MAKALAH PENGUJIAN BAHAN ”UJI BRINELL”
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah pengujian bahan Dosen pengampu : Heri yudiono, S.Pd.,M.T Disusun oleh : Muhammadf suharno 5!"#"$!%&
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2015
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belaa!"
Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. 'agi 'agi
insin insinyu yurr
metal metalur urgi gi
nilai nilai
kekera kekerasan san
adala adalah h
ketahanan material terhadap penetrasi penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari dari tegangan alir, untuk untuk insinyur insinyur kekerasan berarti
ketahanan
terhadap
mekanisme
keausan,
lubrikasi
untuk
para
insinyur mineralogi nilai itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik (ork)shop lebih bermakna kepada kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong. 'egitu banyak konsep kekerasan material material yang dipahami oleh kelompok ilmu, (alaupun (alaupun demikian konsep)konsep konsep)konsep tersebut dapat dihubungkan
pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari
material yang diuji. *ji *ji keras keras meru merupa paka kan n peng penguj ujian ian yang yang pali paling ng efek efekti tiff karen karenaa deng dengan an pengujian ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat me kanik suatu materia material.M l.Meski eskipun pun penguk pengukura uran n hanya hanya dilaku dilakukan kan pada pada satu titik, titik, atau atau daerah daerah tertent tertentu u saja, saja, nilai nilai kekera kekerasan san +ukup +ukup alid alid untuk untuk menyatak menyatakan an kekuata kekuatan n suatu suatu material.Dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah digolongkan sebagai material ulet atau getas. *ji *ji kera kerass juga juga dapa dapatt digu diguna naka kan n seba sebaga gaii sala salah h satu satu meto metode de untu untuk k mengetahui pengaruh perlakuan panas dan perlakuan dingin terhadap material. Material yang telah mengalami +old (orking, hot (orking, dan heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan permukaan suatu material. -leh sebab itu, dengan uji keras kita dapat dengan mudah melakukan quality control terhadap terhadap material. Prinsip metode apapun uji kekerasan adalah memaksa indentor suatu ke permukaan sample diikuti dengan mengukur dimensi indentasi kedalaman atau aktual aktual luas luas permuk permukaan aan indenta indentasi/. si/. 0ekeras 0ekerasan an bukan bukan milik milik fundam fundament ental al dan "
nilainya tergantung pada kombinasi kuat luluh , kekuatan tarik dan modulus elastisitas
.
Manfaat uji kekerasan: •
Mudah
•
Murah
•
1epat
•
2on)destruktif
•
Dapat diterapkan untuk sampel dari berbagai dimensi dan bentuk
•
Dapat dilakukan in)situ
1.2 T#$#a!
". Memahami dan menguasai prosedur metode uji kekerasan 'rinell, . Menguasai beberapa metode pengujian yang umum dilakukan untuk mengetahui nilai kekerasan suatu logam. $. Membandingkan nilai kekerasan 'rinell dan 3i+kers/ dari beberapa jenis logam besi tuang, baja, tembaga dan alumunium/. #. Mengetahui prinsip dan teknik pengujian kekerasan mikro dan mengaplikasikannya untuk mengetahui kekerasan fasa)fasa di dalam logam baja4besi tuang 5. Mengestimasi nilai kekuatan tarik beberapa logam berdasarkan nilai kekerasan 'rinellnya.
BAB 2 PEMBAHASAN
I.
Da%ar Te&r'
0ekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan atau penetrasi semetara dari material yang lebih keras. Terdapat tiga jenis ukuran kekerasan yang tergantung dari +ara melakukan pengujian yaitu: a. Met&(e Ge%e )S*rat*+ Har(!e%%,
Metode ini dikenalkan oleh riedri+h Mohs. Metode ini merupakan perhatian utama dari para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan)bahan lain, disusun berdasarkan kemampuan gesekan yang satu terhadap yang lain. Mohs membagi kekerasan material di dunia berdasarkan skala dikenal sebagai skala Mohs/. Skala berariasi dari nilai " sampai "!. Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia di(akili oleh: a. Tal+
f. -rtho+lase
b. 6ipsum
g. 7uart8
+. 1al+ite
h. Topa8
d. luorite
i. 1orundum
e. 9patite
j. Diamond intan/
Prinsip pengujian : 'ila suatu material mampu digores oleh -rtho+lase tetapi tidak mampu digores oleh apatite maka kekerasan mineral berada pada apatite dengan ortho+lase. 0elemahan metode ini adalah ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material.
$
-. Met&(e Ela%t' Pa!t#l )D/!a'* Har(!e%%,
Metode ini menggunakan alat Shore S+leoros+ope yang gunanya untuk mengukur tinggi pantulan suatu pemukul hammer/ dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan yang dihasilkan me(akili kekerasan benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut yang ditunjukkan oleh dial pada alat pngukur maka kekerasan benda uji dinilai semakin besar.
*. Met&(e Le#a! I!(e!ta%' )I!(e!tat'&! Har(!e%%,
Pengujian ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan (aktu indentasi yang ditentukan. 0ekerasan material ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan tergantung jenis indentor dan jenis pengujian/. Metode ini antara lain:
(. Met&(e Br'!ell
Diperkenalkan pertama kali oleh .9 'rinell. Pengujian kekerasan berupa pembentukan lekukan pada logam dengan memakai bola baja berdiameter "!mm dan diberi beban $!!!kg. *ntuk logam lunak, beban dikurangi hingga tinggal 5!!kg, untuk menghindari jejak yang dalam. *ntuk bahan yang keras, digunakan paduan karbida tungsten sebagai pemerke+il terjadina distorsi indentor. 9ngka kekerasan 'rinell dinyatakan sebagai beban P dibagi luas permukaan lekukan. ;umus untuk angka kekerasan tersebut adalah
'HP <
<
"/
#
dimana,
P < beban yang diterapkan 0g/ D < diameter bola mm/ d < diameter lekukan mm/ t < kedalaman jejak mm/
Satuan dari 'H2 adalah kg/mm2. 9kan tetapi, 'H2 tidak memenuhi hukum fisika, karena pada persamaan "/ tidak melibatkan tekanan rata)rata pada permukaan lekukan. Pada gambar ", dapat dilihat bah(a d < D sin φ. Dengan memasukan harga ini ke persamaan "/, akan dihasilkan bentuk persamaan kekerasan 'rineel yang lain, yaitu
'HP <
/
6ambar ". Parameter)parameter dasar dalam pengujian 'rinell *ntuk mendapatkan 'H2 yang sama dengan beban atau diameter bola yang tidak standar, diperlukan keserupaan lekukan se+ara geometris. 0eserupaan geometris akan diperoleh, sejauh besar sudut φ tidak berubah. Pada persamaan / menunjukkan bah(a agar φ dan 'H2 tetap konstan.
5
6eometri uji 'rinell adalah aksi simetrik sebagai la(an terhadap regangan bidang. Sha( dan DelSalo memperlihatkan bah(a daerah plastik di ba(ah penumbuk tumpul, berlainan dengan slip, tetapi sangt mirip dengan daerah batas elastis) plastis berupa garis)garis tegangan gesre maksimun konstan di ba(ah bola yang menekan pelat dasar.
Berikut adalah tabel uji kekerasan berdasarkan metode-metode diatas
II. Met&(&l&"' Pe!el't'a! Alat (a! -a+a! :
=
a. Hoytom ma+rohardness tester metode 'rinell,/. b. 'uehler Mi+romet "!! series mi+rohardness tester . +. Mi+rometer; d. Measrin mi+ros+ope e. Sampel uji silinder pejal dan uji tarik.
Ga-ar Mesin hydraulic
*ntuk mendapatkan ketelitian hasil pengukuran kekerasan, hal yang harus diperhatikan sebelum (aktu melakukan pengujian yaitu : •
Permukaan benda kerja harus bersih dari kerak dan kotoran lainnya.
•
Posisi permukaan spesimen diusahakan tegak lurus dengan arah indentasi.
•
Permukaan spesimen harus diam statis sebelum diberi beban tekan.
•
0etebalan spesimen paling tidak "! kali diameter indentor.
•
arak antar titik pengukuran harus lebih besar dari $ kali diameter indentor.
•
arak titik pengukuran dari tepi spesimen paling tidak $ kali diameter indentor. >
III. Fl& 3+art Pr&%e(#r Pe!"#$'a!
Meratakan permukaan logam dengan amplas, kikir, atau
Memilih indentor sesuai dengan skala kekerasan yang diinginkan dan letakkan benda uji pada alat uji
Mengatur beban dan memberikan indentor yang sesuai dan memberikan beban sesuai dengan jenis logam yang diuji, beban baja 1840 N, Cu 613 N, dan Al !4 N
Mengukur jejak indentor setelah beban dilepaskan
Menghitung nilai kekerasannya sesuai "ara yang digunakan
Menentukan kekerasan pada lima titik dan hitung rata#ratanya
%
%engujian (elesai
IV.
Data (a! Pe-a+a%a!
A. Ta-el Data
Sampe l
P 0g/ "%>,5 "%>,5 =,5 =,5 $",5 $",5 $",5
e 1u
9l
D mm/ $, $, $, $, $, $, $,
2o. indentasi " " " $
d? mm/ ",## ",#"# ",!= ",!" !,5%> !,=!& !,=&=
dy mm/ ",$&# ",$## ",!#5 ",!!# !,&$= !,>& !,&="
dae mm/ ",$"& ",$>& ",!5$ ",!!> !,>= !,>!" !,%&
'H2 0g4mm/ "$","%% ""&,#>$ =&,%># >=,5! =>,==# %!,"#$ 5>,!!>
B. 3&!t&+ Per+'t#!"a!
Perhitungan nilai kekerasan 'rinell &'N=
%
( π$) $ #
$
#d
;umus umum : 1ontoh perhitungan pada tabel menggunakan data dari %a4le Fe !&&r adalah sebagai berikut : •
'eban P/ <"%>.5 0g
•
Diameter indentor D/ < ",= mm
Pengukuran jejak saat pengujian dilakukan dua kali, yakni : &
;ata)r 'H "5,$$ >$,"&
=%,>
•
Diameter jejak " (1/ < "."=mm
•
Diameter jejak (2/ < ".""= mm
•
Diameter jejak rata)rata (/< "."=@".""=< "."$%mm
Hitung nilai 'H2 'rinell Hardness 2umber/ dengan menggunakan persamaan : &'N=
'H2 =
)%
(
π
) $ #
)$
$
#d
? "%>.5 kg
(
π
? $,
mm ) $,
mm ) $, mm/
) ",$"& mm/
= "$"."%% kg
3. Gra6' Gra6' -a$a BHN 7% ( a7e
Baja
"!
mm
Gra6' Al BHN 7% (a7e
Gra6' 3# BHN 7% ( a7e
D. Pe-a+a%a! Pr'!%'4 Pe!"#$'a!
0ekerasan suatu material se+ara uniersal dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Pengujian yang dilakukan yaitu dengan +ara metode indentasi dengan menggunakan metode brinell. Andentornya terdiri dari bola baja yang diperkeras
""
(hardened steel ball) dengan beban dan (aktu indentasi tertentu. 9dapun metode pengujian yang biasa digunakan, antara lain : a. Metode ores Metode ini tidak banyak digunakan dalam dunia metalurgi, namun masih digunakan dalam dunia mineralogi. Metode ini dikenalkan oleh riedri+h Mohs, yaitu dengan mengukur kedalaman atau lebar goresan pada permukaan benda uji dengan +ara menggoreskan permukaan benda uji dengan material pembanding 9STM, #>)#$, "&5", B. '. 'egsman/. Andentor yang biasa digunakan adalah jarum yang terbuat dari intan. Metode ini membagi kekerasan material di dunia ini berdasarkan skala yang kemudian dikenal sebagai skala Mohs/. Skala ini berariasi dari nilai " untuk kekerasan yang paling rendah, hingga skala "! sebagai nilai kekerasan tertinggi. Standar Mohs 9STM B ##%/ tidak +o+ok dilakukan untuk logam, karena skala kekerasan logam umumnya tinggi. Disamping itu, metode ini memiliki kemampu) ulangan rendah karena tidak akurat dalam perhitungan skala 4 nilai kekerasannya.
b. Metode !lastik / "antul (#ebound) Pada metode ini, kekerasan material ditentukan oleh alat $clerosco%e yang mengukur tinggi pantulan suatu pemukul hammer / dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan rebound / yang dihasilkan me(akili kekerasan benda uji.
c. Metode &ndentasi Pada metode ini, pengujian dilakukan dengan penekanan benda uji menggunakan indentor, dimana gaya tekan dan (aktu indentasi ditentukan. 0ekerasan material ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan tergantung jenis indentor dan jenis pengujian/. 'erdasarkan prinsip bekerjanya, uji kekerasan jenis ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1.
Met&(e Br'!ell
"
Metode ini diperkenalkan pertama kali oleh .9.'rinell pada tahun "&!!. Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras hardened steel ball / dengan beban dan (aktu indentasi tertentu. Hasil penekanan adalah jejak berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya diba(ah mikroskop khusus pengukur jejak. Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan oleh rumus:
dimana :
P BHN
P adalah beban 0g/
8
D diameter indentor mm/
)*π $+ *$ #
$ # d
d diameter jejak mm/
"$
Prosedur standar pengujian mensyaratkan bola baja dengan diameter "! mm dan beban $!!! kg untuk pengujian logam)logam ferrous, atau 5!! kg untuk logam)logam non ferrous. *ntuk logam)logam ferrous, (aktu indentasi biasanya sekitar "! detik, sementara untuk logam)logam non ferrous sekitar $! detik. Calaupun demikian pengaturan beban dan (aktu indentasi untuk setiap material dapat pula ditentukan oleh karakteristik alat penguji. 2ilai kekerasan suatu material yang dinotasikan dengan H'E tanpa tambahan angka di belakangnya menyatakan kondisi pengujian standar dengan indentor bola baja "!mm, beban $!!! kg selama (aktu ")"5 detik. *ntuk kondisi yang lain nilai kekerasan H' diikuti angka)angka yang menyatakan kondisi pengujian. Syarat menggunakan metode 'rinell :
#
indentor bola baja yang dikeraskan berdiameter ,5)"! mm, beban $!!)$!!! 0g
# permukaan test harus sesuai dengan karakteristik material, tidak mengalami karburasi ataupun proses sejenis lainnya
#
diameter jejak dihitung dengan mikroskop elektronik
#
ketebalan minimum !.= mm dan permukaan tanpa dikeraskan
# pengujian tidak boleh terlalu dipinggir # beban yang digunakan harus steady dan terbebas dari kemungkinan pembebanan tak diinginkan disebabkan oleh gaya inersia dari beban
# jarak antar uji minimum $d #
tidak terjadi penggelembungan di bagian belakang material uji disebabkan penggunaan beban yang terlalu besar
# permukaan harus rata, jika perlu diamplas atau dima+hining terlebih dahulu
'erikut beberapa standar pengujian kekerasan : Har(!e%% Te%t 'rinell 3i+kers ;o+k(ell
ASTM 9STM B 9STM B & 9STM D >%5 AS-
JIS AS ' >>$= AS F ## AS F #5
DIN DA2 B2 AS- =5!= DA2 B2 AS- =5!> DA2 B2 AS- =5!%
!$& Pada pengujian yang dilakukan, indentornya mempunyai diameter sebesar $ mm. 9da $ sampel benda uji yang digunakan, yakni e, 1u, dan 9l. Pengujian yang dipakai pada per+obaan kali ini adalah pengujian dengan metode indentasi, untuk lebih spesifiknya metode
Brinell .
Andentor bola baja yang digunakan
memiliki diameter D/ sebesar
$ mm. Sebelum melakukan proses indentasi
'rinell, ada beberapa persyaratan yang perlu diperhatikan, antara lain :
#
Spesimen yang digunakan tidak boleh terlalu keras, karena bola indentor yang digunakan akan terdeformasi terlalu besar
#
0etebalan minimum !.= mm dan tanpa dikeraskan permukaan. Material yang terlalu tipis tidak diperkenankan untuk digunakan karena indentasi yang terjadi bisa jadi lebih besar daripada tebal spesimen itu sendiri, sehingga bisa menimbulkan penggelembungan di bagian belakan material, merusak sampel, atau bahkan merusak bola indentor. Syarat ini terpenuhi, dimana ketebalan sampel yang digunakan antara " G ".5 +m
#
Permukaan test haruslah haruslah sesuai dengan sifat karakteristik materialnya, tidak mengalami karburisasi, +ase hardening dan proses sejenis lainnya.
#
'eban yang digunakan haruslah steady dan terbebas dari kemungkinan pembebanan tak diinginkan disebabkan gaya inersia dari beban
#
Permukaan harus rata, jika perlu sebelumnya permukaan diamplas atau di ma+hining. Penggunaan amplas dimulai dari grit terke+il amplas kasar/ dilanjutkan dengan grit terbesar amplas halus/. Permukaan yang tidak rata akan mempersulit penghitungan diameter indentasi di ba(ah mikroskop.
Spesimen yang telah siap diuji, kemudian diaruh pada meja spesimen pada mesin 'rinell, kemudian meja tersebut diputar dan disetting hingga permukaan
sampel menyentuh bola indentor tanpa tekanan/. 0emudian tuas pompa didorong untuk menandai dimulainya proses indentasi, dan biarkan pada posisi tersebut selama "! G "5 detik. Setelah itu, tarik kembali tuas pompa, longgarkan meja dengan bola indentor, dan pengujian dapat dilanjutkan untuk titik permukaan lainnya jarak antar titik pengujian jangan terlalu berdekatan untuk menghindari pengaruh deformasi yang terjadi di ba(ah permukaan jejak indentasi yang mampu mengganggu hasil pengujian yang representatif pengujian jangan terlalu di pinggir/. Setelah itu, sampel diba(a ke ba(ah mikroskop untuk dihitung besar diameter jejak indentasinya. *kuran dan uniformitas dari bola indentor diperiksa melalui pengukuran dengan menggunakan mi+rometer +aliper dengan tingkat akurasi yang baik. Mikroskop 'rinell diperiksa dengan membandingkan hasil pemba+aannya dengan skala standar. 0esalahan pemba+aan terhadap standar tidak boleh lebih dari !.! mm. *ntuk pengujian dengan spesimen yang ke+il atau tipis, biasanya digunakan bola indentor dengan ukuran diameter kurang dari "! mm. 'eberapa pengujian yang bukan merupakan uji 'rinell standar/ akan mendekati uji standar jika perbandingan 4 hubungan antara beban aplikasi P/ dan diameter bola D/ sama dengan pada uji standar. ejak yang ideal maksimal sebesar diameter indentor, idealnya sebesar d4 dari indentor.
A!al'%a Gra6' BHN 7% Be-a! )Fe,
Dari per+obaan yang dilakukan terhadap sampel e didapatkan data berupa diameter jejak indentasi. Dari perhitungan didapatkan kekerasan 'H2 dari sampel e ini adalah "5,$$" kg4mm pada skala pengujian dengan beban "%>,5 kg/. 2ilai 'H2 ini akan saya gunakan untuk dibandingkan dengan literatur Data tersebut dibandingkan dengan literatur berikut ini : 'ata %erbandingan untuk e Mater'al
Steel !.=I1 Steel !.%I1 Malleable iron 2i+kel +ast iron Steel !.#I1
BHN
!! ) $5 #! G $=! "! !! "$! ) "&!
Dari sini dapat praktikan simpulkan bah(a sampel yang digunakan kemungkinan adalah Steel !,#I1 atau mungkin Malleable iron, karena untuk jenis material tersebut memiliki skala kekerasan 'H2 antara "$! ) "&!kg4mm untuk Steel !,#I1 dan Malleable Aron "! 'H2 . Dari grafik dapat dilihat bah(a dalam hubungannya pembebanan dengan kekerasan sampel,terlihat bah(a semakin besar diameter rata)rata maka yang terjadi makin ke+il 'H2. Terlihat dari grafik bah(a terjadi perbedaan kekerasan 'H2 yang +ukup jauh antara kedua pembebanan. 0esalahan yang terjadi dimungkinkan oleh beberapa hal diantaranya seperti pemberian jarak antar penjejakan. 'ila antar penjejakan jaraknya terlalu dekat, maka dapat menimbulkan pengerasan yang lebih pada jejak di dkat penjejakan yang baru. Hal ini disebabkan karena pembebanan pada jejak tersebt mempengaruhi keadaan (ilayah disekitar penjejakan, dan hal inilah dapat menyebabkan pengerasan berlebih di penjejakan di dekat penjejakan tersebut .
A!al'%a Gra6' BHN 7% Be-a! )3#,
Dari grafik bisa dilihat pada beban =,5 kg pada lokasi " kekerasan sebesar >=,5! 'H2, beban =.5 kg pada lokasi kekerasan =&,%># 'H2, an kekerasan rata)ratanya adalah >$,"&> 'H2. 'erikut perbandingan 'H2 untuk beban =.5kg dengan literatur ditujuka pada tabel .$ Material
'H2 'rinell Hardness 2umber/
Sampel pengujian 1u
>$,"&>
1u alloy 1""!!!
=#.!= G "$".%%
1u alloy 1">!!
"$5.&# G #$.>>
1u alloy 1$=!!!
&>.&> G "$5.&#
1u alloy 1>"5!!
"!>.%$ G "#&.%=
Table .$ Perbandingan kekerasan sampel 1u dengan literatur Dari table bisa dilihat bah(a kekerasan 1u hasil uji mendekati kekerasan literatur untuk 1u alloy 1""!!!. 2amun dari hasil tersebut masih memiliki kesalahan literature jika mengambil nilai ba(ah dari literatur sebesar =#,!= 'H2
kesalahan literatur sebesar "#,$I. 0esalahan yang terjadi disebabkan oleh perhitungan diameter jejak indentasi di ba(ah mikroskop yang kurang akurat, karena ada beberapa permukaan jejak yang tidak berbentuk bulat sempurna sehingga panjang diameter untuk arah yang berbeda menghasilkan nilai yang berbeda. Hal ini menurut literatur disebabkan karena bola indentor mengalami deformasi diba(ah pembebanan dan terjadi mekanisme re+oery dari spesimen ketika beban dilepaskan. 0esalahan pemba+aan diameter seharusnya tidak boleh lebih dari !.! mm. Disamping itu, (aktu pembebanan yang terlampau lama akan mengakibatkan tingkat deformasi yang terjadi menjadi lebih besar.
A!al'%a Gra6' BHN 7% Be-a! )Al,
Dari grafik diatas kita dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut 9:;99 <0;1= 5:;00:
9<;2:1
Maka 2ilai rata)rata =%,>" 'H2 untuk $",5 kg.
Material
BHN )Br'!ell Har(!e%% N#-er, 9l alloy ""!! ".># G #>.%$ 9l alloy !# 5$.= G "#$.#% 9l alloy !"# 5$.= G "#!.5% 9l alloy 5!5 5=.5 G %#.!= 9l alloy 5#5= %&.%= G "!".#5 9l alloy >!>5 ==.=> G "=5. Sampel Pengujian 9l =%,>" 0ekerasan 9l rata)rata dari sample yang kita miliki adalah =%,>" 'H2, jika
dikonersikan ketable maka sample yang kita gunakan adalah 9l alloy 5!5. 9l marupakan logam yang lebih lunak dibandingkan dengan 1* dan juga e. -leh karena itu 9l juga mamiliki batas elastis yang lebih rendah dibandingkan dengan keduanya. Pada per+obaan ini range kekerasan yang dihasilkan +ukup besar, hal ini mungkin disebabkan karena adanya stain hardening pada sample, atau kesalahan juga dapat terjadi karena adanya kurang teliti dalam pengamatan. 0arena 9l lebih lunak maka pembebanan optimum untuk 9l adalah $",5 0g.
9l memiliki sifat kekerasan yang rendah karena : ". mempunyai struktur kristal 11 . mempunyai kekuatan yang rendah dibandingkan dengan e dan 1u $. bersifat ulet dan mudah ditempa
A!al'%a Gra6' BHN 7% Sa4le
Dari grafik kita dapat mengetahui bah(a kekerasan yang paling besar adalah kekerasan yang dimiliki oleh e, kemudian 1u dan 9l. 0ekerasan yang dimiliki e adalah sekitar "5,$$" 'H2 , kekerasan yang dimiliki oeh 1u adalah >$,"&> 'H2, dan kekerasan yang dimiliki oleh 9l adalah =%,>" 'H2. Disini kekerasan yang dihasilkan adalah berbanding terbalik dengan diameter penjejakan, logam yang semakin keras maka akan memiliki diameter yang lebih ke+il. adi disini e memiliki diameter paling ke+il dibandingkan dengan yang lain. 6rafik sample diatas telah sesuai dengan literatur yaitu ketiga pembebanan yang diberikan menghasilkan urutan kekerasa e)1u)9l. H#-#!"a! !'la' eera%a! (e!"a! %'6at la'!
Sifat)sifat mekanik yang lain untuk material sangat berkaitan erat dengan nilai kekerasan yang dimiliki suatu material. 'erikut kaitan nilai kekerasan dengan sifat)sifat lain dari suatu material . •
'ila dikaitkan dengan mekanisme keausan, maka semakin tinggi nilai kekerasan suatu material, maka material tersebut semakin tahan terhadap mekanisme keausan. Disamping ditentukan oleh nilai kekerasannya, pemilihan material tahan aus juga ditentukan pula oleh tingkat ketangguhan, komposisi kimia, dan struktur mikronya, dan ariabel lainnya.
•
'ila dikaitkan dengan kekuatan material, maka nilai kekerasan memiliki nilai yang ekialen terhadap kekuatan materialnya. 9rtinya, semakin tinggi nilai kekerasan suatu material, maka material tersebut memiliki kekuatan yang tinggi. 'ila dikaitkan dengan kekuatan tarik, tegangan tarik maupun kekerasan dapat dijadikan indikator ketahanan material terhadap deformasi plastis.
0onsekuensinya, kedua ariabel tersebut proporsional satu sama lain. Sebagai aturan konersi untuk sebagian besar steel 4 baja/, kekerasan 'rinell dan tegangan tarik tensile strength/ dihubungkan melalui persamaan :
Tensile Strength MPa/ < $.#5 ? 'H2 Tensile Strength psi/
< 5!! ? H'
Ga-ar Hubungan kekerasan 'rinell dengan tensile strength
Makin keras material maka kekuatan tariknya semakin besar pula. Calaupun demikian, semakin keras suatu material, maka ke+enderungan material tersebut untuk bersifat getas semakin besar. Hal ini dikarenakan pergerakan dislokasi sangat ke+il apabila dilakukan pembebanan pada material, sehingga deformasi plastis yang terjadi sangat ke+il, bahkan hampir tidak ada. -leh karena itu, tingkat kekerasan material harus seimbang dengan du+tility keuletan/ yang dimiliki , dalam artian material tersebut merupakan material yang tangguh.
V.
Ke%'4#la!
1. 2ilai kekerasan sample untuk ariable beban yang sama dari yang
tertinggi se+ara berurutan adalah e G 1u G 9l.
. Semakin keras suatu material maka material tersebut akan semakin getas patah lebih +epat/ dan nilai keuletannya rendah. $. Semakin tinggi nilai 'H2 suatu material, kekerasannya pun makin tinggi. . ensile strength dan kekerasan memiliki perbandingan yang lurus dan
sama untuk besi tuang, baja dan perunggu. 5. Semakin tinggi nilai kekerasan suatu material maka akan semakin rendah
nilai keausannya =. Metode 'rinell hanya men+erminkan kekerasan dilapisan permukaan.
Da6tar P#%taa
".
1allister, Cilliam D. Materials S+ien+e and Bngineering. "&&=. ohn Ciley JSons, An+.
. Diktat Teori Dasar Parktikum Metalurgi isik $. Dais, Harmer Blmer. The Testing of Bngineering Materials. "&=#. M+)6ra( Hill. #. Sriati Djaprie, Metalurgi Mekanik , edisi ketiga, jilid ", Brlangga, "&&$.
