## ANALISIS UJI TARIK PADA SPECIMEN S355J2+N DENGAN STANDAR AS 1391 UNTUK BAHAN MATERIAL CONTAINER FLAT TOP WAGON (PPCW)
Irvan Septyan Mulyana 1 , Rizky Maulana Saputra 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma

## E-mail: irvansepty@staff.gunadarma.ac.id
Abstrak-- Material  gerbong  kereta  api  yang  digunakan  sesuai  dengan  masing-masing  fungsi  dan bagiannya  di  kereta  api.  Karakteristik  dan  sifat  material  menentukan  kekuatan  material  tersebut dalam  menahan  suatu  beban  berat  dan  beban  tarik.  Material  Baja  S355J2+N  adalah  material  yang secara  khusus  didesain  dapat  menahan  kekuatan  tarik  yang  tinggi  dan  bisa  di  las.  Material  ini digunakan  pada  bagian  undeframe  atau  lantai  pada  flat  container  top  fat  wagon  (PPCW)  atau gerbong datar. Namun suatu logam mempunyai sifat mekanik.  Sifat mekanik merupakan suatu acuan untuk  melakukan  proses  selanjutnya  terhadap  suatu  material,  contohnya  untuk  dibentuk  dan dilakukan  proses  permesinan  Untuk  mengetahui  sifat  mekanik  pada  suatu  logam  harus  dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik.  Dari hasil  pengolahan  data  Tesnsile  Test  yang  telah  dilakukan  menggunakan  standar  AS  1319  pada specimen  S355J2+N  ini  menunjukan  nilai  yield  strength  453  Mpa.  Kemudian  tegangan  maksimum atau  ultimate  stress  yang  didapatkan  526,44  MPa  regangan  atau  elongation  pada  specimen mendapatkan nilai 26,71%. Pada tensile test  ini menunjukkan bahwa specimen ini memiliki kekuatan tarik  yang  belum  memenuhi  standar  sertifikat  material  sehingga  hasil  yang  diambil  specimen  ini belum  dapat  digunakan  untuk  raw material pada container flat top wagon (PPCW).
Kata kunci: Gerbong PPCW, S335 J2+N,Underfram,Tensile Test, AS 1391
Abstract-- Wagon  materials  used  are  in  accordance  with  each  function  and  part  of  the  train.  The characteristics  and  properties  of  the  material  determine  the  strength  of  the  material  to  withstand  a heavy load and tensile load. Steel material S355J2+N is a material specifically designed to withstand high  tensile  strength  and  can  be  welded.  This  material  is  used  for  the  underframe  or  floor  section  of the  flat  top  container  flat  wagon  (PPCW)  or  base  wagon.  But  a  metal  has  mechanical  properties. Mechanical properties are a reference for carrying out further processing of a material, for example for shaping and machining processes. To determine the mechanical properties of a metal must be tested on the metal. One of the tests carried out is the tensile test. From the results of processing the tensile test data that has been carried out using the AS 1319 standard on this S355 J2+N specimen, it shows a  yield  strength  value  of  435  MPa.  Then  the  maximum  stress  or  ultimate  stress  obtained  is  526,44 Mpa, the  strain  or  elongation  on  the  specimen  is  26.71%.  This  tensile  test  shows  that  this  specimen has  a  strength  that  does  not  meet  the  material  certificate  standard  so  the  results  taken  from  this specimen cannot be used for raw materials in flat top wagon containers (PPWC).
Keywords: Gerbong,PPCW, S335 J2+N,Underfram,Tensile Test, AS 1391

## 1. PENDAHULUAN
PT.    Industri  Kereta    Api  adalah    perusahaan BUMN  manufaktur  kereta  api terbesar   di  asia tenggara  dan menghasilkan gerbong kereta api. Material  yang  digunakan  bervariasi,  mulai  dari mild steel, stainless steel hingga alumunium alloy yang  disesuaikan  dengan  fungsi  dan  bagiannya di  kereta  api.  Karakteristik  dan  sifat  material menentukan  kekuatan  material  tersebut  dalam menahan  suatu  beban.  Material  baja  S335J2+N adalah  material  yang  secara  khusus  didesain dapat  menahan  kekuatan  tarik  yang  tinggi  dan bisa  di  las.  Material  ini  digunakan  pada  bagian
undeframe  atau  lantai  pada  PPCW  Untuk membentuk  gerbong  menjadi  sedemikian  rupa, plat S355J2+N harus disambung. Dalam menyambung  plat-plat  ini,  pada  PT.  Industri Kereta Api menggunakan proses pengelasan.
Tujuan  dari  pengujian  tarik  ini  adalah  untuk mengetahui  sifat-sifat  mekanik  suatu  logam. Dalam  penelitian  ini  dikembangkan  bagaimana mengolah  data  yang  diperoleh  dari  pengujian tarik  tersebut  menjadi  sebuah  kurva  tegangan regangan.[1]  Data-data  yang  diperoleh  tersebut berupa besarnya pembebanan, besarnya perpanjangan  dan  perubahan  luas  penampang
yang  terjadi  pada  benda  kerja.data  kekuatan material.  Pengujian  uji  tarik  digunakan  untuk mengukur  ketahanan  suatu  material  terhadap gaya  statis  yang  diberikan  secara  lambat.  Salah satu  cara  untuk  mengetahu  besaran  sifat mekanik dari logam adalah dengan Tensile Test. Sifat  mekanik  yang  dapat  diketahui  adalah kekuatan  tarik  pada  material,  kuat  luluh  dari material,  keuletan  material,  modulus elasitisitas dari  material,    dan  ketangguhan  pada    material tersebut  untuk melengkapi  informasi rancangan dasar  kekuatan  suatu  bahan  dan sebagai data pendukung  bagi  spesifikasi  bahan [1]
Tujuan penelitian dilakukan untuk mengetahui mengetahui kekuatan tarik, kekuatan luluh, keuletan, modulus elastisitas, ketangguhan pada  material.  Pada  pengujian  tarik  harus mengetahui  dampak  pengujian  terhadap  sifat mekanis dan fisik suatu logam dengan mengetahui  parameter-parameter  tersebut  maka kita  dapat  data  dasar  mengenai  kekuatan  suatu bahan.
Hasil  penelitian  dan  pengujian  ini  dapat memastikan material yang digunakan layak untuk digunakan pada bagian gerbong kereta api .

## 2 . METODE PENELITIAN
Uji  tarik  ialah  proses  pemberian  beban  pada bahan  dengan  arah  menjauhi  titik  tengah, dengan  tujuan  untuk  mengetahui  sifat-sifat mekanis  dari  bahan  tersebut.[2]  Pengujian  tarik dilakukan secara umum karena merupakan dasar dari  pengujian  dan  studi  mengenai  kekuatan bahan.  Salah  satu  hasil  yang  didapatkan  dari pengujian  tarik  adalah  perubahan  bentuk  atau deformasi  pada  bahan,  yang  terjadi  akibat pergeseran  butiran  kristal  hingga  terlepasnya ikatan kristal karena gaya maksimum.
Tahapan  pengujian  tarik  dapat  memberikan informasi  mengenai  proses  deformasi  pada bahan hingga putus.[3] Kurva yang terbentuk dari hasil  pengukuran  pengujian  tarik  menunjukkan hubungan  antara  gaya  yang  diberikan  dan perpanjangan yang dialami oleh spesimen.
Gambar 1. Kurva Tegangan Regangan [4] Penelitian
ini dilakukan dengan mengumpulkan teori  yang  berhubungan  dengan tensile  test  beserta  standarnya.  Data  yang diperoleh  pada  penelitian  ini  merupakan  data yang  berasal  dari  hasil  percobaan  untuk dilakukan  analisis.  Bahan  pengujian  adalah  baja S355J2+N  yang  dilakukan  tensile  test  dan dianalisa dengan berdasarkan data pengujian.
Berikut adalah diagram alur penelitian:
Gambar 2. Diagram Alur Penelitian
Baja S355J2+N adalah baja mangan berkarbon rendah dengan tegangan sedang yang mudah  dilas  dan  memiliki  ketahanan  benturan yang  baik.[5]  Baja  untuk  keperluan  konstruksi dan  pembuatan  mesin  dan  digunakan  dalam teknik  industri  ataupun  sipil,  serta  dalam konstruksi  platform  minyak  dan  gas, struktur lepas  pantai  lainnya,  menara  transmisi  daya  dan struktur  logam  lainnya.  Steel  S355J2+N  secara aktif  digunakan  untuk  memproduksi  elemen peralatan  berat  dan  bawah  tanah  (buldoser, ekskavator  dan  dump  truck),  gerbong  kereta  api dan  mesin  pertanian.  Bahan  ini  biasanya  dalam kondisi tidak diolah atau dinormalisasi.
Arti  dari  huruf  dan  angka  dalam  S355J2+N dijelaskan sebagai berikut:
 S adalah kependekan dari baja structural.
 355  mengacu  pada  nilai  kekuatan  luluh minimum  untuk  baja  datar  dan  Panjang dengan ketebalan ≤ 16 mm.
 J2    terkait  dengan  nilai  energik  impak minimum adalah 27 J pada -20 ℃ .
 +N  baja  yang  sudah  di  normalizing  atau proses  pemanasan  baja  ke  fase  austenite selanjutnya didinginkan dengan media pendingin  udara  normal  hingga  suhu  kamar 27 ℃ - 28 ℃
Kandungan  dari  material  baja  S3552J2+N dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Kandungan Material Baja S355J2+N[6]
Tabel 2. Spesifikasi Baja S3552J2+N
Pada pengujian Tensile Test dimensi spesimen  uji  tarik  harus  memenuhi  standar  AS 1391,  panjang  Gauge  Length  (G)  sebesar  3,9 inch (101.2 mm), dimensi  Width (W) sebesar 0.7 inch (19.5 mm) dan lebar area cekam sekitar 1.5 in.  (40  mm).  Dibagian  tengah  dari  batang  uji (bagian  yang  paralel)  adalah  bagian  yang menerima  tegangan  yang  uniform  dan  pada bagian  ini  disebut  panjang  ukur  ( gauge  length ), yaitu bagian yang dianggap menerima pembebanan, bagian ini selalu diukur panjangnya selama proses pengujian.
Gambar 3. Standart Specimen AS 1391-2007 [7]

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Spesimen uji coba pecobaan pada plat baja S355J2+N  yang  dilakukan  uji  tarik  dapat  dilihat pada  table  3.1.  Data  ini  mencakup  dimensi specimen dan hasil dari uji yang diakukan.
Tabel 3.1 Hasil pengujian Tensile Test
Data  hasil  grafik  dari  kuat  tarik,  tegangan, regangan,  dan  titik  patah  hasilnya  dapat  dilihat pada uraian di bawah ini luas  permukaan  pada  hasil  pengujian  adalah sebagai berikut :
Luas Penampang (A)     =
=19,65 6,10 = 119,86 Material S355 J2+N C % 0,23 -
0,24 Si %
0,60 Mn %
1,70
P % 0,035
S % 0,035 Cu %
0,06
N % - Material Thickness (mm) Min Yield (Mpa) Tensile (MPa) Elongation (%) S355J 2+N 8 - 100 315 - 355 450 - 630 18 – 20 101 - 200 285 - 295 450 - 600 18 201 - 400 275 450 - 600
17
Tensile Test N o Gage hicknes t 𝑜 (mm) Width 𝑤𝑜 (m m) Area 𝐴𝑜 (mm) Yield Load 𝐹𝑦 (k N) Ult. Length 𝐿𝑂 (mm ) Load 𝐹𝑢 (kN) 1 6.10 19.65 119.86 101. 20 54.30 63.1 0 Test Result No Gage Length 𝐿 1(mm) Yield Stress 𝜎𝑦 (kN Ult.Stress 𝜎𝑦 (kN) Elongation 𝜀 (%)
1 128.25 453.0 4 526.47 26.73
Kekuatan  Luluh  ( Yield  Strength )  adalah tegangan  minimal  di  mana  suatu  bahan kehilangan kemampuan elastisnya. [8]
Yield Strength ( 𝜎 ) =
=

## = 453,02 MPa
Ultimate  Stress merupakan  batas  maksimum ketahanan  material  saat  mengalami  peregangan atau  tarikan  sebelum  terjadi  kegagalan  atau kerusakan. [9]
Ultimate Stress ( 𝜎 ) =
=
= 526,44 Mpa
Perpanjangan  pada  hasil  ialah  rasio  antara peningkatan panjang dan panjang awal pada titik patah  dapat  dihitung  mengunakan  persamaan [10]
Elongation ( 𝜀 =
100%
Dimana: 𝜀 = elongation 𝐿 0 = panjang awal 𝐿 1 = panjang akhir
𝐿 = 𝐿
𝐿 Elongation ( 𝜀 = 100%
=
100%
= 26,71%
Modulus Elasitc merupakan nilai yang dipakai untuk  mengukur  ketahanan  suatu  objek  atau bahan  terhadap  deformasi  elastis  ketika  terkena gaya [11] .
Modulus Elasitc (E) =
Dimana : E = besar modulus elastisitas (kg/mm2) = tegangan 𝜀 = regangan
Modulus Elasitc (E)
=

## =
= 19,7 N/m 2
Dari  hasil  pengolahan  data  Tesnsile  Test yang  telah  dilakukan  pada  specimen  S355J2+N
ini menunjukan nilai yield strength 453 MPa atau diatas  nilai  standar  spesifikasi  441  Mpa. Kemudian pada specimen S355J2+N ini tegangan  maksimum  atau  ultimate  stress  yang didapatkan  hanya  526,44  Mpa  dan  masih dibawah  nilai  standar  spesifikasi  yang  dimana seharusnya  diatas 531  Mpa. Lalu regangan  atau elongation  pada  specimen  mendapatkan  nilai 26,71%  atau  masih  dibawah  30%  dan  tidak memenuhi standar spesifikasi.
Pada  tensile  test  ini  menunjukkan  bahwa specimen ini memiliki kekuatan tarik yang kurang baik  dan  belum  sesuai  dengan  sertifikat material sehingga  hasil  yang  diambil  specimen  ini  belum dapat digunakan untuk bahan baku pada PPCW.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dari tensile  test yang  sudah  dilakukan,  maka  dapat  ditarik kesimpulan  sebagai  berikut  ,  Baja  S355J2+N adalah  baja  mangan  berkarbon  rendah  dengan tegangan sedang yang mudah dilas dan memiliki ketahanan  benturan  yang  baik.  Baja  untuk keperluan  konstruksi  dan  pembuatan  mesin  dan digunakan  dalam  teknik  industri  ataupun  sipil, dan  struktur  logam  lainnya.  Steel  S355J2+N secara  aktif  digunakan  untuk  memproduksi elemen  peralatan  berat  dan  bawah  tanah (buldoser,  ekskavator  dan dump  truck ),  gerbong kereta api dan mesin pertanian.
1.  Pada Tensile  Test ini  standar  spesifikasi yang dipakai AS 1391
2.  Hasil  data  yang  didapat  pada Tensile  Test ini:
a. Yield strength 453 MPa
b. Ultimate stress 526,44 MPa c. Elongation 27 %
Untuk  Acceptance  Criteria  dari  Tensile  Test sendiri  mengacu  pada  nilai  kekuatan  tarik  pada sertifikat  material  atau  bahan  tersebut,  apabila nilai  dari Tensile  Test kurang  dari  nilai  kekuatan tarik  pada  sertifikat  material  atau  bahan  maka specimen tersebut  tidak  bisa  diterima.  Sehingga hasil  yang  diambil  specimen  ini  belum  dapat digunakan untuk bahan material PPCW

## DAFTAR PUSTAKA
[1] H.  Budiman,  “Analisis  Pengujian  Tarik  ( Tensile  Test  )  Pada  Baja  ST37,” J.  J-
Ensitec ,  vol.  03,  no.  01,  pp.  9 –13,  2016, [Online]. Available:
https://jurnal.unma.ac.id/index.php/JE/arti cle/view/309/288.
[2] R.  D.  Salindeho,  J.  Soukota,  and  R.
Poeng,  “Pemodelan  Pengujian  Tarik Untuk Menganalisis Sifat Mekanik Material,” J. J-Ensitec , vol. 3, no. 1, pp. 1 – 11, 2018.
[3] M.  Pathur  Rahman  and  F.  A.  Kurniawan,
“Analisa  kekuatan  material  bahan  carbon steel  aisi  1018  dan  baja  tulangan  polos sni  p40  sebagai  angkur  pada  tower dengan metode uji tarik,” Bul. Utama Tek. , vol. 17, no. 3, pp. 291 –301, 2022.
[4] V.  Bhaskara  Sardi,  S.  Jokosisworo,  and H.  Yudo,  “Pengaruh  Normalizing  dengan Variasi Waktu Penahanan Panas (Holding Time) Baja ST 46 terhadap Uji
Kekerasan,  Uji  Tarik,  dan  Uji  Mikrografi,” J.  Tek.  Perkapalan ,  vol.  6,  no.  1,  p.  142, 2018, [Online].
Available:
http://ejournal3.undip.ac.id/index.php/nav al.
[5] V.  Milovanović,  D.  Arsić,  M.  Milutinović,
M.  Živković,  and  M.  Topalović,  “A
Comparison  Study  of  Fatigue  Behavior  of S355J2+N,  S690QL  and  X37CrMoV5-1
Steel,” Metals  (Basel). ,  vol.  12,  no.  7,  pp.
1 –14, 2022, doi: 10.3390/met12071199.
[6] D.  Conditions,  M.  C.  Applications,  A. Standard, and C. Composition, “S355J2.”
[7] Australian  Standard,  “AS  1391:2007 Metallic  Materials  -  Tensile  Testing  at Ambient  Temperature,” Stand.  Aust. ,  vol.
2007, no. 1, p. 65, 2007.
[8] Y.  Mahyoedin,  J.  Jamasri,  W.  Marthiana, D.  Duskiardi,  and  R.  Arman,  “Kekuatan
Tarik Paduan Al 2024-T3 Dan Al 2524-T3
Yang Telah Mengalami Proses Stretching,
Chemical  Milling  Dan  Shot  Peening,” J. Kaji.  Tek.  Mesin ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  129 – 133, 2020, doi: 10.52447/jktm.v5i2.4213.
[9] Nukman,  “Sifat  Mekanik  Baja  Karbon Rendah  Akibat  Variasi  Bentuk  Kampuh Las  dan  Mendapat  Perlakuan  Panas,” J.
Rekayasa Mesin , vol. 9, no. 2, pp. 37 –43, 2009.
[10] M.  Nofri  and  A.  Fardiansyah,  “Analisis
Sifat Mekanik Pipa Carbon Steel Grade  a a106  Dan  Grade  B  a53  Untuk  Proses Produksi Pada Kilang Lng,” Bina Tek. , vol.
14, no. 2, p. 119, 2018, doi: 10.54378/bt.v14i2.335.
[11] G.  S.  Budi,  “Pengujian  Kuat  Tarik  Dan Modulus Elastisitas Tulangan Baja (Kajian Terhadap  Tulangan  Baja  Dengan  Sudut
Bengkok  45?,  90?,  135?),” J.  Tek.  Sipil , vol. 11, no. 1, 2011, doi: 10.26418/jtsft.v11i1.1070.