BAB III MIKROGRAFI
3.1
PENDAHULUAN Semua material logam maupun paduannya mempunyai stuktur mikro yang
berbeda-beda. Antara logam yang satu dengan yang lain mempunyai kekuatan yang tidak sama. Hal ini dikarenakan berbedanya struktur mikro tersebut. Stuktur mikro merupakan kumpulan atom-atom yang mempunyai geometri tertentu dan berulang. Dalam struktur mikro banyak informasi yang didapat antara lain kekuatan suatu material, ketangguhan serta daya redam yang bisa diserap oleh material hal tersebut. Struktur mikro ini yang menentukan sifat dan karakteristik dari suatu material. Karena ukurannya yang sangat kecil, kita tidak bisa melihat struktur mikro tanpa bantuan mikroskop. Uji mikrografi merupakan pengujian yang dilakukan terhadap material untuk memperoleh gambar struktur mikronya. dengan uji mikrografi kita dapat memperoleh gambar butiran dan mengetahui batas-batas butiran serta bentuk butiran. [6]
3.1.1
Latar Belakang Mikrografi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk memperoleh gambar
yang menunjukan struktur mikro sebuah logam atau paduan. Melalui proses ini kita dapat mengetahui struktur dari suatu logam atau paduan dengan memperjelas batasbatas butir logam sehingga dapat langsung dilihat dengan menggunakan mikroskop dan diambil gambarnya. Ada 2 macam cara untuk pemeriksaan struktur kristal, dan yang biasa dilakukan yaitu pemeriksaan makro dan pemeriksaan mikro. [1] Selain itu, mikrografi menjadi sangat penting karena untuk memproses suatu bahan kita harus mengetahui sifat dari bahan tersebut. Dengan mengetahui struktur bahan yang dapat diketahui dengan mikrografi kita dapat mengetahui sifat dari suatu bahan sehingga kita dapat mengolah suatu bahan menjadi yang kita inginkan. Dengan demikian kita juga dapat mengetahui karakteristik dari suatu material. [1]
3.1.2
Tujuan Praktikum Dalam melaksanakan sebuah pengujian tentunya mempunyai tujuan yang
hendak di capai. Adapun tujuan praktikum mikrografi adalah sebagai berikut : 1.
Mengetahui struktur mikro logam dan paduan dengan bantuan mikroskop.
2.
Membandingkan struktur mikro logam hasil proses heat treatment dengan struktur mikro logam dalam keadaan non heat treatment.
3.
Mengetahui struktur dan sifat dari suatu material, sehingga material tersebut dapat dikembangkan lebih jauh.
4.
Mengetahui alat dan bahan yang digunakan pada uji mikrografi.
5.
Mengetahui urutan pelaksanaan prosedur dalam pengujian mikrografi. [2]
3.2
DASAR TEORI Mikrografi berasal dari dua kata, yaitu “mikro” yang berarti sangat kecil dan
kata “grafi” yang berarti gambar. Mikrografi adalah gambar yang menunjukan struktur mikro pada hal ini struktur logam dan paduannya. Ada dua macam pengujian struktur kristal yang biasa dilakukan yaitu pengujian makro dan mikro.[3]
3.2.1
Pengertian Struktur Mikrografi Logam adalah suatu unsur yang mempunyai sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras,
mengkilat, dan penghantar listrik dan panas. Sifat-sifat metal pada umumnya dapat digolongkan atas : a.
Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties) Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal
(logam).
b.
Sifat –sifat mekanik (Mechanical Properties) Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar,
yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain. Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor dan sebagainya.
c.
Sifat – sifat Fisik (Physical Properties) Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis,
daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam. Struktur mikro logam merupakan penggabungan dari satu atau lebih struktur kristal. Pada umumnya logam terdiri dari banyak kristal (majemuk), walaupun ada diantaranya hanya terdiri dari satu kristal saja (tunggal). Tetapi logam dengan kristal majemuk memungkinkan pengembangan berbagai sifat-sifat yang dapat memperluas ruang lingkup pemakaiannya. Dalam logam, kristal sering disebut sebagai butiran. Batas pemisah antara dua kristal pemisah antara dua kristal disebut batas butir (Grain Boundary). [7] Terdapat empat bentuk struktur kristal logam antara lain adalah sebagi berikut : 1.
Struktur Kristal Pemusatan Ruang (BCC/Body Centeed Cristal) Atom terletak disetiap sudut dan ditengah-tengah kubik. Logam yang mempunyai
struktur ini antara lain: kromium, besi, tungsten. Struktur yang terbentuk dari perpenjangan salah satu dimensi dari BCC disebut BCT (body Centered Tetragonal). Struktur ini terbentuk dari baja martensit. Sifatnya yaitu keras. [4]
(a)
(b)
Gambar 3.1 Struktur kubik pemusatan ruang logam. Bagian (a) gambaran skematik dan terlihat letak atom pada titik pusat (b) Model bola keras [4]
2.
Struktur Kristal Pemusatan Sisi (FCC/Flank Centerd Crystal) Atom terletak disetiap sudut dan ditengah-tengah seluruh sisi kubik. Logam yang
mempunyai struktur ini yaitu: alumunium, emas, perak, nikel. Mempunyai sifat yang lebih lunak. [4]
Gambar 3.2 Struktur kubik pemusatan sisi pada logam. Bagian (a) model bola (b) keras pandangan skematis yang memperlihatkan letak pusat atom [4]
3.
Struktur Hexagonal Close Packed (HCP) Enam atom yang membentuk segi enam diatas dan di bawah struktur mengelilingi
satu atom ditengah, tiga atom lainnya terletak ditengah-tengah struktur. Logam yang mempunyai struktur ini antara lain magnesium, seng dan titanium. Mempunyai sifat yang kuat karena letak atomnya yang berdekatan.[4]
Gambar 3.3 Struktur kristal Hexagonal Closed Packed [4]
4.
Struktur Body Center Tetragonal (BCT) BCT memiliki satu atom pusat kubus dan seperdelapan atom pada delapan titik
sudutnya. Sel satuan ini memiliki dua sumbu yang sama panjang dan satu sumbu berbeda. Sudut antara sumbu pada struktur BCT adalah 90o. [8]
Gambar 3.4 Model Bola Struktur kristal Body Center Tetragonal [9]
3.2.2
Hubungan Struktur Mikro Terhadap Sifat Material Teknik Sifat – sifat logam, terutama sifat mekanik sangat dipengaruhi oleh struktur
logam disamping komposisi kimianya. Misalnya suatu logam atau paduan (dengan komposisi kimia tertentu) akan mempunyai sifat mekanik yang berbeda, bila struktur mikronya diubah. Struktur mikro dapat diubah dengan jalan memberikan proses perlakuan panas atau heat treatment pada logam atau logam paduan, selain proses perlakuan panas, proses deformasi juga dapat mengubah struktur mikro dari logam atau logam paduan. [3]
3.2.3
Pengujian Struktur Kristal Mikrografi adalah suatu teknik untuk memperoleh gambar pencitraan yang
memperlihatkan struktur kristal dari sebuah logam dan paduannya sehingga dapat diketahui sifat dan karakteristik dari material logam tersebut. Dari proses mikrografi ini kita dapat mengetahui struktur dari suatu logam atau paduan dengan memperjelas batasbatas butir logam sehingga dapat langsung dilihat dengan menggunakan mikroskop dan diambil gambarnya.
Ada dua macam cara untuk memeriksa struktur kristal dan yang biasa dilakukan yaitu pemeriksaan makro dan pemeriksaan mikro. Yang selanjutnya kita akan membahas tentang pemeriksaan makro dan mikro.
3.2.3.1 Pengujian Struktur Makro Pengujian struktur makro dari suatu kristal adalah pengujian penampang dimana bahan dinilai dari besar butir kristal, warna, dan mengkilapnya penampang dari batang uji atau produk yang dipatahkan. Pengujian yang lainnya adalah dengan jalan mengetza dan pembesaran struktur kristal, segregasi, dan pemisahan cacat kecil setelah memoles patahan. Pengujian makro biasanya dilakukan perbesaran yang besarnya di bawah 50x. [3]
3.2.3.2 Pengujian Struktur Mikro Untuk mengetahui struktur mikro dari suatu logam pada umumnya pengujian dilakukan dengan reflek pemendaran (sinar), pada pemolisan atau etsa, tergantung pada permukaan logam uji polis, dan diperiksa langsung di bawah mikroskop atau dietsa lebih dulu, baru diperiksa di bawah mikroskop. Adapun beberapa tahap yang perlu dilakukan sebelum melakukan pengujian struktur mikro, yaitu: a.
Sectioning/Pemotongan Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskopik merupakan hal
yang sangat penting.Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang hendak dilakukan.Pada umumnya bahan komersil tidak homogen, sehingga satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap representatif. Ada beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang digunakan, yaitu meliputi sistem proses pematahan, pengguntingan, penggergajian, pemotongan abrasi (abrasi cutter), gergaji kawat, dan EDM (Electric Discharge Machining)
Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua, yaitu : 1. Teknik pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan gerinda. 2. Teknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan low speed diamond saw.
b.
Mounting/Pemegangan Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan
sulit untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan akhir. Sebagai contoh adalah spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran metal tipis, potongan yang tipis, dll. Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen-spesimen tersebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting). Secara umum syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting adalah : 1.
Bersifat inert (tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa)
2.
Sifat eksoterimis rendah
3.
Viskositas rendah
4.
Penyusutan linier rendah
5.
Sifat adhesi baik
6.
Memiliki kekerasan yang sama dengan sampel
7.
Flow ability baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidak teraturan yang terdapat pada sampel
8.
Khusus untuk etsa elektrolitik dan pengujian SEM, bahan mounting harus kondusif.
c.
Grinding/Pengamplasan Kasar Grinding dilakukan dengan menggunakan disc pengamplasan ditutup dengan
Silicon carbide kertas dan air. Ada sejumlah ukuran amplas, yaitu 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000 butir
silicon carbide per inci persegi. Ukuran 800, menunjukkan
kekasaran dan partikel ini adalah ukuran untuk memulai operasi pengamplasan. Selalu menggunakan tekanan langsung di pusat sampel.Lanjutkan pengamplasan hingga semua noda kasar telah dihapus, permukaan sampel rata, dan semua goresan yang pada satu posisi. Mencuci sampel dengan air dan ganti ke ukuran selanjutnya. Hal ini membuat
mudah untuk dilihat ketika goresan semuanya telah dihapus. Setelah operasi pengamplasan selesai pada ukuran amplas 2000, cuci sampel dengan air diikuti oleh alkohol dan keringkan sebelum dipindah ke polish. Atau juga dapat tahap ini ukurannya 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000. Berikut adalah beberapa tahap dalam pengampalasan, yaitu : 1.
Persiapan, tahap ini adalah tahap dimana melakukan pemilihan amplas yang dimulai dengan menggunakan amplas dengan nomor yang paling rendah (kasar) dan juga ditambah dengan penggunaan air dengan tujuan supaya tidak terjadi gesekan antara permukaan spesimen dengan amplas yang dapat mengakibatkan percikan bunga api.
2.
Rough Lap, adalah tahap menghaluskan permukaan dari spesimen dengan menggunakan amplas dari nomor rendah (nomor 200) ke nomor yang paling tinggi (nomor 2000) sampai permukaan dari spesimen yang diuji rata dan tidak ada lagi scratch pada material bila dilihat di mikroskop.
d.
Polishing Tahap polishing bertujuan untuk menghasilkan permukaan spesimen yang rata dan
mengkilap, tidak boleh ada goresan yang merintangi selama pengujian. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan pada “finish lap“ dilakukan secara bertahap dimana tahap–tahap tersebut dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat pemolisan yang lebih halus. Faktor–faktor yang mempengaruhi antara lain : 1.
Kebersihan kain Faktor ini berpengaruh karena apabila dalam melakukan pembersihan tidak sampai
dalam keadaan bersih maka pada waktu dalam tahap pengetzaan sisa autosol maupun air dapat terlihat jelas dalam mikroskop. Kain yang biasa digunakan adalah beludru, katun, dll. 2.
Pemolisan Dalam melakukan pemolisan sebaiknya dilakukan dengan satu arah agar
permukaan spesimen yang dipolis dapat berlangsung dalam waktu yang tidak terlalu lama dan juga tidak terjadi adanya scratch. Contoh: kain dan beludru.
3.
Tekanan Pada waktu melakukan pemolisan, tekanan juga berpengaruh pada proses
pemolisan sebab apabila terlalu menekan, posisi dari pemolisan mungkin akan berubah. 4.
Waktu Selain ketiga faktor tersebut yang perlu diperhatikan lagi adalah faktor waktu,
dalam melakukan pemolisan kita harus menunggu selama beberapa menit (kurang lebih lima menit) supaya permukaan spesimen menjadi rata. dan hal ini disesuaikan dengan setiap campuran logam.
e.
Attack (etching) Etching digunakan dalam metallography untuk memperlihatkan mikrostruktur dari
spesimen dengan menggunaka mikroskop. Spesimen yang akan di-etching harus dipolish secara teliti dan rata serta bebas dari perubahan yang disebabkan deformasi pada permukaan spesimen, alur material, pullout, dan goresan. Meskipun dalam mikrografi beberapa informasi sudah dapat diketahui tanpa proses etching, tetapi mikrostruktur suatu material biasanya baru dapat terlihat setelah dilakukan pengetsaan. Hanya reaktan, pori, celah, dan unsur nonmetalik lainya yang dapat diamati hanya dengan polishing, selebihnya diperlukan etching. Tabel 3.1 Reaktan untuk proses pengetsaan Material Besi, paduan
baja,
Reaktan
Proses
besi Nital HNO3 1-5 ml, 100 ml Dicelup
dalam
ethanol (95%) atau methanol
reaktan selama 1-5
(95%)
detik, dibilas
kemudian air
dikeringkan.
lalu
Aluminium
Keller’s HNO3 2,5 ml, HF 1 ml, Teknik Swabing HCl 1,5 ml, 95 ml aquades Dicelup
dalam
reaktan selama 1-15 detik,
kemudian
dibilas dengan air lalu dikeringkan
dan
didiamkan selama 24 jam Dicelup 1-10 detik,
Tembaga, kuningan
Larutan I :
atau Cu alloy
25 ml NH4OH, 25 ml aquades,
kemudian dibilas air
50 ml H2O2 (3%)
lalu dikeringkan
Larutan II : 5 gr FeCl3, 50 ml HCl, 100 ml aquades Stainless steel
Larutan I :
Dicelup atau diswab
10 ml HNO3, 10 ml Acetic Acid,
beberapa saat (1-10
5 ml HCl, 2-5 ml crops gliserin
detik)
Larutan II : 5 ml HCl, 1 gr picric acid, 100 ml ethanol (95%) dan methanol (95%) Amuntit (Tool steel)
Larutan I :
Dicelup dalam larutan
Nital HNO3 1-5 ml, 100 ml
selama
ethanol (95%) atau methanol
kemudian
(95%)
dalam cairan H2O2
Larutan II :
(3%)
1 gr picric acid, 100 ml ethanol
detik. Lalu bilas air
(95%) atau methanol (95%)
dan keringkan Dicelup
1-5
detik, dicelup
selama
1-2
dalam
reaktan selama 1-5
detik, dibilas
kemudian air
lalu
dikeringkan Teknik Swabing Dicelup/diswab 1-10 detik [2] f.
Foto (pemotretan) Dimaksudkan untuk mendapatkan gambar dari struktur kristal yang dimaksud.
Untuk mendapatkan foto mikrografi yang tajam, variabel berikut harus terkontrol yaitu penghilangan getaran, pelurusan pencahayaan, penyesuaian warna cahaya terhadap korelasi objek, menjaga kejernihan objek, penyesuaian daerah pengamatan, dan lubang diagram serta kecepatan fokus. [5]
3.2.4
Aplikasi Pengujian Mikrografi
ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN STRUKTUR KRISTAL FERITIK F1
Telah dibuat baja feritik yang tahan karat yang diberi kode F1 dengna metode pengecoran. Baja ini dibuat dengan bahan-bahan tambang yang digali di Indonesia, yaitu bahan yang terdiri dari ferro scrap, ferro chrome, ferro mangan, ferro silicon, yang semuanya dalam bentuk granul. Feritik yang dibuat ini juga diberi sedikit titan , dengan kandungan karbon rendah. Pembuatan dimulai dengan menghitung porsi bahanbahan tersebut dari data-data spesifikasi yang diberikan, agar spesifikasi komposisi feritik yang dibuat sesuai dengan yang dikehendaki. Pekerjaan dilanjutkan dengan memasukan bahan-bahan tersebut kedalam foundry furnace induksi yang memiliki sistem pemanasan induksi elektromaget. Pengadukan dilakukan secara otomatis dari siste foundry furnace tersebut. Carian baja yang telah homogen dituang ke dalam ladle untuk selanjutnya dituang kedalam cetakan pasir. Sebagian baja tahan karat feritik tersebut dinormalisir dengan homogensiasai pada suhu 1200oC selama 20 jam, dan dilakukan karakterisasi awal. Hasil pengamatan struktur mikro menunjukan bahwa permukaan bahan homogen dan batas butirnya tidak begitu terlihat jelas. Pola difraksi
menunjukan bahwa bahan memiliki struktur kristal BCC dengan nilai parameter kisi hasil analisis Riedveld sekitar 2,8871 A. Pada bahan feritik hasil pengecoran tampak bahwa struktur mikro lebih condong ke larutan padat a-ferrite dengan sejumlah karbon yang tinggi pada batas butir yang mungkin juga membentuka karbida dengan krom. Ini bisa dilihat pada hasil mikrografi optik dengan perbesaran 200 kali pada gambar 3.5(a). Jika gambar diperbesar lagi pada perbesaran 400 kali, maka akan terlihat seperti gambar 3.5(b). Mikrografi optik hasil pemeriksaan struktur mikro pada baja feritik F1 yang telah dinormalisir dengan proses homogenisasi pada suhu 1200oC selama 20 jam ditunjukan pada gambar 3.6(a). Tampak bahwa struktur mikro pada bagian permukaan homogen dengan batas bulir yang jelas terlihat, kosistensi dengan pengamatan struktur mikro pada gamba 3.5(a) dan gambar 3.5(b). Setelah mengalami homogenisasi dengan waktu yang lama sehingga terjadi pertumbuhan nutir (grain growth) yang sangat besar, maka butir menjadi sangat besar, gambar 3.6(b) merupakan pengulangan dari gambar 3.6(a) hanya dengan perbesaran yang berbeda. (a)
(b)
Gambar 3.5 Mikrografi optik ingot feritik F1 (a) perbesaran 200 kali (b) perbesaran 400 kali (a)
(b)
Gambar 3.6 Mikrografi optik feiritik F1 setelah dihomogenisasi pada suhu 1200oC selama 20 jam (a) perbesaran 200 kali (b) perbesaran 400 kali
3.3
METODOLOGI PENELITIAN Dalam suatu pengujian pasti dibutuhkan suatu prosedur untuk memperlancar
pelaksaan pengujian tersebut. Pengujian mikrogarfi pun memerlukan suatu prosedur dalam pelaksanaannya. Prosedur dalam pengujian mikrografi menjelasakan peralatan pengujian, bahan, langkah percobaan dan diagram alir percobaan.
3.3.1
Diagram Alir
Mulai
Menyiapkan peralatan dan material uji (spesimen)
Mengamplas permukaan spesimen tidak Permukaan Specimen Rata
ya
Polising permukaan spesimen tidak Tidak ada goresan
A
ya
A
Etching
Pemotretan
Selesai
Gambar 3.7 Diagram alir metode percobaan
3.3.2
Langkah Pengujian Dalam setiap melakukan setiap kegiatan pengujian tentunya memiliki langkah-
langkah yang harus dikerjakan sesuai dengan ketentuan kegiatan pengujian tersebut agar mecapai hasil yang diinginkan dan sesuai, serta langkah-langkah kerja tersebut juga menjaga keselamatan penguji dalam melakukan kegiatan pengujian. Sama halnya dengan uji mikrografi juga memiliki langkah-langkah kerja sebagai berikut : 1.
Menyiapkan material yang akan dilihat struktur mikronya, dan peralatan yang akan digunakan.
2.
Memasang amplas pada mesin pemolis, dimulai dari polis yang paling kasar. Pengamplasan dilakukan dalam keadaan basah untuk menghilangkan panas dan pengotor dari benda uji.
3.
Setelah cukup rata, mengganti amplas dengan amplas yang agak halus yaitu amplas nomor 800, kemudian amplas nomor 1200, dan yang terakhir menggunakan amplas yang paling halus yaitu nomor 2000. Kemudian mempolis dengan menggunakan autosol.
4.
Sebelum melakukan pengetzaan, permukaan benda uji harus sudah halus dan datar. Pengetzaan dilakukan dengan mencelupkan material ke dalam reaktan beberapa saat.
5.
Mencuci benda uji yang telah dietsa dengan aquades kemudian keringkan sebelum diamati pada mikroskop.
6.
Mempotret gambar apabila gambar yang diperoleh tampak jelas sesuai dengan pembesaran pada mikroskop. [2]
3.3.3
Peralatan Pengujian Dalam melakukan praktikum mikrografi maka kita tentunya membutuhkan alat
dan bahan sebagai berikut :
3.3.3.1 Alat Adapaun peralatan yang digunakan dalam praktikum mikrografi adalah : 1.
Grinder Berfungsi untuk menghaluskan spesimen.
Gambar 3.8 Mesin grinder [10]
2.
Polisher (Beludru) Berfungsi sebagai pemolis, menghaluskan lagi spesimen setelah pengampalasan.
Gambar 3.9 Polisher (Beludru) [10]
3.
Amplas Berfungsi untuk menghaluskan permukaan spesimen
Gambar 3.10 Amplas [10]
4.
Mikroskop Berfungsi untuk mengamati spesimen secara mikro dengan perbesaran yang bervariasi.
Gambar 3.11 Mikroskop [10]
5.
Tisu Berfungsi membersihkan spesimen yang basah basah akibat pengamplasan
6.
Gelas Kimia Berfungsi untuk menyampur HNO3 dengan alkohol
7.
Gelas Ukur Mengukur seberapa banyak HNO3 atau alkohol yang akan digunakan
8.
Pipet Untuk mengambil HNO3 atau alkohol sesuai dengan takaran 5 6 7 8
Gambar 3.12 Peralatan etsa [10]
9.
Pinset Untuk menjepit spesimen saat dicelupkan dalam reaktan
Gambar 3.13 Pinset [10]
10. Kamera Berfungsi untuk mengambil gambar spesimen pada mikroskop.
Gambar 3.14 Kamera [11]
3.3.3.2 Bahan Adapun bahan yang diguanakan dalam uji mikrografi adalah : 1.
Reaktan untuk etza Berfungsi sebagai etza pada proses pengetza, dengan komposisi campuran HNO3 15 ml, 100 ml ethanol (95%) atau methanol (95%)
(a)
(b)
Gambar 3.15 Reaktan (a) HNO3 (b) Ethanol [10]
2.
Autosol Berfungsi untuk mengkilapkan permukaan spesimen.
Gambar 3.16 Autosol [10]
3.
Material Uji
Baja ST-40 non perlakuan Baja ST-40 termasuk baja karbon rendah dengan kandungan karbon kurang dari
0,3%. ST-40 ini menunjukan bahwa baja ini dengan kekuatan tarik kurang dari 40 kg/mm2. Baja ST-40 ini secara teori mempunyai nilai kekerasan yang lebih rendah dibandingkan dengan besi cor, dengan adanya perlit dan ferit karena perlit yang ada lebih banyak dari pada ferit.
Gambar 3.17 Baja ST-40 [10]
Baja ST-60 non perlakuan Baja ST-60 mempunyai kandungan karbon sekitar 0,564 % yang menunjukan
bahwa baja ST-60 merupakan jenis baja karbon medium. Baja ST-60 ini juga terdapat mangan 0,697 yang mempunyai sifat keras dan tahan aus.
Gambar 3.18 Baja ST-60 [10]
3.4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari praktikum mikrografi yang dilakukan, dihasilkan beberapa spesimen dari material uji baja ST-40 dan ST-60. 3.4.1
Hasil Pengujian Hasil dari pengujian baja ST-60 dan ST-40 :
1.
Baja ST-40 non perlakuan
(a)
(b)
Gambar 3.19 Struktur mikro baja ST-40 (a) perbesaran 100 kali (b) perbesaran 200 kali Tabel 3.2 keterangan gambar 3.19
2.
Material
Baja ST 40 pendinginan udara
Etsa
Nital HNO3 dan ethanol
Perbesaran
100 kali, dan 200 kali
Baja ST-60 non perlakuan
(a)
(b)
Gambar 3.20 Struktur mikro baja ST-60 (a) perbesaran 100 kali (b) perbesaran 200 kali
Tabel 3.3 keterangan gambar 3.20
3.4.2
Material
Baja ST 60 non perlakuan
Etsa
Nital HNO3 dan ethanol
Perbesaran
100 kaili, dan 200 kali
Analisa Hasil Pengujian Secara teori ST 60 lebih banyak mempunyai kandungan karbon dari pada ST
40. Hal itu di tunjukan dengan gambar teori 3.20a menunjukan kandungan karbon yang banyak dari suatu struktur mikro ST 60, hal ini di buktikan secara teori yaitu gambar 3.20b dengan mempunyai gambar yang sama dengan gambar 3.20a yang menunjukan struktur karbon dari ST 60.dalam gambar terlihat berbeda karena hanya perbedaan perbesaran dalam mikroskop. Pengetsaan yang dilakukan sudah tepat dengan larutan yang benar tetapi gambar pada bagian kiri bawah agak buram atau kurang fokus, ini mungkin dikarenakan permukaan spesimen yang masih kurang rata. Kerataan permukaan miring sehingga refleksi sinar tidak seragam. Secara teori ST 40 memiliki nilai kekerasan yang lebih rendah dari pada ST 60 maupun besi cor. Gambar diatas menunjukkan adanya perlit dan ferit.Dari gambar diatas secara teori ferrit di tunjukan oleh gambar 3.19a menunjukan warna hitam sebagai perlit, Sedangkan dalam hasil percobaan ferrit tidak Nampak karena hanya terlihat struktur karbon yang berwarna kekuningan. Perbedaan hasil ini dikarenakan pada saat pengetsaan terjadi kesalahan. Terlalu cepat pencelupan pada saat pengetsaan akan mengakibatkan gambar berbeda dengan teori yang ada.
3.5
PENUTUP
3.5.1
Kesimpulan Adapun kesimpulan dari praktikum uji mikrografi adalah sebagai berikut :
1.
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui struktur logam dan kandungan karbon pada logam, sehingga berguna untuk mengetahui sifat sifat logam.
2.
Material dengan perlakuan berbeda menunjukkan struktur mikro yang berbeda.
3.
Untuk memperoleh hasil pemotretan yang baik diperlukan permukaan material dan pemolisan yang merata, mengkilap, tanpa goresan, dan bersih dari sisa autosol maupun air. Selain itu diperlukan juga pengetzaan yang benar agar komponen paduan dapat terlihat dan dibedakan dengan jelas.
4.
Struktur mikro pada specimen kebanyakan teridiri dari perlit (berwarna kelabu yang berbentuk lamella) dan ferit (berwarna putih tanpa noda)
5.
Pada material perlakuan air martensit yang terbentuk mengakibatkan material bersifat keras dan rapuh.
6.
Pada besi cor non perlakuan, perlit dan ferrit terlihat jelas sehingga batas butir pun terlihat sangat jelas.
7.
Pada material kuningan, kadar tembaga yang lebih besar dari seng menyebabkan kuningan bersifat lunak.
3.5.2
Saran Dari praktikum uji mikrografi yang telah dilaksanakan praktikan berharap
untuk menjadi lebih baik dalam pelaksanaan praktikum berikutnya. Adapun saran berikut semoga menjadi masukan untuk lebih baik. 1.
Pada saat grinding sebaiknya dilakukan pada satu arah saja, dengan posisi spesimen tegak lurus terhadap amplas agar permukaan specimen datar sehingga dapat difoto dengan jelas
2.
.Pada proses grinding (penghalusan dan perataan), perlu memperhatikan posisi tangan dan juga tekanan tangan ke amplas pada material supaya tidak terjadi goresan. Posisi pada waktu grinding sebaiknya jangan berubah-ubah supaya permukaan cepat dan rata.
3.
Pada proses grinding perlu diperhatikan juga kondisi amplas. Jika amplas terlalu lama dipakai, amplas bisa menipis dan menyebabkan amplas sobek yang mengakibatkan spesimen terpental dari pegangan.
4.
Setelah selesai grinding kering yaitu grinding dengan menggunakan autosol, jangan menyentuh permukaan specimen, karena dapat menyebabkan adanya pengotor yang akan terlihat jelas pada mikroskop cahaya.
5.
Dalam melakukan pengetzaan sebaiknya dilakukan dalam waktu yang sesuai untuk masing-masing spesimen dan langsung mencelupkan benda uji ke air sebagai penetralan setelah di etza supaya tidak terjadi over etza yang akan mngakibatkan terbakarnya specimen sehingga butir-butir yang sulit di amati.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
ASM Metals Handbook Volume 9 - Metallography and Microstructure, 2004
[2]
Jobsheet Praktikum Sifat Struktur Material 2014
[3]
Callister, William D.1993. Materials Science and Engineering an Introduction 7th. New York: John Wiley & Sons, Inc
[4]
George Vander Voort,1984, Metallography Principles And Practice. New York: McGraw-Hill
[5]
http://pwatlas.mt.umist.ac.uk/das6746767/image/?+strukturmikro
[6]
http://www.scribd.com/doc/88549555/Mikrografi-Acc
[7]
http://edy-metalurgi.blogspot.com/2007/12/struktur-kristal-logam.html
[8]
http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/besi-baja-iron-steel/diagram-sistembesi-besi-karbida/struktur-kristal-austenit-ferit-martensit-baja/
[9]
http://blog.ub.ac.id/okkyardiansyah/files/2012/03/bct1.png
[10]
Laboratorium Metalurgi Fisik Teknik Mesin Undip
[11]
http://3.bp.blogspot.com/-esnwPbP23K4/USDkpKjbXI/AAAAAAAAATk/SRD9ddrAKT4/s1600/sony_w300_side.jpg
[12]
Tri Darwinto, A.K. Jahja. 2010. ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN STRUKTUR KRISTAL FERITIK F1
