Pengujian Hardness [PDF]

Citation preview

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



VI UJI KEKERASAN (HARDNESS TEST)



2.1



Sub Kompetensi Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah memahami isi modul ini adalah sebagai berikut: 1) Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test) terhadap suatu material dengan metode Vickers. 2) Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test) terhadap suatu material dengan metode Brinell. 3) Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test) terhadap suatu material dengan metode Rockwell.



2.2



Uraian Materi Kekerasan (hardness) suatu bahan boleh jadi merupakan sifat mekanik yang paling penting, karena pengujian ini dapat digunakan untuk menguji homogenitas suatu material. Selain itu kekerasan dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik yang lain. Bahkan nilai kekuatan tarik yang dimiliki suatu material dapat dikonversi dari kekerasannya tabel 2.1. Beberapa sifat bahan yang berhubungan dengan kekerasan ditunjukkan pada gambar 2.1. Semakin keras suatu material, maka semakin tinggi kekuatan tariknya (tensile strength), semakin tinggi pula tingkat kegetasannya (brittleness) dan semakin rendah keuletannya (ductility). Sebaliknya, semakin lunak suatu material, semakin rendah pula tensile strength-nya, semakin turun kegetasannya dan semakin naik keuletannya. Atau dengan kata lain hardness suatu material berbanding lurus dengan strength dan brittleness serta berbanding terbalik dengan ductility. Strength Hardness



Brittleness Ductility



Gambar 2.1 Hubungan Hardness dengan sifat bahan yang lain. (Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum)



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



Tabel 2.1 Konversi Hardness ke Tensile Strength Vickers Hardness Tensile Brinell Hardness Strength(MPa) (BHN) (DPH)



Rockwell Hardness (HRB)



Rockwell Hardness (HRC)  



285



86



90



 



320



95



100



56.2



350



105



110



62.3



385



114



120



66.7



415



124



130



71.2



450



133



140



75.0



480



143



150



78.7



510



152



160



81.7



545



162



170



85.0



575



171



180



87.1



610



181



190



89.5



640



190



200



91.5



675



199



210



93.5



705



209



220



95.0



740



219



230



96.7



 



770



228



240



98.1



 



800



238



250



99.5



 



820



242



255



 



23.1



850



252



265



 



24.8



880



261



275



 



26.4



900



266



280



 



27.1



930



276



290



 



28.5



950



280



295



 



29.2



995



295



310



 



31.0



1030



304



320



 



32.2



1060



314



330



 



33.3



1095



323



340



 



34.4



1125



333



350



 



35.5



1155



342



360



 



36.6



1190



352



370



 



37.7



1220



361



380



 



38.8



1255



371



390



 



39.8



Lanjutan tabel 2.1 Konversi Hardness ke Tensile Strength



           



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



(DPH)



Rockwell Hardness (HRB)



Rockwell Hardness (HRC)



380



400



 



40.8



1320



390



410



 



41.8



1350



399



420



 



42.7



1385



409



430



 



43.6



1420



418



440



 



44.5



1455



428



450



 



45.3



1485



437



460



 



46.1



1520



447



470



 



46.9



1555



456



480



 



47.7



1595



466



490



 



48.4



1630



475



500



 



49.1



1665



485



510



 



49.8



1700



494



520



 



50.5



1740



504



530



 



51.1



1775



513



540



 



51.7



1810



523



550



 



52.3



1845



532



560



 



53.0



1880



542



570



 



53.6



1920



551



580



 



54.1



1955



561



590



 



54.7



1995



570



600



 



55.2



2030



580



610



 



55.7



2070



589



620



 



56.3



2105



599



630



 



56.8



2145



608



640



 



57.3



Tensile Strength(MPa)



Brinell Hardness (BHN)



1290



Vickers Hardness



2180 618 650   57.8 (Applies for plain carbon and low-alloy steels and cast steel and to a limited extent for high-alloy and/or work hardened steel)



Istilah kekerasan (hardness) sebenarnya sangat sulit untuk didefinisikan secara tepat, karena setiap bidang ilmu memberikan definisinya sendiri-sendiri sesuai persepsi dan keperluan yang melatar belakangi. Meskipun demikian dalam tinjauan teknik (engineering) yang menyangkut logam, satu



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



definisi yang cukup mewakili menyatakan bahwa kekerasan adalah kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap indentasi/penetrasi atau abrasi. Pengujian hardness dilakukan dengan mesin uji hardness yang sketsanya sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.2 Ada beberapa metode pengujian kekerasan yang digunakan untuk menguji kekerasan logam, yaitu : 1) Metode Pengujian Kekerasan Brinell 2) Metode Pengujian Kekerasan Vickers 3) Metode Pengujian Kekerasan Rockwell 4) Metode Pengujian Kekerasan Rockwell Superficial 5) Metode Pengujian Kekerasan Knoop 6) Metode Pengujian Kekerasan Shore Scleroscope 7) Metode Pengujian Kekerasan Sonodur 8) Metode Pengujian Kekerasan Moh 9) Metode Pengujian Kekerasan File Dari kesembilan metode tersebut, hanya tiga saja yang akan dibahas, yaitu Brinell, Vickers dan Rockwell. 2.2.1 Metode Pengujian Kekerasan Brinell Brinell merupakan metode pengujian kekerasan yang paling tua, meskipun demikian masih banyak digunakan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada metode pengujian kekerasan Brinell adalah sebagai berikut : 1) Spesimen harus memenuhi persyaratan : a) rata dan halus. b) ketebalan minimal 6 mm. c) dapat ditumpu dengan baik dan permukaan uji harus horisontal. 2) Indentor yang digunakan adalah bola baja yang telah dikeraskan, namun untuk bahan yang sangat keras (sampai 650 BHN) digunakan bola dari karbida tungsten. Jarak antara titik pengujian minimal dua kali diameter tapak indentasi.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN PRAKTEK UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



D4 TEKNIK PERPIPAAN



LAB. UJI BAHAN PRAKTEK UJI BAHAN



Gambar 2.2 Sketsa Mesin Uji Hardness (Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum))



3) Pemakaian beban (P) dan diameter indentor (D) harus memenuhi syarat perbandingan : P/D2 = k Dimana k = 30 untuk baja k = 10 untuk tembaga dan paduannya k = 5 untuk aluminium dan paduannya. 4) Pada pelaksanaannya, pengujian kekerasan ini dilakukan dengan menekankan indentor pada permukaan spesimen selama 10 – 30 detik (gambar 2.3. a-c).



d1 d2 b. Saat indentasi a. Sebelum indentasi



c. Setelah indentasi d. Pengukuran diameter indentasi pada layar



Gambar 2.3 Metode Pengujian Kekerasan Brinell (Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum))



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



5) Nilai kekerasan pengujian ini dinyatakan dalam satuan BHN (Brinell Hardness Number) yang dihitung berdasarkan diameter indentasi dengan persamaan sebagai berikut : BHN = 2P/[(D){D – (D2 – d2)1/2}]...........................................................................( 2.1 ) Dimana :



P



= gaya tekan (kg)



D



= diameter bola indentor (mm)



d



= diameter indentasi ([d1+d2]/2) dalam mm



6) Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut : 150 BH 2,5/150 – 10 Dimana :



150



= nilai kekerasan



BH



= metode pengujian Brinell



2,5



= diameter indentor



150



= gaya pembebanan (kg)



10



= waktu pembebanan (detik)



7) Karena pengukuran dilakukan secara manual, maka memberi peluang untuk terjadinya kesalahan ukur. Kesalahan itu dimungkinkan terutama pada saat pemfokusan obyek pada layar, peletakan alat ukur pada obyek dan pembacaan pengukurannya. 2.2.2 Metode Pengujian Kekerasan Vickers Pada dasarnya metode pengujian kekerasan Vickers hampir sama dengan Brinell, hanya indentornya saja yang berbeda. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada metode pengujian kekerasan Vickers adalah sebagai berikut : 1)



Spesimen harus memenuhi persyaratan : a)



Rata dan halus (sangat sensitif terhadap kekasaran permukaan)



b)



Dapat ditumpu dengan baik dan permukaan uji harus horizontal.



2) Indentor yang digunakan adalah intan yang berbentuk piramida beralas bujur sangkar dengan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan 1360 (gambar 2.4).



136 0



d1 d2 136



a. Indentor0piramida intan



b. Tapak indentasi



c. Pengukuran diagonal indentasi pada layar



Gambar 2.4 Metode Pengujian Hardness Vickers



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



(Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum))



3) Pada dasarnya semua beban bisa digunakan, kecuali untuk pelat yang tipis harus digunakan beban yang ringan sehingga tidak terjadi anvile effect. Anvile effect ini terjadi kalau spesimen uji hardness terlalu tipis, sementara beban pengujian cukup besar sehingga indentor seakan mengindetasi anvilenya. 4) Pada pelaksanaannya, pengujian kekerasan ini dilakukan denganmenekan indentor pada permukaan spesimen selama 10 – 30 detik. 5) Selain dengan HVN atau HV,nilai kekerasan pengujian ini dinyatakan juga dengan satuan DPH (Vickers Diamond Pyramidal Hardness) yang dihitung berdasarkan panjang diagonal indentasi dengan persamaan sebagai berikut : DPH= [2P sin (/2)]/d2................................................................................................(2.2) Untuk  = 1360 DPH= 1,854P/d2..........................................................................................................(2.3) Dimana P = gaya tekan (kg) d = diagonal indentasi (mm) = (d1+d2)/2 6) Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut : 150 DPH 150/10 Dimana : 150



= Nilai kekerasan



DPH = Metode pengujian Vickers 150



= Gaya pembebanan (kg)



10



= Waktu pembebanan (detik)



7) Sama dengan metode Brinell, karena pengukuran dilakukan dengan cara manual, maka memberi peluang untuk terjadinya kesalahan ukur. Kesalahan itu dimungkinkan terutama pada saat pemfokusan obyek pada layar, peletakan alat ukur pada obyek dan pembacaan pengukurannya. 2.2.3 Metode Pengujian Kekerasan Rockwell Berbeda dengan metode Brinell dan Vickers yang masih menggunakan pengukuran manual, dengan metode Rockwell nilai kekerasan langsung dapat dibaca pada skala yang terdapat pada mesin. Dengan metode ini nilai kekerasan spesimen langsung dapat dibaca dari skala yang terdapat pada mesin. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada metode pengujian kekerasan Rockwell adalah sebagai berikut: 1) Spesimen harus memenuhi persyaratan : a) Rata dan halus.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



b) Dapat ditumpu dengan baik dan permukaan uji harus horisontal. 2) Metode Rockwell mempunyai beberapa skala pengukuran, dimana pemakaiannya tergantung pada kombinasi jenis indentor dan beban utama yang digunakan. Ada tiga jenis indentor dengan tiga jenis beban utama, sehingga terdapat sembilan kombinasi sebagaimana ditunjukkan pada (gambar 2.5) Sedangkan jenis skala dan kombinasi jenis indentor dengan beban utama ditunjukkan pada (tabel 2.2). 1/8



1/16



DP



150 100 60



a. 3 jenis indentor



b. 3 jenis beban utama



150



150



150 100 60 DP



DP



100



100 DP



60



60 1/16



1/16



1/8



1/16



1/8



1/8



c. 9 kombinasi jenis indentor dengan jenis beban utama



Gambar 2.5. Jenis indentor dan jenis beban utama serta kombinasinya pada metode Rockwell (Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum)) Tabel 2.2 Jenis –jenis skala pada pengujian kekerasan Rockwell



Skala Rockwell



Indentor



Beban



Satuan



C D A G B F K E H



Kerucut Intan (DP) Kerucut Intan (DP) Kerucut Intan (DP) bola 1/16 “ bola 1/16 “ bola 1/16 “ bola 1/8“ bola 1/8“ bola 1/8“



(kg) 150 100 60 150 100 60 150 100 60



RC RD RA RG RB RF RK RE RH



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



3) Pada pelaksanaan metode ini, mula-mula spesimen diberi indentasi awal dengan beban minor 10 kg, setelah itu baru diberi beban utama (60 kg, 100 kg atau 150 kg) selama 10 – 30 detik. 4) Setelah spesimen dibebaskan dari kedua beban tersebut maka jarum skala akan menunjukkan berapa nilai kekerasan dari spesimen tersebut. 5) Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut : 73 Rc, dimana 73 nilai kekerasannya, sedangkan Rc adalah skala yang digunakan



150



150



150



150



DP



DP



DP



DP



b. Indentasi beban minor



c. Indentasi beban mayor



a. Sebelum indentasi



d. Setelah indentasi



Gambar 2.6 Metode pengujian Rockwell skala C (Sumber : Modul Ajar Ilmu Pengetahuan Bahan (Praktikum))



6) Selain tergantung kombinasi jenis indentor dan jenis beban, maka pemakaian skala dalam Rockwell juga tergantung pada jenis material yang akan diuji. Sebagai contoh, Rockwell B untuk logam secara umum, Rockwell C untuk logam yang keras dan Rockwell A untuk logam yang sangat keras. Kesalahan pemakaian kombinasi indentor dan beban dengan jenis material yang diuji akan menyebabkan tidak akuratnya hasil pengujian. 2.3



Alat 1) Mesin uji kekerasan 2) Satu set indentor uji kekerasan 3) Hand grinding 4) Stopwatch 5) Obeng 6) Kertas gosok dengan grit 60 dan 120



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



7) Tissue 2.4



Bahan 1) Spesimen kekerasan aluminium 2) Spesimen kekerasan tembaga 3) Spesimen kekerasan baja (HSS)



2.5



Gambar Benda Kerja



(a)



(b)



(c)



Gambar 1.7 (a)Spesimen uji kekerasan brinell (b) Spesimen uji kekerasan vickers (c) Spesimen uji kekerasan rockwell C 2.6



Prosedur Keselamatan Sebelum praktikum pengujian bahan dilaksanakan, mahasiswa harus meyakikan dahulu telah melengkapi diri dengan APD (Alat Pelindung Diri) sebagai berikut: 1) Pakaian dan celana bengkel 2) Safety shoes



2.7



Langkah Kerja 1) Meratakan dan menghaluskan spesimen a)



Mengambil kertas gosok paling kasar (grid 60) yang telah digunting sesuai bentuk piringan hand grinder dan dipasang pada hand grinder.



b)



Menyalakan motor hand grinder, kemudian membuka katup sehingga air mengalir pada kertas gosok yang berputar pada hand grinder.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA c)



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



Mengambil spesimen, ditelungkupkan dengan sedikit tekanan di atas kertas gosok tersebut dan ditahan + 2 menit.



d)



Mengangkat spesimen dan mengamati permukaan yang digosok. Apabila masih ada goresan yang tidak searah dengan orientasi gosokan, digosok lagi sampai tidak ada lagi goresan yang tidak searah.



e)



Apabila goresan sudah searah, mematikan motor dan aliran air, kemudian mengganti kertas gosok dengan grid yang lebih halus yaitu 120 dan digosok lagi seperti langkah sebelumnya.



f)



Apabila proses grinding telah selesai, mematikan motor dan aliran air hand grinder serta mencuci spesimen dengan air dan dikeringkan dengan tissue.



2) Pengujian kekerasan dengan metode Vickers a) Mengatur handle pada posisi Vickers. b) Mengambil indentor untuk Vickers dan memasang indentor pada tempatnya dengan menggunakan obeng. c) Menekan pen beban sebesar 30 kg dan kemudian dicatat pada lembar kerja. d) Meletakkan spesimen pada anvile dan mengatur tepat pada titik penetrasi. e) Menggeser handle beban dengan tangan kanan pada posisi siap untuk penetrasi. f) Memutar handwheel dengan tangan kiri sehingga permukaan spesimen tepat menyentuh ujung indentor. g) Mengambil stopwatch dengan tangan kiri dan menyalakan ketika tangan kanan melepaskan handle beban. h) Setelah 15 detik, menarik handle beban dan mengunci pada tempatnya. i) Menyalakan lampu dan mengatur posisi spesimen serta fokus lensa sehingga bekas indentasi tampak pada layar. j) Mengukur diagonal indentasi pada posisi datar dan tegak serta menghitung rata-ratanya. Setelah itu mencatat pada lembar kerja. k)Mengulangi lagi untuk titik kedua dan ketiga. l) Apabila sudah selesai, melepas kembali indentor dan meletakkan pada tempatnya 3) Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell C a) Mengatur handle pada posisi Rockwell. b) Mengambil indentor untuk Rockwell C (kerucut intan (DP)), dan memasang indentor pada tempatnya dengan obeng. c) Menekan pen beban 150 kg, kemudian mencatat pada lembar kerja.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



d) Meletakkan spesimen pada anvile dan mengatur tepat pada titik penetrasi. e) Memutar handwheel sehingga permukaan spesimen menyentuh ujung indentor dan melanjutkan memutar handwheel untuk pembebanan minor hingga jarum kecil menunjuk angka 3. f) Mengatur skala Rockwell C pada mesin uji hardness sehingga jarum penunjuk tepat pada angka nol. g) Mengambil stopwatch dengan tangan kiri dan menyalakan ketika tangan kanan melepaskan handle beban. h) Setelah 15 detik, menarik handle beban dan mengunci pada tempatnya. i) Mencatat pada lembar kerja nilai kekerasan yang ditunjukkan jarum. j) Mengulangi lagi untuk titik kedua dan ketiga. k) Apabila sudah selesai, melepas kembali indentor dan meletakkan pada tempatnya. 4) Pengujian kekerasan dengan metode Brinell a) Mengatur handle pada posisi Brinell b) Mengambil indentor untuk Brinell yang ukuran diameternya 2,5 mm, mencatat diameternya pada lembar kerja. c) Memasang indentor pada tempatnya dengan menggunakan obeng. d) Menentukan pemakaian beban (P) dan diameter indentor (D) harus memenuhi syarat perbandingan. P/D2



= 10 (untuk tembaga), dengan D = 2.5 mm



P/(2,5)2



= 10



P/(6,25)



= 10



P



= 62,5 kg.



e) Menekan pen beban 62,5 kg f) Meletakkan spesimen pada anville dan mengatur tepat pada titik penetrasi. g) Menggeser handle beban dengan tangan kanan pada posisi siap untuk penetrasi. h) Memutar handwheel dengan tangan kiri sehingga permukaan spesimen tepat menyentuh ujung indentor. i) Mengambil stopwatch dengan tangan kiri dan menyalakan ketika tangan kanan melepaskan handlebeban. j) Setelah 15 detik, menarik handle beban dan mengunci pada tempatnya.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



k) Menyalakan lampu dan mengatur posisi spesimen serta fokus lensa sehingga bekas indentasitampak pada layar. l) Mengukur diameter indentasi pada posisi datar dan tegak serta menghitung rata-ratanya, mencatat pada lembar kerja. m)Mengulangi lagi untuk titik kedua dan ketiga. n) Apabila sudah selesai, melepas kembali indentor dan meletakkan pada tempatnya. 2.7



Hasil Pengujian dan Analisa



2.7.1 Metode Pengujian Kekerasan Brinell 1) Menentukan Nilai Kekerasan Nilai kekerasan dinyatakan dalam satuan BHN (Brinell Hardness Number) a) Pengujian Pertama Diketahui : d1



= 1,24 mm



d2



= 1,26 mm



d (rata-rata)



= (d1 +d2)/2 = (1,24 + 1,26)/2 = 1,25 mm



BHN



=



= = 142,47 BH b) Pengujian Kedua Diketahui : d1



= 1,22 mm



d2



= 1,24 mm



d (rata-rata)



= (d1 +d2)/2 = (0,940+ 0,910)/2 = 0,925 mm



BHN



= =



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



= 142.52 BH Rata - rata nilai kekerasan : (142,47+142,52)/2 = 142,495 BH 2,5/187,5 – 20 2) Penulisan Nilai Kekerasan Pengujian rata-rata 142,495 BH 2,5/187,5 – 20 Dimana : 142,495



= nilai kekerasan



BH



= metode pengujian Brinell



2,5



= diameter indentor



187,5



= gaya pembebanan (kg)



20



= waktu pembebanan (detik)



Nilai Brinell dapat dikonversikan ke nilai Vickers dengan metode extrapolasi dan interpolasi, dengan nilai kekerasan Brinell pada pengujian pertama 142.47 BHN dan pengujian kedua 142,52 BHN. 2.7.2 Metode Pengujian Kekerasan Vickers 1) Menentukan Pemakaian Beban Pada dasarnya semua beban dapat digunakan, kecuali pada pelat yang tipis, harus menggunakan beban yang ringan sehingga tidak terjadi anvile effect. Gaya tekan (P) yang digunakan adalah 20kg.



2) Menentukan Nilai Kekerasan Nilai kekerasan dinyatakan dengan satuan DPH (Vickers Diamond Piramidal Hardness). Pengujian Diketahui: d1



= 0,42 mm



d2



= 0,41 mm



d (rata-rata)



= (d1 + d2 )/2 = (0,42+ 0,41)/2 = 0,415 mm



DPH



= [ 2P sin (α / 2)] / d2, (untuk α = 136˚)



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



= [2 . 20 sin (136o/2)] / 0,4152 = 40 . 0.927/0,4152 = 218,12 DPH Rata - rata nilai kekerasan : (218,12)/1 = 218,12 DPH 20/20 Penulisan Nilai Kekerasan Pengujian 218,12 DPH 20/20 Dimana: 218,12



= nilai kekerasan



DPH



= metode pengujian vickers



20



= gaya pembebanan (kg)



20



= waktu pembebanan (detik)



2.7.3 Metode Pengujian Kekerasan Rockwell 1) Menentukan Pemakaian Beban Metode Rockwell mempunyai beberapa skala pengukuran tergantung pada kombinasi jenis Indentor dan beban utama yang dipakai. Dari metode vickersyang telah dilakukan didapat beban (P) sebesar 10 kg dengan indentor intan berbentuk piramida beralas bujur sangkar dengan sudut puncak antara 2 sisi yang berhadapan 136º. Kemudian dengan melihat tabel konversi Hardness ke Tensile Strength, dapat dihitung dengan cara interpolasi, dan didapatkan skala rockwell yaitu tipe RC. Sehingga dapat diketahui jenis indentornya yaitu Kerucut Intan dengan gaya pembebanan (P) 150 kg.



2) Menentukan Nilai Kekerasan Pengujian pada Base Metal a) Lokasi Uji 1 Nilai kekerasan = 88,2 Rc b) Lokasi Uji 2 Nilai kekerasan = 90,1 RC c) Lokasi Uji 3 Nilai kekerasan = 96,5 RC Rata – rata nilai kekerasan :



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



D4 TEKNIK PERPIPAAN



LAB. UJI BAHAN PRAKTEK UJI BAHAN



(88,2+ 90,1+ 96,5)/3 = 91,6 RC Untuk mengecek ketepatan metode Rockwell dan metode Brinell dapat dilakukan dengan cara mengkonversikan kedua nilai tersebut kedalam Vickers, yang dikalibrasi hanyalah untuk metode Vickers.Pengecekan nilai ini dilakukan dengan metode extrapolasi dan interpolasi. Analisa Pengujian Hasil konversi nilai kekerasan Brinell dengan Vickers Tabel 2.3 extrapolasi dan interpolasi Brinell dengan Vickers BRINELL PERTAMA (BH) 133 142,47 143



VICKERS (HV)



BRINELL PERTAMA (BH) 133 142,52 143



140 X 150



1) Lokasi uji pertama menggunakan intrapolasi 133 BH



140



DPH



142,47 BH



X



DPH



143 BH



150



DPH



=



= X = 140 + 9,47 X = 149,47 DPH 2) Lokasi uji kedua menggunakan intrapolasi 133 BH



140 DPH



142,52 BH



X DPH



143 BH



150 DPH =



VICKERS (HV) 133 X 150



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



= 9,52 = 150 – X X = 149,52 DPH Hasil konversi nilai kekerasan Rockwell C ke Vickers Tabel 2.4 Interpolasi Rockwell C dengan Vickers ROCKWELL



ROCKWELL



ROCKWELL



PERTAMA



VICKERS



KEDUA



VICKERS



KETIGA



VICKERS



(Rc) 57,3 57,8 89



(DPH) 640 650 X



(Rc) 57,3 57,8 92



(DPH) 640 650 X



(Rc) 57,3 57,8 91



(DPH) 640 650 X



1.



Lokasi uji pertama menggunakan extrapolasi 57,3 Rc



640 DPH



57,8 Rc



650 DPH



88,2 Rc



X DPH



= 0,015 = 0,015X – 9,,6 = 10 X = 1306,66 DPH 2.



Lokasi uji kedua menggunakan extrapolasi 57,3 Rc



640 DPH



57,8 Rc



650 DPH



90,1 Rc



X DPH =



0,014



=



0 ,014X – 8,96 = 10 X = 1354,28 DPH



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 3.



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



Lokasi uji ketiga menggunakan extrapolasi 57,3 Rc



640 DPH



57,8 Rc



650 DPH



96,5 Rc



X DPH =



0,0148 = 0,0148X – 9,47 X



= 10 = 1315,55 DPH



Tabel 1.5 Rata - Rata Nilai Kekerasan Vickers Metode



Brinell



Nilai Asli



Nilai Konversi



142,47 BH 142,52 BH



149,47DPH 149,52 DPH



Rata - Rata Nilai Konversi 148,896DPH



218,12 DPH Vickers Rata - Rata Nilai Konversi 162,152DPH



Rockwell



88,2 Rc



1306,66 DPH



90,1 Rc



1354,28 DPH



96,5 Rc



1315,55 DPH



Rata - Rata Nilai Konversi 1325,49 DPH 2.8



Kesimpulan 1) Brinell Hasil pengujian dengan metode brinell lebih mudah diamati karena bekas indentasinya cukup besar. Namun metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan metode vickers, sebab metode



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN



PRAKTEK UJI BAHAN



ini membutuhkan perhitungan terlebih dahulu untuk menentukan beban yang digunakan. Pengujian secara manual mengakibatkan penguji harus lebih teliti dalam membaca hasil pengamatan. 2) Rockwell Hasil pengujian metode rockwell merupakan pengujian yang paling mudah diamati, karena penguji cukup membaca skala pada mesin untuk mendapatkan nilai kekerasan. Tetapi jika terjadi kesalahan dalam mengkombinasikan beban dan indentor, maka hasil pengujian pun salah. 3) Vickers Pengujian dengan metode vickers sama mudahnya dengan metode brinell tetapi waktu yang dibutuhkan lebih cepat karena tidak ada penentuan beban terlebih dahulu. Bekas indentasi yang relatif kecil menuntut penguji lebih teliti dalam membaca hasil pengujian. 4) Dari data yang diperoleh rata-rata nilai kekerasan setelah dikonversikan dari hasil pengujian material aluminium dengan metode brinell sebesar 148,896 DPH, material aluminium dengan metode vickers sebesar 218,12 DPH dan material baja karbon (HSS) dengan metode Rockwell C sebesar 1325,49 DPH. Jadi, material yang mempunyai nilai kekerasan paling tinggi adalah material baja (HSS).



Daftar Pustaka 



Budi Prasojo, ST, MT. 2012. Jobsheet Praktek Uji Bahan, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, PPNS







Daniel, A. Brandt. 1985. Metallurgy Fundamental, The Goodheart –Willcox. Inc,USA







Dosen Metallurgi. 1986. Petunjuk Praktikum Logam, Jurusan Teknik Mesin FTI.ITS







M.M. Munir. 2000. Modul Praktek Uji Bahan, Vol 1, Jurusan Teknik Bangunan Kapal. PPNS







Suherman Wachid, Ir .1987. Diktat pengetahuan Bahan. Jurusan Teknik Mesin FTI. ITS



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA



LAB. UJI BAHAN PRAKTEK UJI BAHAN



D4 TEKNIK PERPIPAAN