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
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.
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.
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