![Uji Kekerasan Praktikum Metalurgi Fisik [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/uji-kekerasan-praktikum-metalurgi-fisik.jpg)
11 0 1 MB
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
BAB 1 PENDAHULUAN 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur. Lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik
work-shop
lebih
bermakna.
Kepada
ketahanan
material
terhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak konsep kekerasan mater ial yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsepkonsep tersebut dapat dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji. Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan pengujian ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat mekanis suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai material ulet atau getas. Uji keras juga dapat digunakan sebaagai salah satu metode untuk mengetahui pengaruh perlakuan panas atau dingin terhadap material. Material yang teah mengalami cold working, hot working, dan heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan permuakaan suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita dapat dengan mudah melakukan quality control terhadap material.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
69
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
1.2 TujuanPraktikum Mahasiswa dapat melakukan pengujian kekerasan material: 1. Praktikan dapat melakukan percobaan pengujian kekerasan material. 2. Praktikan dapat memperoleh angka kekerasan material dengan menggunakan metode Rockwell. 3. Praktikan dapat menentukan pergerakan dislokasi dengan melakukan percobaan uji kekerasan. 1.3 Manfaat Praktikum A. Manfaat pengujian bagi praktikan: 1. Mengetahui hasil pengerasan logam yang telah mengalami pengujian kekerasan 2. Mengetahui perbedaan antara pengujian kekerasan Brinell dengan Vickers 3. Dapat melakukan perhitungan pada suatu bahan yang telah melakukan pengujian kekerasan B. Manfaat pengujian bagi dunia industri: 1. Dapat menentukan tingkat kekerasan suatu produk yang digunakan dalamindustri 2. Dapat
menentukan
unsur
dari
logam
untuk
digunakan
dalampembuatan produk 3. Memudahkan dalam pemliharaan bahan yang akan digunakan padaproses pemeliharaan
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
70
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
BAB II 2.
DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kekerasan Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering). Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni : 1. Brinnel (HB / BHN) 2. Rockwell (HR / RHN) 3. Vikers (HV / VHN) 4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red) Pemilihan masing-masing skala (metode pengujian) tergantung pada : a. Permukaan material b. Jenis dan dimensi material c. Jenis data yang diinginkan d. Ketersedian alat uji
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
71
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.2 Pengujian Kekerasan Terdapat tiga jenis umum mengenai ukuran kekerasan yang tergantung cara melakukan pengujian yaitu: A.
Metode goresan (scratch hardness) Metode goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Pengukuran kekerasan berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain, disusun berdasarkan kemampuan goresan satu sama yang lain. Ada beberapa metode dalam pengujian kekerasan antara lain: a. Metode skala Mohs Metode Mohs disebut juga metode abrasi atau uji kekerasan. Skala ini terdiri atas 10 standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores, seperti tampak pada Tabel 2.1. Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah talk (kekerasan gores 1), sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. Skala Mohs tidak cocok untuk logam, karena interval skala pada nilai kekerasan tinggi tidak benar. Logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan pada skala Mohs, antara 4 sampai 8. Pengujian ini digunakan untuk mengukur kekerasan batuan. Prinsip kerjanya adalah mineral atau batuan digores dengan mineral lain yang memiliki kekerasan tinggi.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
72
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Tabel 2.1 Skala Mohs Material standar Mohs
Material lain
Talc Pb Gypsum Cu Calcite Mild Steel Fluorite Apatite Feldspar W Quartz Martensitic steel Topaz Hard Cr Plating Corundum WC Diamond
Angka Kekerasan Skala Mohs Knoop 1 1 s/d 2 2 2 s/d 3 3 3 s/d 4 4 5 6 7 7 7 s/d 8 8 8 9 9 s/d 10 10
2 5 32 40 120 100 150 400 560 700 700 1300 1800 1800 1800 6000
[1] b. Metode Jarum Penggores dari Intan Metode ini dilakukan dengan cara mengukur kedalaman atau lebar goresan pada permukaan benda uji yang dibuat oleh jarum penggores yang terbuat dari intan. Beban sebesar 3 kgf digunakan dan lebar goresan diukur melalui mikroskop dengan rumus: H=
104 d2
Dimana: H = nilai kekerasan goresan d = lebar goresan dalam mikrometer.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
73
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
B. Metode lekukan ( indentation hardness ) Dari ketiga cara pengujian kekerasan, indentation hardness adalah yang banyak digunakan. Pengetesan ini dapat dilakukan terhadap logam hasil perlakuan panas (Heat treatment). Identation hardness terdiri dari: 1. Metode Brinell Metode ini pertama kali dilakukan oleh Brinell pada tahun 1900. Metode ini berupa pengidentasian sejumlah beban terhadap permukaan material dengan
penetrator yang digunakan berupa bola baja yang
dikeraskan dengan diameter 10 mm dan standar bebanya antara 0.97 s.d 3000 kgf. Pembebanan dilakukan dengan standar waktu, biasanya 30 detik. Kekerasan yang diberikan merupakan hasil bagi beban penekan dengan luas permukaan lekukan bekas penekan dari bola baja. Dapat dirumuskan dengan : BHN =
P
( πD2 )(D−√ D −d ) 2
2
dimana : BHN= nilai kekerasan brinell P
= beban yang diterapkan (kg)
D
= diameter bola (mm)
d
= diameter lekukan (mm) [2]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
74
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.1 Brinell Tester[5] Tabel 2.2 Standar Uji Brinell (ASTM 10) Diameter Bola
Beban (kgf)
Angka Kekerasan yang
(mm)
Disarankan (HB)
10
3000
96-600
10
1500
48-300
10
500
16-100 [1]
2. Metode Rockwell Metode pengujian kekerasan
Rockwell merupakan metode yang
paling sering digunakan unutk mengukur kekerasan karena metode ini mudah dipraktekkan dan tidak membutuhkan keahlian khusus. Beberapa skala yang berbeda dapat digunakan unutk kombinasi yang mungkin dari bermacam – macam indenter dan beban yang berbeda-beda. Indenter ( penekan) terdiri dari bola baja yang dikeraskan mempunyai diameter antara 1/16, 1/8, ¼, dan ½ in (1.588, 3.175, 6.350, dan 12.70 mm), dan penekan intan yang berbentuk kerucut yang digunakan untuk material yang sangat keras. Dengan metode ini, angka kekerasan dapat ditentukan melalui perbedaan kedalaman dari hasil penekanan dari penerapan beban awal minor dan diikuti oleh beban mayor, penggunaan beban minor dapat mempertinggi akurasi dari pengujian. Berdasarkan besar beban dari minor maupun mayor, ada dua tipe pengujian yaitu Rockwell dan Superficial Rockwell. Untuk Rockwell, beban minor adalah 10kgf, dimana beban mayor adalah 60, 100, dan 150 kgf. Masing – masing skala diwakili oleh huruf –huruf alphabet yang ada di tabel. Untuk Superficial Rockwell, beban minornya 3 kgf dan beban mayornya 15, 30, dan 45 kgf. Skala ini diidentifikasi dengan 15, 30, atau 45 (berdasarkan beban) diikuti dengan
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
75
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
N, T, W, X, atau Y, tergantung pada penekan. Pengujian Superficial biasanya digunakan untuk spesimen tipis. Ketika menentukan kekerasan Rockwell dan Superficial, angka kekerasan dan skalanya harus ditunjukan. Skala ditunjukan dengan simbol HR diikuti dengan penunjukan skala yang tepat. Contohnya 80 HRB menunjukan kekerasan Rockwell 80 pada skala B dan 60HR30W menunjukan kekerasan Superficial 60pada skala 30W. Untuk masing – masing skala kekerasannya dapat mencapai 130, namun nilai kekerasan meningkat diatas 100 atau menurun dibawah 20 pada skala berapapun, mereka menjadi tidak akurat. Ketidakakuratan juga dapat dialami jika spesimen terlalu tipis. Ketebalan spesimen seharusnya paling tidak 10 kali dari kedalaman penekanan.
Gambar 2.2 Alat Uji Kekerasan Rockwell dan Proses Pengujian Rockwell [5]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
76
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Tabel 2.3 Skala Kekerasan Rockwell Skal
Beban Mayor
a
(Kgf)
A
60
B
100
Tipe Indentor
Tipe Material Uji
1/16” bola intan
Sangat keras, tungsten,
kerucut
karbida Kekerasan sedang, baja
1/16” bola
karbon rendah dan sedang, kuningan, perunggu Baja keras, paduan yang
C
150
Intan kerucut
dikeraskan, baja hasil tempering Besi cor, paduan
D
100
1/8” bola
alumunium, magnesium
E
100
Intan Kerucut
F
60
1/16” bola
yg dianealing Baja kawakan Kuningan yang dianealing
G
150
1/8” bola
H
60
1/8” bola
K
150
¼” bola
L M R S V
60 100 60 100 150
¼” bola ¼” bola ¼” bola ½” bola ½” bola
dan tembaga Tembaga, berilium, fosfor, perunggu Pelat alumunium, timah Besi cor, paduan alumunium, timah Plastik, logam lunak Plastik, logam lunak Plastik, logam lunak Plastik, logam lunak Plastik, logam lunak
[3]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
77
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Tabel 2.4 Skala Kekerasan Superficial Rockwell Skala
Indenter
Beban Mayor ( kgf )
15N
Diamond
15
30N
Diamond
30
45N
Diamond
45
15T
1/16 in. Ball
15
30T
1/16 in. Ball
30
45T
1/16 in. Ball
45
15W
1/8 in. Ball
15
30W
1/8 in. Ball
30
45W
1/8 in. Ball
45 [3]
3. Metode Vickers Metode ini mirip dengan metode Brinell tetapi penetrator yang dipakai berupa intan berbentuk piramida dengan dasar bujur sangkar dan sudut puncak 1360. Beban yang digunakan biasanya 1 s/d 120 kg [6].
Gambar 2.3 Cara Pengukuran Diameter pada Identor Vickers[6]
d
d1 d 2 2
HV 1,854 dimana: P L
P L2
= Beban yang ditetapkan = Panjang diagonal rata-rata
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
78
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.4 Alat Uji Kekerasan Vickers [5]
Gambar 2.5 The Vickers Diamonds-piramids Identor[6]
Gambar 2.6 Macam –Macam Lekukan yang Dihasilkan Penumbuk Intan[7]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
79
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Lekukan yang benar yang dibuat oleh penumbuk piramida intan harus berbentuk bujur sangkar (a). Akan tetapi, sering juga ditemukan penyimpangan pada pengujian Vickers. Lekukan bantal jarum pada gambar (b) adalah akibat pengukuran terjadinya penurunan logam disekitar permukaan piramida yang datar. Keadaan demikian terdapat pada logamlogam yang dilunakkan dan mengakibatkan pengukuran panjang diagonal berlebih. Lekukan berbentuk tong pada (c) terdapat pada logam-logam yang mengalami proses pengerjaan dingin. Bentuk demikian diakibatkan oleh penimbunan ke atas logam-logam disekitar permukaan penumbuk. [2] 4. Uji Kekerasan Mikro ( Microhardness Tester) Metode ini menggunakan prinsip indentasi yang digunakan untuk mengukur kekerasan benda-benda mikro. Penetratornya adalah intan dengan perbandingan diagonal panjang dan pendek sekitar 7:1. Intan tersebut berupa intan kasar yang dibentuk sedemikian menjadi bentuk piramida.. Angka kekerasan knoop (KHN) adalah beban dibagi luas proyeksi lekukan yang tidak akan kembali ke bentuk semula [2]
Gambar 2.7 The Knoop diamond-pyramid indenter[8]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
80
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Angka kekerasan Knoop (KHN) dirumuskan sebagai berikut: [2] KHN
P
A
P
P 2
LC
dimana P = beban yang diterapkan (kg) Ap = luas proyeksi lekukan yang tidak pulih ke bentuk semula L = panjang diagonal yang lebih panjang C = konstanta untuk setiap penumbuk 5. Metode Meyer Metode Meyer hampir sama dengan Metode Brinell, yang membedakan adalah pada Meyer yang diperhatikan adalah projected area pada bekas indentasi sedangkan pada Brinell adalah pada luas area permukaan. Rata – rata tekanan antara permukaan indentor dan indentasinya sama dengan beban dibagi projected area dari bekas indentasi. P
P r 2
Cara menghitung kekerasan dengan metode Meyer atau MHN V: [3] MHN
4P d 2
dimana MHN = nilai kekerasan Meyer P = Beban yang diberikan d = diameter penekanan Seperti uji kekerasan Brinell, uji kekerasan Meyer memiliki satuan kg/mm2. Uji Meyer kurang sensitif dibandingkan dengan uji kekerasan Brinell. Untuk pengerjaan pendinginan pengujian kekerasan Meyer lebih konstan dan valid dibandingkan dengan uji kekerasan Brinell yang hasilnya berfluktuasi. Uji kekerasan Meyer lebih fundamental dalam perhitungan kekerasan indentasi namun secara prakteknya jarang digunakan untuk pengujian kekerasan. [2]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
81
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.8 Alat Penguji Kekerasan Meyer [2] 6. Metode Kerucut (HRC) Metode ini termasuk metode Rockwell yang dalam penerapannya menggunakan indentor berupa sebuah batu intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 120 Pada metode ini beban awal dipasang sebesar 10 kgf dan ujung kerucut masuk sedikit ke dalam bahan. Hal ini pertama kali dilakukan agar terhindar dari ketidakrataan permukaan. Selanjutnya penunjuk jam diset pada kedudukan 100. Lalu beban utama sebesar 140 kgf dipasang, sehingga beban seluruhnya sebesar 150 kgf yang menyebabkan kerucut masuk lebih dalam lagi dan penunjuk jam kembali. Setelah beberapa saat beban utama diambil kembali, maka kerucut tersebut merapat kembali karena bentuk elastis dari bahan yang diukur. Penunjuk jam ukur akan berputar sedikit naik, kedudukan penunjuk saat itulah dinyatakan dalam HRC (dengan skala 0 s/d 100).
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
82
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.9 Perbandingan Penetrator dari metode Brinell dan Rockwell [1] Berdasarkan gambar perbandingan diatas sudah dapat kita simpulkan bahwa metode ini hanya sesuai untuk specimen yang strukturnya homogen saja. Hal ini dikarenakan ujung penetrator memiliki luas permukaan yang sempit sehingga tidak dapat mewakili struktur permukaan specimen yang strukturnya heterogen . [1] 7. Metode Knoop Diamond Microhardness Test Metode yang dikembangkan di Amerika Serikat ini menggunakan indenter intan piramida yang didesain untuk memberikan penekanan tipis dan panjang, panjangnya adalah tujuh kali lebih besar dari lebarnya, dan sekitar 30 kali lebih besar dari kedalamannya . Bentuk ini memberikan keuntungan lebih daripada metode Vickers, karena dapat memberikan keakuratan yang lebih tinggi dalam perhitungan nilai kekerasan. [1] Nilai kekerasan Knoop, HK adalah sebagai berikut HK = dimana
14,229 L 2 d
HK = nilai kekerasan Knoop L = beban yang diberikan D = panjang dari diagonal pada micrometer.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
83
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.10 Schematic of diamond-point indenter and plan view of theindentation area. 8. Metode Peluru Pada dasarnya metode ini sama dengan metode kerucut, hanya pada metode ini menggunakan penetrator sebuah peluru baja yang dikeraskan dengan diameter 1/16 inci menggunakan beban tertentu dalam bahannya. Skala yang dipakai adalah 30 s/d 130, dengan skala 30 dianggap beban yang lunak dan 130 adalah beban yang paling keras. Prinsip kerjanya mula-mula peluru ditekan pada bahan dengan beban awal sebesar 10 kgf, kemudian ditambahkan beban utama sebesar 90 kgf. Setelah beberapa lama beban utama diambil dan pengukur menunjukkan beberapa mm peluru ke dalam bahan. Pada metode ini kelebihan dan kekurangannya sama dengan metode kerucut, karena ketelitiannya tidak akurat, maka metode ini hampir tidak dipakai.
a.
b.
c.
Gambar 2.11 Penetrator a.) steel ball 1/8” b.) steel ball 1/16” c.) intan [1]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
84
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Uji kekerasan dilakukan dengan menggunakan spesimen-spesimen dengan syarat-syarat tertentu yang harus terpenuhi. Syarat spesimen untuk uji kekerasan, yaitu: 1.
Permukaan spesimen harus rata (sejajar).
2.
Permukaan spesimen harus halus.
3.
Permukaan spesimen harus bersih.
4.
Jarak indentasi satu dengan yang lain minimal 3d (d = diameter bekas indentasi).
5.
Ketebalan spesimen minimal 10 d (d = diameter bekas indentasi).
Tabel 2.5 Macam-Macam Metode Kekerasan Lekukan [3]
C. Metode pantulan ( rebound / dynamic hardness ) Pada pengukuran kekerasan dinamik, biasanya penumbuk dijatuhkan ke permukaan logam dan kekerasan dinyatakan oleh energi tumbuknya. Skeleroskop Shore (shore scleroscope), yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik mengukur kekerasan yang dinyatakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan. Standar yang digunakan pada metode scleroscope shore adalah ASTM C-886. ). ASTM C-866 merupakan
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
85
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
American society for testing and materials dengan spesifikasi C-866 yang merupakan material untuk mesin mesin penguji yang merupakan paduan atau campuran dari carbon, chromium, vanadium, tungsten atau kombinasi cobalt atau standar konversi kekerasan dari logam. Metode Kekerasan Sklereskop ditunjukan dengan angka yang diberikan oleh tingginya ujung palu kecil setelah dijatuhkan dalam tabung gelas dalam ketinggian 10 inch (250 mm) terhadap permukaan benda uji. 2.2.2
Nilai Konversi Kekerasan Fasilitas untuk mengonversi pengukuran kekerasan pada satu skala menjadi skala yang lain sangat diinginkan. Namun, karena kekerasan merupakan sifat material yang tidak ditetapkan dengan baik dan karena perbedaan eksperimen antara bermacam-macam teknik, sebuah skema konversi yang luas tidak ditemukan. Data konversi kekerasan telah ditentukan secara eksperimen dan ditemukan bergantung pada tipe dan karakteristik material. Data konversi yang paling dapat dipercaya ada pada gambar di bawah ini.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
86
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.12 Perbandingan dari beberapa skala kekerasan[1] Tabel konversi yang detail untuk bermacam-macam logam dan campuran dimuat dalam ASTM Standard E 140, “Standard Hardness Conversion Tables for Metals.” ASTM Standard E 140 merupakan standard yang digunakan untuk mengonversi nilai kekerasan dari satu nilai kekerasan ke nilai kekerasan lainnya. ASTM E 140 berisi tabel konversi seperti berikut:
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
87
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Tabel 2.6 konversi nilai kekerasan ASTM E 140
[9]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
88
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.2.3
Korelasi Nilai Kekerasan Dengan Struktur Mikro Pengaruh besarnya butiran terhadap kekerasan tergantung pada ukuran dari butiran tersebut. Semakin kecil besar butiran maka semakin kuat kekerasan dari logam tersebut dan sebaliknya. Proses pemanasan (Heat Treatment)
dapat membesarkan ukuran dari butiran tersebut sehingga
kekuatan untuk saling mengikat menurun, pada fase ini terjadi perubahan struktur butiran menjadi lebih terstruktur. Proses pendinginan setelahnya membuat ukuran dari butiran kembari mengecil tetapi struktur logam setelah pendinginan menjadi lebih terstruktur (strukturnya menjadi lebih rapi) sehingga kekerasan dari logamnya meningkat.
Gambar 2.13 Perbandingan struktur mikro terhadap kekerasan material [10]
Korelasi Nilai Kekerasan terhadap Perilaku Panas Baja karbon rendah dipanaskan diatas titik kritis atas (tertinggi). Seluruh unsur karbon masuk ke dalam larutan padat dan selanjutnya didinginkan. Baja karbon tinggi biasanya dipanaskan hanya sedikit diatas titik kritis terendah (bawah). Dalam hal ini, terjadi perubahan perlit menjadi austenit. Pendinginan yang dilakukan pada suhu itu akan membentuk
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
89
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
martensit. Juga sewaktu kandungan karbon diatas 0,83% tidak terjadi perubahan sementit bebas menjadi austenit, karena larutannya telah menjadi keras. Sehingga perlu dilakukan pemanasan pada suhu tinggi untuk mengubahnya dalam bentuk austenit. Lamanya pemanasan bergantung atas ketebalan bahan tetapi bahan harus tidak berukuran panjang karena akan menghasilkan struktur yang kasar.
Gambar 2.14 Transformasi yang Melibatkan Dekomposisi Austenit [3] A
B
C
D E
F
GC
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
90
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Gambar 2.15 Diagram fasa Fe-Fe3C [11] Beberapa istilah dalam diagram kesetimbangan Fe-Fe3C dan fasa-fasa yang terdapat didalamnya akan dijelaskan dibawah ini. Berikut adalah batasbatas temperatur kritis pada diagram Fe-Fe3C:
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
91
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Ao
: Titik pada temperatur 210oC dimana terjadi perubahan sifat magnetik sementit.
A1
: Temperatur reaksi eutektoid (pada temperatur 723oC) yaitu perubahan fasa γ menjadi α+ γ, lalu kemudian berubah menjadi α+Fe3C (perlit) dan ferit untuk baja hypo eutektoid (< 0,83%). Perubahan fasa γ menjadi γ +Fe3C, lalu kemudian berubah menjadi α+Fe3C (perlit) dan cementite untuk baja hypo eutektoid (kurang dari 0,83%)
A2
: Titik Currie (pada temperatur 769oC), dimana sifat magnetik besi berubah dari feromagnetik menjadi paramagnetik.
A3
: Temperatur transformasi dari fasa γ menjadi α+ γ yang ditandai pula dengan naiknya batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur.
A
: Titik cair besi
B
: Larutan padat yang ada hubungannya dengan reaksi peritektik. Kelarutan karbon maksimum adalah 0,10%
C
: Titik pada cairan yang ada hubungannya dengan reaksi peritektik
D
: Titik eutektik dimana L menjadi solid. Untuk daerah < 4,3% akan menjadi austenite ledeburite dan cementite, sedangkan daerah >4,3% akan menjadi cementite dan ledeburite
E
: Garis dimana L mulai bertransformasi menjadi fasa L+Fe3C
F
: Titik yang menyatakan fasa γ. Ada hubungannya dengan reaksi eutektik
G
: Titik eutektoid yang menjadi batas perubahan γ menjadi α+Fe3C
Acm : Temperatur transformasi dari fasa γ menjadi Fe3C (sementit) yang ditandai pula dengan penurunan batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya temperatur. Proses pemanasan (Heat Treatment) dapat membesarkan ukuran dari butiran tersebut sehingga kekuatan untuk saling mengikat menurun, pada fase ini terjadi perubahan struktur butiran menjadi lebih terstruktur. Proses pendinginan setelahnya membuat ukuran dari butiran kembari mengecil tetapi struktur logam setelah pendinginan menjadi lebih terstruktur (strukturnya menjadi lebih rapi) sehingga kekerasan dari logamnya meningkat.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
92
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.2.4
Aplikasi Dalam Dunia Industri A. Pengaruh Proses Temper Terhadap Kekerasan Material Katup JIS SUH 11 Material JIS SUH11 merupakan kelompok heat resistant alloy. Material ini memiliki kadar Cr dan Si yang tinggi untuk meningkatkan ketahanan korosi dan kekuatan pada temperatur yang cukup tinggi. Material JIS SUH11 biasa digunakan sebagai material untuk katup motor bakar. Katup motor bakar harus memiliki kekerasan dan keuletan yang tinggi. Di industri, kekerasan katup motor bakar setelah proses temper, sering kali berada di luar standar. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mempelajari hubungan antara proses temper dengan kekerasan material katup, serta mengamati aspek metalurgi yang terjadi pada proses temper.
Gambar 2.16 Katup JIS [12]
Pada penelitian ini, data-data diperoleh dari hasil pengukuran kekerasan dan struktur mikro spesimen awal, spesimen yang telah dianneal, di-quench dan ditemper. Proses temper dilakukan dengan memvariasikan temperatur dan waktu proses. Untuk temperatur, dilakukan 4 variasi, yaitu 650oC, 680oC, 720oC, dan 750oC, sedangkan untuk waktu, dilakukan 3 variasi, yaitu 30 menit, 60 menit, dan 90 menit. Pengukuran
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
93
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
kekerasan dilakukan dengan menggunakan metoda microvickers dan diuji secara acak pada sampel. Hasil percobaan ini adalah kurva temper. Kurva ini dapat dijadikan acuan proses temper agar diperoleh kekerasan yang memenuhi standard kekerasan katup di industri. Proses temper untuk memperoleh harga kekerasan yang sesuai dengan standar untuk material katup JIS SUH11 adalah pada temperatur 720-750oC selama 30 menit, 60 menit, atau 90 menit. Agar proses temper lebih efisien maka disarankan memilih waktu temper 30 menit.
B. Pengaruh Holding Time Terhadap Kekerasan dan Struktur Mikro pada Bahan Dayang Super X (Sebuah Studi untuk Memperbaiki Kekerasan Piston Dayang Super X mendekati Piston Honda Supra X)
Gambar 2.17 Piston super X [12] Tujuan penelitian ini adalah untuk: (1) Menyelidiki komposisi unsur logam paduan piston Honda Supra X serta piston Dayang Super X. (2) Menyelidiki karakter sifat fisis dan mekanis piston Dayang Super X yang belum diberi perlakuan panas (heat treatment), serta yang telah mengalami heat treatment, dan piston Honda Supra X yang tidak mengalami heat treatment (original). (3) Menyelidiki adanya pengaruh waktu penahanan (Holding Time) terhadap nilai kekerasan dan struktur mikro bahan piston Dayang Super X pada proses heat
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
94
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
treatment. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah deskriptif, dan eksperimen. Adapun jenis penelitian ini merupakan penelitian kuantitatif, oleh karena data yang dihasilkan berupa angka-angka. Data yang diperoleh kemudian dianalisa dan dideskripsikan dalam grafik maupun histogram. Selain itu, untuk menentukan jenis perlakuan agar diperoleh hasil yang optimal, maka peneliti juga menggunakan metode Study Literature. Data dari penelitian ini diperoleh dari hasil pengujian komposisi bahan, foto stuktur mikro, pengujian kekerasan makro dan kekerasan mikro dari sebelum heat treatment dan sesudah heat treatment. Sampel dari penelitian ini adalah sebuah piston Honda Supra X dan piston Dayang Super X yang keduanya identik bentuk dan ukurannya. Hasil uji komposisi kimia menunjukkan bahwa spesimen piston Dayang Super X dan Honda Supra X merupakan paduan Aluminium dan silikon Hypoeutectoid dengan persentase 10,5 %Si pada spesimen piston Dayang Super X dan 10,4 %Si pada spesimen piston Honda Supra X. Berdasarkan standar The Aluminium Association, komposisi paduan Al-Si pada piston Dayang Super X dan piston Honda Supra X tersebut mendekati golongan 332 dan 333. Hasil pengamatan foto struktur mikro piston Honda Supra X, memperlihatkan presipitasi yang terjadi lebih optimal dan menunjukkan struktur butiran yang lebih halus dan padat dari piston Dayang Super X. Piston Honda Supra X memiliki nilai ratarata kekerasan makro 71,16 HRB dan piston Dayang Super X memiliki nilai rata-rata kekerasan makro 67,67 HRB. Pada pengujian kekerasan mikro dihasilkan nilai rata-rata kekerasan piston Dayang Super X 118,73 HVN, sedangkan nilai rata-rata kekerasan mikro pada piston Honda Supra X yaitu 118,33 HVN. Perlakuan panas yang dilakukan untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis piston Dayang Super X adalah Age Hardening yang meliputi tahap Solution Treatment, Quenching, dan Artificial Aging, dengan variasi Holding Time pada tahap Artificial Aging selama 2,5 jam, 3,5 jam dan 4,5 jam dan Holding Time pada tahap Solution Treatment selama 7 jam. Ketentuan tersebut mengacu pada golongan Aluminium paduan 333 pada standar The Aluminium Association Nilai kekerasan meningkat dan mendekati piston Honda Supra X terjadi setelah spesimen mengalami perlakuan panas dengan Holding Time pada
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
95
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
tahap Artificial Aging selama 3,5 jam, yaitu 118,7 HVN pada pengujian mikro dan 73,34 HRB pada pengujian makro. Hasil foto struktur mikro spesimen piston dengan variasi holding time selama 3,5 jam menunjukkan struktur yang lebih padat dan teratur daripada spesimen piston dengan holding time 2,5 jam dan raw material. Peningkatan nilai kekerasan piston Dayang Super X setelah mengalami Heat Treatment dengan Artificial Aging 4,5 jam mencapai 13%.
2.3 METODOLOGI 2.3.1 Bahan percobaan Bahan pengujian yang digunakan antara lain: a. Lempeng Logam non perlakuan b. Lempeng Logam 2 kali penumbukan c. Lempeng Logam 4 kali penumbukan d. Lempeng Logam 6 kali penumbukan 2.3.2
Peraalatan Pengujian Peralatan yang digunakan antara lain : a. Rockwell Hardness Tester Merupakan alat yang dipakai untuk mengukur kekasaranpermukaan dengan menggunakan Metode Rockwell
Gambar 2.20 Rockwell Hardness Tester – Model HR-150A [5]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
96
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
b. Amplas Memiliki fungsi untuk meratakan dan menghaluskan, meratakan dan mensejajarkan
permukaan spesimen sebelum dilakukan pengujian
kekerasan ( dimana ukuranya 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000)
Gambar 2.21 Amplas [5]
2.3.3
Langkah Pengujian 1. Membersihkan permukaan benda uji dan mengamplasnya
sehingga
kedua permukaan tersebut benar-benar rata dan sejajar. 2. Memasang penetrator diamond sesuai dengan jenis material yang akan diuji. 3. Memasang benda uji pada kedudukannya (anvil) lalu kencangkan dengan memutar hand well searah jarum jam hingga spesimen menyentuh penetrator dan jarum kecil pada dial indicator menuju titik merah. 4. Mengatur dial indicator sehingga jarum besar tepat pada garis indicator C. 5. Setelah 30 detik dan jarum panjang berhenti tekan handle pelepas beban untu menghilangkan pengetesan pembebanan utama. 6. Melakukan pembacaan pada indicator. Untuk pengujian dengan diamond penetrator baca pada garis bagian luar indicator (garis warna hitam).
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
97
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
7. Memutar hand whell berlawanan jarum jam untuk menurunkan spesimen. 8. Melakukan pengujian di 3 titik (3 kali pengukuran) dengan jarak minimal antara pengujian 3 kali diameter lubang hasil pengujian. 9. Mengkonversi harga kekerasan Rockwell ke harga kekerasan Brinell dan Vickers dengan menginterpolasi dari tabel atau dengan rumus 10. Membersihkan dan rapikan alat uji bila tidak digunakan lagi.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
98
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.3.4 Diagram Alir Pengujian
Mulai
Mengamplas spesimen
Memasang penetrator HRA
Memasang spesimen pada anvil
Mengecangkan spesimen menyentuh penetrator hingga jarum kecil tepat dititik mera
Mengatur jarum besar dial indikator pada B
Setelah 1 menit tekan handle pelepas beban
Mencatat hasil pada dial indikator HRA (angka hitam)
A
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
99
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
A
Melepas spesimen dengan cara memutar hand well berlawanan jarum jam
Membersihkan dan merapikan alat
Selesai
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
100
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.4 HASIL DAN PEMBAHASAN 2.4.1 DATA PERCOBAAN Tabel 2.7 Material non perlakuan NO
HRA (Diamond 60)
1
Lempeng Logam (non-perlakuan) 57.5
2
51.8
3
62.5
Rata-
57.26
rata Tabel 2.8 Material 2 kali penumbukan NO
HRA (Diamond 60)
1
Lempeng Logam (non-perlakuan) 66.5
2
59.3
3
61.6
Rata-
62.47
rata Tabel 2.9 Material 4 kali penumbukan NO
HRA (Diamond 60)
1
Lempeng Logam (non-perlakuan) 64
2
68.2
3
66.7
Rata-
66.3
rata Tabel 2.10 Material 6 kali penumbukan NO
HRA (Diamond 60)
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
101
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
1
Lempeng Logam (non-perlakuan) 63.5
2
62.5
3
71.2
Rata-
65.73
rata 2.4.2
Pengolahan Data A. Rumus Perhitungan Konversi a. Pengujian dengan Skala HRA
(6.85 10 5 ) HRA 112.3 HV
1
2
HV →
6.85 10 5 (112.3 HRA ) 2
HB 0.95 HV b. Untuk pengujian dengan skala HRF (dilihat dari tabel konversi), Jika nilainya tidak ada maka dilakukan interpolasi. c. Interpolasi dari tabel kekerasan pada lampiran :
HRnbatasatas HRnbatasbawah HVbatasatas HVbatasbawah HRnbatasatas HRnbatasbawah HVbatasatas HV Contoh : Nilai kekerasan kuningan diberikan pada data sebagai berikut : B. Mengkonversi dari skala HRA dam HRF ke skala HV dan HB a. Tabel 2.11 Material non perlakuan Lempeng Logam No
HRA
HV
HB
.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
102
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
1.
57.5
228.10
216.695
2.
51.8
187.146
177.789
3.
61.8
265.318
252.02
HV = 6,85 x 105
HV = 6,85 x 105
112,3 - 51.8 2
112,3 - 57.5 2 2
= 187.146 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 187.146 = 177.789
= 228.10 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 228.10 = 216.695 HV = 6,85 x 105
112,3 - 62.5) 2
= 265.318 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 265.318 = 252.05
b. Tabel 2.12 Material 2 kali penumbukan Baja ST 60 No . 1.
HRA
HV
HB
66.5
326.56
310.232
2.
59.3
243.86
231.67
3.
61.6
266.486
253.16
HV = 6,85 x 105
112,3 - 66.5
HV = 6,85 x 105
112,3 - 59.3 2
2
= 326.56 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 326.56 = 310.232
= 243.86 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 243.86 = 231.67
HV = 6,85 x 105
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
103
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
112,3 - 61.6 2 = 266.486 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 266.486 = 253.16 c. Tabel 2.13 Material 4 kali penumbukan Besi cor HV
No
HRA
. 1.
64
293.63
278.95
2.
68.2
352.22
334.61
3.
66.7
329.43
313.34
HV = 6,85 x 105
112,3 - 64 2
HB
2
= 293.63 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 293.63 = 278.95 HV = 6,85 x 105
112,3 - 68.2 2
= 352.22 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 352.22 = 334.61 HV = 6,85 x 105
112,3 - 66.7 2
= 329.43 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 329.43 = 313.34 d.
Tabel 2.14 Material 6 kali penumbukan Kuningan
No
HRB
HV
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
HB
104
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
. 1. 2. 3.
63.5 62.5 71.2
273.26 253.16 385.24
287.64 276.21 405.51
HV = 6,85 x 105
112,3 - 63.5
HV = 6,85 x 105
112,3 - 71.2 2
2
= 287.64 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 287.64 = 273.26
= 405.51 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 405.51 = 385.24
HV = 6,85 x 105
112,3 - 62.5 2
= 276.21 HB = 0,95 x HV HB = 0,95 x 276.21 = 253.16
2.4.2.2 Keseksamaan Nilai Kekerasan A. Rumus Perhitungan 1. Metode Rockwell
HR HR n n 1 HR
2
HR = ( HR HR ) HR 100% H R Ralat Nisbi =
1
Keseksamaan =
HR 100% HR
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
105
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.
Metode Vickers
HV HV n n 1
HV =
2
HV HV ) =( HV 100% HV Ralat Nisbi = HV
HV 100% HV
1
Keseksamaan= 3. Metode Brinell
HB HB n n 1 HB HB Ralat Nisbi
2
= ( HB HB ) HB 100% = HB
HB 100% HB
1
Keseksamaan = A. Material Non Perlakuan
1. Tabel 2.26 Baja ST 40 NO.
HRA
(HRA- HRA )2
HV
(HV- HV )2
HB
(HB- HB )2
1.
53.00
0.25
194.80
11.24
185.06
10.15
2.
54.00
0.25
201.54
11.47
191.46
10.33
3.
53.50
0.00
198.12
0.00
188.22
0.00
Rata-
HR = 53.50
0.50
HV = 198.15
22.72
HB =188.2
20.48
rata
HRA HR A HRA n n 1
5
2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
106
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
0.50 6
= 0.28
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (53.500.28)
Ralat Nisbi
0.28 100% 53.5 =
0..52% Keseksamaan
1
=
0.28 100% 53.5
99.48%
HV HV HV n n 1
2
22.72 6 = = 1.9
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (198.151.9)
Ralat Nisbi
1.9 100% = 198.15
0.95% Keseksamaan
1
=
1.9 100% 198.15
99.04%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
107
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
HB HB HB n n 1
2
20.48 6 = = 1.74
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (188.251.74)
1.74 100% = 188.25
Ralat Nisbi
0.22%
Keseksamaan
1.74 100% 188.25 = 99.07% 1
2. Tabel 2.27 Baja ST 60 (HV- HV )2 18.15
NO.
HRA
1
57.5
(HRA- HRA )2 0.25
2
58
0.00
232.32
0.00
220.71
0.00
3
58.5
0.25
236.66
18.49
224.83
16.67
Rata
HR =58.00
0.50
-rata
HRA HR A HRA n n 1
HV 228.1
HV = 232.36
36.64
HB 216.7
HB =220.75
(HB- HB )2 16.38
33.05
2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
108
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
0.50 6
= 0.083 Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (58.000.083)
Ralat Nisbi
0.083 100% 58.00 = 0.143%
Keseksamaan
1
=
0.083 100% 58.00
99.85%
HV HV HV n n 1
2
36.64 6 = = 2.47
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) =(201.20.23)
Ralat Nisbi
0.23 100% 201.2 =
0.11% Keseksamaan
1
=
0.23 100% 201.2
99.88%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
109
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
HB HB HB n n 1
2
33.05 6 = = 2.23
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) =(220.752.23)
Ralat Nisbi
2.23 100% 220.75 =
1.06%
Keseksamaan
1
=
2.23 100% 220.75
98.93%
3. Tabel 2.28 Besi Cor
281.84
(HV- HV )2 0.00
267.74
(HB- H 0.00
0.25
276.21
32.34
262.39
29.2
63.5
0.25
287.64
32.99
273.26
29.8
HR = 63.00
0,50
HB = 267.80
59
NO.
HRA
1.
63
(HRA- HRA )2 0.00
2.
62.5
3. Ratarata
HRA HR A HRA n n 1
HV
HV = 281.90
65.33
HB
2
0,50 6
=0.08
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
110
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (63.000.08)
Ralat Nisbi
0.08 100% 63.00 =
2.22% Keseksamaan
1
=
0.08 100% 63.00
99.97%
HV HV HV n n 1
2
65.33 6 = = 3.2
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (281.903.2)
Ralat Nisbi
3.2 100% 281.90 =
1.13%
1
Keseksamaan
=
3.2 100% 281,90
98.86%
HB HB HB n n 1
2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
111
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
59.08 6 = = 3.13 Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (267.803.13)
Ralat Nisbi
3.13 100% 267.80 =
1.16% Keseksamaan
1
=
3.13 100% 267.80
98.83%
4. Tabel 2.29 Kuningan HRB
(HRB- HRB )2
HV
(HV- HV )2
HB
(HB- HB )2
1.
70
0.0289
470
2.79
442
0.0069
2.
69.5
0.1089
465
11.09
441.75
0.0289
3.
70
0.0289
470
2.79
442
0.0069
HRF =69.8
0.17
NO.
Ratarata
3
HV = 468.33
HRA HRA HRB n n 1
HB = 16.67
441.92
7
2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
0.042
112
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
3.5 6
= 0,76
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HRA HRA ) = (72.50,76)
Ralat Nisbi
0,76 100% = 72.5
1.04%
Keseksamaan
1
=
0,76 100% 72.5
98,96%
HV HV HV n n 1
2
14 = 6 = 1.53 Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (1241.53)
Ralat Nisbi
1.53 100% = 124
1,23%
Keseksamaan
1
=
1.53 100% 124
98,77%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
113
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
HB HB HB n n 1
2
13.68 6 = = 2.28
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (117.32.28)
Ralat Nisbi
2.28 100% = 117.3
1,94%
Keseksamaan
1
=
2.28 100% 117.3
98,05%
5. Tabel 2.30 Tembaga NO.
HRB
(HRB- HRB )2
HV
(HV- HV )2
HB
(HB- HB )2
1.
39.5
0.4489
274
3.0625
260.3
2.77
2.
38.5
2.7889
272
14.0625
258.4
7.78
3.
42.5
5.4289
281.25
30.25
267.19
27.35
Rata
HRF = 40.17
8.67
HV =
-rata
275.8
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
HB = 47.375
261.96
114
37.90
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
HRA HRA HRB n n 1
2
11.18 6
= 1.86
Nilai HRB yang sesungguhnya
= ( HRA HRA ) = (40.11.86)
Ralat Nisbi
1.86 100% = 40.1
4.63%
Keseksamaan
1
=
1.86 100% 40.1
95.36%
HV HV HV n n 1
2
9.5 = 6 = 1.26 Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (82.51.26)
Ralat Nisbi
1.26 100% 82.5 =
1,53%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
115
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Keseksamaan
1
=
1.26 100% 82.5
98,47%
HB HB HB n n 1
2
8.51 6 = = 1.41
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (78.361.41)
Ralat Nisbi
1.41 100% 78.36 = 1.79%
Keseksamaan
1
=
1.41 100% 78.36
98.2%
6. Tabel 2.31 Aluminium NO. 1. 2. 3.
HRB
(HRB- HRB )2
HV
(HV- HV )2
HB
(HB- HB )2
72
1.7689
490
277.77
461
235.11
71
5.4289
480
711.29
451
641.61
77
13.4689
550
1874.89
517
1654.05
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
116
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Ratarata
20.67
HRF =
HV = 506.7
73.33
HRA HRA HRB n n 1
HB = 954.65
476.33
2530.7
2
16.67 6
= 1.67
Nilai HRB yang sesungguhnya
= ( HRA HRA ) = (78.31.67)
Ralat Nisbi
1.67 100% 78.3 = 2.13%
Keseksamaan
1
=
1.67 100% 78.3
97.86%
HV HV HV n n 1
2
8.67 6 = = 1.20
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV )
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
117
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
= (118.31.20)
Ralat Nisbi
1.20 100% 118.3 = 1,01%
Keseksamaan
1
=
1.20 100% 118.3
98,99%
HB HB HB n n 1
2
7.89 6 = = 1.15
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (112.41.15)
Ralat Nisbi
1.15 100% = 112.4 1,02%
Keseksamaan
1.15 100% 112.4 = 98,98% 1
B. Material Perlakuan Panas 1. Perlakuan panas dengan pendinginan udara a. Tabel 2.32 Baja ST 40 NO.
HRA
(HRA- HRA )2
HV
1.
67.00
1.36
333.81
354.82
317.12
320.17
2.
67.50
0.44
341.30
128.75
324.23
116.28
(HV- HV )2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
HB
(HB- HB )2
118
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
3.
70.00
3.36
HR = 54
4.5
Ratarata
382.83
HRA HR A HRA n n 1
HV = 194.88
911.03
63.08
363.69 HB = 185.14
822.35
2
4.5 6
= 0.89
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (540.89)
Ralat Nisbi
0.89 100% = 54 1 .6 %
Keseksamaan
1
=
0.89 100% 54
98.34%
HV HV HV n n 1
2
63.08 6 = = 3.2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
119
57.00
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (194.883.2)
Ralat Nisbi
3.2 100% 194.88 =
16.4%
Keseksamaan
1
=
3.2 100% 194.88
83.57%
HB HB HB n n 1
2
57.00 6 = = 3.08 Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (185.143.08)
Ralat Nisbi
3.08 100% 185.14 = 3.6%
Keseksamaan
1
=
3.08 100% 185.14
99.38%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
120
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2. Tabel 2.33 Baja ST 60
191.55
(HV- HV )2 1.29
0.69
198.12
0.44
188.39
NO.
HRA
1.
52.50
(HRA- HRA )2 0.03
2.
53.50
3.
52.00
Rata
HR = 52.67
-rata
HV = 192.69
1.17
HRA HR A HRA n n 1
HV
181.98
(HB- HB )2 1.16
29.52
188.22
26.66
18.46
178.97
16.70
49.27
HB
HB = 183.06
2
1.17 6
= 0.44 Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (52.670.44)
Ralat Nisbi
0.44 100% 52.67 = 0.83%
Keseksamaan
1
=
0.44 100% 52.67
99.16%
HV HV HV n n 1
2
49.27 6 = = 2.86
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
121
44.52
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (192.692.86)
Ralat Nisbi
2.86 100% 192.69 =
0.14% Keseksamaan
1
=
2.86 100% 192.68
99.85%
HB HB HB n n 1
2
44.52 6 = = 2.72 Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (183.062.72)
Ralat Nisbi
2.72 100% 183.06 =
1.48% Keseksamaan
1
=
2.72 100% 183.06
98.51%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
122
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
3. Tabel 2.34 Besi Cor
55.00
(HRA- HRA )2 0.25
208.63
(HV- HV )2 14.36
2.
55.00
0.25
208.63
3.
56.50
1.00
220.00
Rata-
HR = 55.50
NO.
HRA
1.
rata
198.20
(HB- HB )2 12.96
14.36
198.20
12.96
57.46
209.00
51.84
HV =
1.50
HRA HR A HRA n n 1
HV
212.42
HB
HB = 201.80
86.18
2
1.5 6
= 0.5 Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (55.500.5)
Ralat Nisbi
0.5 100% = 55.5
0.9% Keseksamaan
1
=
0.5 100% 55.5
99.09%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
123
77.76
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
HV HV HV n n 1
2
86.18 6 = = 3.78
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (212.423.78)
Ralat Nisbi
3.78 100% = 212.42
1.78% Keseksamaan
1
=
3.78 100% 212.42
98.2%
HB HB HB n n 1
2
77.76 6 = = 3.6 Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (201.83.6)
Ralat Nisbi
3.6 100% 201.8 =
1.78%
Keseksamaan
=
1
3.6 100% 201.8
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
124
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
98.21%
2. Perlakuan panas dengan pendinginan air 1. Tabel 2.35 Baja ST 40 NO.
HRA
(HRA- HRA )2
HV
(HV- HV )2
HB
(HB- HB )2
1.
51
0.69
208.63
14.36
198.20
12.96
2.
50.5
1.78
208.63
14.36
198.20
12.96
3.
54
4.69
220.00
57.46
209.00
51.84
Rata
HR =
-rata
51.83
7.17
HV = 212.42
HRA HR A HRA n n 1
HB = 86.18
201.80
77.76
2
7.17 6
= 1.09
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (51.831.09)
Ralat Nisbi
1.09 100% 51.83 =
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
125
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.1%
Keseksamaan
1
=
1.09 100% 51.83
97.89%
HV HV HV n n 1
2
86.18 6 = = 3.78 Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (212.423.78)
Ralat Nisbi
3.78 100% 212.42 =
0.17%
Keseksamaan
1
=
3.78 100% 212.42
99.8%
HB HB HB n n 1
2
77.76 6 = = 3.6
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (201.803.6)
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
126
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Ralat Nisbi
0.1 100% 123.5 =
0.17%
Keseksamaan
1
=
0.1 100% 123.5
99.8%
2. Tabel 2.36 Baja ST 60 NO.
HRA
1.
55.50
(HRA- HRA )2 4.00
2.
53.00
3.
52.00
Rata -rata
HR = 53.50
208.63
(HV- HV )2 14.36
0.25
208.63
2.25
220.00
HV = 212.42
6.5
HRA HR A HRA n n 1
HV
HB 198.20
(HB- HB )2 12.96
14.36
198.20
12.96
57.46
209.00
51.84
HB = 86.18
201.80
77.76
2
6.5 6
= 1.04 Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (53.51.04)
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
127
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Ralat Nisbi
1.04 100% 53.5 =
1.9% Keseksamaan
1
=
1.04 100% 53.5
98.05%
HV HV HV n n 1
2
86.18 6 = = 3.78
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (212.423.78)
Ralat Nisbi
3.78 100% = 212.42
3.12% Keseksamaan
1
=
3.78 100% 212.42
96.8%
HB HB HB n n 1
2
77.76 6 = = 3.6 Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB )
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
128
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
= (201.803.6)
Ralat Nisbi
1.36 100% 199.2 = 0.68%
Keseksamaan
1
=
1.36 100% 199.2
99.31%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
129
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Tabel 2.37 Besi Cor NO.
HRA
1.
55.00
(HRA- HRA )2 0.25
2.
55.00
3.
56.50
Ratarata
208.63
(HV- HV )2 14.36
0.25
208.63
1.00
220.00
HR =55.5
HV
HV = 212.42
1.50
HRA HR A HRA n n 1
HB 198.20
(HB- HB )2 12.96
14.36
198.20
12.96
57.46
209.00
51.84
HB = 86.18
201.80
2
1.5 6 = 0.5
Nilai HRA yang sesungguhnya
= ( HR A HRA ) = (55.50.5)
Ralat Nisbi
0.5 100% 55.5 = 0.90%
Keseksamaan
1
=
0.5 100% 55.5
99.09%
HV HV HV n n 1
2
86.18 6 = = 3.78
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
130
77.76
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
Nilai HV yang sesungguhnya
= ( HV HV ) = (212.423.78)
Ralat Nisbi
3.78 100% 212.42 =
1.78% Keseksamaan
1
=
3.78 100% 212.42
98.21%
HB HB HB n n 1
2
77.76 6 = = 3.6
Nilai HB yang sesungguhnya
= ( HB HB ) = (201.803.6)
Ralat Nisbi
3.6 100% = 201.80
1.78% Keseksamaan
1
3.6 100% 201.80
= 98.2%
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
131
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.4.3 Analisa data Tabel 2.38 Nilai Kekerasan Nama Bahan
Brinell Hardness (kg/mm2)
Besi cor
180-250
ST 60 nonperlakuan
170-195
ST 40 nonperlakuan
95-120
Kuningan
85
Tembaga
75
Alumunium
25-40
ST 60 normalizing
229
ST 60 quenching
311
ST 40 normalizing
170
ST 40 quenching
262
Untuk lebih mengetahui nilai kekerasan lebih jelas, dapat melihat tabel. Kekerasan besi cor lebih besar daripada baja ST 60 dan baja ST 40 , ini disebabkan karena besi cor mempunyai kandungan karbon paling besar dibanding baja ST 60 dan baja ST 40. Sedangkan baja ST 60 (Kandungan karbonnya 0,3 – 0,7 % C ) lebih kaya karbon sehingga termasuk baja karbon tinggi, daripada baja ST 40 (< 0,3 % C) dan termasuk baja karbon rendah. Semakin banyak karbon maka nilai kekerasan makin besar dan keuletan makin kecil. Untuk kandungan karbon kurang dari 2,14% disebut besi baja karbon rendah,antara 2,14%-6,7% disebut besi cor,dan lebih dari 6,7% tidak dapat disebut baja tetapi disebut cementit / besi karbida (Fe 3 C) Sedangkan untuk kuningan mengandung 2 % Al juga merupakan tembaga paduan sehingga memiliki kekerasan yang lebih besar dibandingkan
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
132
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
aluminium dan tembaga. Ini disebabkan kuningan mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada tembaga dan aluminium. Tembaga memiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada aluminium, ini disebabkan tembaga mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada aluminium yaitu sekitar 200 N/mm2 pada suhu rendah kekuatan tarik jauh lebih besar. Tembaga itu sendiri apabila direaksikan dengan oksigen dapat menjadi lebih ulet (0,04 % O) hal ini menjadikan berkurangnya kandungan karbon pada tembaga tersebut. Aluminium mempunyai kekerasan paling rendah, hal ini disebabkan kekuatan tarik aluminium paling kecil yaitu sekitar 10 kg/mm3 dan aluminium juga mempunyai sifat lunak lebih berat dari Sn dan lebih lunak dari Zn. 3
Mempunyai berat jenis 2,7.10 Kg/m3, regangan 18 – 25 %. Tabel 2.39 Hasil yang didapat dari pengujian material non perlakuan NAMA BAHAN
KEKERASAN
KEKERASAN
KEKERASAN
Baja ST 40
BRINELL (HB) (188.251.74)
ROCKWELL (HR) (53.500.28)
VICKER (HV) (1981.9)
Baja ST 60
(220.752.23)
(58.000.083)
(201.20.23)
Besi Cor
(287.803.13)
(63.00 0.08)
(281.903.2)
Kuningan
(117.32.28)
(72.50,76)
(1241.53)
Tembaga
(78.31.67)
(40.11.86)
(82.51.26)
Aluminium
(112.41.15)
(78.31.67)
(118.31.20)
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
133
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
350 300 250 200 150
KEKERASAN BRINELL (HB)
100
KEKERASAN ROCKWELL (HR) KEKERASAN VICKER (HV)
50 0
Gambar 2.23 Grafik Nilai Kekerasan Material Non Perlakuan Analisa: Berdasarkan data pengujian, nilai kekerasan besi cor tidak lebih besar dibandingkan baja ST 60. Terjadi penyimpangan pada data hasil pengujian kekerasan. Seharusnya nilai kekerasan besi cor lebih besar daripada baja ST60 karena besi cor memiliki kandungan karbon paling besar dibanding baja ST 60 dan baja ST 40. Sedangkan untuk nilai kekerasan kuningan, tembaga dan aluminium terjadi penyimpangan karena hasil kekerasan aluminium lebih besar dibandingkan tembaga. Seharusnya tembaga memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi daripada aluminium, karena tembaga mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada aluminium Penyimpangan dapat saja terjadi disebabkan oleh beberapa faktor sebagai berikut: a. Dalam persiapan untuk uji keras (seperti mengikir dan mengamplas) terjadi banyak perlakuan lain seperti bubut dan gerinda. b. Jarak penetrasi terlalu dekat c. Waktu penetrasi kurang lama d. Ketidaktelitian praktikan dalam membaca dial indicator pada alat uji kekerasan e. Spesimen tertukar dengan specimen yang lain
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
134
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.4.3.1
Material Perlakuan Panas Urutan nilai kekerasan antara bahan yang mengalami perlakuan panas dengan pendinginan udara dan pendinginan air yaitu: pendinginan air > pendinginan udara. Perlakuan panas dengan pendinginan air merupakan proses hardening yaitu proses quenching. Quenching adalah suatu proses perlakuan panas terhadap suatu material dengan cara dipanaskan terlebih dahulu sampai suhu austenit (900oC). Kemudian dilakukan proses pendinginan cepat yaitu dalam hal ini dengan media air. Proses
pendinginan
ini
berlangsung
cepat
mengakibatkan
terbentuknya martensit yang keras. Martensit mempunyai struktur kristal yang bersifat tidak stabil,berbentuk seperti jarum, dan bersifat sangat keras dan rapuh. Sedangkan untuk perlakuan panas dengan pendinginan udara merupakan proses softening yaitu proses normalizing. Normalizing adalah proses di mana material dipanaskan dahulu sampai suhu austenit kemudian dilakukan pendinginan dengan medium udara secara perlahan. Proses ini terjadi pada suhu 55-650C diatas daerah austenit murni. Pendinginan ini mencegah timbulnya segregasi praeutektoid sehingga struktur mikro yang terbentuk adalah perlit halus dan tidak ada ferit praeutektoid dalam jumlah banyak. Dengan demikian akan dihasilkan material yang kekerasannya lebih kecil dari sebelumnya. Dari penjelasan di atas jelaslah bahwa kekerasan material dengan perlakuan panas dengan pendinginan air lebih besar daripada perlakuan panas dengan pendinginan udara. Hasil yang didapat dari pengujian adalah:
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
135
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
1
Material Perlakuan Panas dengan Pendinginan Air
Tabel 2.40 Hasil yang didapat dari pengujian material pendinginan air NAMA BAHAN
KEKERASAN
KEKERASAN
KEKERASAN
Baja ST 40
BRINELL (HB) (201.803.6)
ROCKWELL (HR) (540.89)
VICKER (HV) (212.423.78)
Baja ST 60
(1999.21.36)
(52.670.44)
(212.423.78)
Besi Cor
(201.83.6)
(55.500.5)
(212.423.78)
250
200 KEKERASAN BRINELL (HB)
150
KEKERASAN ROCKWELL (HR)
100
KEKERASAN VICKER (HV)
50
0 Baja ST 40
Baja ST 60
Besi Cor
Gambar 2.24 Grafik Nilai Kekerasan Material Perlakuan Panas dengan Pendinginan Air Analisa: Berdasarkan data pengujian, nilai kekerasan besi cor tidak lebih besar dibandingkan baja ST 60. Terjadi penyimpangan pada data hasil pengujian kekerasan. Seharusnya nilai kekerasan besi cor lebih besar daripada baja ST60 karena besi cor memiliki kandungan karbon paling besar dibanding baja ST 60 dan baja ST 40. Penyimpangan dari material perlakuan panas dengan pendinginan air pada besi cor dan baja ST 60 dapat saja terjadi disebabkan oleh faktor-faktor sebagai berikut :
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
136
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
1. Dalam persiapan untuk uji keras (seperti mengikir dan mengamplas) terjadi banyak perlakuan lain seperti bubut dan gerinda. 2. Jarak penetrasi terlalu dekat 3. Waktu penetrasi kurang lama 4. Ketidaktelitian praktikan dalam membaca dial indicator pada alat uji kekerasan 5. Spesimen tertukar dengan spesimen yang lain 2
Material Perlakuan Panas dengan Pendinginan Udara
Tabel 2.41 Hasil yang didapat dari pengujian material pendinginan udara NAMA BAHAN
KEKERASAN
KEKERASAN
KEKERASAN
Baja ST 40
BRINELL (HB) (51.830.1)
ROCKWELL (HR) (51.831.09)
VICKER (HV) (1300.13)
Baja ST 60
(199.22.72)
(53.51.04)
(209.81.09)
Besi Cor
(201.803.6)
(55.50.5)
(212.423.78)
250 200 150
KEKERASAN BRINELL (HB)
100
KEKERASAN ROCKWELL (HR) KEKERASAN VICKER (HV)
50 0 Baja ST 40
Baja ST 60
Besi Cor
Gambar 2.25 Grafik Nilai Kekerasan Material Perlakuan Panas denganPendinginan Udara Analisa: Berdasarkan data pengujian, nilai kekerasan besi cor tidak lebih besar dibandingkan baja ST 60. Terjadi penyimpangan pada data hasil pengujian
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
137
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
kekerasan. Seharusnya nilai kekerasan besi cor lebih besar daripada baja ST60 karena besi cor memiliki kandungan karbon paling besar dibanding baja ST 60 dan baja ST 40. Penyimpangan dari material perlakuan panas dengan pendinginan udara pada besi cor dan baja ST 60 dapat saja terjadi disebabkan oleh faktor-faktor sebagai berikut : a
Dalam persiapan untuk uji keras (seperti mengikir dan mengamplas) terjadi banyak perlakuan lain seperti bubut dan gerinda.
b
Jarak penetrasi terlalu dekat
c
Waktu penetrasi kurang lama
d
Ketidaktelitian praktikan dalam membaca dial indicator pada alat uji kekerasan
e
Spesimen tertukar dengan specimen yang lain
Analisa perbandingan antara dua perlakuan tersebut adalah: 1
Berdasarkan data hasil pengujian kekerasan material tampak bahwa nilai kekerasan untuk baja ST 60 perlakuan panas dengan pendinginan udara dan dengan pendinginan air, hal ini tidak sesuai dengan referensi. Kemungkinan dalam pengujian spesimen dari perlakuan air tertukar dengan spesimen dari perlakuan udara.
2
Selain hasil dari pengujian pada baja ST 60 tidak sesuai dengan referensi, hasil pengujian dari baja ST 40 dan besi cor hasilnya sesuai dengan referensi. Berdasarkan percobaan : -
Baja ST 40 : Pendinginan air > Pendinginan udara
-
Baja ST 60 : Pendinginan udara > Pendinginan air
-
Besi Cor
: Pendinginan air > Pendinginan udara
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
138
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
2.5 PENUTUP 2.5.1 Kesimpulan 1. Kekerasan suatu material didefinisikan sebagai ketahanan suatu material untuk menerima penetrasi/tekanan dari material lain atau deformasi. 2. Uji kekerasan merupakan pengujian untuk memperoleh nilai kekerasan dari suatu material. 3. Dari hasil pengujian diperoleh data sebagai berikut: Tabel 2.42 Hasil yang didapat dari pengujian material Non Perlakuan NAMA BAHAN Baja ST 40
KEKERASAN BRINELL (HB) (188.251.74)
KEKERASAN ROCKWELL (HR) (53.500.28)
KEKERASAN VICKER (HV) (1981.9)
Baja ST 60
(220.752.23)
(58.000.083)
(201.20.23)
Besi Cor
(287.803.13)
(63.00 0.08)
(281.903.2)
Kuningan
(117.32.28)
(72.50,76)
(1241.53)
Tembaga
(78.31.67)
(40.11.86)
(82.51.26)
Aluminium
(112.41.15)
(78.31.67)
(118.31.20)
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
139
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
NAMA BAHAN Baja ST 40
Perlakuan Panas dengan Pendinginan Udara KEKERASAN KEKERASAN BRINELL (HB) ROCKWELL (HR) (51.830.1) (51.831.09)
KEKERASAN VICKER (HV) (1300.13)
Baja ST 60
(199.22.72)
(53.51.04)
(209.81.09)
Besi Cor
(201.803.6)
(55.50.5)
(212.423.78)
NAMA BAHAN Baja ST 40
Perlakuan Panas dengan Pendinginan Air KEKERASAN KEKERASAN BRINELL (HB) ROCKWELL (HR) (185.143.08) (540.89)
KEKERASAN VICKER (HV) (194.883.2)
Baja ST 60
(183.062.72)
(52.670.44)
(192.692.86)
Besi Cor
(201.83.6)
(55.500.5)
(212.423.78)
4. Kekerasan suatu material tergantung dari kadar karbon dan bila mengalami perlakuan panas tergantung juga dari laju pendinginanya. 5. Material mengalami perlakuan panas dengan pendinginan air lebih keras daripada pendinginan udara karena laju pendinginanya lebih cepat sehingga terbentuk martensit. 2.5.2 Saran Untuk mendapatkan data hasil pengujian yang akurat maka sebaiknya : 1
Pengamplasan dilakukan sebaik mungkin sampai permukaan benda uji benar-benar rata, halus, dan bersih serta sejajar antara permukaan atas dan bawah.
2
Pengidentasi dan landasannya harus bersih dan dudukannya baik.
3
Teliti dalam mengatur dial indicator, posisi jarum kecil dan jarum besar harus tepat.
4
Dalam menggerakan tuas harus tepat di posisi masing-masing tidak boleh lebih dan tidak boleh kurang.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
140
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
5
Jarak titik penetrasi jangan terlalu dekat.
6
Teliti dalam membaca skala.
7
Spesimen pengujian jangan sampai tertukar.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
141
Laporan Kelompok Praktikum Struktur dan Sifat Material 2011 BAB II
DAFTAR PUSTAKA [1]
Vander Voort,George. Metallography
[2]
Dieter, Goerge . Mechanical Metallurgy
[3]
William D. Callister, Jr .2007. Fundamentals of Material Science and Engineering 7th edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.
[4]
Job Sheet Praktikum Struktur dan Sifat Material, 2011
[5]
Laboratorium Metalurgi Fisik Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
[6]
Ilmu Pengetahuan Bahan, BJM Bemer
[7]
www.shu.ac.uk/research/meri.instr./hard.htm
[8]
http://dataujiIndonesia.itrademarket.com
[9]
http://www.leco.com/products/metallography/gudes/HARDSCALESBOOKLET 200-971.pdf
[10]
http://forum.supermotoindonesia.com/showthread.php?t=2793
[11]
Armani Hari dan Daryanto. Ilmu Bahan.
[12]
http://indusri15rizqi.blog.mercubuana.ac.id/
[13]
http://www.saarstahl.de/grundlagen_der_waermebehandlung.html?&L=1
[14]
http://www.batan.go.id/ptlr/08id/files/u1/sntpl8/proceeding/17%20Aisyah%20_ 159-174_.pdf
Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro
142
