakibatkan penilaian yang salah, yang berpotensi menyebabkan kegagalan di industri. Oleh karena itu, pemahaman yang benar terhadap hasil uji tarik sangat penting.

Beberapa sifat mekanis yang dapat diketahui dari diagram tarik termasuk:
- Tegangan Lulut (Yield Strength): Tegangan lutut adalah tegangan maksimum pada saat material mulai mengalami deformasi plastis tanpa mengalami kegagalan. Pada diagram tarik, ini biasanya terjadi pada titik di mana kurva mulai melengkung atau menunjukkan peningkatan yang lebih lambat.
- Tegangan Puncak (Ultimate Tensile Strength): Tegangan puncak adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh material sebelum mengalami kegagalan atau patah. Ini merupakan titik tertinggi pada kurva tarik.
- Regangan Pecah (Fracture Strain): Regangan pecah adalah besar deformasi terakhir sebelum material mengalami kegagalan sepenuhnya. Ini merupakan nilai strain pada saat material patah.
- Modulus Elastisitas (Young's Modulus): Modulus elastisitas mengukur kekakuan material dan memberikan indikasi sejauh mana material dapat mengembalikan bentuk aslinya setelah diberi beban. Ini dapat dihitung dari bagian linier dari kurva tarik.
- Elongasi pada Patah (Elongation at Fracture): Elongasi pada patah adalah persentase perubahan panjang material pada saat patah dibandingkan dengan panjang awalnya. Ini memberikan gambaran tentang sifat keelastisan dan keuletan material.
- Penyempitan pada Patah (Reduction in Area): Penyempitan pada patah adalah persentase area penampang material yang menyusut saat patah dibandingkan dengan area penampang awal. Ini mengindikasikan sejauh mana material dapat menahan deformasi sebelum kegagalan.
- Regangan Batas (Yield Strain): Regangan batas adalah besar deformasi pada saat material mulai mengalami deformasi plastis. Ini dapat diukur pada bagian linear awal dari kurva tarik.
- Tegangan Kerja (Work Hardening): Tegangan kerja adalah area di bawah kurva tarik, yang mewakili energi total yang diperlukan untuk membentuk material hingga ke poin tertentu pada kurva.
- Karakteristik Deformasi Plastis: Dengan melihat kurva tarik, Anda dapat melihat bagaimana material merespon terhadap beban dan sejauh mana deformasi plastis terjadi sebelum kegagalan.

Kesalahan dalam membaca dan menginterpretasi sifat mekanis dari diagram tarik dapat menjadi penyebab utama kegagalan di industri. Beberapa kemungkinan penyebab kesalahan tersebut termasuk:
- Kesalahan Identifikasi Titik-Titik Penting: Salah mengidentifikasi titik-titik kunci seperti tegangan lutut, tegangan puncak, dan titik patah pada diagram tarik dapat mengakibatkan pemilihan bahan atau desain yang tidak sesuai dengan beban dan kondisi operasional sebenarnya.
- Kesalahan dalam Menghitung dan Memahami Sifat-Sifat Mekanis: Salah menghitung atau memahami nilai-nilai seperti tegangan luluh, tegangan puncak, modulus elastisitas, dan lain-lain dapat mengarah pada kesalahan dalam desain atau analisis komponen.
- Kurangnya Pemahaman tentang Karakteristik Deformasi: Tidak memahami bagaimana material merespon terhadap beban dan sejauh mana deformasi plastis dapat terjadi sebelum kegagalan dapat menyebabkan pemilihan material yang tidak tepat.
- Kesalahan dalam Menilai Kekuatan dan Kekakuan Material: Salah menilai kekuatan dan kekakuan material dapat menyebabkan pemilihan bahan yang tidak mampu menahan beban yang diharapkan atau memilih bahan yang lebih mahal atau berlebihan untuk aplikasi tertentu.

Berikut sifat mekanis yang dapat diketahui dengan diagram tarik:
1. Batas Elastisitas (Yield Strength)
2. Batas Laju Alir (Tensile Strength)
3. Kekakuan Material (Modulus Elastisitas)
4. Regangan Pecah
5. Laju Pemanjangan (Elongation)
6. Penyusutan Luas (Reduction in Area)
7. Kekuatan Luka (Fracture Toughness)
8. Sifat Mekanis di Daerah Plastis
9. Daerah Kerja Spesifik (Specific Work)

Diagram tarik adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara tegangan dan regangan pada suatu material. Tegangan adalah gaya yang diberikan per satuan luas penampang material, sedangkan regangan adalah perubahan panjang material per satuan panjang awal material.
Berdasarkan diagram tarik, kita dapat mengetahui beberapa sifat mekanis baja, yaitu:

 

• Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah tegangan tertinggi yang dapat ditahan oleh baja sebelum mengalami deformasi plastis. Kekuatan tarik dapat ditentukan dengan cara menarik garis vertikal dari titik mulur. Kekuatan tarik adalah sifat mekanis yang paling penting untuk baja. Kekuatan tarik menentukan seberapa besar gaya yang dapat ditahan oleh baja sebelum mengalami deformasi plastis. Baja dengan kekuatan tarik yang tinggi akan lebih kuat dan tahan terhadap beban.

• Titik Mulur

Titik mulur adalah titik di mana baja mulai mengalami deformasi plastis. Titik mulur dapat ditentukan dengan cara menarik garis horizontal dari titik tertinggi pada garis linear. Baja dengan titik mulur yang tinggi akan lebih ulet dan tahan terhadap deformasi.

• Elongasi

Elongasi adalah persentase perubahan panjang baja setelah mengalami deformasi plastis. Elongasi dapat ditentukan dengan cara membagi perubahan panjang dengan panjang awal baja, kemudian dikalikan dengan 100%. Baja dengan elongasi yang tinggi akan lebih ulet dan tahan terhadap deformasi.

• Kekuatan Luluh

Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menyebabkan deformasi plastis yang tidak dapat kembali. Kekuatan luluh dapat ditentukan dengan cara menarik garis horizontal dari titik tertinggi pada garis linear, kemudian menarik garis vertikal dari titik di mana garis horizontal tersebut memotong garis kurva. Baja dengan kekuatan luluh yang tinggi akan lebih tahan terhadap deformasi.

• Kekerasan

Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis. Kekerasan dapat ditentukan dengan berbagai metode, seperti pengujian Brinell, pengujian Vickers, dan pengujian Rockwell. Baja dengan kekerasan yang tinggi akan lebih tahan terhadap deformasi.

Diagram tarik adalah hal yang penting untuk menentukan sifat-sifat mekanis baja. Dengan memahami sifat-sifat mekanis baja, kita dapat memilih baja yang tepat untuk aplikasi yang sesuai.

Melalui diagram tarik, kita dapat mengetahui sifat mekanis dasar material logam, seperti:

Batas elastis: Titik awal deformasi plastis.
Batas alur: Titik di mana deformasi plastis dimulai secara signifikan.
Puncak tegangan: Nilai maksimum tegangan sebelum patah.
Titik patah: Titik di mana material patah.
Peregangan patah: Sejauh mana material meregang sebelum patah.
Modulus elastisitas: Kekakuan material dalam fase elastis.
Reduksi area: Perubahan penampang saat deformasi plastis.
Pemahaman sifat-sifat ini penting untuk menghindari kegagalan produk.

Dengan menggunakan diagram tarik (stress-strain curve), Anda dapat mengetahui beberapa sifat mekanis dari suatu material, termasuk:
1. Batas Elastisitas (Elastic Limit): Titik pada kurva di mana material mulai mengalami deformasi permanen setelah beban dilepaskan.
2. Batas Proportionalitas (Proportional Limit): Titik pada kurva di mana hubungan antara stress dan strain masih bersifat proporsional, artinya material kembali ke bentuk aslinya setelah beban dilepaskan.
3. Modulus Elastisitas (Young's Modulus): Slope dari bagian lurus pada diagram tarik, mengukur kekakuan material. Modulus elastisitas menunjukkan seberapa besar material dapat merespon terhadap gaya yang diberikan.
4. Batas Kekuatan (Yield Strength): Titik pada kurva di mana material mulai mengalami deformasi permanen (plastisitas) tanpa peningkatan yang signifikan dalam stress.
5. Batas Kekuatan Ultimate (Ultimate Strength): Kekuatan maksimum yang dapat ditahan oleh material sebelum mengalami kegagalan.
6. Strain Kegagalan (Failure Strain): Deformasi maksimum yang dapat ditahan oleh material sebelum mengalami kegagalan.
7. Modulus Regangan (Modulus of Toughness): Luas area di bawah kurva stress-strain hingga titik kegagalan, mengukur energi total yang dapat diserap oleh material sebelum kegagalan.
8. Modulus Kekuatan (Modulus of Resilience): Luas area di bawah kurva stress-strain hingga batas elastisitas, mengukur energi yang dapat diserap oleh material tanpa mengalami deformasi permanen.

1. Modulus Elastisitas (Young's Modulus)
Modulus elastisitas mengukur kekakuan atau kekakuan elastis material. Ini adalah kemampuan material untuk mengembalikan bentuknya setelah beban dihilangkan.
Modulus elastisitas dapat dihitung dari bagian linear awal diagram tarik (zona elastis).

2. Batas Elastis (Elastic Limit)
Batas elastis adalah batas tegangan maksimum yang dapat diterapkan pada material sebelum mengalami deformasi plastis atau perubahan permanen. Pada diagram tarik, ini adalah titik di mana kurva mulai menunjukkan deviasi dari garis lurus (zona elastis).

3. Batas Laju Deformasi (Yield Strength)
Batas laju deformasi, juga dikenal sebagai yield strength, adalah tegangan di mana material mulai mengalami deformasi plastis.
Ini adalah titik di mana material mulai menunjukkan perubahan permanen yang signifikan dalam bentuknya.

4. Tegangan Puncak (Ultimate Tensile Strength)
Tegangan puncak adalah tegangan maksimum yang dapat dicapai oleh material sebelum mencapai titik puncak pada kurva tegangan-regangan. Ini mengukur kekuatan maksimum material.

5. Titik Puncak (Ultimate Point)
Titik puncak pada diagram tarik adalah titik di mana material mencapai tegangan puncak dan mulai mengalami penurunan tegangan seiring dengan regangan yang terus meningkat.

6. Tegangan Fraktur (Fracture Strength)
Tegangan fraktur adalah tegangan pada saat material mengalami kegagalan atau pecah. Ini adalah tegangan yang mengukur ketahanan material terhadap pecah.

7. Regangan Patah (Elongation)
Regangan patah adalah perpanjangan material pada saat kegagalan dibandingkan dengan panjang awalnya. Ini mengukur sejauh mana material dapat mengalami deformasi sebelum pecah.

8. Kerapuhan atau Duktilitas
Berdasarkan bentuk diagram tarik, Anda dapat mengidentifikasi apakah material bersifat keropos atau duktildan. Material yang bersifat duktildapat mengalami deformasi yang signifikan sebelum pecah, sementara material yang bersifat keropos pecah dengan sedikit deformasi.

Diagram tarik pada uji tarik logam memberikan informasi penting tentang sifat mekanis logam, seperti
-kekuatan tarik,
-batas elastis,
-modulus elastisitas,
-pemanjangan patahan,
-reduksi area,
-keuletan, dan
-kekerasan.
Kesalahan dalam membaca diagram tarik dapat mengakibatkan penilaian yang salah, yang berpotensi menyebabkan kegagalan di industri. Oleh karena itu, pemahaman yang benar terhadap hasil uji tarik sangat penting.
Atau sifat mekanis yang dapat diketahui dengan diagram tarik sebagai brikut:
- Batas Elastisitas (Yield Strength)
- Batas Laju Alir (Tensile Strength)
- Kekakuan Material (Modulus Elastisitas)
- Regangan Pecah
- Laju Pemanjangan (Elongation)
- Penyusutan Luas (Reduction in Area)
- Kekuatan Luka (Fracture Toughness)
- Sifat Mekanis di Daerah Plastis
- Daerah Kerja Spesifik (Specific Wo

Sifat mekanis logam dapat dikarakterisasi dan dipahami melalui diagram tarik (stress-strain diagram), yang menggambarkan hubungan antara tegangan (stress) yang diberikan pada bahan dan perubahan panjang atau deformasi (strain) yang terjadi dalam bahan tersebut. Diagram tarik ini biasanya digunakan untuk mengukur sifat-sifat mekanis seperti kekuatan, keuletan, kekerasan, dan elastisitas bahan logam.