BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Metal Me talog ogra rafi fi
meru me rupak pakan an di disi sipl plin in il ilmu mu yan ang g
memp me mpela elajar jarii
kara ka rakt kter erist istik ik
mikrostruktur suatu logam dan paduannya serta hubungannya dengan sifat-sifat logam lo gam da dan n pa padu duan anny nyaa te terse rsebu but. t. Ad Adaa be bebe berap rapaa me meto tode de ya yang ng di dipa paka kaii yait aitu: u: mikroskop (optik maupun elektron), difraksi ( sinar-X, elektron dan neutron), anala an alasi siss (X (X-ra -ray y fl fluo uores resen ence, ce, el elek ektr tron on mi mikr krop opro robe) be) da dan n ju juga ga st stere ereom omet etric ric metalo met alograf grafi. i. ad adaa pra prakti ktikum kum met metalo alogra grafi fi ini dig diguna unakan kan met metode ode mik mikros roskop kop,, sehingga pemahaman akan cara kerja mikroskop, baik optik maupun elektron perlu diketahui. engamatan enga matan metal metalografi ografi dengan mikr mikroskop oskop umumnya umumnya dibag dibagii menjad menjadii dua, yaitu: !. Metalo Metalografi grafi makro, makro, yaitu yaitu pengamatan pengamatan strukt struktur ur dengan dengan perbesara perbesaran n !" # !"" kali, $. Me Meta talo logr graf afii
mikr mi kro, o, yai aitu tu pe peng ngam amat atan an st stru rukt ktur ur de deng ngan an pe perb rbes esar aran an
diatas!"" kali. %ebelu %eb elum m dil dilaku akukan kan pen pengam gamatan atan mik mikros rostru truktu kturr den dengan gan mik mikrosk roskop op mak makaa diperlukan proses-proses persiapan sampel.
I.2 Rumusan Masalah 1.
&agaimana prinsip kerja dari mikroskop '
2.
&agaimana cara mencari pembesaran dari mikroskop '
3.
elask el askan an
peng pe ngert ertia ian n
dari da ri
ferit fer it,p ,pear earlit lit,s ,sem ement entit it,a ,aus usten tenit, it,ma marte rtensi nsitt
ledeburit 4.
elaskan fase apa saja yang terjadi
5.
*anbarkan diagram +e-
dan da n
I.3 Tujuan Pengujian
ujuan dari ini adalah untuk mengetahui struktur mikro dari suatu bahan logamm atau paduan logam.
I.4 Manfaat 1.
Agar mahasisa mengetahui prinsip kerja dari mikroskop.
2.
Agar mahasisa mengetahui pembearan dari mikroskop.
3.
Agar mahasisa mengetahui pengertian dari ferit, pearlit, sementit, austenite, martensit dan ledeburit.
/.
Agarr mahasis Aga mahasisa a dapat dapat meng mengetah etahui ui gambar gambar diagr diagram am dari dari +e- +e-
BAB II TINJAUAN PUSTAA
0lmu logam dibagi menjadi dua bagian khusus, yaitu metalurgi dan metalografi. Metalurgi adalah ilmu yang menguraikan tentang cara pemisahan logam dari ikatan unsur-unsur lain. Metalurgi dapat dikatakan pula sebagai cara pengolahan logam secara teknis untuk memperoleh jenis logam atau logam paduan yang memenuhi kebutuhan tertentu. logam tersebut. Metalografi adalah ilmu yang mempelajari tentang cara pemeriksaan logam untuk mengetahui sifat, struktur, temperatur, dan persentase campuran logam tersebut 1efinisi dari struktur mikro adalah gambaran dari butiran logam ataupun distribusi fasa pada suatu logam atau paduan logam, yang mana dapat diamati leat suatu mikroskop metalurgi. 0nformasi yang diperoleh dari pengujian struktur mikro antara lain : -
2kuran butiran logam atau paduan logam.
-
+asa-fasa yang terjadi pada logam atau paduan logam.
-
erkiraan kekuatan logam. ada percobaan ini akan dipelajari sifat-sifat logam dari struktur mikronya.
erlakuan panas (heat treatment) pada baja akan mengubah sifat logam. %alah satunya aalah sifat mekanik yang dapat dilihat dari hasil uji kekerasan dan sifat fisis yang dapat dlihat dari stuktur mikronya. 3ogam terlebih dahulu harus dihaluskan hingga rata dan halus pada permukaanya. 4amun untuk melihat struktur mikronya specimen harus dietsa terlebih dahulu. 5tsa merupakan proses pengikisan batas butir secara selektif. 6aitu benda diberikan7dicelupkan pada larutan asam atau larutan yang bersifat korosif dalam jangka aktu tertentu. Akibat adanya medium korosif tersebut permukaan logam menjadi terkorosi secara selektif karana laju korosi di setiap titik tidak sama. 3arutan etsa yang digunakan tergantung dari jenis logam.
Diagram !asa Sistem Besi " Besi ar#i$a
1iagram kesetimbangan besi-besi karbida dapat dijadikan sebagai dasar untuk mempelajari paduan besi baja. 1iagram ini juga disebut sebagai diagram fasa atau diagram kesetimbangan antara dua fasa, yaitu larutan padat besi dan senyaa logam +e8 yang disebut sementit. ontoh diagram fasa sistem besi-besi karbida dapat dilihat pada *ambar !. ada gambar ! ditunjukkan perubahan fasa yang terjadi selama pemanasan, pendinginan, jenis dan jumlah fasa yang ada pada setiap temperature. aduan besi-besi karbida mempunyai beberapa fasa yaitu: ferit, austenite, besi delta, eutectoid atau perlit, dan eutektik atau ledeburit dan sementit. !erit !erit merupakan larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi
murni. 9elarutan maksimum karbon dalam ferit adalah ","$ persen pada temperature ;$8 celcius. ada temperature kamar kelarutan karbon sekitar ",""< persen karbon. +erit mempunyai struktur sel &, body centered cubic. +erit mempunyai sifat lunak dan ulet, kekuatan tariknya kurang dari 8!" Ma. 1alam gambar fasa +erit dinotasikan dengan =.
*ambar $". +errite 1an earlite
Austenit
Austenit merupakan larutan padat interstisi atom karbon dalam besi yang mempunyai struktur sel +, face centered cubic. Austenit stabil di atas temperature ;$8 celcius. 1alam gambar fasa austenit dinotasikan dengan >. Besi Delta
&esi delta merupakan fasa yang mempunyai struktur sel &, berada diantara temperature !/"" # !8 celcius. Atom karbon dapat larut sampai ",! persen. 1alam gambar besi delta dinotasikan dengan ?. Sementit
%ementit mrupakan senyaa logam yang mempunyai kekerasan tinggi. erkeras di antara fasa-fasa yang mungkin terjadi pada baja, tapi sangat rapuh. %ementit biasa disebut besi karbida mempunyai rumus +e8. @al ini tidak berarti baha karbida besi membentuk molekul-molekul +e8. Akan tetapi kisi 9ristal sementit mengandung atom besi dan karbon dalam perbandingan tiga laan satu. iga atom besi dan satu atom karbon. %ementit mempunyai sel satuan ortorombik dengan !$ atom besi dan empat atom karbon per satu selnya. Perlit
erlit adalah campuran khusus terdiri dari dua fasa dan terbentuk seaktu austenite dengan komposisi eutectoid bertransformasi menjadi ferit dan karbida besi secara bersamaan. %truktur dasar perlit adalah struktur lamellar yang tersusun daari lapisan ferit dan sementit. erlit hanya terjadi di baah temperature ;$8 celcius. erlit mempunyai sifat diantara ferit dan sementit, yaitu kuat dan cukup keras. 9andungan karbon dalam perlit untuk paduan besi karbon adalah ",< persen.
*ambar $! ementite 1an earlite Peru#ahan%Transf&rmasi%Dek&m'&sisi !asa Selama Pen$inginan
%ebagai ilustrasi akan dijelaskan pendinginan besi baja
eutectoid dengan
kandunagn karbon ",< persen karbon. roses pendinginan untuk baja
eutectoid ,
seperti ditunjukkan pada *ambar 8 yang dinyatakan oleh garis a. ada temperature ! terjadi pengintian austenite, selanjutnya antara temperature ! # $ butir-butir tumbuh dan pertumbuhan selasai pada $. Antara $ # 8 tidak terjadi perubahan fasa. +asa yang ada adalah austenite. %etelah mencapai temperature
8, pada temperature ini
austenite berangsur-angsur
mulai
bertransformasi menjadi perlit dan kemudian temperature terus turun sampai temperature kamar. %truktur dassar perlit adalah lamellar yang tersusun dari lapisan-lapisan ferit dan lapisan-lapisan smentit yang kedudukannya atau posisinya berselang-seling.
*ambar $$ 1iagram +asa %istem &esi - &esi 9arbida
BAB III MET(D(L()I PENELITIAN
3.1 Alat $an Bahan
8.!.! &ahan &ahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah baja beton esser, besi cor, dan baja hasill pengelasan. 8.!.$ Alat 1.
Mikroskop metalurgi
$.
Autosol7 pasta gigi
3.
esin B hardener
4.
9ain beludru
5.
airan etsa
6.
9ertas gosok
7.
gergaji
3.2 Pr&se$ur Pengujian
3angkah- langkah dalam melakukan pengujian struktur mikro -
otong specimen dengan ukuran !" mm C ". mm C ". mm
-
Mounting specimen dengan cara
a. *ergaji paralon
D in panjang !, cm
b. utup paralon yang sudah terpotong enga isolasi pada satu sisinya. c. 3etakkan specimen didalam paralon dan lekat dengan isolasi d. engadahkan paralon sehingga terbuka di bagian atas. e. ampurlah resin dengan hardner f. uangkan mesin tersebut kedalam paralon dan biarkan sampai mongering g. 9eluarkan hasil cetakan resin itu dengan menggergaji paralon. -
@aluskan specimen yang sudah dimonting dengan kertas ampelas secara bertahap dari grade yang kasar sampai dengan yang halus.
-
3ihat specimen apa sudah betul-betul halus (rata dan mengkilat) bila belum ulangi gosok engan kertas ampelas yang halus
- &ila sudah halus specimen dengan kain beludru yang diletakkan pada mesin ampelas7poles dan beri pasta gigi dan air. - Amati apakah sudah betul-betul halus (seperti cermin) bila belum ulangi lagi langkah no. - &ila specimen sudah seperti cermin (tidak ada goresan) maka bersihkan dengan air lalu alcohol. - 5tsa specimen dengan cairan etsa 4ital yaitu @4E8 F @l F Metanol - Amati struktur mikro specimen dengan mikroskop - ekam haisl pengamatan anda di computer dan catat perbesarannya. 3.3 Data Pengujian
- enis Metode engujian: engujian %truktur Mikro - enis Mesin: Mikroskop 5lektron - anggal engujian: $8 4oGember $"!$ - raktikan: 9elompok !H - Asisten engaas: Muhammad +irman
BAB I* PEMBAHASAN
+,- Data Hasil Pengujian
/.!.! engujian dengan perlakuan panas (treatment) erbesaran X
erbesaran !"X
erbesaran $"X
erbesaran "X
erbesaran !""X
/.!.$ engujian dengan tanpa perlakuan panas (non-treatment) erbesaran X
erbesaran !"X
erbesaran $"X
erbesaran "X
erbesaran !""X
+,. Pertan/aan 4.2.1. &agaimana prinsip kerja dari mikroskop ' 4.2.2. &agaimana cara mencari perbesaran dari mikroskop '
/.$.8.elaskan
pengertian
dari
ferit,pearlit,sementit,austenit,martensit
dan
ledeburit 4.2.4. *anbarkan diagram +e- 4.2.5. elaskan fase apa saja yang terjadi
+,0 Ja1a#an
/.8.!. rinsip 9erja 1ari Mikroskop. Mikroskop bekerja berdasarkan pantulan cahaya yang dipantulkan oleh cermin dibagian baah penampang speciment. antulan cahaya tersebut dipantulkan meleati penampang specimen, lalu cahaya tersebut ditangkap oleh lensa objectif untuk menuju lensa okuler. %etelah cahaya meleati lensa okuler maka gambar struktur dari bentuk specimen akan terlihat oleh mata kita. Apabila mikroskop yang digunakan adalah mikroskop electron hasil gambar struktur specimen akan langsung dapat ditampilkan melalui layar monitor. /.8.$. ara Mencari embesaran 1ari Mikroskop utar lensa objectif pada perbesaran yang diinginkan, sehingga hasil gambar struktur specimen yang diinginkan dapat terlihat sesuai dengan perbesasrannya. &iasanya perbesarannya tetrdiri dari X # !""X. 4.3.3. engertian 1ari +erit,earlit,%ementit,Austenit,Martensit 1an 3edeburit.
a.
!erit
Merupakan larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi murni. 9elarutan maksimum karbon dalam ferit adalah ","$ persen pada temperature ;$8 celcius. ada temperature kamar kelarutan karbon sekitar ",""< persen karbon. +erit mempunyai struktur sel &, body centered cubic. +erit mempunyai sifat lunak dan ulet, kekuatan tariknya kurang dari 8!" Ma. 1alam gambar fasa +erit dinotasikan dengan =.
*ambar !. +errite 1an earlite
b.
Pearlit
Merupakan campuran khusus terdiri dari dua fasa dan terbentuk seaktu austenite dengan komposisi eutectoid bertransformasi menjadi ferit dan karbida besi secara bersamaan. %truktur dasar perlit adalah struktur lamellar yang tersusun daari lapisan ferit dan sementit. erlit hanya terjadi di baah temperature ;$8 celcius. erlit mempunyai sifat diantara ferit dan sementit, yaitu kuat dan cukup keras. 9andungan karbon dalam perlit untuk paduan besi karbon adalah ",< persen.
*ambar $. earlite
c.
Sementit
Merupakan senyaa logam yang mempunyai kekerasan tinggi. erkeras di antara fasa-fasa yang mungkin terjadi pada baja, tapi sangat rapuh. %ementit biasa disebut besi karbida mempunyai rumus +e8. @al ini tidak berarti baha karbida besi membentuk molekul-molekul +e8. Akan tetapi kisi 9ristal sementit mengandung atom besi dan karbon dalam perbandingan tiga laan satu. iga atom besi dan satu atom karbon. %ementit mempunyai sel satuan ortorombik dengan !$ atom besi dan empat atom karbon per satu selnya.
*ambar 8. %ementit
d.
Austenit
Austenit merupakan larutan padat interstisi atom karbon dalam besi yang mempunyai struktur sel +, face centered cubic. Austenit stabil di atas temperature ;$8 celcius. 1alam gambar fasa austenit dinotasikan dengan >.
e.
Martensit
Merupakan fasa yang terbentuk akibat karbon larut leat jenuh pada besi alfa.Martensit dapat tejadi dengan pendinginan yang cepat.%el satuan dari Martensit yaitu &ody enter etragonal (&).Atom karbon dianggap menggeser
latis kubus menjadi tetragonal.Makin tinggi konsentrasi karbon, makin banyak posisi interstisi yang terisi sehingga efek tetragonalitasnya makin besar. f.
Le$e#urit
Merupakan eutektik yang terjadi ketika beberapa bentuk besi cair mengeras menjadi besi cor putih. 0ni adalah jenis struktur metalografi dalam diagram fasa +e-. 3edeburite bukanlah jenis baja sebagai tingkat terlalu tinggi. 1i baah benar grafit ekuilibrium akan dibentuk sehingga besi cor kelabu bukannya besi cor putih. 4.3.4. 1iagram +e-
4.3.5. +ase-+ase 6ang erjadi
ada hasil pengamatan struktur mikro material baja non-treatment setelah dianalisis didapatkan fase-fase yang terjadi pada material tersebut adalah fase ferit, pearlit,sementit dan austenite, kemungkinan ada beberapa fase-fase lagi yang terjadi pada material tersebut yang tidak dapat kami amati dikarenakan hasil gambar dari mikroskop electron yang terekam tidak begitu jelas untuk diamati. enjabaran dari fase-fase yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut:
+ase ferit yang terjadi dapat dilihat dari adanya tampilan puith pada struktur baja tetrsebut. ampilan tersebut dikarenakan terdapat larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi murni. +erit mempunyai sifat lunak dan ulet. +ase earlit juga terjadi pada specimen. @al ini dapat dilihat pada tampilan struktur gambar yang berarna hitam dintara gambar berarna putih. ampilan tersebut dikarenakan adanya campuran khusus yang terdiri dari dua fasa dan terbentuk seaktu austenite dengan komposisi eutectoid bertransformasi menjadi ferit dan karbida besi secara bersamaan. %truktur dasar perlit adalah struktur lamellar yang tersusun daari lapisan ferit dan sementit. erlit hanya terjadi di baah temperature ;$8 celcius (non-treatment). erlit mempunyai sifat diantara ferit dan sementit, yaitu kuat dan cukup keras. 9andungan karbon dalam perlit untuk paduan besi karbon adalah ",< persen. ada hasil pengamatan struktur mikro material baja treatment setelah dianalisis didapatkan fase-fase yang terjadi pada material tersebut adalah fase ferit, martensit dan austenite, kemungkinan ada beberapa fase-fase lagi yang terjadi pada material tersebut yang tidak dapat kami amati dikarenakan hasil gambar dari mikroskop electron yang terekam tidak begitu jelas untuk diamati. enjabaran dari fase-fase yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut: +ase ferit yang terjadi dapat dilihat dari adanya tampilan puith pada struktur baja tetrsebut. ampilan tersebut dikarenakan terdapat larutan padat interstisi dari atom-atom karbon pada besi murni. +erit mempunyai sifat lunak dan ulet. +ase martensit yang terjadi dikarenakan terbentuknya karbon larut leat jenuh pada besi, karbon tersebut terbentuk akibat pembakaran. Martensit dapat tejadi dengan pendinginan yang cepat. +ase Austenit terjadi akibat adanya larutan padat interstisi atom karbon dalam besi yang mempunyai struktur sel +, face centered cubic. Austenit stabil di atas temperature ;$8 celcius.
BAB * PENUTUP
2,- esim'ulan
.!.! Mikroskop bekerja berdasarkan pantulan cahaya yang dipantulkan oleh cermin dibagian baah penampang speciment. antulan cahaya tersebut dipantulkan meleati penampang specimen, lalu cahaya tersebut ditangkap oleh lensa objectif untuk menuju lensa okuler. Apabila mikroskop yang digunakan adalah mikroskop electron hasil gambar struktur specimen akan langsung dapat ditampilkan melalui layar monitor. .!.$ ara mencari perbesaran pada mikroskop dengan cara menggeser lensa objectif berdasarkan perbesaran yang diinginkan. .!.8 +ase-fase yang terjadi pada &aja treatment adalah fase ferit, martensit dan austenite, sedangkan pada &aja non-treatment adalah fase ferit, pearlit,sementit dan austenite. 2,. Saran
raktikum berjalan cukup baik karena praktikan hanya melihatnya dari mikroskop yang telah disediakan sebaiknya pada praktiukm berikutnya praktikan juga dijelaskan cara membuat specimen yang akan diuji menggunakan mikroskop tersebut.
