Laporan Uji Keras Matrek

TUGAS PENDAHULUAN MODUL B UJI KERAS

OLEH KELOMPOK

: 28

ANGGOTA KELOMPOK

: 1. Astrid Parama N (13406026) 2. Bona Mangkirap (13406043) 3. Irma Sofiani (1340049) 4. Nadia Fadhilah Riza (13406069) 5.

Prilla Sista LJ (13406080)

6.

Ira Wulandari (13406094)

PROGRAM STUDI TEKNIK MATERIAL FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

1

Uji keras keras merup merupaka akan n pengu pengujia jian n yang yang efekti efektif f karen karena a akan akan didapa didapatka tkan n gamb gambar aran an sifa sifat t meka mekani nik k sua suatu mate materi rial al deng dengan an muda mudah. h. Wala Walaup upun un pengu pengujia jian n hanya hanya dilak dilakuka ukan n pada pada satu satu titik titik atau atau daera daerah h terten tertentu tu saja, saja, nilaikekerasancukupvaliduntukmenyatakantingkatkekerasansuatu material. material.Mate Material rialdapa dapat t dengan dengan mudah digolongk digolongkan an sebagai sebagaimateri material al uletmaupungetas,hanyadenganmelaku uletmaupungetas,hanyadenganmelakukanpengujiankera kanpengujiankeras. s. Pengu Pengujian jian keras keras juga juga dapat dapat diguna digunakan kan sebag sebagai ai suatu suatu metod metode e untuk untuk mengetahuipengaruhperlakuanpanasdanperlakuandinginterhadap material.Materialyangtelahmengalamicoldworking,hotworking  material.Materialyangtelahmengalami coldworking,hotworking ,dan ,dan heat heat trea treatm tmen ent  t , ,  dapat pat dike iketahu tahui i peru perub bahan ahan kek kekuata uatann nny ya mela melalu lui i peng penguj ujia ian n keke kekera rasa san. n. Kare Karena na itu, itu, dapa dapat t deng dengan an muda mudah h mela melaku kuka kan n qualitycontrol terhadapmaterial. terhadapmaterial.

1.

Mengetahuimacam-macammetodepengu Mengetahuimacam-macammetodepengujiankerassertaaplika jiankerassertaaplikasinya sinya

2.

Mengetahuiprosedurdanstandarpengujiankeras

3.

Mengetahuisifatmekaniksertaperubahanyangterjadiakibatproses pemanasan

4.

Meng Menget etah ahui ui kele kelebi biha han n dan dan keku kekura rang ngan an meto metode de-m -met etod ode e peng penguj ujia ian n kekerasan

5.

Mampumenghitungbesaransifatmekaniksuatumaterial

2

Kekerasanadalahketahanansuatumaterialterhadapdeformasiplastispada daerah

lokal

dan

permukaan

material. Sedangkan

kekuatan

adalah

keta ketaha hana nan n mate materi rial al terh terhad adap ap defo deforma rmasi si plas plastis tis seca secara ra glob global al. . Keke Kekeras rasan an suatumaterialberbandinglurusdengankekuatannya. Secaraumum,terdapa Secaraumum,terdapattiga ttiga jenispenguku jenispengukurankekera rankekerasansesuai sansesuaidengansifat dengansifat pengujiannya,yaitu: 1.

Pengujiankerasdenganmetodegoresan Pengujian Pengujian keras kerasdeng denganmetodegoresmenguk anmetodegoresmengukurkemampua urkemampuansuatu nsuatu materialdengan materialdengan menggores menggoreskanmateria kanmaterial lujikepad ujikepadaspesime aspesimen. n.Skala Skala yang digunak digunakanadalahskala anadalahskalaMohs, Mohs,yan yangterdiriatas10 gterdiriatas10 nilai nilaiberup berupa a mate materi ria al stan tandar yang diuru iurutk tka an ses sesuai kemamp mampua uann nnya ya untu untuk k digoreskan. Materialujidariyangpalinglunaksa Materialujidariyangpalinglunaksampaidenganyang mpaidenganyangpalingkeras: palingkeras: 1=Talk/gips6=Orthoclase(feldspar) 2=G =Gy ypsum m            7 7= =Q Qu uartz rtz 3=C =Ca alcit lcite e              8 8= Top Topaz 4=F =Flu luo orite rite              9 9= =C Co orun rundum 5=A =Ap patite tite              1 10 0=I =In ntan tan KelemahandariskalaMohsadalahintervalnyakurangspesifik(nilai kekerasanbendakurangakurat).

2.

Pengujiankerasdenganmetodedinamik Pengujian

keras

dengan

metode

dinamik

digunakan

dengan

mengetah tahui energi rgi impak yan yang diha ihasilk ilkan oleh leh indentor tor yang dijatu dijatuhka hkan n pada pada permuk permukaan aan spesi spesimen. men. Alat Alat yang yang digun digunakan akan dalam dalam pengujian

ini

adalah

Schetoroscope

Shore,

yang

mengukur

keke kekera rasa san n dari dari ting tinggi giny nya a pant pantul ulan an inde indent ntor or berb berben entu tuk k bola bola yang yang dipantulkankespesimen. 3.

Pengujiankerasdenganmetodeindentasi Peng Penguj ujia ian n kera keras s deng dengan an meto metode de inde indent ntas asi i meng menguk ukur ur keta ketaha hana nan n suatu material material terhadap terhadap gaya yang diberikan diberikan oleh indentor, indentor, dengan dengan memp memper erha hati tika kan n besa besar r beba beban n yang yang dibe diberi rika kan n dan dan besa besar r inden indenta tasi si. . Kekera Kekerasan san tipe tipe ini adala adalah h yang yang palin paling g serin sering g diteli diteliti ti dalam dalam mater material ial teknik.

3

Tipekekerasanindentasidibagiatas: Uji kekeras rasan indentas tasi Brinell merupakan kan pen pengujian metode inde indent ntas asi i yang yang pert pertam ama a kali kali dite diteri rima ma dan dan dist distan anda dard rdis isas asi i seca secara ra umum. umum. Ujikeke Uji kekerasan rasan Brinell Brinell dilakukan dilakukan dengan dengan melakuka melakukan n indentas indentasi i pada pada permuk permukaan aan spesim spesimen en dengan dengan bola bola baja baja yang yang memilik memiliki i beban beban 3000 kg dengan ngan diam iameter ter 10 mm. Untuk tuk mate materi ria al lun lunak, beban ban dikurangi menjadi 500 kg agar ind indentas tasi tidak terlalu dalam lam, sedangkanuntukmaterialyangsangatkeras,digunakanbolakarbida untuk untuk memper memperke kecil cil distor distorsi si inden indentor tor. . Beban Beban ditek ditekan an selama selama waktu waktu baku baku (30 detik detik), ), lalu lalu luas luas permu permukaa kaan n hasil hasil inden indentas tasi i diuku diukur r dengan dengan menggu menggunak nakan an mikros mikroskop kop optik. optik. Diamet Diameter er inden indentas tasi i harus harus dihitu dihitung ng dua dua kali kali pada pada sudu sudut t tega tegak k luru lurus s yang yang berb berbed eda a kemu kemudi dian an dira dirata ta-rataka ratakan. n. Permuk Permukaan aan yang yang dikena dikenakan kan indent indentasi asi harus harus relati relatif f halus, halus, danbersih. Denganrumusberikut,dapatdiketahuinilaikekerasanBrinell(BHN): 2 P

 BHN   D( D

dengan,

 D

2

 d 

2

P =be besar beb bebanin indentor tor (kg (kg) D=diameterindentor(mm) d=diameterindentasi(mm) t=kedalamanindentasi(mm)

BHN BHN buka bukan n sebu sebuah ah besa besaran ran yang yang baik baik seca secara ra fisik fisika a karen karena a tida tidak k meli melip puti tek tekanan rata rata-r -ra ata pad pada selu seluru ruh h perm permu ukaa kaan ind indenta entasi si. . Kelemahan lain dari uji ker keras Brinell adalah besar sarnya ukuran ran indentasiBrinellyangdapatmenghalangikegunaanuntukbendauji yangkecil,ataupadabagianyangkritisterhadaptegangandimana hasilindentasiyangterjadidapa hasilindentasiyangterjadidapatmenyebabkankegaga tmenyebabkankegagalan. lan. KelebihanujiBrinelladalahukuranindentorBrinellyangbesardapat merata merata-ra -ratak takan an hetero heterogen genita itas s lokal lokal yang yang terdap terdapat at pada pada permu permuka kaan an spesimen,danujiBrinelltidakterlaluterpengaruholehkekekasaran permukaan.

Uji Uji yang yang dila dilaku kuka kan n oleh oleh Meye Meyer r merup merupak akan an perba perbaik ikan an terh terhad adap ap uji uji Brinell.

Meyer

menyarankan

bahwa

tekanan

rata-rata

pada 4

permu permukaa kaan n selur seluruh uh inden indentas tasi i (yang (yang tidak tidak terdap terdapat at pada pada uji Brinel Brinell) l) harus harus diperhitun diperhitungkan gkan dalam dalam nilai nilai kekerasa kekerasan. n. Nilai rata-rata rata-rata tersebut tersebut diperolehdenganrumus:

Pm 

P 2

 r 

 MHN  

4P  d 

2

Kekerasan Kekerasan Meyer Meyer kurang kurang sensitif sensitif terhadap terhadap beban beban indentor indentor daripada daripada Brin Brinel ell. l. Untu Untuk k mate materi rial al yang yang dipr dipros oses es seca secara ra cold cold work workin ing  g , ,  nila ilai kekera kekerasan san Meyer Meyer bersifa bersifat t konst konstan an dan indepe independe nden n terhad terhadap ap besar besar beba beban, n, seda sedang ngka kan n keke kekera rasa san n Brine Brinell ll berku berkuran rang g deng dengan an semak semakin in besa besarn rnya ya beba beban. n. Keke Kekera rasa san n Meye Meyer r meru merupa paka kan n peng penguk ukur uran an yang yang leb lebih fun fundament ental ter terhadap kekeras rasan inde ndentas tasi tetap tapi jarang ang digunakanuntukpengukurankekerasan.

Uji Uji keke kekera rasa san n inde indent ntas asi i Vike Vikers rs mengg menggun unak akan an inde indent ntor or berbe berbent ntuk uk pira pirami mida da inta intan n deng dengan an dasa dasar r buju bujur r sang sangka kar, r, deng dengan an sudu sudut t yang yang o

saling saling berhadapa berhadapan n sebesar sebesar 136 . Sudu Sudut t terse tersebu but t digun digunaka akan n karen karena a merupaka merupakan n perkiraan perkiraanrasio rasio terideal terideal indentasi indentasi diameter-bo diameter-bola la pada uji Brin Brinel ell. l. Besa Besar r beba beban n inde indent ntor or sebe sebesa sar r 1 samp sampai ai deng dengan an 120 120 kg, kg, disesuaikan

dengan

tingkat

kekerasan

material.

Besar

nilai

keke kekera rasa san n Vick Vicker ers s (VHN (VHN) ) adal adalah ah besa besar r beba beban n diba dibagi gi deng dengan an luas luas daer daerah ah teri terind nden enta tasi si. . Daer Daerah ah ini ini dihi dihitu tung ng deng dengan an meli meliha hat t ukur ukuran an mikroskopisdaripanjangdiagonalindentasi. Rumusyangdigunakanuntukmene RumusyangdigunakanuntukmenentukanbesarVHNadala ntukanbesarVHNadalah: h: VHN 

1,854 P 2

l 

dengan,P=besarbebanindentor(kg) l =panjangrata-ratadiagonal(mm) =panjangrata-ratadiagonal(mm) 1,854 = konstanta yang didapat dari nilai: 2 sin (136o/2) Uji Uji Vick Vicker ers s dite diteri rima ma seca secara ra luas luas kare karena na skal skala a keke kekeras rasan anny nya a yang yang kontin kontinu u untuk untuk rentang rentang nilai nilai yang yang luas, luas, mulai mulai dari dari besi besi sangat sangat lunak lunak deng dengan an nila nilai i 5, hing hingga ga mate materi rial al sang sangat at kera keras s deng dengan an nila nilai i 1500 1500. . Kele Kelebi biha han n lain lain adal adalah ah bah bahwa pada pada uji uji Vick Vicker ers s beba beban n tida tidak k perl perlu u 5

diubah,danberadapadaskalayangsama,sehinggadapatdilakukan perbandingansecaramudahantarakekerasanantarmaterial. Kekurang Kekurangan andariuji dariuji Vickers Vickers adalahlamanya adalahlamanya waktu yang yang dibutuhka dibutuhkan n untukpengukuran,perhitungan,danpersiapanspecimen.

Banyakmasalahmetalurgiyangmembutuhkanpenentuankekerasan padapermukaanyangsangatkecil,misalpenentuankekerasanpada permu permukaa kaan n terka terkarbu rburas rasi, i, atau atau penen penentua tuan n keke kekerasa rasan n pada pada part part jam tangan.Untukpengujianspesimen-spesimensangatkecilini,metode yangpalingdigunakanadalahindentorKnoop.Metodeinimerupakan pengembangandariUjiVickers. Inden Indentor tor Knoop Knoop adala adalah h pirami piramida da intan, intan, yang yang memben membentuk tuk indent indentas asi i berbe berbentu ntuk k layan layang-l g-laya ayang ng dengan dengan perba perband nding ingan an diagon diagonal al panjan panjanggpend pendek ek sebe sebesa sar r 7:1, 7:1, yang yang meny menyeb ebab abka kan n kond kondis isi i rega regang nga an pada pada daerahterdeforma daerahterdeformasi.Nilai si.Nilai kekerasa kekerasan nKnoo Knoop p(KHN)adalah (KHN)adalah besarnya besarnya beban beban dibagi dibagi denga dengan n luas luas daerah daerah proye proyeksi ksi dari dari inden indentas tasi i terseb tersebut, ut, sesuairumus: KHN  



P  A p

P



2

 L C 

dengan,

P = besar beban (kg)



Ap=luasdaerahproyeksidariindentansi(mm2)



L = panjang diagonal panjang (mm) C = konstanta indentor Kare Karena na hasi hasil l inde indent ntas asi i Knoo Knoop p berbe berbent ntuk uk laya layang ng-la -laya yang ng, , maka maka Uji Uji Micr Micro ohardne rdnes ss dapa apat digu igunak nakan untuk tuk men menempa mpatka tkan inde inden ntas tasi dengan denganpos posisi isilebih lebih dekat dekat daripada daripada indentasibujur indentasibujur sangkar sangkar Vickers. Vickers. Kele Keleb bihan ihan lain lain dari bentu entuk k pan panjang jangn nya inde inden ntor tor Kno Knoop adala dalah h kedalaman kedalaman danluasdaerah indentas indentasi i Knoophanyasekitar Knoophanyasekitar 15%dari luasdaerahindentasiVickersuntuk luasdaerahindentasiVickersuntukpanjangdiagonalyan panjangdiagonalyangsama.Hal gsama.Hal ini ini memb membua uat t Knoo Knoop p lebi lebih h baik baik kare karena na dapa dapat t meng menguk ukur ur spes spesim imen en yang tip tipis, atau tau ket ketika men menguji mater terial getas tas, yang yang memil miliki kec kecenderu derun ngan untu untuk k pata patah h. Beb Beban kec kecil yang digu igunakan kan oleh leh meto metode de Knoo Knoop, p, mens mensya yarat ratka kan n bahw bahwa a pers persia iapa pan n spes spesim imen en haru harus s betul-betulbaik.

6

Uji Uji Rock Rockwe well ll meng menggu guna naka kan n keda kedala lama man n inde indent ntas asi i dala dalam m kead keadaa aan n beban

konstan

sebagai

penentu

nilai

kekerasan.

Sebelum

pengukuran,spesimendikenakanbebanminorsebesar10kguntuk mempe memperba rbaiki iki posis posisiny inya, a, untuk untuk mengu menguran rangi gi kecen kecende derun rungan gan ridging  dansinking  dansinking akibatbebanindentor.Lalu,bebanmayordikenakan,dan akibatbebanindentor.Lalu,bebanmayordikenakan,dan kedalaman man

indentas tasi

yang

ter terkonversi dalam

skala

langsung ung

ditunjukk ditunjukkan an pada dial dial gage  gage . .  Dial Dial terse tersebu but t terba terbagi gi atas atas 100 100 bagia bagian, n, yang yang masingmasing-mas masing ing merepr merepres esent entasi asika kan n penetr penetras asi i sebes sebesar ar 0.0002 0.0002 mm.Dialdirancangsedemikianrupasehingganilaikekerasanyang tingg tinggi i berk berkor orel elas asi i denga dengan n keke kekeci cila lan n pene penetra trasi si. . Beda Beda uji uji Rock Rockwe well ll deng dengan an meto metode de lain lainny nya a adal adalah ah nilai nilai keke kekera rasa sann nnya ya tida tidak k memi memilik liki i satu satuan an, , seda sedang ngka kan n pada pada meto metode de lain lain nila nilai i keke kekera rasa san n bers bersat atua uan n kg/mm. o

Indentor Rockwell adalah kerucut intan bersudut 120 , yang dinam dinamaka akan n inden indentor tor Brale, Brale, dan bola bola bajaberdi bajaberdiame ameter ter 1.6 mm(1/16 inc inch) dan dan 3.2 mm (1/8 (1/8 inch inch). ). Nila ilai keke kekera ras san Rock Rockw well bers bersif ifa at dependenterhadapbebandanindentor,makadiperlukanprefixpada nila nilai i keke kekera rasa san, n, yang yang dila dilaku kuka kan n deng dengan an memb member eri i huru huruf f penu penunj njuk uk kombinasibebandanindentor.NilaikekerasanRockwelltanpaprefix huru huruf f ters terseb ebut ut tida tidak k ada ada arti artiny nya. a. Cont Contoh oh dari dari peng penggu guna naan an pref prefix ix tersebut

adalah

besi,

yang

umumnya

diuji

pada

prefix

C,

menggunakanindentorintan,danbebansebesar150kg. Hal-halyangharusdiperhatikandalampengujiankeras: 



Sebelumpengujian: 1.

 Alatujikerasdikalibrasiterlebihdahulu

2.

Indentorharusbersihdanterposisikandenganbaik

3.

Permukaanspesimenharusbersih(tidakadakotoran,karat,dll)

4.

Spesimenyangdiujitidakbolehterlalutipis

Padasaatpengujian: 1.

 Arahpenekananharusbenar-benartegaklurus

2.

Jarak Jarak antar antar penekana penekanan n tidak tidak boleh boleh terlalu terlalu berdekata berdekatan n (3 sampai sampai dengan5kalidiameterindentasi)

3.

Penekanantidakbolehdilaku Penekanantidakbolehdilakukandiujungspes kandiujungspesimen imen

4.

Pengujia Pengujianpadapermukaa npadapermukaansilindris nsilindris akan memberika memberikan nhasi hasil lyan yang g memiliki

kecenderungan

lebih

untuk

salah,

tergantung

kelengkungan,beban,indentor,dankekerasanmaterial. 7

5.

Kecepatanpembebananharusterstandardisasi.

8

2 P

 BHN   D( D

 D

2

 d 

2

5

6

17

1.268

15.7

0.163454125

77.93534422

5

5

0

1

15.7

0.101020514

236.4405928

5

3

10

0.64

15.7

0.041129161

580.7400361

VHN 

1,854 P 2

l 

0.645

4

5

0.82

0.6724

82.71861987

0.43

2

16

0.464

0.215296

258.3420036

0.648

1

26

0.304

0.092416

601.8438366

Aluminium

100

Bola baja

Merah

36 HRB

60

Intan

Hitam

54 HRA

150

Intan

Hitam

52 HRC

BajaKarbon Medium Bajakarbon treatment

9

 Analisisdarihasilpercobaan: a.

Ujik jike eras rasBri Brin nell Daritabelpengolahandatapercobaanbrin Daritabelpengolahandatapercobaanbrinelldapatdiliha elldapatdilihatbahwa: tbahwa: Baja heat treatment

: 580.7 BHN

Baja

: 236.4 BHN

Aluminium 

: 77.9 BHN

Daridatadiatas,materialbajaheattreatmentyangmempunyainilai yan yang palin ling besa besar r diba ibandin nding gkan yan yang lain lain, , hal hal ini ini menunju unjuk kan materialtersebutmemilikikekerasanyanglebihkeras. Dari Dari lite litera ratu tur r dapa apat dilih iliha at angk angka a brin rinell mate materi ria al diata iatas s adalah lah sebagaiberikut: Baja heattr ttre eatme tment

:5 :50-44 -444 BHN BHN

Baja

: 100-500 BHN

Aluminium

: 27 BHN

Dapat Dapat dilihat, dilihat, bahwa bahwa angka angka brinell brinell daribaja dari baja heat heat treatment treatmentsebe sebesar sar 50-444BHN,sedangkandaripengolahandatadiperoleh580.7BHN. Hal Hal ini ini menu menunj njuk ukka kan n bahw bahwa a data data yang yang dipe dipero role leh h berb berbed eda a (leb (lebih ih besar)denganliteratur. Untuk baja, angka brine inell dari lit literat ratur bernilai 10000-500 BHN, seda sedang ngka kan n data data yang yang dipe dipero role leh h 236. 236.4 4 BHN. BHN. Hal Hal ini ini menu menunj njuk ukan an bahw bahwa a data data yang yang dipe dipero role leh h bera berada da dala dalam m rent rentan ang g data data lite litera ratu tur r sehinggamasihberadadalamtoleransinya. Aluminium

mempunyai

nilai

27

BHN

menurut

data

literatur.

Sedangk ngkan dari pengol golahan data diperoleh 77.9 BHN. HN. Hal ini menunjuka menunjukanbahwabahwadatayangdipero nbahwabahwadatayangdiperolehlebihbesar lehlebihbesar daridata literatur. Dari Dari data data perc percob obaa aan, n, angk angka a brin brinel ell l tert tertin ingg ggi i ada ada pada pada baja baja heat heat treatment, treatment,beg begitupu itupun n juga dengan dengan datalitera data literatur. tur. Halini Hal inimenu menunjuk njukan an bahwa mater terial ini mempunyai kek kekerasan yang paling tin tinggi. Sedangk ngkan aluminium mer merupakan mater terial yang paling lunak nak dibandingkanke-3materialyanglain. b.

UjiKerasVickers Daripercobaanyangdilakukan,dip Daripercobaanyangdilakukan,diperolehhasilseb erolehhasilsebagaiberikut: agaiberikut: Baja heat treatment

: 601.8 VHN 10

Baja

: 258.3 VHN

Alumunium

: 82.7 VHN

Sedangkan Sedangkan literatur literatur mengenai mengenai data lengkap lengkap Vickers Vickers yang diperoleh diperoleh hanyaberupadata-da hanyaberupadata-dataVickers taVickers yangtelahdikonvers yangtelahdikonversi ideng denganharga anharga Vickerspalingrendahadalah100.Olehkarenaitu,analisismengenai perbandingan

harga rga

kekerasan

Vickers

yang

diperol roleh

dari

pengamatandanyangdiperolehdariliteraturtidakdapatdijabarkan. Dike Diketa tahu hui i pada pada lite litera ratu turn rnya ya deng dengan an harg harga a vick vicker ers s pali paling ng rend rendah ah adala adalah h 100 100 VHN, VHN, sedan sedangka gkan n kekera kekerasa san n alumun alumunium ium yang yang dipero diperoleh leh adalah82.7VHN.Hasilyangdidapatiniberbedadenganliteraturnya. Sebab-sebabperbedaaniniakand Sebab-sebabperbedaaniniakandianalisispada ianalisispadabagianselanju bagianselanjutnya. tnya. c.

Ujik jike eras rasRo Rockwe ckwell ll Datahasilpercobaandiperoleh, Baja heat treatment

: 52 HRC

Baja

: 54 HRA

Alumunium

: 36 HRB

Sedangkandariliteraturdiperoleh, Baja heat treatment

: 0-80 HRC

Baja

: 60-100 HRA

Aluminium 

: 48 HRB

Hasil Hasil yang yang diperoleh diperoleh menunjukan menunjukan bahwa baja heattreat heat treatment mentmasih masih berad berada a dalam dalam batas batas tolera tolerans nsiny inya. a. Sedang Sedangkan kan baja baja dan dan alumun alumunium ium mempunya mempunyai i nilai nilai yang yang berbeda berbeda dengan dengan nilai literaturny literaturnya. a. Perbedaan Perbedaan iniakandijelaskanpadaanalisisselanjutnya. Dari Dari hasil hasil perco percobaa baan n dan data data literat literatur, ur, dibukt dibuktika ikan n bahwa bahwa baja baja heat heat treat treatme ment nt mempu mempuny nyai ai keke kekera rasa san n yang yang pali paling ng tingg tinggi i diba diband ndin ingk gkan an denganke-3lainya.Sedangkanalumuniummerupakanmaterialyang palinglunak. Baja Baja heat heat treatm treatmen ent t ini keras keras diseb disebabk abkan an karena karena baja baja di quench quenching ing (dice (dicelup lup cepat) cepat). . Hal ini menyeb menyebabk abkkan kan baja baja mengal mengalami ami perub perubaha ahan n fasadariperlitemanjadimartensite.Prosescelupcepat(quenching  fasadariperlitemanjadimartensite.Prosescelupcepat( quenching ) ) bertujuanuntuk bertujuanuntuk memperkeras memperkeras suatu suatumater material.Fasaini ial.Fasainimeru merubah bah fasa materialdarifasaperlitemenjadifasamartensite.Fasamartensiteini terbentuk

karen rena

akibat

mekanisme

geseran ran,

bukan

karena

peng pengint intia ian n dan dan pertu pertumb mbuh uhan an. . Sifa Sifat t dari dari fasa fasa marte martens nsite ite ini ini adal adalah ah kera keras, s, geta getas, s, terg tergan antu tung ng pada pada kadar kadar karb karbon on yang yang dika dikand ndun ungn gnya ya. . Setelah

di-quenching,

material

ter tersebut

didinginkan

dengan

pend pending ingin inan an cepa cepat t deng dengan an medi media a air dan dan oli, oli, yang yang bertu bertuju juan an agar agar 11

tidak tidak sempa sempat t terjad terjadi i difus difusi, i, pengin pengintian tian, , dan dan pertum pertumbuh buhan an, , sehing sehingga ga terja terjadi di perg perges eser eran an anta antar r bida bidang ng-b -bid idan ang g atom atom. . Struk Struktu tur r sel sel satu satuan an martensit berupaBody berupa Body Centered Centered Tetragonal  Tetragonal (BCT),denganatomC (BCT),denganatomC terjebakdiantaraatomFe. Hal inilah lah yan yang menyebabkan kan baja hea heat trea reatment lebih keras ras dibandingkanbajadanalumunium,dimanabajadanalumuniumtidak men mengalami lami pros roses peng engerasa rasan n yang yang dila ilakuk kukan pad pada baja baja heat eat treat treatme ment nt. . Pada Pada alum alumun uniu ium, m, prose proses s peng penger eras asan an dapa dapat t dila dilaku kuka kan n deng dengan an pros proses es precip precipita itatio tion n harden hardening  ing  (perlakuan panas pada alumunium). Terda rdapatny tnya

kes kesalahan han-kesal salahan

serta rta

per perbedaan aan-per perbeda edaan

hasil

perc percob obaa aan n jika jika diba diband ndin ingk gkan an lite litera ratu tur r dise diseba babk bkan an oleh oleh bebe bebera rapa pa fakt faktor or, , diantaranyaadalah: 1.

Permukaanspesimenyangterlalukecil Hal ini menye menyebab babkan kan pemil pemiliha ihan n titik titik uji tidak tidak dapa dapat t dimak dimaksim simalk alkan an, , misalnya

pengukuran

satu

dilakukan

terlalu

dekat

dengan

penguku pengukuran ran lainya. lainya. Pengukura Pengukuran n yangberde yang berdekatan katan ini mempengar mempengaruhi uhi daerah daerah elastis elastis yang berada berada dibawah dibawah daerah daerah penekana penekanan n (plastis) (plastis) ke daerahyanglain. 2.

Permukaanbendaujiyangberkarat Sehingga

memerlukan

proses

penghilangan

karat

dengan

menggunakankikiratauamplas.Walaupundemikian,masihterdapat sisa bekas bekas karatan karatan yang masih masih menempel menempelyang yang disebabk disebabkan an karena karena keti ketida dakm kmas asim imal alan an dala dalam m mela melaku kuka kan n pros proses es pemb pember ersi siha han n akib akibat at kete keterb rbat atas asan an waktu waktu, , permu permuka kaan an yang yang berka berkara rat t ini ini memp mempen enga garuh ruhi i angkakekerasanyangdiuji.Sebab,denganadanyakaratkekerasan permu permukaa kaan n berta bertamba mbah, h, dan mempen mempenga garuh ruhi i perba perbandi ndinga ngan n dengan dengan nilaipadaliteratur. 3. Pengukurandilakukanpadapinggirspesimen Hal Hal ini ini dise diseba babk bkan an mate materi rial al yang yang diuj diuji i memi memili liki ki pena penamp mpan ang g keci kecil, l, seh sehingg ingga a diamb iambil il titi titik k yan yang hampir mpir berde rdekatan tan den dengan gan pingg inggir ir spesimen spesimen. . Akibatnya Akibatnya, , daerah daerah hasil indentas indentasi i pada pinggir pinggir spesimen spesimen memiliki memiliki nilai nilai yang berbeda berbeda dengan hasil hasil pengujia pengujian n yang dilakukan dilakukan padabagiantengahspesimen. 4. Permukaanbawahbendaujiyangtidakdatar Hal Hal memp mempen enga garu ruhi hi dala dalam m mela melaku kuka kan n peng pengam ambi bila lan n data data, , seba sebab b perm permuk ukaa aan n yang yang tidak tidak rata rata ini ini meny menyeb ebab abka kan n bend benda a uji uji tera terang ngka kat t

12

keatas keatas. . Walau Walaupu pun n sediki sedikit t besarn besarnya ya, , namun namun hal hal ini mempe mempenga ngaruh ruhi i nilaikekerasanyangdiperoleh. 5. Hasildaripembersihankarattidakbenar-benarbersih Memp Mempen enga garu ruhi hi peng pengam ambi bila lan n data data diag diagon onal al atau atau diam diamet ete er jeja jejak, k, permu permukaa kaan n yang yang tidak tidak merata merata ini menyu menyulitk litkan an dalam dalam penga pengambi mbilan lan datapadaprosespenglihatannilaimelaluimikroskop. 6. Kesalahanparalaksketikapengambilandata Terjad Terjadi i pada pada saat saat mengu menguku kur r diamete diameter r jejak jejak dan dan panjan panjang g diagon diagonal, al, pembacaanskalapadamesinuji.Halinidisebabkanolehbeberapa hal antara tara lain lain alat lat yang ang tela telah h digu igunakan suda udah tid tidak baik lag lagi, ditu ditunj njuk ukan an pada pada saat saat pemb pembac acaa aan n skal skala a pada pada mikr mikros osko kop, p, angk angkaaangk angka a pada pada skal skala a yang yang suda sudah h tida tidak k jela jelas s lagi lagi meny menyul ulitk itkan an dala dalam m pengambilandatasehinggadilakukanpembulatan. 7. Kesulitandalampenggunaanalat Hal Hal ini ini ditu ditunju njuka kan n ketik ketika a melak melakuk ukan an pene penemp mpat atan an spes spesim imen en pada pada posisi yang pas pada mikroskop di skala nol-n l-nya, akibatnya pene penemp mpat atan an spes spesim imen en uji uji tida tidak k pas pas deng dengan an skal skala a nol nol sehi sehing ngga ga mempengaruhiperbandingandenganliteratur. 8. Pengukurandiagonaldandiameterjejakpadasatutitiksaja Hasilakanlebihakuratjikadiameterjejakdiukurditiaptitikkemudian diamb diambil il rata-ra rata-ratan tanya, ya, begitu begitupu pun n juga juga denga dengan n pengu pengukur kuran an diagon diagonal al dima dimana na hasi hasil l lebih lebih akur akurat at deng dengan an nilai nilai ratarata-ra rata ta dari dari dua dua diag diagon onal al tersebut.Padapraktikumtidakdilakukankarenawaktuyangterbatas danpenempatanposisiyangse danpenempatanposisiyangsesuaidinilaisusa suaidinilaisusahdilakukan. hdilakukan. 9. Pengujiantitikdilakukanhan Pengujiantitikdilakukanhanyapadasatutitiksaja(kemin yapadasatutitiksaja(keminimandata) imandata) Baikpada pengambila pengambilandatanilaikekerasa ndatanilaikekerasansertapenguku nsertapengukuranjejak. ranjejak. Hasillebihakura Hasillebihakuratjikadilakuk tjikadilakukankebeberapatitikdanmemb ankebeberapatitikdanmembuatratauatrataratanya.

13

1.

Sebutkan

macam-macam

varians ansi

pengujian

keker kerasan

rockwell

berdasarkanbebanmayordanjenisidentor!Adakahtujuandarivariansi tersebut,jelaskan! Jawab: Macam-macampengujiankekerasanRockwell: Rockwell

Indentor

Beban

Warna Skala

Material Uji

A

Piramid intan

60 kg

Hitam

Baja

100 kg

Merah

Material Lunak

150 kg

Hitam

Bolabaja, B

berdiameter (1/16)inch

C

Piramid intan

Bajayangtelah di-heattreatment  di-heattreatment 

D E F G H Tujua Tujuan n dari dari adanya adanya varian variansi si ini adala adalah h untuk untuk mendap mendapatk atkan an hasil hasil yang yang lebih lebih akurat akuratterha terhadapberbagaikondisispesime dapberbagaikondisispesimen n yang yang berbeda berbeda dengan dengan menggunakanpengujiankekerasanrockwellyangsesuai.Contohuntuk materialyanglebihlunakbiasanyadigunakanRockwellB(identorbola baj). baj). Karen Karena a untuk untuk materi material al yang yang lebih lebih lunak lunak tidak tidak boleh boleh diuji diuji denga dengan n idento identor r yang yang terlal terlalu u keras keras (pada (pada Rockwe Rockwell ll A atau atau Rockwe Rockwell ll C) karena karena dapatmerusakmaterial.Selainitubebansertadiameteryangdigunakan  jugaharussesuaikeadaanmaterial. 2.

TurunkanpersamaankekerasanVickers: Jawab: Bentukindentorvickers:

14

 A.B=B.D=L  A.D=D.CC.B=A.B=... Tinjau OTT '

  =68°

    TT  sin   '  2  OT  '

TT 

OT   '

'

     2    

sin

LuassegitigaODC: TT 

CD.  LODC  

a.t  2



CD.OT  2

'

     '  2   CD.TT 

sin

'



2

20.9271

Jikadimasukkankedalamrumus,maka:

VHN  

P  A



P 4ODC 



P

  CD.TT '    4    2 0.9271  

Sehingga terbukti bahwa VHN  

3.

P



2.CD.TT 

'



20.9271P 2

 L



1.854P 2

L

0.9271

1.854P 2

 L

Temp Temper erat atur ur akan akan berpe berpeng ngar aruh uh terha terhada dap p keke kekera rasa san n mate materi rial al. . Hal Hal ini ini dapatdinyatakandalamhubungan:  H    A.e  BT 

dengan,

H = hardness T = temperatur 15

A, B= konstanta GambarkankurvayangmenyatakanhubunganantaraTdanHtersebut.  Apayangdapatandajelaskandarikurvatesebut? Jawab : :

Darikurvadiatasdilihatbahwahargakekerasanakansemakinmenurun  jika temperatur temperature e material material tersebut tersebut semakin semakin tinggi. tinggi. Hal ini karena karena ketika ketika temperatu temperature resuatu suatu material materialsema semakint kintingg inggi i maka material material tersebut tersebut akan akan sema semaki kin n luna lunak, k, kare karena na ketik ketika a itu itu temp temper erat aturn urnya ya sema semaki kin n mend mendek ekat ati i

16

tempa temparat ratur ur lelehn lelehnya. ya. Oleh Oleh karena karena itu, itu, materi material al pun pun sediki sedikit t demi demi sediki sedikit t berubahfasadarisolidmenjadicair. 4.

Meng Mengap apa a harga harga keke kekera rasa san n berba berband ndin ing g lurus lurus deng dengan an harga harga keku kekuat atan an tariknya? Jawab : : Keke Kekera rasa san n dari dari suat suatu u baha bahan n berba berband ndin ing g luru lurus s deng dengan an keku kekuata atan n tari tarik k karenapengertiandarikekerasandankekuatantariksama-samaberarti ketah ketahana anan n terhada terhadap p defor deformas masi i plasti plastis. s. Hanya Hanya saja saja kekera kekerasan san adala adalah h ketah tahana anan mate materi ria al terh terha adap defo deform rma asi plas lastis tis loc local (pe (permu rmukaan), an), sementarakekuatantarikadalahketahananmaterialterhadapdeformasi plastisyangterjadidiseluruhpermukaanmaterial(global).Sehinggajika suatu bagian ian dari materi teria al tah tahan terh terha adap dap deform forma asi plast lastis is mak maka otom otomat atis is selu seluru ruh h bagi bagian an dari dari mate materi rial al itu itu pun pun akan akan taha tahan n terh terhad adap ap deformasiplastis.Karenaitu,semakinkerassuatumaterialmakaakan semakinkuatpulapunmaterialtersebut.

17

Pengujiankerasmemilikitujuan 1.

Mengetahu ahui

macam-ma -macam

metode tode pengujian ian

keras ras

serta

aplikasinya 2.

Mengetahuiprosedurdanstandarpengujiankeras

3.

Meng Menget etah ahui ui sifa sifat t meka mekani nik k serta serta perub perubah ahan an yang yang terja terjadi di akib akibat at prosespemanasan

4.

Mengetahuikelebihandankekuranganmetode-metodepengujian kekerasan

5.

Mampumenghitungbesaransifatmekaniksuatumaterial

Kekerasan Kekerasan merupakan merupakan ketahanan ketahanan material terhadap terhadapdefor deformasi masi plastis plastis lokal.Kekerasandapatdiujidenganberbagaimetode,yaitu: a.

MetodeGoresan,yangmenggunakanskalaMohs

b.

Meto Metode de Dina Dinami mik, k, yang yang meng menggu guna naka kan n alat alat yait yaitu u Scel Scelor orsc scop ope e Shore Shore. . Prinsi Prinsipny pnya a adala adalah h denga dengan n cara cara meman memantul tulkan kan bola bola baja baja denganenergitertentu,sehinggamemantul.

c.

MetodeLekukan,antaralainBrinell,Meyer,VickersdanRockwell. Prin Prinsi sipn pnya ya deng dengan an meng menguk ukur ur keta ketaha hana nan n terh terhad adap ap defo deform rmas asi i plastis.

Pengujian Pengujian yang dilakukan dilakukan menggunak menggunakan an spesimen spesimen berupa berupa baja, baja, baja heat heat treatm treatmen ent t dan alumun alumunium ium. . Hasil Hasil pengu pengujia jian n menunj menunjuk ukkan kan bahwa bahwa spe spesime imen yan yang palin ling kera keras s adalah lah baja heat eat tre treatme tment. Hal ini ini diseb disebabk abkan an karena karena baja baja heat heat treatme treatment nt telah telah diberi diberi perlak perlakuan uan panas panas sehing sehingga ga merub merubah ah sifat sifat fisisn fisisnya ya, , yang yang membua membuat t baja baja semak semakin in keras keras darisebelumdiberiperlakuanpanas.Kekerasanyangdiperolehpada baja baja yang yang diberi diberi perla perlakua kuan n panas panas berga bergantu ntung ng dari dari laju laju pendin pendingin ginan an, , kadarkarbondanukuranbenda. Hal-halyangharusdiperhatikandalampengujiankeras: 

Sebelumpengujian: 1.

 Alatujikerasdikalibrasiterlebihdahulu

2.

Indentorharusbersihdanterposisikandenganbaik

3.

Permukaanspesimenharusbersih(tidakadakotoran,karat, dll) 18

4. 

Spesimenyangdiujitidakbolehterlalutipis

Padasaatpengujian: 1.

 Arahpenekananharusbenar-benartegaklurus

2.

Jara Jarak k anta antar r pene peneka kana nan n tida tidak k bole boleh h terl terlal alu u berd berdek ekat atan an (3 sampaidengan5kalidiameterindentasi)

3.

Penekanantidakbolehdilaku Penekanantidakbolehdilakukandiujungspesime kandiujungspesimen n

4.

Pengujian Pengujian padapermukaan padapermukaan silindris silindris akan akan memberikan memberikan hasil hasil yang memiliki memiliki kecenderun kecenderungan ganlebih lebih untuk salah, salah, tergantung tergantung kelengkungan,beban,indentor,dankekerasanmaterial.

5.

1.

Kecepatanpembebananharusterstandardisasi.

Pengukura kuran n keras ras dengan ngan meto metode de Vic Vickers dila ilakukan kan dengan ngan memperhitungkan

kedua diagonal indentor. Hal ini perlu

dila dilaku kuka kan n agar agar hasi hasil l peng penguk ukur uran an yang yang dipe dipero role leh h lebi lebih h akur akurat at menurutrumusyangtelahdibakukan. 2.

Kond Kondisi isi spesi spesimen men yangdigun yangdigunaka akan n dalampeng dalampenguji ujian an harus harus dalam dalam keadaanbaik,yangberartipermukaannyaratadandengankarat yangseminimalmungkin.

3.

Kalibrasi

mesin

harus

dilakukan

secara

berkala

untuk

mening meningkat katkan kan keaku keakuras rasian ian dan kepres kepresisi isian an. . Kalibr Kalibrasi asi dilaku dilakuka kan n baikpadaskalamaupunbesarpembebanan. 4. 4. Foku Fokus s pada pada mikr mikros osko kop p elek elektr tron on perl perlu u diba dibaku kuka kan n supa supaya ya tida tidak k perludilakukanpenyesuaian/pencarianfokus.

19



Callister,WilliamD.MaterialScienceandEngineeringAnIntroduction. JohnWilley&Sons,Inc.2003.



Diet Dieter er, , G.E. G.E. Mech Mechan anic ical al Meta Metall llur urgy gy, , SI Metri Metric c Edit Editio ion. n. Mc GrawGraw-Hi Hill ll BookCo.1988.

20

21