Oleh : •
•
•
Fuguh priambodo (2613091033) Chandra saputra (2613091010) Malia Ulfah
(2613091052)
Aus (wear) erat kaitanya dengan friction (gesekan) dan lubricant (pelumasan ) ketiganya dibahas dalam satu cabang ilmu yang disebut Tribologi
Aus merupakan rusaknya permukaan material padatan akibat adanya gesekan (friksi) antar permukaan padatan.
Keausan ini bukanlah sifat dasar material ,melainkan respon material terhadap sistem luar (kontak permukaan).
Keausan dapat terjadi pada material apapun yang disebabkan oleh mekanisme yang beragam diantaranya : keausan adhesive,keausan abrasive, keausan lelah,keausan korosif dan keausan erosi
Keausan adhesive : terjadi apabila kontak permukaan antara 2 material atau lebih mengakibatkan Perekatan satu sama lain dan pada akhirnya terjadi pelepasan. Keausan adhesive biasanya terjadi padapiston yang bergesek pada dinding silinder.
2. Keausan Abrasive : terjadi bila suatu partikel keras (asperity) (asperity) dari material tertentumeluncur tertentumeluncur pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau pemotongan material yang lebih lunak, sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar
3. Keausan lelah : berbeda dari dua mekanisme sebelumnya yang hanya membutuhkan satu interaksi, keausan lelah (fatigue wear) membutuhkan interaksi multi (lebih dari sekali)
4. Keausan korosif : korosif : Tahap terjadinya keausan korosif : Perubahan kimiawi (rusaknya lapisan oksida) Terbentuknya korosi (bersifat rapuh) Rusaknya seluruh lapisan oksida dan permukaan material
5. Keausan Erosi : Proses erosi disebabkan oleh gas dan cairan yang membawa partikel padatan yang membentur permukaan material. Contoh pada pipa yang mengalirkan minyak mentah yang membawa partikel erosive seperti pasir.
Keausan Friting Keausan yang terjadi akibat kombinasi dari gesekan dan getaran, seperti pada poros dan bearing.
Kerusakan akan dipercepat dengan adanya partikel yang lepas dari permukaan, yang terperangkap diantara kedua permukaaan tersebut, sehingga keausan yang terjadi juga disebabkan oleh keausan abrasi.
Pengujian keausan bertujuan untuk mengukur ketahaanan keausan suatu material.
Metode pengujian bisa dilakukan dengan metode “pin on disk” yang sesuai standar (ASTM (ASTM G 9995a (Reapproved 2000)e1 “Wear Testing with a Pin-on-Disk Pin-onDisk Apparatus”.) Apparatus”.) atau dengan metode diluar standar ASTM yaitu metode “ogoshi ogoshi” ”
Metode ini menjelaskan prosedur lab untuk menentukan keausan suatu material selama meluncur menggunakan alat pin-on-disk, material yang yang ditest berpasangan dan dibawah kondisi non abrasive, prinsip prinsip bidang percobaan yang diperhatikan dalam menggunakan alat ini untuk mengukur keausan dijelaskan, koefisien gesek juga dapat ditentukan.
Nilai-nilai yang dicapai dinyatakan dalm satuan SI yang dianggap sebagai standar
Standar ini tidak di tujukan untuk menyelesaikan semua semu a masalah keamanan ,jika ada, yang berkaitan dengan penggunaanya, itu adalah tanggungjawab pengguna standar ini untuk membuat sesuatu yang sesuai keamanan,keseha keamanan,kesehatan tan dan sebagai penerapan pada peraturan pembatas sebelum penggunaan
Metode pin on disk
Prinsip pengujian aus metode pin-on-disk adalah spesimen berbentuk pin ditek ditekan an terhadap disk yang berputar dan diberikan diberikan beban tertentu. tertentu.
F = gaya normal pada pin d = diameter pin D = Diameter disk R = radius jalur keausan w = kecepatan putar disk
untuk metode metode pin-on-disk pin-on-disk ,sebuah pin dengan ujung radius radius , diposisikan tegak lurus dengan disk yang berputar , sebuah bola yang yang dicekam dengan erat erat biasanya digunakan sebagai spesimen pin, disk bisa diorientasikan diorientasikan horizontal maupun vertikal Hasil keausan keausan dilaporkan dilaporkan sebagai sebagai volume yang yang hilang dalam (milimeter cubic) untuk pin dan disk dalam keadaan terpisah
Keausan bisa ditentukan dengan mengukur kecocokan dimensi linear dari kedua material ,atau dengan menimbang keduanya baik sebelum dan sesudah test
Hasil keausan biasanya didapatkan dengan melakukan test dengan jarak luncur, luncur, harga beban, dan kecepatan yang di pilih
Dalam beberapa kasus hasil keausan dinyatakan sebagai volume keausan berbanding jarak luncur ,untuk spesimen yang berbeda dan jarak luncur yang berbeda
Contoh mesin uji aus pin-on-disk
Apparatus (peralatan) 1.
Motor drive (motor penggerak) harus bisa menjaga kestabilan kecepatan pada saat beban diberikan, motor harus terpasang dengan benar agar tidak terjadi getarann yang mempengaruhi hasil test, kecepatan putaran biasanya di kisaran 0,3 sampai 3 rad / s (60 sampai 600r / min).
2.
Revolvining counter (penghitung putaran) Mesin harus dilengkapi dengan penghitung putaran atau bisa dikatakan yang akan mencatat jumlah putaran disk dan sebaiknya memiliki kemampuan untuk berhenti secara otomatis ketika jumlah putaran yang sebelumnya ditentukan telah tercapai
3. Pin Specimen Holder and Lever Arm pemegang spesimen diam dan terpasang pada lengan tuas yang memiliki poros, penambahan pemberat adalah salah satu cara untuk melakukan pembebanan, pemegang spesimen harus bisa mengurangi getaran selama test berlangsunng 4. Wear Measuring Systems Alat untuk mengukur keausan linear harus memiliki sensitivitas minimal 2,5 μm , sementara alat untuk mengukur keausan dengan menghitung kehilangn berat harus memiliki sensitivitas minimal 0,1 mg , dalam keadaan keausan yang rendah d butuhkan kesensitivitasan yang lebih baik
Standar ukuran dan karakteristik spesimen uji (pin) dan piringan penguji (disc) :
Untuk metode ini material yang digunakan bervariasi namun dengan dengan dimensi dimensi tertentu tertentu
Spesimen yang akan diuji dibentuk menjadi silinder atau lingkaran. Diameter spesimen berbentuk pin berukuran dari 2-10 mm
sementara untuk disk memiliki diameter dari 30100 mm dan memiliki ketebalan dari 2-10 mm
Kekasaran permukaan harus 0.8 μm,atau lebih
kecil
Tabel standar karakteristik piringan uji
Prosedur Prosedur pengujian pin on disk
Prosedur Prosedur pengujian Prosedur Pengujian pin-on-disk
Keausan yang terjadi dapat diliahat diliahat dari beberapa beberapa hal diantaranya
kerataan permukaan benda kerja dan disk penguji sebelum dan sesudah test
Perubahan berat sebelum dan sesudah test
Perubahan bentuk sebelum dan sesudah test
Sementara parameter pengujian pin– pin –on-disk diantaranya: Load (beban (beban), ), Speed (kecepatan (kecepatan luncur ),Distance ),Distance ( jarak jarak luncur ), ), Temperat Temperature ure (suhu di dekat daerah kontak ),Atmosphere (Lingkungan (Lingkungan kontak )
Ket : Wear scar diameter diameter Sphere radius Wear track radius Track width
= diameter goresan goresan = radius bola = radius jejak aus = lebar jejak
Volume yang hilang
Laju keausan
•
Ket : V = laju aus
X = Jarak luncur (mm)
PENGUJIAN METODE OGOSHI •
metode Ogoshi dimana benda uji memperoleh beban gesek dari cincin yang berputar (revolving disc). Pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian material pada permukaan benda uji
h= kedalaman aus P= tekanan /beban yang diberikan diberikan
•
•
Tingkat keausan material yang di uji dapat dilihat dari besarnya jejak gesekan pada permukaan material yang di uji karena Semakin besar dan dalam jejak keausan maka semakin tinggi volume material yang terkelupas dari benda uji
Berikut contoh hasil pengujian aus pada 3 logam berbeda dengan metoda ogoshi
600000
Urutan material yang memiliki laju aus paling besar dari hasil test:
1.
Al
2.
Cu
3.
Fe
Sementara urutan logam yang yang memiliki kekerasan yang baik dari 3 spesimen uji tadi :
1.
Fe = 123.3155557 (kg/mm2)
2.
Cu = 66.24377426 (kg/mm2)
3.
Al = 54.72313775 (kg/mm2)
Pada tahun 1950-a 1950-an n J. F. Archard menemukan me nemukan suatu hukum yang dapat memprediksi terjadinya keausan pada material yang saling bergesekan.
Dari persamaan arccahar tadi dapat di katakan bahwa : •
•
•
•
•
koefisien koefisi en gesek , Volume keausan jarak luncur ,
volume keausan
Gaya normal permukaan , volume keausan Kekerasan Keker asan , volume keausan Volume keausa keausan n , laju keausa keausan n
keausan terjadi karena adanya gesekan antar permukaan padatan
Faktor yang mempengaruhi tingkat keausan : gesekan, jarak luncur ,beban ,
Dari contoh pengujian terhadap 3 spesimen tadi Semakin tinggi kekerasan suatu material ,maka akan semakin rendah laju keausanya,begitu pula sebaliknya
Keausan dapat diantisipasi dengan : pemilihan bahan , pengerasan ,pelumasan (lubricated)
2.1 ASTM Standards: 2.1 ASTM Standards: E 122 Practice for Choice of Sample Size to Estimate a Measure of Quality for a Lot or Process2 E 177 Practice for Use of the Terms Precision and Bias in ASTM Test Methods2 E 178 Practice for Dealing with Outlying Observations2 Terminology Relating to Wear and Erosion3 Eros ion3 G 40 Terminology 2.2 Other Standard:4 DIN-50324 Testing of Friction and Wear
