- Impak Charpy
- Spark Test
- Surface Roughness Test
- Hardness Test
- Tensile Test
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Penelitian serta pengujian suatu bahan sangatlah perlu dilakukan untuk menentukan sifat-sifat dari suatu bahan sehingga dapat dimanfaatkan dalam suatu konstruksi dengan keamanan yang terjamin. Para perancang tentunya selalu memusatkan perhatian dalam suatu konstruksi yang berkualitas tinggi dengan biaya relatif terjangkau. Maka perlu diperhatikan beberapa masalah yang mungkin timbul pada konstruksi dengam memperhitungkan beberapa bahan yang sesuai dengan konstruksi yang direncanakan.
Oleh sebab itu dalam pemilihan bahan-bahan tersebut haruslah diketahui bagaimana kekuatannya dan strukturnya serta sifat-sifat dari suatu bahan yang digunakan. Untuk mengetahui hal tersebut dapat dilakukan suatu percobaan yaitu Spark Test.
Percobaam yang sifatnya distruktive (merusak) yaitu dengan jalan menggerinda bahan. Yang perlu diperhatikan pada saat terjadinya percikan bunga api adalah :
1. Warna Percikan,
2. Jangkauan percikan,
3. Kembang api, dan
4. Jenis percikan.
Setelah memperhatikan data-data tersebut, kemudian kita dapat menganalisa dari jenis apa bahan tersebut di buat serta dapat membandingkan data hasil pengamatan dengan data yang ada pada literatur.
1.2. Manfaat Percobaan/Pengujian
Manfaat Percobaan adalah sebagai berikut;
1. Membedakan jenis logam yang akan diuji.
2. Mengetahui kelompok karbon logam dengan mengamati percikan.
3. Membedakan kekerasan logam melalui pengamatan loncatan bunga api pada setiap bahan yang di uji.
4. Mengetahui karakteristik logam dengan mengamati loncatan bunga api pada setiap bahan yang diuji.
5. Menganalisa data dari hasil pengamatan yang kita peroleh.
1.3. Kompetensi
BAB II
TEORI DASAR
2.1. Teori Dasar Percobaan.
Spark Test adalah pengujian terhadap logam secara visual untuk mengklasifikasikan berbagai macam baja paduan sesuai dengan komposisi kimia yang dikandung oleh logam itu dengan jalan menggerinda bahan yang akan diuji. Penggerindaan benda uji ini dimaksudkan supaya kita bisa mengamati percikan bunga api yang dihasilkan pada waktu penggerindaan. Cara pengujian ini merupakan cara yang paling mudah dan murah. Pengelompokkan benda uji itu didasarkan pada percikan bunga api yang dihasilkan pada waktu penggerindaan. Hasil pengamatan yang kita dapat dibandingkan dengan contoh-contoh yang ada pada literatur dan akhirnya kita dapat mengetahui kelompok mana benda yang kita uji. Pengujian Spark Test ini bisa dilakukan hampir untuk semua bahan paduan hasil produksi seperti : besi tempa, billet, besi cor, besi kelabu paduan, besi cor kelabu, besi cor kelas tinggi, besi cor bergrift bulat dan sebagainya.
2.1.1 Prinsip Terjadinya Bunga Api
Benda uji yang digerinda dengan putaran tertentu akan menghasilkan percikan bunga api yang di karenakan benda uji lebih lunak dari batu gerenda. Oleh karena itu beram hasil potongan benda uji terIempar ke udara bebas dan terbakar akibat terjadi oksidasi dengan udara luar.
Selama terjadinya percikan, bunga api itu menyala karena adanya unsur oksigen pada udara bebas sehingga partikel karbon itu terbakar dan menghasilkan asap karbon dioksida.
2.1.2 Karakteristik Percikan Api.
Secara garis besar percikan api dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Percikan dekat batu gerenda.
2. Percikan tengah (Pusat), dan
3. Ujung percikan terjauh.
Komponen percikan bunga api yang diamati adalah:
1. Panjang pendeknya percikan (garisnya),
2. Melebar dan menyempitnya percikan, dan
3. Bunga api yang dihasilkan serta jenis warna percikan.
Di bawah ini ada beberapa contoh percikan bunga api yang dihasilkan oleh berbagai macam benda uji.
a. Low Carbon Steel (O,1 5 % C )
b. Medium Carbon Steel (0,45 % C)
c. High Carbon Steel (1,0 % C)
Gambar 1. Percikan bunga api dari Ferrous Alloy.
2.1.3 Silikon Steel
Jumlah silikon yang terkandung dalam baja berkisar antara 1% atau lebih. Tidak terjadi letusan bunga api pada baja yang mengandung silikon. Garis nyala apinya panjang, pada ujungya melengkung dan tajam.
Alat potong yang mengandung silikon mempunyai percikan api yang melebar dan warna yang terang, ujung meruncing dan warnanya kekuning-kuningan.
Gambar 2. Percikan bunga api dari silicon steel.
2.1.4 Nikel Steel
Percikan yang terjadi pada nikel steel sedikit warna putih terang karena memang kadar karbonnya kecil sekali.
Gambar 3. Percikan bunga api dari nikel steel.
Gambar 4. Percikan bunga api dari nikel steel yang lain.
2.1.5 Besi Kelabu dan Besi Putih
Pada besi kelabu bila dilakukan penggerindaan maka percikan bunga apinya merah suram dan terkadang terlentikkan yang terang.
Gambar 5. Percikan bunga api dari besi kelabu.
Demikian halnya dengan besi putih, karakteristik percikan bunga apinya tidak jauh berbeda dengan besi kelabu.
Gambar 6. Percikan bunga api dari besi putih.
Gambar7. Percikan api dari tungsten-chromium tool steel.
Gambar 8. Karakteristik percikan api logam paduan yang lain.
Keterangan : 1. Wrought Iron; 2. Machine Steel; 3. Carbon Tool Steel; 4. Cast Iron; 5. Annemled Malleable Iron; 6. Hight Speed Steel; 7.Low Carbon Steel; 8.Stainless Steel; 9. Medium Carbon Steel; 10. Hight Carbon Steel.
Gambar 9. Test cetus api dari berbagai jenis baja.
2.1.6 Klasifikasi Bahan.
Di samping mempelajari jenis dan karakteristik dari percikan bunga api pada suatu bahan, juga penting sekali mempelajari klasifikasi pada bahan yang disusun bedasarkan sifat dan persentase unsur yang dikandung oleh bahan.
Berdasarkan literatur 3 halaman 52, 53, 50 maka baja dapat diklasifikasikan.sebagai berikut
1. Baja perlit, mengandung 5-10 % unsur paduan.
- Baja mampi dimesin
- Sifat mekaniknya dapat meningkat oleh proses heattreatment (hardening dan tempering)
2. Baja martensit, mengandung 5 - 10 % unsur paduan.
- Baja ini sangat keras dan sukar dimesin.
3. Baja austemitep terdiri dari 10 - 30 % umsur paduan tertentu ( Ni, Cr, C).
4. Baja perrit, terdiri dari 30 % unsur paduan tertentu seperti: Cr, W dan C.
Jenis baja ini tidak dapat dikeraskan dikarenakan kadar karbonnya (C) rendah.
Berdasarkan literature 3 halaman 53, 54, sifat dan penggunaan baja paduan terdiri dari:
1) Baja konstruksi (structural), yaitu:
a. Baja paduan rendah (0,2% C)
b. Baja paduan menengah (0,2 – 0,5% C)
c. Baja paduan tinggi (0,5% C)
2) Baja perkakas (tool steel), yaitu:
a. Baja perkakas pukul dan tumbuk (0,6-0,9% C)
b. Baja untuk perkakas sayat (0,9 – 1,5% C)
c. Baja untuk alat ukur (1,2 – 1,5 % C)
3) Baja paduan sifat fisik yaitu :
a. Baja tahan karat (stain steel)
Ø Mengandung unsur chromium (12 - 14%)
Ø Mengandung unsur karbon (0,1 - 0,45%).
b. Baja tahan panas atau baja dengan keeepatan tinggi
Ø Mengandung unsur eromium (4%)
Ø Mengandung unsur karbon (0,7 - 1,2 % )
Ø Mengandung unsur vanadium (1%)
Baja dikatakan padu, jika komposisi unsur-unsur paduannya secara khusus bukan baja karbon biasa yang terdiri dari unsur siliun.
Baja paduan dapat diklasifikasikan sesuai dengan:
1. Komposisi
a. Baja tiga komponen: terdiri satu unsur pemadu dalam penambahan Fe dan C.
b. Baja empat komponen: terdiri dua unsur pemadu dan seterusnya.
Conth baja paduan kelas tinggi terdiri: 0,35% C, 1%C, 3% Ni, dan 1% Mo.
2. Struktur
a. Baja perlit
b. Baja martensit
c. Baja austentit
d. Baja ferrit
e. Baja karbit atau ledeborit
3. Penggunaan
a. Baja konstruksi
b. Baja perkakas
Selain karakteristik percikan api dari nikel steel, silikon steel, karbon steel dan tungsten-chromium steel masih banyak lagi karakteristik dari percikan api lain. Di antaranya seperti gambar di bawah ini.
Tabel 3.1. Baja karbon untuk konstruksi mesin
a) Unsur kimia
b) Ukuran standar baja-baja yang dirol panas
c) Sifat-sifat mekanis standar
Literatur1. Halaman 329.Tabel 3.2. Baja krom nikel
a) Unsur kimia
b) Sifat mekanis
Literatur1. halaman 330 dan 331
Tabe1 3.3. Baja nikel Crom molibden.
a) Unsur kimia
b) Sifat Mekanis
Literatur1. Halaman 331 dan 332.
Tabe1 3 .4. Baja krom molibden
a) Unsur kimia
b) Sifat mekanis
Literatur1. Halaman 333.
Tabe1 3.5. Baja karbon Tempa
Tabel 3.6. Besi Cor Kelabu
Literatur1. Halaman 335.
Tabel 3.7. Besi cor grafit bulat
Tabe1 3.8.Baja Karbon Cor
Tabel 3.9. Logam Putih
Literatur 1. Halaman 336.
Tabel 3.10. Baja Bantalan khrom karbon tinggi
a) Unsur kimia
b) Ukuran standar.
c) Kekerasan.
Literatur 1. Halaman 337
Tabel 3.11. Baja pegas
Literatur 1. Halaman 340.
Tabel 3.12. Baja kontruksi umum menurut DIN 17100
Sumber : G. Niemen, Elemen mesin, halaman 96
Tabel 3.13. Baja Karburasi Menurut DIN 17210 dan Baja Nitrasi Menurut Lembaga baja Besi
Tabel 3.14. Baja Karburasi Menurut DIN 17200
Literatur 2, halaman 98.
Tabel 3.15. Pilihan Baja Tahan Panas dan Tidak Berkerak (Menurut LUUPFERT).
Tabel 16. Tingkatan baja-baja karbon dan penggunaannya
| Tipe Baja | Persen Karbon | Penggunaan |
| Lunak sekali | 0,0 sampai 0,1 | Pelat-pelat gilingan untuk pengerjaan dingin dan pelat timah. Pipa-pipa tarik tanpa kampuh dan kawat. Baik untuk dilas. |
| Lunak | 0,1 sampai 0,33 | Profil giling untuk pekerjaan bangunan. Pelat untuk pembuatan kapal dan lain-lain. Sangat baik untuk dikerjakan dengan mesin, batangan-batangan yang ditarik banyak digunakan untuk segala bahan pengerjaan mesin. Baik untuk dilas |
| Karbon medium | 0,34 sampai 0,6 | Penempaan dengan matres, poros-poros, poros engkol, dan komponen-komponen pembawa beban lainnya. Kawat-kawat yang kekuatan tariknya tinggi, pegas, cetakan tempa, palu dan perkakas yang lainnya. |
| Karbon tinggi | 0,6 sampai 0,9 | Pegas, pelubang, cetakan, bor, gunting, pahat dan perkakas-perkakas potong. |
| Baja perkakas | 0,9 sampai 1,1 | Pahat-pahat dingin, tap dan cetakan, beliung runting, kapak. |
| | 1,1 sampai 1,3 | Kikir-kiri tangan, pisau cukur, cetakan tarik untuk kawat. |
Sumber: Ilmu bahan, halaman 25.
Tabel 3.17. Baja-baja perkakas, pemotng sinter menurut DIN dan SEW (menurut Lupfert).
Literatur 3 . Halaman 103.
Tabel 3.18. Test dibengkel untuk Mengetahui Jenis Baja dan Besi.
Literatur 3, halaman 28.
Tabel 3.19. Penggunaan berbagai jenis baja
Tabel 3.20. Cold Work Tool Steels
Literatur Halaman 8.
2.2. Alat – alat Yang Digunakan
Alat – alat yang digunakan pada percobaan Spark Test adalah sebagai berikut:
1. Portable stationari grinding machine dengan putaran 2900 rpm
2. Roda/batu gerenda
3. Test pece (St 37, amutit hardening, slifer steel, Hss, St 60, St 42, AMS, Tool Steel).
4. Safeti equipment (kaca mata)
5. Kamera photo
6. Jangka sorong
7. Mistar berukuran 1 (satu) m.
Gambar 10. Mesin Gerinda
Gambar 11. Roda / Batu gerenda
Gambar 12. Varnier/Jangka sorong dan Meteran
3.3.1. Benda Uji / Specimen
Gambar 13. Material ukuran 10x16 dan ukuran D=16
BAB III
METODE PENGUJIAN
3.1. Langkah-langkah Percobaan
1. Siapkan benda uji yang akan diuji.
2. Hidupkan mesin gerenda dengan memutar chanel kearah angka satu.
3. Biarkan roda/batu gerinda berputar sampai berputar dan keadaan normal.
4. Tempelkan test – pece pada batu / roda gerenda (sisi luar) sampai terjadi percikan bunga api, yang diamati secara jelas.
5. Catat hasil pengamatan (bunga/kembang api, panjang pendeknya percikan, jenis dan warna percikan).
6. Lakukan pemotretan
7. Lakukan langkah 4, untuk badan uji berikutnya.
BAB IV
DATA DAN ANALISA
Materi Praktikum : Spark Test
Kelas \ Jurusan : A2 \ TEKNIK MESIN
Nama Anggota Kelompok : 1. Muhammad Akmal
2. Muhammad Idrus
3. Murtaza
4. Mustafa Kamal
4.1. Data Hasil Pengamatan Langsung
Setelah melakukan percobaan “Spark Test “ pada Laboratorium Metrologi dan Fluida, maka dapat disimpulkan bahwa :
Tabel 4.1. Data spesimen
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 1 | 305 x 12,65 | Kuning Kemerahan | 500 mm | Menyebar | Lurus |
| 2 | 305 x 10 x 16 | Kuning Kekuningan | 670mm | Menyebar | Lurus |
| 3 | 305 x 15,6 x 16 | Merah Kekuningan | 600mm | Menyebar | Lurus |
| 4 | 305 x 16 | Kuning Kekuningan | 600mm | Menyebar | Lurus |
| 5 | 305 x 15,8 | Kuning Kekuningan | 800mm | Menyebar | Lurus |
Gambar 14. Percikan bunga api pada percobaan I
Warna percikan : Kuning kemera-merahan
Kembang api : Menyempit
Jenis percikan : Lurus
Jangkauan percikan difoto : 25 mm
Jangkauan sebenarnya : mm
Tabel 4.2 Data hasil pengamatan pada percobaan I, dengan ukuran
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 1 | 305 x ø12,65 | Kuning Kemerahan | 800 mm | Menyebar | Lurus |
Gambar 15. Percikan bunga api pada percobaan II
Warna percikan : Kuninng kemerah-merahan
Kembang api : Menyebar
Jenis percikan : Lurus
Jangkauan percikan difoto : 155 mm
Jangkauan sebenarnya : 800 mm
Tabel 4.3 Hasil Pengamatan pada Percobaan II, dengan ukuran 10 x 16 mm.
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 2 | 305 x 10 x 16 | Kuning Kemerahan | 800 mm | Menyebar | Lurus |
Gambar 16. Percikan Bunga Api Pada Percobaan III
Warna percikan : Kuninng kemerah-merahan
Kembang api : Menyebar
Jenis percikan : Lurus
Jangkauan percikan difoto : 155 mm
Jangkauan sebenarnya : 800 mm
Tabel 4.4 Data Hasil Pengamatan Pada Percobaan III, dengan ukuran
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 3 | 305 x 15,6 x 16 | Kuning Kemerahan | 800 mm | Menyebar | Lurus |
Gambar 17. Percikab Bunga Api Pada Percobaan IV
Warna percikan : Kuninng kemerah-merahan
Kembang api : Menyebar
Jenis percikan : Lurus
Jangkauan percikan difoto : 155 mm
Jangkauan sebenarnya : 800 mm
Tabel 4.5 Data Hasil Pengamatan Pada Percobaan IV, dengan ukuran
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 4 | 305 x ø 16 | Kuning Kemerahan | 800 mm | Menyebar | Lurus |
Gambar 18. Percikan Bunga Api Pada Percobaan V
Warna percikan : Kuninng kemerah-merahan
Kembang api : Menyebar
Jenis percikan : Lurus
Jangkauan percikan difoto : 155 mm
Jangkauan sebenarnya : 800 mm
Tabel 4.6 Data Hasil Pengamatan Pada Percobaan V, dengan ukuran
| No | Bahan (mm) | Warna | Jangkauan Sebenarnya | Kembang Api | Jenis Percikan |
| 5 | 305 x ø 15,8 | Kuning Kemerahan | 800 mm | Menyebar | Lurus |
4.2. Analisa Data
4.2.1. Analisa Data Untuk Percobaan I
Analisa data untuk percobaan I, dengan benda uji yang berukuran ¢ 16 mm yaitu :
- Berdasarkan percobaan, benda uji termasuk kedalam kelompok baja carbon tinggi ( high carbon steel ).
- Persentase carbon yang terkandung dalam baja carbon tinggi adalah 0,6 – 0,9 % C.
- Adapun yangtermasuk kedalam baja carbon tinggi adalah :
a. C 60 dengan kadar carbon 0,6 % C
b. S 70 dengan kadar carbon 0,7 % C
c. SUJ 3 dengan kadar carbon 0,95 – 1,1 % C
d. C 85 WS dengan kadar carbon 0,85 % C
e. C 70 W 2 dengan kadar carbon 0,7 % C
- Baja carbon tinggi ini sering digunakan untuk :
a. Pegas
b. Pelubang
c. Borr kayu
4.2.2. Analisa data untuk percobaan II
Analisa data untuk percobaan II, dengan benda uji yang berukuran 10 x 16 mm yaitu :
- Berdasarkan percobaan, benda uji termasuk kedalam kelompok baja carbon tinggi ( high carbon steel ).
- Persentase carbon yang terkandung dalam baja carbon tinggi adalah 0,6 – 0,9 % C.
- Adapun yangtermasuk kedalam baja carbon tinggi adalah :
a. SUJ 3 dengan kadar carbon 0,95 – 1,1 % C
b. C 85 WS dengan kadar carbon 0,85 % C
c. C 70 W 2 dengan kadar carbon 0,7 % C
d. C 60 dengan kadar carbon 0,6 % C
e. S 70 dengan kadar carbon 0,7 % C
- Baja carbon tinggi ini sering digunakan untuk :
a. Pelubang
b. bor kayu
c. pegas
4.2.3. Analisa data untuk percobaan III
Analisa data untuk percobaan II, dengan benda uji yang berukuran 10 x 16 mm yaitu :
- Berdasarkan percobaan, benda uji termasuk kedalam kelompok baja carbon tinggi ( high carbon steel ).
- Persentase carbon yang terkandung dalam baja carbon tinggi adalah 0,6 – 0,9 % C.
- Adapun yangtermasuk kedalam baja carbon tinggi adalah :
a. SUJ 3 dengan kadar carbon 0,95 – 1,1 % C
b. C 85 WS dengan kadar carbon 0,85 % C
c. C 70 W 2 dengan kadar carbon 0,7 % C
d. C 60 dengan kadar carbon 0,6 % C
e. S 70 dengan kadar carbon 0,7 % C
- Baja carbon tinggi ini sering digunakan untuk :
a. Pelubang
b. bor kayu
c. pegas
4.2.4. Analisa Data Untuk Percobaan IV
Analisa data untuk percobaan II, dengan benda uji yang berukuran 10 x 16 mm yaitu :
- Berdasarkan percobaan, benda uji termasuk kedalam kelompok baja carbon tinggi ( high carbon steel ).
- Persentase carbon yang terkandung dalam baja carbon tinggi adalah 0,6 – 0,9 % C.
- Adapun yangtermasuk kedalam baja carbon tinggi adalah :
a. SUJ 3 dengan kadar Carbon 0,95 – 1,1 % C
b. C 85 WS dengan kadar Carbon 0,85 % C
c. C 70 W 2 dengan kadar Carbon 0,7 % C
d. C 60 dengan kadar Carbon 0,6 % C
e. S 70 dengan kadar Carbon 0,7 % C
- Baja carbon tinggi ini sering digunakan untuk :
a. Pelubang
b. Bor Kayu
c. Pegas
4.2.5. Analisa Data Untuk Percobaan V
Analisa data untuk percobaan II, dengan benda uji yang berukuran 10 x 16 mm yaitu :
- Berdasarkan percobaan, benda uji termasuk kedalam kelompok baja carbon tinggi ( high carbon steel ).
- Persentase carbon yang terkandung dalam baja carbon tinggi adalah 0,6 – 0,9 % C.
- Adapun yangtermasuk kedalam baja carbon tinggi adalah :
a. SUJ 3 dengan kadar carbon 0,95 – 1,1 % C
b. C 85 WS dengan kadar carbon 0,85 % C
c. C 70 W 2 dengan kadar carbon 0,7 % C
d. C 60 dengan kadar carbon 0,6 % C
e. S 70 dengan kadar carbon 0,7 % C
- Baja carbon tinggi ini sering digunakan untuk :
a. Pelubang
b. Bor Kayu
c. Pegas
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan spark test, maka kesimpulan sebagai ringkasan pada laporan ini, di antaranya :
1. Hal – hal yang mempengaruhi hasil praktikum dari percobaan ini adalah :
a. Kekuatan penekanan pada waktu penggerindaan,
b. Kejelian mata mengamati bunga api,
c. Ketepatan pengukuran api, dan
d. Jarak pengambilan gambar.
2. Hasil pengamatan percobaan spark test ini adalah :
a. Percobaan benda uji dengan ukuran 305 mm x ø 12,65 mm , yaitu SUJ 3
b. Percobaan benda uji dengan ukuran 305 mm x 10 mm, yaitu S 70
c. Percobaan benda uji dengan ukuran 305 mm x 15,6 mm x 16 mm
d. Percobaan benda uji dengan ukuran 305 mm x 
16 mm
16 mm e. Percobaan benda uji dengan ukuran 305 mm x ø 15,8 mm
3. Terdapat perbedaan secara bertahap dalam bentuk lintasan dan cetus api melalui deretan baja karbon . Dengan pertambahan baja karbon, maka terjadilah perubahan, yaitu :
1. Kekuatan lintasan kurang terang,
2. Cetusan api lebih besar,
3. Api jadi lebih dekat dengan batu gerinda, dan
4. Daun menjadi lebih kecil.
5.2 Saran
Setelah melakuakn percobaan spark test dilaboratorium mekanik dan berdasarkan pengalaman penulis, maka pada kesempatan ini penulis menyarankan:
Bahwa dari pihak laboratorium dapat menyediakan peralatan untuk pengambilan data seperti kamera digital. Dikarenakan mahasiswa tidak semua memiliki alat tersebut, sehingga terjadi kelambatan dalam proses kerja. Dari pihak teknisi kiranya dapat membimbing kami pada saat pengambilan data.
