Pengertian Tensile Strength
Tensile Strength, juga dikenal sebagai kekuatan tarik, adalah ukuran maksimum dari tegangan mekanis yang bisa ditahan oleh sebuah material saat diregangkan atau ditarik sebelum kehilangan bentuk aslinya – baik melalui patah atau perubahan bentuk permanen. Dalam kata lain, ini adalah kekuatan yang dibutuhkan untuk merobek atau merusak suatu material. Tensile Strength adalah resistensi material terhadap kekuatan yang berusaha menariknya atau merenggangkannya. Nilai ini sangat penting untuk insinyur dan desainer dalam menentukan material apa yang cocok untuk aplikasi tertentu, dimana kekuatan tarik adalah faktor kunci.
Tensile Strength biasanya diukur dalam unit Pascal (Pa), atau biasanya megapascal (MPa) dalam lingkungan penelitian dan industri. Dalam sistem Imperial, unit yang digunakan biasanya adalah pound per square inch (psi).
Dalam uji tarik, sebuah sampel material diletakkan di dalam mesin pengujian dan ditarik hingga sampai patah. Selama pengujian, data tentang beban (gaya) dan perpanjangan (perubahan panjang) diambil dan digunakan untuk menghasilkan kurva tegangan-regangan. Titik tertinggi dari kurva ini adalah Tensile Strength, atau kekuatan tarik maksimum.
Sangat penting untuk dicatat bahwa Tensile Strength adalah properti intensif, yang berarti nilainya tidak tergantung pada ukuran spesimen yang diuji. Namun, nilai ini bisa berubah tergantung pada faktor lain, seperti persiapan spesimen, keberadaan cacat permukaan, dan kondisi suhu baik lingkungan maupun material itu sendiri.
Tensile Strength juga berbeda untuk berbagai jenis material. Misalnya, baja memiliki Tensile Strength yang lebih tinggi dibandingkan plastik atau karet. Oleh karena itu, pengetahuan tentang Tensile Strength sangat penting dalam pemilihan material yang tepat untuk berbagai aplikasi di bidang teknik dan desain.
Memahami Perbandingan Tensile Strength, Ultimate Tensile Strength, Yield Strength, dan Ductility
Pengujian mekanis dari material melibatkan serangkaian istilah teknis seperti Tensile Strength, Ultimate Tensile Strength, Yield Strength, dan Ductility. Mari kita pahami perbedaan antara istilah-istilah ini.
- Tensile Strength: Ini merujuk kepada kapasitas suatu material untuk menahan gaya tarik sebelum pecah. Ini adalah poin di mana suatu material akan mengalami deformasi plastik – yaitu, material tersebut tidak akan kembali ke bentuk aslinya setelah gaya dihilangkan. Dalam istilah awam, ini adalah poin di mana material akan mulai “merentang” dan akhirnya pecah.
- Ultimate Tensile Strength (UTS): Ini adalah maksimum gaya tarik yang dapat suatu material tahan sebelum akhirnya pecah. Ini adalah poin terakhir pada kurva tegangan-regangan sebelum material tersebut pecah. Dengan kata lain, UTS adalah nilai maksimum dari Tensile Strength.
- Yield Strength: Ini adalah nilai tegangan di mana suatu material mulai mengalami deformasi plastik. Setelah titik ini, material akan mulai mengalami perubahan bentuk permanen (akan “merentang”) dan tidak akan kembali ke bentuk aslinya meskipun gaya dihilangkan. Ini adalah poin di mana suatu material mulai mengalami deformasi yang signifikan di bawah beban dan biasanya lebih rendah dari Tensile Strength dan UTS.
- Ductility: Ini adalah ukuran sejauh mana suatu material dapat diregangkan atau dideformasi sebelum pecah, biasanya diukur dengan “persen perpanjangan” atau “persen penyusutan area”. Material yang memiliki Ductility tinggi dapat diregangkan jauh sebelum akhirnya pecah, membuatnya berguna untuk berbagai aplikasi seperti pembentukan logam dan konstruksi yang membutuhkan bahan yang bisa “mengambil bentuk” tanpa pecah.
- Brittle: Kegetasan adalah sifat material yang cenderung patah atau retak tanpa mengalami banyak deformasi plastik atau perubahan bentuk yang signifikan. Material yang getas, seperti kaca atau keramik, biasanya memiliki Tensile Strength dan Ultimate Tensile Strength yang tinggi, tetapi Yield Strength dan Ductility yang rendah. Artinya, mereka mampu menahan beban tarik yang signifikan, tetapi mereka tidak mampu menyerap banyak energi sebelum pecah dan tidak dapat merentang atau dideformasi secara signifikan sebelum pecah.Brittle adalah sifat yang tidak diinginkan dalam banyak aplikasi teknik, karena material yang getas dapat pecah secara mendadak tanpa peringatan saat mencapai batas beban mereka. Namun, dalam beberapa kasus, seperti dalam aplikasi yang membutuhkan kerigiden dan resistensi terhadap deformasi, material yang getas dapat menjadi pilihan yang tepat.
Secara umum, pengetahuan tentang semua empat properti ini sangat penting dalam pemilihan material untuk aplikasi teknik. Misalnya, dalam aplikasi di mana beban tarik tinggi diharapkan, material dengan Tensile Strength dan UTS tinggi akan dipilih. Demikian pula, dalam aplikasi yang memerlukan deformasi material (seperti pembentukan logam), material dengan Yield Strength yang lebih rendah dan Ductility yang lebih tinggi mungkin lebih disukai.
Kriteria Acceptance dalam Pengujian Tensile Strength
Dalam pengujian kekuatan tarik (Tensile Strength), acceptance criteria atau kriteria penerimaan adalah standar atau nilai batas yang harus dipenuhi hasil pengujian untuk diterima. Acceptance criteria dapat berbeda-beda tergantung pada jenis material yang diuji dan aplikasi material tersebut. Berikut adalah beberapa faktor yang umumnya menjadi pertimbangan dalam menetapkan acceptance criteria:
- Standard Industri: Banyak industri memiliki standar spesifik yang menentukan nilai minimum Tensile Strength yang harus dipenuhi oleh material. Misalnya, standar ASTM (American Society for Testing and Materials) atau ISO (International Organization for Standardization) yang berlaku secara internasional. Material yang tidak memenuhi standar ini biasanya tidak akan diterima untuk digunakan dalam aplikasi industri tersebut.
- Aplikasi Material: Acceptance criteria juga dapat ditentukan oleh aplikasi khusus dari material tersebut. Misalnya, material yang akan digunakan dalam struktur pesawat terbang mungkin memiliki acceptance criteria yang berbeda dengan material yang digunakan dalam pembuatan furnitur. Aplikasi yang menuntut tingkat keamanan dan ketahanan tinggi biasanya akan memiliki kriteria penerimaan yang lebih ketat.
- Keamanan dan Durabilitas: Faktor keamanan dan durabilitas juga sangat penting dalam menentukan acceptance criteria. Material yang digunakan dalam struktur yang mendukung beban berat atau dalam kondisi lingkungan yang ekstrem harus memiliki Tensile Strength yang cukup tinggi untuk menjamin keamanan dan durabilitas jangka panjang.
- Desain Produk: Desain produk atau struktur juga dapat mempengaruhi acceptance criteria. Desainer dan insinyur sering menggunakan faktor keamanan dalam desain mereka, yang mengharuskan material memiliki Tensile Strength lebih tinggi daripada yang sebenarnya diperlukan oleh desain tersebut.
- Variasi Material: Dalam produksi massal, variasi kecil dalam proses manufaktur dapat menyebabkan variasi dalam Tensile Strength dari satu sampel material ke sampel lainnya. Acceptance criteria biasanya ditetapkan untuk memperhitungkan variasi ini dan menjamin bahwa semua sampel material memenuhi standar minimum.
Jika hasil pengujian Tensile Strength suatu material tidak memenuhi acceptance criteria yang telah ditentukan, maka material tersebut biasanya akan ditolak dan tidak digunakan untuk aplikasi tersebut. Sebaliknya, jika material tersebut memenuhi atau melebihi acceptance criteria, maka material tersebut akan diterima dan dianggap cocok untuk digunakan.
