Bab 4 Metalografi Kualitatif-girda

BAB IV METALOGRAFI KUALITATIF 4.1 Tujuan

1. Untuk mengetahui struktur dan fasa logam. 2. Mengetahui proses pengujian metalografi kualitatif. 3. Mengetahui alat dan bahan yang digunakan pada proses metalografi kualitatif. 4.2 Teori Dasar

Metalografi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristikmikro struktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta hubungannyadengan sifat-sifat material tersebut. Ada beberapa metode yang dipakai, yaitu ikroskopik,difraksi,analisis. dan juga metalogrfi stereometri.Pada praktikum metalografi ini di gunakan metode mikroskop. Pengamatan metalografi dengan mikroskop umumnya dibagi menjadi dua, yaitu : 1.

Metalografi makro

Yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10 – 100 100 kali 2.

Metalografi mikro

Yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100 kaliSebelum dilakukan pengamatan

mikrostruktur

dengan

mikroskop

maka

diperlukanpreparasi

sampelTahapan kerja preparasi sampel : a)

Penentuan Wilayah Kerja Sampel

Dalam pemotongan dan pengambilan sampel, perlu diperhatikan wilayah daerah kerja sampel yang akan diamati yang biasanya disebut sebagai bidang orientasi dasar, yaitu : 1.

bidang transversal : tegak lurus terhadap arah sumbu deformasi panas.

2.

bidang planar : sejajar dengan sumbu pengerjaan dan memiliki luas

permukaan yang paling besar dan yang yang paling sering bersinggungan dengan rolc. 3.

bidang longitudinal : tegak lurus terhadap bidang bidang planar dan sejajar dengan

arah pengerjaan b)

Pemotongan sample

Teknik pemotongan sampel dapat dilakukan dengan :

38

BAB IV METALOGRAFI KUALITATIF

Kelompok 10



pematahan : untuk bahan getas dank eras



pengguntingan : untuk baja karbon rendah yang tipis dan lunak



penggergajian :untuk bahan yang lebih lunak dari 350 HB lectric discharge machining : untuk bahan dengan konduktivitas baik



dimana sampel direndam dalam fluida dielektrik lebih dahulu sebelumdipotong dengan memasang catu listrik antara elektroda dan sampel c)

Pembingkaian

Pembingkaian dilakukan apabila sampel terlalu kecil, bentuk tak beraturan, sangat lunak, mudah pecah dan berongga. Caranya adalah

dengan

meletakan samel kedalam cetakan mounting lalu memasukan kanresin yang telah dicampur dengan katalis Larutan mounting harus memiliki sifat : 

tidak bereaksi dengan sampel



kekentalannnya sedang dalam bentuk cair dan bebas udara pada bentuk

padatnya 

adhesi yang baik dengan sampel



kekuatan dan tahanan yang sama besar dengan sampel



kemampuan susut yang rendah

d)

Pengamplasan

Pengamplasan bertujuan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan sampel yang akan diamati. Pengamplasan ini dilakukan secara berurutan yaitu dengan memakai amplas kasar hingga amplas halus Pengamplasan kasar dilakukan dengan amplas nomor dibawah 180 mesh, sedangkan pengamplasan halus dilakukan dengan menggunakan amplas nomor lebih tinggi dari 180 mes h. Pengamplasan dilakukan dengan cara meletakan sampel pada kertas amplas dengan permukaan yang akan diamati bersentuhan langsung dengan dengan bagian amplas yang kasar, kemudian sampel ditekan dengan gerasakan searah. Selama pengamplasan terjadi gesekan antara permukaan sampel dan kertas amplas yang memungkinkan terjadinya kenaikan suhu yang dapat berpengaruhi mikro struktur sampel sehingga diperlukan pendinginan dengan cara mengaliri air. Apabila ingin mengganti arah pengamplasan sampel diusahakan dalam keadaan tegak lurus

Laboratorium Logam Teknik Metalurgi T.A 2017-2018

39

Kelompok 10


terhadap arah mula – mula, pengamplasan selesai apabila tidak terlihat lagi adanya goresan – goresan permukaan sampel, selanjutnya sampel siap di poles. e)

Pemolesan

Pemolesan bertujuan untuk lebih menghaluskan dan melicinkan permuaan sampel yang akan diamati setelah pengamplasan. Seperti halnya pengamplasan, pemolesan dibagi

dua

yaitu

pemolesan

kasar

dan

halus.

Pemolesan

kasar

menggunakan abrasive dalam range sekitar 30 - 3 µm, sedangkan pemolesan halus menggunakan abrasive sekitar 1 µm atau dibawahnya. Sebelum pemolesan dilakukan, sampel terlebih dahulu dibersihkan dengan air. Pemolesan dimulai dengan menyalakan mesin poles sambil dialiri air. Sampel digerakkan secara radial dengan bagian permukaan sampel yang telah dipoles harus dilihat secara berkala. Berikutnya dilakukan pemolesan halus dengan cara yang sama seperti di at as tetapi dengan mennganti air dengan autosol . f)

Etsa (etching )

Etsa/etching dilakukan dengan mengikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik. Zat etsa bereaksi dengan sampel secara kimia pada laju reaksi yang berbeda tergantung pada batas butir, kedalaman butir dan komposisi dari sampel. Sampel yang akan dietsa haruslah bersih dan kering. Selama etsa, permukaan sampel diusahakan harus selalu erendam dalam etsa. Waktu etsa harus diperkirakan sedemikian sehingga permukaan sampel yang dietsa tidak sampai gosong karena pengikisan yang terlalu lama. Oleh karena itu sebelum dietsa, sampel sebaiknya diolesi alkohol untuk memperlambat reaksi. Pada pengetsaan masing-masing zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Zat etsa yang umum digunakan untuk baja ialah nitral dan prical. Setelah reaksi etsa selesai, zat esta dihilangkan dengan cara mencelukan sampel ke dalam air panas. Seandainya tidak memungkinkan dapat digunakan air bersuhu ruang dan dilanjutkan dengan pengeringan dengan alat pengering. Permukaan sampel yang telah dietsa tidak boeh disentuh untuk mencegah permukaan menjadi kusam. Setelah dietsa, sampel siap untuk diperiksa dibawah mikroskop


40


Kelompok 10

Perlakuan Panas Perlakuan panas adalah proses pemanasan dan pendinnginan sebuah logam dalam keadaan padat untuk mendapatkan perubahan sifat fisik yang diinginkan pada logam. Satu yang terpenting sifat-sifat mekanik pada baja adalah kemampuan baja untuk dikeraskan agar tahan karat dan aus atau dilunakkan untuk menigkatkan kelenturan dan kemampuan pada permesinan. Baja juga mendapatkan perlakuan panas untuk menghilangkan tegangan dalam, mengurangi ukuran butir-butir atau meningkatkan kekuatan pada baja. Selama pembuatan, unsur-unsur tertentu ditambahkan ke baja untuk menghasilkan baja khusus ketika logam mendapatkan perlakuan panas dengan semestinya. Perlakuan panas pada logam dilakukan dalam tanur pengatur khusus yang menggunakan gas, minyak atau dengan listrik untuk memberikan panas. Tanur ini juga harus dilengkapi alat keselamatan tertentu, seperti pengatur dan alat penunjuk untuk memelihara suhu yang dibutuhkan dalam pekerjaan. Semua pemasanhan tanur harus dilengkapi tutup uap dan kipas pembuangan untuk membuang asap hasil dari operasi perlakuan panas atau dalam hal pemasangan gas untuk pembuangan uap gas. Aplkikasi yang dpaling umum adalah untuk material logam walaupun perlakuan panas juga digunakan dalam pembuatan berbagai materi lain, seperti kaca. Secara umum perlakuan panas adalah memanaskan atau dendinginkan material, biasanya dalam suhu ekstrem, untuk mencapai hasil yang di inginkan seperti pengerasan at au pelunakan material . Yang termasuk teknik perlakuan panas adalah annealing , case hardening , precipitation strengthening , tempering dan quenching . Perlu dicatat bahwa walaupun perlakuan panas sengaja dilakukan untuk tujuan mengubah sifat, pemanasan dan pendinginan sering terjadi secara kebetulan selama proses manufaktur lain seperti pembentukan panas (hot forming ) atau pengelasan.


41

Kelompok 10


4.3 Tata Cara Praktikum

4.3.1 Skema Proses Siapkan alat dan bahan

Analisa pendahuluan

Pemotongan spesimen

Pembingkaian spesimen

Penggerindaan/pengamplasan spesimen

Pemolesan spesimen

Pengetsaan spesimen

Pengujian spesimen dengan mikroskop

Analisis

Kesimpulan Gambar 3.1 Skema proses metalografi kualitatif


42

Kelompok 10


4.3.2 Penjelasan Skema Proses 1. Persiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2. Lakukan analisa terhadap bagian spesimen yang akan dianalisa secara metalografi. 3. Potong spesimen dengan menggunakan alat potong, harus dicegah kemungkinan panas yang berlebihan, berikan pendinginan dalam air. 4. Lakukan pembingkaian pada spesimen, agar memudahkan pada saat pengamplasan. Dilakukan pembingkaian karena spesimennya terlalu kecil. 5. Kemudian haluskan permukaan spesimen dengan menggunakan gerinda putar dengan media gerinda berupa kertas amplas, mulai amplas kasar (80 mesh) kemudian yang sedang (400 mesh) dan yang terakhir yang halus (800 mesh) supaya permukaan spesimennya lebih rata/halus. 6. Pemolesan pada permukaan ini dilakukan diatas kain beludru pada piringan

poles

dengan

menambahkan

pasta

poles,

agar

mempercepat proses menghilangkan goresan pada permukaan spesimen. 7. Lakukan

pengetsaan

pada

permukaan

spesimen

dengan

menggunakan alkohol 95% dan cairan nital 2% untuk memudahkan pada saat proses metalografi. 8. Selanjutnya

penelitian

permukaan

spesimen

menggunakan

mikroskop untuk mengetahui struktur dan fasanya. 9. Lakukan analisa dan pembahasan pada pengujian yang telah dilakukan. 10. Berikan kesimpulan pada hasil pengujian.


43


Kelompok 10

4.4 Alat dan Bahan

4.4.1

4.4.2

Alat: 1.

Cetakan pembingkaian

3 buah

2.

Pengering (hairdyer )

1 buah

1.

Baja AISI 4140 (ASTM A29)

3 buah

2.

Cairan resin

secukupnya

3.

Cairan katalis

secukupnya

4.

Alkohol

secukupnya

5.

Pasta poles

secukupnya

6.

Air

secukupnya

7.

Amplas (800,1000,1200 mesh)

1 buah

8.

Kain beludru

1 buah

Bahan:


44

Kelompok 10


4.5 Pengumpulan dan Pengolahan Data

4.5.1

Pengumpulan data Tabel 4.1 Hasil metalografi kualitatif

NO

Hasil pemeriksaan struktur mikro dan

Keterangan

fasa yang terbentuk 

Spesimen

dan

treatmentnya : Quenching air garam 

Larutan etsa :- Nital 2%

1

- Alkohol 95 % 

Pembesaran mikroskop: 200x



Referensi ASM metal handbook vol. 7 gambar No. 236 Halaman. 32



Spesimen

dan

treatmentnya : Quenching air 

Larutan etsa :- Nital 2% - Alkohol

2

95 % 






45

Kelompok 10




Spesimen

dan

treatmentnya : Annealing 

Larutan etsa :- Nital 2% - Alkohol 95 %

3







4.5.2

Pengolahan Data -

4.6 Analisa dan Pembahasan

Pada pengujian metalografi ini dimana ada proses-proses yang harus dilakukan secara benar-benar teliti agar menghasilkan hasil yang maksimal. Contohnya pada proses pengamplasan baja AISI 1045 (ASTM A29) itu harus benar-benar rata dan bebas dari kerak/kotoran. Dengan dimulai dengan amplas (80 mesh) sampai amplas yang halus (800 mesh), diawali dengan amplas yang kasar untuk mempercepat proses pengamplasan yang masih kasar bekas pemotongan spesimen, kemudian lakukan pengamplasan pada permukaan menggunakan amplas yang sedang agar memperhalus permukaan spesimen bekas goresan amplas kasar, dan terakhir amplas yang halus untuk menghaluskan permukaan spesimen. Untuk menghasilkan hasil maksimal pada permukaan spesimen tahap selanjutnya adalah lakukan pemolesan pada spesimen dengan menambahkan pasta poles pada mesin putar dengan media kain beludru tujuannya supaya permukaan spesimen itu tidak ada goresan sehelai rambutpun. Untuk memudahkan pada saat pengujian metalografi dan untuk mendapatkan hasil yang cepat maka spesimen terlebih dahulu di etsa dengan menggunakan larutan etsa yaitu cairan nital 2% dan alkohol


46


Kelompok 10

95%. Untuk mengetahui sturuktur dan fasa yang terbentuk pada permukaan spesimen tersebut lakukan penelitian dengan mikroskop maka praktikan akan mengetahui struktur dan fasa spesimen yang telah di uji dan catat pada lembar kerja.

4.7 Kesimpulan

1. Dapat mengetahui struktur dan fasa logam (Baja AISI 1045 (ASTM A29). 2. Mengetahui proses pengerjaan pada metalografi kualitatif. 3. Dapat mengetahui fungsi dan tujuan alat dan bahan pada proses metalograf i kualitatif. Kelompok 10


47

Bab 4 Metalografi Kualitatif-girda

Recommend Documents