BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dewasa ini terdapat beberapa jenis bahan yang digunakan pada industriindustri atau tujuan-tujuan lain. Untuk mendapatkan material yang baik harus diketahui segala hal mengenai karakteristik struktural atau susunan dari logam atau paduan logam yang akan dipakai atau digunakan pada industri-industri atau untuk keperluan lainnya. Dengan mengetahui karakteristik susunan atau struktur dari suatu logam atau paduan logam maka dengan mudah kita dapat memilih bahan untuk suatu kontruksi tertentu. Dengan melakukan pengujian metalografi maka maka dapat dapat dilakuka dilakukan n berbagai berbagai jenis jenis perubaha perubahan n pada suatu suatu meteri meterial al setelah setelah mengetahui karakteristiknya. Pengetahuan metalografi pada dasarnya adalah mempelajari karakteristik atau susunan dari suatu logam atau paduan dalam hubungannya dengan suatu analisis kimia dan metalografi dari suatu logam. Biasanya logam yang diuji hanya bagian potongan tertentu saja disebabkan oleh pembawaan heterogen dalam logam. Maka tidak dapat dihindari bahwa pengujian metalografi sangat berperan bagi dunia industri. Oleh karena itu kita harus berusaha mencari material yang memiliki sifat dan karakteristik yang baik. 1.2
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hubungan antar antaraa gamb gambara aran n strukt struktur ur mikro mikro dari dari suatu suatu logam logam dengan dengan sifat sifat meka mekanis nisnya nya maupun sifat fisiknya dengan menggunakan bantuan mikroskop optik.
2
1.3
Batasan Masalah
Batasa Batasan n masala masalah h dari laporan laporan ini adalah adalah mengam mengamati ati gambara gambaran n struktur struktur mikro pada baja AISI low carbon yang belum diberikan perlakuan panas, yang telah di normalizing dan normalizing dan di quenching dengan quenching dengan air dan oli. Dengan tahapan-tahapan proses metalografi yaitu grinding, polishing, washing, drying, etching, dan observasi struktur mikro dengan mikroskop 1 optik. 1.4
Sistematika Pe Penulisan
Sistematika laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajian utama. Bab I menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan laporan lapo ran yang digunakan. d igunakan. Bab II I I merupakan tinjauan tin jauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan. Bab III menjelaskan mengenai metode percobaan yang dilakukan. Bab IV menjelaskan mengenai data percobaan dan pembahasan berdasarkan tinjauan daftar pustaka yang diperoleh. Bab V menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan yang dilakuk dilakukan, an, yang dilengka dilengkapi pi dengan dengan saran saran seputar seputar percobaa percobaan. n. Sebagai Sebagai kajian kajian tambahan, diakhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum serta blanko percobaan.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Definisi Metalografi
Metalog Metalografi rafi merupak merupakan an suatu suatu bidang bidang ilmu ilmu metalu metalurgi rgi yang mempela mempelajari jari karakteristik karakteristik mikrostruktur mikrostruktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta hubungan hubungannya nya dengan dengan materia materiall tersebut tersebut dengan dengan metode metode yang dipakai, dipakai, yaitu yaitu : mikroskopik mikroskopik (optik maupun elektron), difraksi (sinar-x, elektron dan neutron) dan juga metalografi stereometri. Secara umum, pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu : metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 100 kali dan metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran hingga 1000 kali. Sebelum kita menguji suatu material logam, yang harus dipertimbangkan adalah dalam tahap pemotongan shearing, (shearing, punching, flame cutting ) tidak boleh membuat cacat awal pada material logam uji, dimensi atau toleransi spesimen harus tercatat dan yang terakhir adalah penandaan (marking ) harus dilakukan karena ditakutkan akan terjadi kekeliruan pada saat benda uji atau logam akan aka n diuji. Dalam ilmu metalurgi struktur mikro merupakan hal yang sangat penting untuk dipelajari karena struktur mikro sangat berpengaruh pada sifat fisik dan mekanik suatu logam. Struktur mikro yang berbeda sifat logam akan berbeda pula. Struktur mikro yang kecil akan membuat kekerasan logam meningkat. Dan juga sebaliknya, struk tur mikro yang besar akan ak an membuat logam menjadi ulet atau ata u kekerasannya kekerasannya menurun. Struktur Struktur mikro sendiri dipengaruhi oleh komposisi komposisi kimia dari logam atau paduannya tersebut serta proses yang dialaminya. Karena pada dasarnya tujuan dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material logam maka sangat penting sekali
4
kita harus mempertimbangkan design dari suatu struktur atau mesin maka yang harus kita lakukan adalah melihat kekutan dari mesin yang akan kita coba, untuk menj menjal alank ankan an fungsi fungsinya nya secar secaraa aman aman dan baik. baik. Cont Contoh oh sebua sebuah h crane harus medukung ( support support ) beban tanpa terjadi perpatahan atau tanpa pembengkokan (bending ) sehingga tidak mempersulit operator crane operator crane.. [Avner,1964] 2.2 2.2
Taha Tahapa pan n Prep Prepar aras asii Samp Sampel el Dala Dalam m Meta Metalo logr graf afii
Pada Pada anali analisa sa mikro mikro digun digunaka akan n mikro mikrosko skop p optik optik untuk untuk menga mengana nalis lisaa strukturnya, strukturnya, berhasil atau tidaknya analisa itu ditentukan ditentukan oleh preparasi benda uji, 3 semakin sempurna preparasi preparasi benda uji maka semakin jelas gambar struktur mikro yang diperoleh. Adapun tahapan persiapan benda uji metalografi pada percobaan ini secara umum adalah sebagai berikut : 1. Peng Pengam ambi bila lan n samp sampel el sampling (sampling ) Untuk pengambilan sampel diambil pada posisi ¼ dari lebar sampel, karena ¼ dari lebar sampel dianggap telah mewakili. Ada tiga lokasi pengambilan sampling pengambilan sampling yaitu yaitu posisi di luar pecahan, pecahan, dan ujung pecahan. 2. Pemo Pemoto tong ngan an ben benda da uji uji (cutting (cutting ) Pemotongan pada benda uji jangan sampai merusak struktur bahan yang diakibatkan oleh gesekan alat potong dengan benda uji. Untuk menghindari pemanasan setempat dapat digunakan air sebagai media pendingin. Pada saat pendinginan sebaiknya terdapat minyak yang larut dalam air, adapun fungsinya yaitu : a. Menceg cegah kara karatt b. Mengurangi kemungkinan terbakar c. Memb Member erika ikan n kuali kualita tass potong potong yang yang bai baik k Teknik pemotongan sampel dapat dilakuka dengan : a. Pemata Pematahan han : untuk untuk bahan bahan getas getas yang keras keras b. Pengguntingan : untuk baja b aja karbon rendah yang y ang tipis dan lunak c. Pengger Penggergaji gajian an : untuk untuk bahan bahan yang yang lebih lebih lunak lunak dari dari 350 350 HB d. Pemo Pemoto tong ngan an abra abrasi si
5
e. Electric discharge machining : machining : untuk bahan dengan konduktivitas baik dimana sampel rendam dalam fluida dielektrik lebih dahulu sebelum dipotong dengan memasang satu listrik antara elektroda dan sampel. 3. Mounting (pembingkaian) Mounting (pembingkaian) Mounting dise disebu butt
juga juga pros proses es
pemb pembin ingk gkai aian an
samp sampel el..
Samp Sampel el
dimounting dimounting dengan alat mounting press dengan penambahan bakelit yang akan menggumpal dan membingkai sampel. Selain bakelit juga masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk mounting . Hasil mounting yaitu mounting yaitu berbentuk bulat dengan ukuran 1 inchi – 1 ½ inchi. Adapun tujuan dari mounting yaitu: mounting yaitu: a. Untuk Untuk memuda memudahkan hkan saat melakuk melakukan an prepa preparasi rasi atau atau handling . b. Untuk mendapatkan kerataan permukaan c. Memungk Memungkinka inkan n prepara preparasi si spesim spesimen en lebih lebih dari dari satu satu d. Memp Memper erpa panj njan ang g baha bahan n polishing e. Meni Meningk ngkat atkan kan keam keamana anan n bagi pengu penguji ji f. Memp Memper ermu mudah dah meli meliha hatt strukt struktur ur mikr mikro o g. Meli Melind ndun ungi gi spes spesim imen en dari dari keru kerusa saka kan n mekan ekanis is maupu aupun n non non mekanis h. Memperm Mempermudah udah pemberi pemberian an ident identitas itas sampel sampel i.
Memu Memuda dahk hkan an dala dalam m penyi penyimp mpan anan an
4. Peng Pengam ampl plas asan an (Grinding ) Peng Pengam ampe pela lasa san n
dila dilaku kuka kan n
untu untuk k
memp memper erha halu luss
samp sampel el
dan dan
memb member ersih sihkan kan kotor kotoranan-kot kotora oran n yang yang terli terliha hatt seper seperti ti bekas bekas karat karat,, mengh menghil ilang angkan kan geram geram-ge -gera ram m yang yang menem menempel pel pada pada sampel sampel,, sert sertaa menghil menghilangk angkan an adanya adanya deforma deformasi. si. Pengam Pengampela pelasan san dilakuka dilakukan n dari ampelas yang paling kasar sampai yang paling halus, dengan posisi tegak lurus terhadap benda uji. Pengamplasan selesai apabila tidak teram teramati ati lagi lagi adanya adanya goresa goresan-g n-gore oresan san pada pada permu permukaa kaan n sampel sampel,, selanjut selanjutnya nya sampel sampel siap dipoles dipoles.. [Catata [Catatan n mata mata kuliah kuliah metalog metalografi rafi,, 2009]
6
5. Polishing (pemolesan) Polishing (pemolesan) Polishing merupak merupakan an proses proses terakhi terakhirr prepara preparasi si spesim spesimen. en. Polishing dilakukan untuk menghilangkan goresan-goresan yang masih ada dari proses pengampelasan halus. Polishing terbagi menjadi dua bagian yaitu: a. Me Mech chan anic ical al poli polish shin ing g b. Electro polishing , dilakukan apabila proses mechanical polishing tidak bisa dilakukan untuk suatu spesimen. Pemolesan Pemolesan dilakukan dengan bahan poles dan dengan mesin polesnya. Bahan yang digunakan untuk pemolesan biasanya seperti pasta gigi atau autosol. 6. Etsa Proses Proses etsa dilakuk dilakukan an dengan dengan tujuan tujuan untuk untuk mengkik mengkikis is daerah daerah batas batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik. Zat etsa bereaksi dengan sampel secara kimia kimia pada pada laju laju reaks reaksii yang yang berbed berbedaa terg tergant antung ung pada pada batas batas butir butir,, kedalaman butir dan komposisi dari sampel. Sampel yang akan dietsa haru harusl slah ah bers bersih ih dan dan
keri kering ng..
Selam elamaa
etsa etsa,,
perm permuk ukaa aan n
sam sampel pel
diusah diusahaka akan n harus harus selal selalu u teren terendam dam dalam dalam etsa. etsa. Wa Waktu ktu etsa etsa harus harus diperkirakan sedemikian sehingga permukaan sampel yang dietsa tidak menjadi gosong karena pengikisan yang terlalu lama. Oleh karena itu sebelum dietsa, sampel sebaiknya diolesi alkohol untuk memperlambat reaksi reaksi.. Pada Pada penge pengetsa tsaan an masin masing-m g-masi asing ng zat zat etsa etsa yang yang digun digunak akan an memiliki memiliki karakteristik karakteristik tersendiri tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Zat etsa yang umum digunakan untuk baja ialah nital. Setelah reaksi etsa selesai, zat etsa dihilangkan deng dengan an cara cara mence encelu lupk pkan an samp sampel el ke dala dalam m alir aliran an air air pana panas. s. Seandainya tidak memungkinkan dapat digunakan air bersuhu ruang dan dan
dila dilanj njut utka kan n
deng dengan an
peng penger erin inga gan n
deng dengan an
alat alat
peng penger erin ing. g.
Perm Permuka ukaan an sampel sampel yang yang tela telah h diet dietsa sa tidak tidak boleh boleh disent disentuh uh untuk untuk
7
mencegah permukaan menjadi kusam. Stelah dietsa, sampel siap untuk diperiksa di bawah mikroskop.
2.3
Analisa Metalografi
Setelah sampel tersebut diamati di bawah mikroskop optik dan didapat gambar struktur mikronya kemudian gambar struktur mikro tersebut di analisa. Ada dua cara menganalisa sampel yaitu dengan analisa metalografi kuantitatif dan metalografi kualitatif. 1.
Meta Metalo logr graf afii Kuan Kuanti tita tati tif f Metal Metalogr ograf afii kuanti kuantitat tatif if adala adalah h penguk pengukura uran n gambar gambar struk struktu turr dari dari potongan, replika, atau lapisan tipis dari logam-logam yang dapat diamati dengan mikroskop optik dan mikroskop electron
2.
Metalogra ograffi Kualitati atif Metalografi kualitatif adalah pengukuran komposisi fasa-fasa yang terbentuk terbentuk pada potongan atau replica dari logam-logam yang diamati dari mikroskop optik ataupun mikroskop elektron. Biasanya obyek yang dianalis dianalisaa adalah adalah jumlah/ jumlah/bany banyakny aknyaa
fasa-fas fasa-fasaa yang terbentuk terbentuk
pada logam tersebut. [Catatan mata kuliah metalografi,2009] metalografi,20 09] Dengan mengetahui mengetahui fasa-fasa apa saja yang terbentuk dan banyaknya fasa yang terbentuk pada logam tersebut maka kita dapat mengetahui sifat-sifat fisik dan mekanis dari logam tersebut, karena sifat-sifat sifat-sifat fisik dan mekanis suatu logam dipengaruhi oleh fasa yang terbentuk pada butir-butir tersebut.
8
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1 3.1
Diag Diagra ram m Alir Alir Per Perco coba baan an
Percobaan ini secara umum digambarkan dalam bentuk diagram alir sebagai berikut : 4 benda uji baja AISI low carbon
Grinding dengan Grinding dengan ukuran kertas amplas #80, #100, #120, #240, #320, #400, #600, #800, #1000,
Polishing dengan Polishing dengan alumina
Washing and Drying
Etching dengan Etching dengan larutan nital 3% Washing and Drying Mengamati struktur mikro spesimen dengan mikroskop optik
Data
Pembahasan
Literatur
Kesimpulan Data
9
Kesimpulan Gambar 1. Diagram Alir Percobaan 3.2
Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yang digunakan
8
1. Kertas Kertas amplas amplas #80, #100, #100, #120, #120, #240, #240, #320, #400, #400, #600, #600, #800, #800, #1000, #1000, dan #1200 2. Dryer 3. Mesin grinding dan grinding dan polishing polishing 4. Mikr Mikros osko kop p opti optik k 3.2.2 Bahan yang digunakan
1. Baja AI AISI low carbon 2. Air 3. Alumina 4. Nital 3% 3% 5. Kapas 6. Metanol
3.3
Prosedur Pe Percobaan
1
Mengampl Mengamplas as benda benda uji uji dengan dengan kertas kertas amplas amplas ukura ukuran n #80, #80, #100, #100, #120, #120, #240, #320, #400, #600, #800, #1000, #1200.
2
Melak Melakuka ukan n pemo pemole lesan san denga dengan n alu alumi mina. na.
3
Members ersihkan hkan permuk rmukaaan bend bendaa uji den dengan gan metanol dan dan air. Kemudian dikeringkan dengan dryer.
4
Meng Menget etsa sa deng dengan an laru laruta tan n nita nitall 3%. 3%. Kemu Kemudi dian an dibe diberi ri meta metano noll dan dan dikeringkan.
5
Menga Mengama mati ti benda benda uji uji denga dengan n mikro mikrosko skop p optik. optik.
10
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Percobaan
Berdasarkan percobaan metalografi yang telah dilakukan, hasilnya sebagai berikut : Tabel 1. Data Hasil Percobaan
Perbesaran : 200x Perlakuan : Non : Non treatment
Perbesaran : 200x Perlakuan : Quenching air Quenching air
Perbesaran : 200x Perlakuan : Quenching oli Quenching oli
Perbesaran : 200x Perlakuan : Normalizing : Normalizing
11
4.2
Pembahasan
10 Dari Dari data data hasil hasil penga pengama mata tan n yang yang tela telah h dilak dilakuka ukan n maka maka didapa didapatka tkan n struk struktu tur-s r-stru truktu kturr mikr mikro o yang yang berbe berbeda da pada pada perla perlakua kuan n yang yang diber diberika ikan n maka maka pembahasannya adalah sebagai berikut : 1.
Baja AISI low carbon non treatment
Gambar 2. Baja AISI low carbon non treatment
Baja Baja AISI AISI low carbon non treatment struktur-mikro fasa ferit dan yang berwarna abu-abu tua merupakan pearlite. Pearlite merupakan fasa yang terbentuk dari dua fasa yang bergabung, yaitu ferit dan cementit, dimana dimana fasa cementit berbentu berbentuk k lamine laminer. r. Matriks Matriks dari struktur-mikro struktur-mikro ini adalah ferit adalah ferit , dan fasanya adalah pearlit adalah pearlit e. e. Fasa ferit Fasa ferit merup merupak akan an fasa fasa yang yang memi memili liki ki kekera kekerasan san yang yang renda rendah h (lunak (lunak)) sehingga kekerasan pada baja AISI tanpa perlakuan panas ini rendah. 2.
Baja AISI low carbon normalizing
12
Gambar 3. Baja AISI low carbon normalizing
Struktur-mikro baja AISI low carbon setelah mengalami normalizing fasa ferit fasa ferit menjadi menjadi lebih sedikit dibandingkan pada baja AISI non heattreatment. Fasa pearlite pada perlakuan normalizing terlihat terlihat lebih lebih banyak jika dibandingkan dengan fasa pearlit e pada perlakuan non treatment. Hal ini dapat dilihat pada diagram TTT yang menunjukkan pendinginan yang lambat (dengan udara) akan menghasilkan fasa pearlite, pearlite, hal ini sesuai sesuai dengan dengan perl perlaku akuan an norma normali lizi zing ng perbes perbesar aran an 1000X yang menunjukkan fasa pearlit terbentuk lebih banyak, dan hanya ada dua fasa yaitu fasa pearlite fasa pearlite dan ferit. dan ferit. 3.
Baja AISI low carbon quenching air
Gambar 4. Baja AISI low carbon quenching air
Spesimen ketiga adalah baja AISI 1045 yang telah diberi perlakuan panas secara quenching . Quenching merupak merupakan an proses proses laku panas panas dengan dengan memanas memanaskan kan baja baja hingga hingga mencapa mencapaii tempera temperatur tur 500C diatas hipoeutektoid
kem kemudi udian
didin dingin ginkan kan
den dengan gan
cep cepat
den dengan gan
menggun menggunakan akan media media air. Gambar Gambar dari pengama pengamatan tan hasil hasil percobaa percobaan n adalah berupa jarum-jarum. Jarum-jarum tersebut adalah merupakan fasa martensit.
13
Jika dibandingkan data hasil percobaan tersebut dengan teorinya pada diagram TTT (time Temperature Transformation) atau diagram antara waktu waktu pendingi pendinginan nan dengan dengan tempera temperatur, tur, maka maka data hasil hasil percobaa percobaan n adalah adalah benar benar karena karena proses proses quenching akan menghasi menghasilkan lkan struktur struktur yang martens martensit it yang bentukny bentuknyaa seperti seperti jarum-j jarum-jarum arum panjang, panjang, yang sifatnya sifatnya sangat sangat keras keras tetapi tetapi struktur strukturnya nya getas. getas. Karena Karena pendingi pendinginan nan yang yang cepat cepat pula pula atom atom C yang yang ada tidak tidak sanggu sanggup p kelua keluarr berdif berdifusi usi karena karena tidak tidak cukup cukup energi energi sehin sehingga gga seme semesti stinya nya strukt strukturn urnya ya BCC BCC (Body Center Cubic) menjadi BCT (Body Center Tetragonal). Karbon yang terperangkap mengakibatkan mengakibatkan struktur mikronya tegang dan keras sehing sehingga ga sifan sifanya ya sanga sangatt keras keras namu namun n getas. getas. Sifa Sifatt logam logam yang yang di quenching paling keras dari ketiga sampel tetapi getas, keuletan dan ketangguhannya juga menurun. 4.
Baja AISI low carbon quenching oli
Gambar 5. Baja AISI low carbon quenching oli
Terliha Terlihatt struktur strukturnya nya berwarna berwarna abu-abu abu-abu tua dengan dengan fasa martens martensit. it. Apabila dikaitkan dengan diagram TTT, maka pendinginan dengan oli lebih cepat dibandingkan dengan air. Matriks dari struktur-mikro struktur-mikro pada gamb gambar ar 9 adal adalah ah mart martens ensit it,, dan fasan fasanya ya adala adalah h ferit ferit.. Feri Feritt pada pada gambar di atas sangat sedikit dibandingkan dengan martensit. Matriks yang berupa martensit ini memiliki kekerasan yang tinggi, sehingga baja dengan pendinginan cepat ini memiliki kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan benda uji yang lain.
14
Maka, perlakuan panas akan mempengaruhi struktur-mikro dari baja sehingga sehingga akan menyeba menyebabkan bkan sifat sifat kekerasa kekerasannya nnya berbeda berbeda dari sifat sifat kekerasan fasanya. Baja AISI dengan karbon rendah tanpa perlakuan panas memiliki fasa ferit dan pearlit, apabila dilakukan perlakuan panas quenching akan menghasilkan fasa matensit, dan apabila dilakukan normalizing akan menimbulkan fasa pearlit yang semakin banyak.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Setela Setelah h melakuk melakukan an percobaa percobaan n metalog metalografi rafi maka maka penulis penulis mendapa mendapatkan tkan beberapa kesimpulan, di d i antaranya sebagai berikut b erikut : 1. Pros Proses es perla perlakua kuan n panas panas,, kecepa kecepata tan n dan media media pendin pendingin ginan an sanga sangatt memp mempeng engar aruhi uhi strukt struktur ur mikro mikro dan dan sifat sifat-si -sifa fatt fisik fisik pada pada logam logam.. Semakin cepat pendinginan, maka bentuk butirannya akan semakin berlamel-lamel. Sehingga sifat kekerasannya dapat meningkat, namun ketangguhannya menurun. 2. Pada baja AISI low carbon carbon terda terdapat pat fasa fasa ferit ferit dan pearl pearlit it dala dalam m strukt strukturur-mi mikr krony onyaa dengan dengan ukura ukuran n ferit ferit lebih lebih besar besar diban dibandin dingka gkan n pearlit. 3. Pada pros prosees quenching oli, quenching oli, terlihat bentuk butiran logam yang berlamel dan kasar yang merata diseluruh daerah. Bentuk ini merupakan fasa martensit martensit yang keras dan getas. Sedangkan quenching air quenching air terdapat fasa ferit dan martensit dalam struktur-mikronya dengan ukuran ferit lebih besar dibandingkan martensit. 4. Pada Pada loga logam m has hasil il normalizing , distribusi ukuran dan bentuk butirannya sangat teratur dan baik. Hal itu terlihat pada bentuk butiran pearlite yang bulat dan merata diseluruh bagian, dengan disertai struktur ferrite pada batas butiran pearlite. pearlite. Sehingga Sehingga proses proses normalizing memiliki sifat ketangguhan yang sangat baik.
15
5.2
Saran
Sara Saran n yang yang dapa dapatt
dibe diberi rika kan n
penu penuli liss
untu untuk k perc percob obaa aan n
ini ini seba sebaga gaii
pengembangan di masa depan adalah pada saat grinding sebaiknya dilakukan bergantian sehingga sehingg a spesimen yang diuji akan aka n lebih efektif hasilnya. hasiln ya. .
DAFTAR14PUSTAKA
Avner, S.H,. 1964. “ Introduction to Physical Metallurgy”. Metallurgy”. New York : Mc GrawHill. Davis, H.E, dan G.E Troxell,. 1964. “The “ The Testing and Inspection Of Engineering Material ”, ”, New York : Mc Graw-Hill. Djaka, Tri. 2009. Catatan Kuliah Pengujian Logam dan Metalografi . Cilegon: FT. UNTIRTA. Lakhtin, Y. 1968. ” Engineering Physical Metallurgy”, Metallurgy”, Moscow : MIR Publised,. Smallman, R.E. 2000. Metalurgi 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material Edisi Edisi Keenam Terjemahan. Jakarta : Erlangga. http://idrusme.blogspot.com/2011/11/metalografi.html [Diakses tanggal 13 Maret 2013 pukul 23.51 WIB]
16
15
LAMPIRAN
17
Lampiran 1. Jawaban Pertanyaan dan Tugas
16 1. Jelas Jelaskan kan manfa manfaat at pengu penguji jian an meta metalo logra grafi fi dan dan bagai bagaima mana na aplik aplikasi asinya nya dalam dalam dunia industri? Jawaban :
Metalografi merupakan pengujian dan pengamatan terhadap strukutur butir suatu suatu logam. logam. Manfaat Manfaat dari pengujia pengujian n metalog metalografi rafi adalah adalah dapat dapat diperole diperoleh h gambaran topografi struktur butir, kadar dari suatu logam atau paduan logam. yang dikandung suatu logam sehingga dari fasa-fasa dalam struktur butir suatu logam kita dapat mengetahui mengetahui sifat mekaniknya. mekaniknya. Aplikasi dalam dunia industri pada pengujian metalografi adalah bisa digunankan untuk mengetahui kadar kekuatan dari suatau material logam dan unsur atau paduan apa yang harus digunakan untuk menghasilkan logam dengan kekuatan yang kita inginkan, karena tujuan pada uji metalografi disini adalah untuk mendapatkan struktur mikro mikro dari dari suatu suatu logam logam maka maka aplik aplikasi asi yang yang sering sering dipaka dipakaii dalam dalam dunia dunia industri adalah bagaimana mendapatkan mendapatkan suatu material material dengan kekuatan yang diinginkan. Contohnya adalah dengan metalografi industri dapat menghasilkan permukaan tampak lebih mengkilap pada body mobil, sepeda motor, alat-alat dapur, serta aplikasi logam pada bangunan. Selain itu aplikasinya terdapat pada frame jam tangan, drum stainless steel pada mesin cuci dan alat-alat pembedahan yang terbuat terb uat dari stainless dari stainless steel. 2. Jelaska Jelaskan n mengapa mengapa kita harus harus melakukan melakukan etsa dan dan bagaimana bagaimana mekanism mekanismenya enya?? Dan jelaskan macam-macam etsa? Jawaban :
Etsa dilakukan sebelum melakukan pengamatan pengamatan metalografi metalografi dikarenakan etsa digunakan untuk mengikis daerah batas butir dan untuk menampilkan susunan
18
dan ukuran butir serta morfologi fasa sehingga struktur bahan yang diuji dapat diamati dengan jelas dibawah mokroskop optik. Larutan etsa yang dipakai dalam pengujian metalografi ini adalah larutan nital 3% yang sebelumnya dibers dibersihk ihkan an dahulu dahulu denga dengan n alkoh alkohol ol.. Mekan Mekanism ismeny enyaa adala adalah h kita kita hanya hanya menyelupkan menyelupkan benda uji yang akan diteliti kedalam larutan etsa selama kurang lebih 5 detik, kemudian diangkat dan dilap hati-hati menggunakan kapas dan dikeringkan dengan menggunakan blower (hair dryer). dryer). 3. Jela Jelask skan an meka mekani nism smee mounting dan syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting ? Jawaban :
Mounting disebut disebut juga proses proses pembing pembingkai kaian an sampel. sampel. Sampel Sampel dimounting dimounting dengan dengan alat alat mounti mounting ng press press deng dengan an pena penamb mbah ahan an bake bakeli litt yang yang akan akan menggum menggumpal pal dan membing membingkai kai sampel. sampel. Selain bakelit bakelit juga masih masih banyak banyak bahan yang dapat digunakan d igunakan untuk mounting untuk mounting . Hasil mounting yaitu mounting yaitu berbentuk bulat dengan ukuran ukur an 1 inchi – 1 ½ inchi. 4. Mengapa Mengapa pada pada saat penga pengampl mplasan asan harus harus diali dialiri ri air terus terus menerus menerus?? Jawaban :
Selama pengamplasan terjadi gesekan antara permukaan sampel dan kertas ampl amplas as
yang yang
memun emungk gkin inka kan n
terj terjad adin inya ya
kena kenaik ikan an
suhu suhu
yang yang
dapa dapatt
mempengaruhi mikrostruktur sampel sehingga diperlukan pendinginan dengan cara mengaliri air. 5. Jelaska askan n apa yan yang terj erjadi apab pabila permuk rmukaaan bend bendaa uji kasa asar atau bergelombang? Serta jelaskan jelas kan metode-metode polishing metode-metode polishing ? Jawaban :
Apabila permukaan benda uji kasar atau bergelombang maka benda uji tidak bisa diperiksa menggunakan mikroskop. Polishing mikroskop. Polishing (pemole (pemolesan) san) adalah proses terakhir dari bagian preparasi spesimen untuk mendapatkan permukaan benda kerja yang benar-benar halus dengan menggunakan mesin poles metalografi yang terdiri dari piringan yang berputar dilapisi dengan kain “ selvyt selvyt ” dan didal didalam amnya nya
mengg menggun unaka akan n
gaya gaya
abrasi abrasif. f. Polishing diper diperluk lukan an
dalam dalam
meta metalog lograf rafii karena karena prose prosess ini ini bergun bergunaa untuk untuk menin meningka gkatka tkan n benda benda kerja kerja
19
tamp tampak ak
meng mengki kila lap, p,
halu haluss
menc menceg egah ah
kont kontam amin inas asii
pera perala lata tan n
medi medis, s,
menghilangkan menghilangkan oksidasi, atau mencegah mencegah korosi pada pipa. Dalam metalografi dan metalur metalurgi, gi, polishing diguna digunaka kan n untuk untuk memb membuat uat plat plat rata, rata, memb membuat uat permukaan benda kerja bebas dari cacat sehingga memudahkan dalam pemeriksaan mikrostruktur mikrostruk tur logam dengan mikroskop. mikro skop. 6. Jelaska askan n has hasil metalo alogra grafi
jenis-j s-jenis nis baja aja cor cor dan bagai gaimana sifat
mekanisnya? Serta gambarkan mikrostrukturnya? Jawaban :
Baja cor atau disebut juga baja tuang adalah baja yang dituang dalam bentuk tertentu. Kadar karbon dari baja tuang biasanya lebih rendah dari [ada kadar karbon dari besi tuang dan biasanya kurang dari 1,0% C. jenis-jenis baja tuang yaitu [Bagyo, 1985]: 1. Baja Baja tuang tuang manga mangan n tingg tinggi. i. Didingi Didinginka nkan n dengan dengan air 1000˚C 1000˚C.. Semu Semuaa butir
kristal adalah austenite yang mengand mengandung ung mangan, mangan, sebagai sebagai
larutan padat. Berbagai macam warna tergantung dari pantulan cahaya. Penamba Penambahan han mangan mangan akan memberi memberikan kan kekuata kekuatan n tarik tarik yang lebih lebih tinggi. 2. Baja Baja tuang tuang 18 Cr 8 Ni, Ni, didingi didinginka nkan n di air air 1050˚C 1050˚C 1 jam. Terbe Terbentu ntuk k fasa fasa yang yang terdi terdiri ri dari dari austenite sebagai sebagai matriks matriks dan ferit ferit tersebar tersebar diseluruh permukaan. 3. Baja Baja tuang 13 Cr, Cr, dicelup dicelup dingin dingin di minya minyak k 950˚C 1 jam. jam. Sediki Sedikitt ferit tesebar diantara matriks martensit diseluruh permukaan.
20
Gambar 6. Struktur Mikro Bainite (berwarna hitam seperti jarum) dan
Matriks Martensit (warna putih) [Avner,1964]
Gambar 7. Struktur Mikro Martensit [Avner,1964]
7. Zat etsa etsa apa apa yang digun digunakan akan untuk untuk penga pengamat matan an materia materiall berikut berikut : a. Aluminium b. Besi tuang kelabu c. Baja aja karb karbon on rend rendah ah Sebutkan pula fasa-fasa yang diharapkan terbentuk setelah ditambah zat etsa pada material tersebut? Jawaban :
a.
Alum Alumin iniu ium, m, meng menggu guna naka kan n zat etsa etsa larut larutan an HF 0,5% 0,5%.. Mikro Mikrost stru rukt ktur ur yang dihasilkan setelah dietsa yang diharapkan yatu terdiri atas kristal utama padatan aluminium (dendritik) ditambah produk hasil reaksi dengan dengan paduan. paduan. Elemen Elemen paduan paduan yang tidak berada berada dalam dalam keadaan keadaan padat biasanya membentuk fasa campuran pada eutectic, eutectic, kecuali kecuali silikon yang muncul sebagai produk utama. Pada paduan alumuniumsilikon, eutektik terjadi pada sekitar 12 % Si.
b.
Besi tuang kelabu, menggunakan larutan nital 2% dan fasa yang diharapkan semua atau hampir semua karbonnya dalam bentuk lamel-
21
lamel grafit. Besi tuang kelabu terdiri atas perlit atas perlit dan dan grafit grafit . Dan perlit Dan perlit itu sendiri terdiri dari ferit dari ferit dan dan cementit . c.
Baja aja karb karbon on rend rendah ah,, mengg enggun unak akan an laru laruta tan n nita nitall 2% dan dan fasa fasa yang yang diharapkan adalah fasa fasa ferit dan perlit ferit dan perlit .
8. Sebutkan Sebutkan jenis jenis baja baja AISI AISI low carbon beserta carbon beserta komposisi kimianya? kimianya ? Jawaban :
Baja karbon dapat diklasifikasikan dalam tiga grup: (1) baja karbon rendah, 0,05 sampai 0,25 persen karbon, untuk digunakan pada kekuatan yang sedang dan diiringin dengan sifat plastisitas yang baik; (2) baja permesinan, 0,3 sampai sampai 0,55 persen persen karbon karbon dapat dapat digunaka digunakan n untuk untuk heat-tr heat-treatm eatment ent dengan dengan kekuatan tinggi; (3) baja perkakas, 0,6 sampai 1,3 persen karbon. [Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineering, 6-25] Maka baja AISI low carbon adalah sebagai berikut: AISI grade designation 1006 1008 1010 1012 1015 1016 1017 1018 1019 1020 1021 1022
Chamical composition limit (ladle analyses), analyses) , % C Mn P S 0,08 max 0,10 max 0,10-0,15 0,13-0,18 0,13-0,18 0,15-0,20 0,15-0,20 0,15-0,20 0,18-0,23 0,18-0,23 0,18-0,23 0,18-0,23
0,25-0,40 0,30-0,50 0,30-0,60 0,30-0,60 0,30-0,60 0,60-0,90 0,30-0,60 0,60-0,90 0,70-1,00 0,30-0,60 0,60-0,90 0,70-1,00
Lampiran 2. Gambar Alat dan Bahan
0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max
0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max 0,05 max
22
Mesin grinding dan dan polishing polishing Gambar 8. Mesin grinding
Gambar 10. Spesimen baja AISI low carbon
Gambar 9. Mikroskop Optik
Gambar 11. Dryer
