Penjelasan Uji Dampak IZOD:Definisi, Signifikansi, dan Perhitungan

Insinyur yang bekerja bersama kami di Xometry menggunakan banyak uji dampak yang berbeda untuk mempelajari karakteristik material, salah satunya adalah uji dampak IZOD. Ada berbagai metode untuk menentukan bagaimana suatu bahan akan merespons atau bereaksi; untuk IZOD, Anda memerlukan pendulum dan catok. 

Berikut ini selengkapnya tentang pengujian ini, faktor-faktor pentingnya, dan perbandingannya dengan pengujian dampak lainnya (seperti pengujian dampak Charpy). 

Apa Itu Uji Dampak IZOD?

Tes IZOD adalah cara untuk menentukan ketahanan benturan suatu material, khususnya berapa banyak beban yang dapat ditangani sebelum material tersebut rusak. Ini akan membantu Anda memilih bahan yang tepat untuk kebutuhan Anda. Tes ini juga disebut tes IZOD bertakik dan telah diterima sebagai metode standar oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) dan Organisasi Internasional untuk Standardisasi (IOS)—walaupun IOS memerlukan bahan yang sedikit lebih panjang dan lebar untuk pengujian.

Anda dapat menggunakannya untuk menguji hampir semua bahan, tetapi alat ini paling populer digunakan untuk plastik dan polimer. Anda memerlukan beberapa perlengkapan dan alat berbeda untuk melakukan pengujian, termasuk sampel persegi panjang dari bahan Anda dengan lekukan di dalamnya, alat uji tumbukan pendulum, dan catok. Di bawah ini adalah diagram dari tim Xometry tentang cara kerja pengujian.

Selain dampak, uji IZOD juga memberikan gambaran jumlah energi yang dapat diserap material. Semua ini penting untuk diketahui sebelum bahan-bahan tersebut kemudian diubah menjadi produk atau struktur yang digunakan orang setiap hari, seperti jembatan. Saat Anda menggunakan IZOD untuk menguji, metodenya adalah ASTM D256 dan untuk logam adalah ASTM E23.

Apa Pentingnya Uji Dampak IZOD?

Uji dampak IZOD penting karena:

1. Memungkinkan para insinyur menentukan ketangguhan material kandidat, memungkinkan suku cadang dan struktur dirancang dengan material, dimensi, dan faktor keamanan yang sesuai.
2. Memungkinkan para insinyur mengamati bagaimana kinerja material saat terkena pembebanan benturan. 

Mengapa Kita Membutuhkan Uji Dampak IZOD?

Insinyur menggunakan uji IZOD untuk mengkarakterisasi kemampuan material dalam menyerap energi selama terjadi benturan. Uji sederhana dan cepat ini dapat digunakan untuk menentukan suhu di mana suatu material berubah dari sifat ulet menjadi getas (suhu transisi ulet ke getas). Beberapa baja mengalami transisi ulet menjadi getas sekitar 0 °C, yang berada dalam kisaran suhu kerja untuk banyak aplikasi dengan masalah keselamatan kritis, seperti kapal dan jembatan.

Bagaimana Hasil Uji Dampak IZOD Dihitung?

Pertama, ketinggian palu pendulum diatur. Energi potensial bandul pada ketinggian tersebut dicatat. Kedua, bandul dijatuhkan lalu membentur benda uji. Ketiga, energi kinetik bandul ditentukan pada saat benda uji putus. Hukum kekekalan energi digunakan untuk menentukan energi kinetik pada saat patah. Kekuatan impak suatu material dianggap sebagai energi kinetik yang diserap oleh spesimen pada saat pecah.

Apa Satuan Kekuatan Uji Dampak IZOD?

Satuan kekuatan tumbukan yang ditentukan oleh uji IZOD biasanya dinyatakan dalam J/m atau ft-lb/in. Hal ini dapat diartikan sebagai energi kinetik, atau besarnya usaha, yang diperlukan (J, ft-lb) untuk merusak material sejumlah tertentu (m, in).

Apa Contoh Uji Dampak IZOD?

Uji impak IZOD umumnya digunakan untuk plastik, sedangkan uji Charpy umumnya digunakan untuk logam, namun kedua metode tersebut dapat digunakan untuk bahan apa pun. Misalnya, berbagai produsen plastik menentukan ketangguhan rata-rata untuk polioksimetilen (POM, asetal) sebesar 90 J/m2  dan ketangguhan rata-rata untuk Nylon 6,6 sebesar 100 J/m2 dengan menggunakan uji tumbukan IZOD.

Mengapa Kami Menggunakan Spesimen Berlekuk untuk Uji Dampak IZOD?

Spesimen bertakik digunakan untuk uji IZOD karena takik menghasilkan konsentrasi tegangan pada akar takik dan memaksa terjadinya patahan pada lokasi yang berulang. Dengan melokalisasi tegangan, takik mendorong inisiasi dan perambatan retak serta meminimalkan deformasi plastis. Jika pemberat palu pertama yang dipilih untuk pengujian tidak mematahkan sampel, palu yang lebih berat digunakan berturut-turut hingga sampel benar-benar pecah.

Bagaimana Prosedur Uji Dampak IZOD Dilakukan?

Tes IZOD relatif sederhana untuk dilakukan, namun memerlukan kondisi dan pengukuran tertentu. Berikut langkah-langkah umum yang dapat Anda lakukan:

1. Pertama, siapkan benda uji, potong sesuai dimensi yang ditentukan ASTM atau IOS dan buat potongan berbentuk V 45 derajat. Pendulum akan mengenai tepat di atasnya untuk memecahkan material. Anda sebaiknya memiliki titik sudut yang berada di titik tengah panjang bahan uji.
2. Kemudian masukkan bahan uji ke dalam alat uji pendulum, pada bagian bawah tempat pendulum akan berayun dan bersentuhan. Amankan dengan catok.
3. Anda akan mengatur ketinggian palu pendulum (standarnya adalah 24 inci) dan mencatat energi potensial yang dimiliki pendulum pada ketinggian ini. Lalu lepaskan bandulnya.
4. Setelah pengujian pertama, Anda dapat menambah berat palu pendulum hingga mematahkan material, yang kemudian berarti nilai kekuatan benturan dapat dihitung.
5. Jika perlu melakukan uji IZOD pada suhu dingin, bahan uji akan dimasukkan ke dalam freezer hingga mencapai kesetimbangan, lalu dikeluarkan dan diuji.
6. Untuk mendapatkan nilai tumbukan, Anda membagi energi tumbukan dengan ketebalan spesimen. Angka ini memiliki satuan J/m atau ft-lb/in, yang berarti jumlah energi kinetik yang diperlukan untuk merusak dan menghancurkan material.

Mesin Apa yang Digunakan untuk Pengujian Dampak IZOD?

Mesin uji pendulum digunakan untuk pengujian dampak IZOD. Mesin jenis ini biasanya memiliki pendulum yang dapat dipasang pada berbagai sudut, palu di ujung batang pendulum, dan perlengkapan tempat benda uji dapat ditempatkan di bagian bawah peralatan. Biasanya juga terdapat skala pada titik rotasi pendulum yang memungkinkan pengguna menentukan sudut berbeda untuk menjatuhkan pendulum.    

Apa Standar Uji Dampak IZOD?

Metode uji dampak IZOD distandarisasi oleh ASTM D256 untuk plastik dan ASTM E23 untuk logam. Metode uji dampak IZOD juga distandarisasi oleh ISO (Organisasi Internasional untuk Standardisasi) 180. Perbedaan utama antara standar ASTM dan ISO adalah ukuran benda uji. Standar ASTM mengharuskan benda uji harus memiliki dimensi 2,5” (L) x 0,5” (W) x 0,125” (T) dan kedalaman di bawah takik adalah 0,4” sedangkan standar ISO menyatakan benda uji harus memiliki dimensi 3,15” (L) x 0,39” (W) x 0,15” (T) dan 0,31” material di bawah takik.

Apa Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Dampak IZOD?

Ada beberapa detail yang membuat perbedaan dalam pembacaan kekuatan benturan yang Anda peroleh dari suatu bahan:

1. Kekuatan Hasil

Meskipun suatu material mungkin diberi perlakuan panas untuk mendapatkan kekuatan luluh yang lebih tinggi, proses perlakuan panas juga dapat menurunkan keuletan material tersebut. Hal ini dapat menyebabkan kekuatan dampak yang lebih rendah secara keseluruhan. Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Kekuatan Hasil.

2. Daktilitas

Bahan dengan keuletan lebih tinggi cenderung berubah bentuk sebelum patah atau rusak secara permanen. Karena kasusnya seperti ini, Anda akan menemukan bahwa material ini cenderung memiliki kekuatan benturan yang lebih tinggi. Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Daktilitas.

3. Takik

Penting untuk mendapatkan radius ujung takik dan kedalaman takik yang tepat untuk mendapatkan pembacaan kekuatan benturan yang akurat. Hal ini karena takik melokalisasi tekanan dan sensitivitasnya akan bervariasi bergantung pada material yang Anda gunakan.

4. Suhu dan Tingkat Regangan

Suhu yang lebih rendah akan mempengaruhi seberapa rapuh suatu bahan dan seberapa besar regangan yang terjadi selama pengujian. Semakin dingin suhunya, semakin besar kemungkinan penurunan laju regangan material, hal ini penting untuk diwaspadai.

5. Mekanisme Fraktur

Anda pasti ingin memahami jenis patahan apa yang berperan, yang akan bergantung pada susunan dan struktur material yang Anda uji. Ini bisa berupa patahan ulet atau getas, atau memiliki karakteristik dari kedua jenis ini. Berbagai jenis retakan akan terjadi, termasuk belahan dada dan penggabungan mikrovoid. 

Apa Perbedaan Antara Uji Dampak IZOD dan Uji Dampak Charpy?

Kedua pengujian tersebut menggunakan jenis perangkat pendulum ayun yang sama, namun IZOD biasanya digunakan untuk pengujian plastik, sedangkan Charpy populer untuk pengujian logam. Kami telah membahas beberapa perbedaan lain antara pengujian tersebut pada tabel di bawah.

Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat panduan lengkap kami tentang Uji Dampak Charpy.

Penafian

Konten yang muncul di halaman web ini hanya untuk tujuan informasi. Xometry tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, baik tersurat maupun tersirat, mengenai keakuratan, kelengkapan, atau validitas informasi. Parameter kinerja apa pun, toleransi geometrik, fitur desain spesifik, kualitas dan jenis bahan, atau proses tidak boleh dianggap mewakili apa yang akan dikirimkan oleh pemasok atau produsen pihak ketiga melalui jaringan Xometry. Pembeli yang mencari penawaran suku cadang bertanggung jawab untuk menentukan persyaratan khusus untuk suku cadang tersebut. Silakan lihat syarat dan ketentuan kami untuk informasi lebih lanjut.

Kat de Naoum

Kat de Naoum adalah seorang penulis, penulis, editor, dan spesialis konten dari Inggris dengan pengalaman menulis lebih dari 20 tahun. Kat memiliki pengalaman menulis untuk berbagai organisasi manufaktur dan teknis serta menyukai dunia teknik. Selain menulis, Kat juga menjadi paralegal selama hampir 10 tahun, tujuh di antaranya bekerja di bidang keuangan kapal. Dia telah menulis untuk banyak publikasi, baik cetak maupun online. Kat memiliki gelar BA dalam bidang sastra dan filsafat Inggris, dan MA dalam penulisan kreatif dari Kingston University.

Baca artikel lainnya oleh Kat de Naoum