Praktikum Pengujian Kekerasan [PDF]

Citation preview

Modul III PENGUJIAN KEKERASAN



3.1.



Tujuan 1. Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan rockwellmdengan benar. 2. Mahasiswa mampu menentukan nilai kekerasan jenis logam seperti baja, alumunium, dan kuningan.



3.2.



Dasar Teori 3.2.1. Kekerasan Kekerasan adalah ketahanan suatu material terhadap deformasi dan untuk logam adalah ketahanannya terhadap deformasi permanent atau plastis.(Dieter, 1987) Terdapat tiga jenis ukuran kekerasan, tergantung pada cara melakukan pengujian, yaitu: (1) Kekerasan goresan (scratch hardness); (2) Kekerasan lekukan (indentation hardness); (3) Kekerasan pantulan (rebound). Untuk logam, hanya kekerasan lekukan yang banyak menarik perhatian dalam kaitannya dengan bidang rekayasa. Terdapat berbagai macam uji kekerasan lekukan, antara lain: Uji kekerasan Brinell, Vickers, Rockwell, Knoop, dan sebagainya. 3.2.2. Metode Pengujian Kekerasan Rockwell Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.



Gambar 31. Pengujian Rockwell (Sumber: google.com) Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode Rockwell dijelaskan pada Gambar 3.1, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh indentor dengan beban minor (Minor LoadF0) setelah itu ditekan dengan beban mayor (major Load F1) pada langkah 2, dan pada langkah 3 beban mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F yang terlihat pada Gambar 3..



Gambar 3. Prinsip kerja metode rockwell (Sumber: google.com) Besarnya minorload maupun major load tergantung dari jenis material yang akan di uji. Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode Rockwell. HR = E – e Dimana :



F0



= Beban Minor (Minor Load) (kgf)



F1



= Beban Mayor (Major Load) (kgf)



F



= Total beban (kgf)



e



= Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0.002 mm



E



= Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang untuk tiap jenis indentor berbedabeda



HR



= Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness



Tabel 3.1 Rockwell Hardness Scales (http://www.alatuji.com) Scal



Indentor



F0



F1



F



e A



Diamond



E Jenis Material Uji (kgf) (kgf) (kgf) 10 50 60 100 Exremely hard materials,



B



cone 1/16" steel



tugsen carbides dll 100 130 Medium hard materials,



10



90



ball



low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu



C



Diamond



D



cone Diamond



E



cone 1/8" steel



10 10 10



140 90 90



dll 150 100 Hardened steels, hardened 100 100



and tempered alloys Annealed kuningan dan



100 130



tembaga Berrylium



ball



copper,phosphor bronze



F



1/16" steel



10



50



60



dll Alumunium sheet



G



ball 1/16" steel



10



140



150 130



Cast iron, alumunium



H



ball 1/8" steel



10



50



60



130



alloys Plastik dan soft metals



K



ball 1/8" steel



10



140



150 130



seperti timah Sama dengan H scale



L



ball 1/4" steel



10



50



60



Sama dengan H scale



ball



130



130



M



1/4" steel



10



90



100 130



Sama dengan H scale



P



ball 1/4" steel



10



140



150 130



Sama dengan H scale



R



ball 1/2" steel



10



50



60



130



Sama dengan H scale



S



ball 1/2" steel



10



90



100 130



Sama dengan H scale



V



ball 1/2" steel



10



140



150 130



Sama dengan H scale



ball Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah: 1. HRa (Untuk material yang sangat keras). 2. HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf. 3. HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak 120 derajat dan beban uji sebesar 150 kgf. 3.2.3. Metode Pengujian Kekerasan Brinell Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500 - 3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Uji kekerasan Brinnel dirumuskan dengan : Dimana : D d F HB



= Diameter bola (mm) = impression diameter (mm) = Load (beban) (kgf) = Brinell result (HB)



Gambr 3.2 Pengujian Brinell (Sumber: google.com) 3.2.4. Metode Pengujian Kekerasan Vickers Pengujian kekerasan



dengan metode Vickers



bertujuan



menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2 Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu antara 1 sampai 1000 gram.



Gambar 3.4 Pengujian Vickers (Sumber: google.com)



Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dapat dilihat pada Gambar 3.4 : …………………………………………………(1)



…………………………………………………(2)



…………………………………………………(3) Gambar 3.4 Rumus Persamaan Vickers Dimana : HV = Angka kekerasan Vickers F = Beban (kgf) d = diagonal (mm)



3.3.



Peralatan Alat dan bahan : 1. Rockwell Hardness Tester



Gambar 3.5 Rockwell Hardness Tester (Sumber: Lab Proses Produksi UII) 2. Besi (Baja)



Gambar 3.6 Besi (Baja) (Sumber: Lab Proses Produksi UII) 3. Alumunium



Gambar 3.7 Alumunium (Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium) 4. Kuningan



Gambar 3.8 Kuningan (Sumber: Lab Proses Produksi UII) 3.4.



Langkah-langkah Percobaan Langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam praktikum ini 1. Pilih jenis standar kekerasan rockwell yang sesuai dengan material benda uji yang akan diukur nilai kekerasannya. 2. Pasangkan indentor yang sesuai pada alat uji kekerasan dan atur beban yang sesuai dengan standar kekerasan yang dipilih. 3. Taruh beban pada meja uji dan dinaikkan hingga menyentuh indentor. 4. Lakukan uji kekerasan secara benar dan baca nilai kekerasannya pada skala yang sesuai. 5. Ulangi pengujian untuk setiap material sebanyak 5 (lima) titik



3.5.



penekanan kemudian nilai kekerasannya dirata-ratakan. Analisa dan Pembahasan 1. Data Pengujian a) Percobaan 1 Tabel 3.2 Hasil Uji Kuningan



Material



Kuningan (Brass)



Jenis Kekerasan



RB



Tipe Indentor



Bola Baja



Beban



100 kgf



Pengujian



HRB



1



93



2



30



3



65



4



128



5



32



Nilai Kekerasan



69.6



b) Percobaan 2 Tabel 3.3 Hasil Uji Alumunium Material



Alumunium



Jenis Kekerasan



RB



Tipe Indentor



Bola Baja



Beban



100 kgf



Pengujian



HRB



1



170



2



97



3



94



4



138



5



170



Nilai Kekerasan



133.8



c) Percobaan 3 Tabel 3.4 Hasil Uji Baja Material



Besi (Baja)



Jenis Kekerasan



RB



Tipe Indentor



Bola Baja



Beban



100 kgf



Pengujian



HRB



1



6



2



4



3



3



4



3



5



3



Nilai Kekerasan



3.8



2. Pembahasan Dari Tabel 3.2 dan Tabel 3.3 dapat dilihat bahwa terjadi perbedaan nilai yang cukup besar antara percobaan satu dengan yang lainnya. Dari hal tersebut dapat kami simpulkan bahwa mungkin terjadi kesalahan 3.6. Kesimpulan a. Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui seberapa besar suatu b.



material dapat menahan penetrasi dari indentor. Pengujian Rockwell dapat dilihat langsung nilai kekerasannya, tidak



c.



memerlukan analisis seperti Brinell dan Vickers. Baja memiliki nilai kekerasan paling tinggi dibandingkan dengan 2 spesimen lain yaitu kuningan dan alumunium.



3.7.



Referensi Rochim, Taufiq dan Sri. (1985). Spesifikasi Geometris Metrologi Industri &



Kontrol Kualitas. Bandung: Institut Teknoligi Bandung.



Munadi, Sudji. (1980). Dasar-dasar metrologi industri. Jakarta: Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan. Poerwanto.



2013.



Pengendalian



Kualitas



Statistikal.



Diambil



dari:https://sites.google.com/site/kelolakualitas/PengendalianKualitas-Statistik Bungali. 2012. CENTRAL



LIMIT



THEOREM.



Diambil



dari:http://purppyme.blogspot.com/2012/11/celemek-tua-centrallimit-theorem_18.html



3.8.



Lampiran