LAPORAN PRAKTIKUM METALURGI FISIK
Disusun Oleh : Kelompok : 4 Nandar Firdaus Saputra (2112142001) Fadlan Febrian Nugraha (2112142012) Ahmad Taufik (2112142029) Gilang Mardiana (2112142031) Ramdani (21122142040)
Laboratorium Material Tenik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jenderal Achmad Yani CIMAHI
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena hanya dengan rahmat dan hidayahNya kami dapat menyelesaikan tugas ini. Tugas Laporan Praktikum mata kuliah Metalurgi Fisik. Makalah ini ditulis dari hasil penyusunan literatur yaitu buku-buku yang berkaitan dengan Metalurgi Fisik dan data-data dari media elektronik seperti internet. Tak lupa kami ucapkan terima kasih kepada Bapak Adi Ganda, S. T, M. T sebagai dosen mata kuliah Metalurgi Fisik atas bimbingan dan arahan dalam laporan ini, serta kepada rekan-rekan dan asisten dosen yang telah membantu dalam penyusunan laporan ini. Saya harap, dengan membaca laporan ini dapat memberi manfaat bagi kita semua, dalam hal ini dapat menambah wawasan kita mengenai Metalurgi Fisik. Memang laporan ini masih jauh dari sempurna, maka kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi perbaikan menuju arah yang lebih baik.
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI HEAT TREATMENT.............................................................................................. BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1.1
Latar Belakang......................................................................................
1.2
Tujuan.....................................................................................................
BAB II LANDASAN TEORI.................................................................................. 2.1
Heat Treatment......................................................................................
2.2
Proses – Proses Heat Treartment.........................................................
2.3
Jenis pengerasan permukaan.............................................................
2.4
Hal yang Mempengaruhi Laju Pendinginan.....................................
BAB III METODA PRAKTIKUM....................................................................... BAB IV DATA DAN ANALISA........................................................................... BAB V KESIMPULAN........................................................................................ DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ LAMPIRAN.......................................................................................................... HARDENABILITY............................................................................................... BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1.1
Latar Belakang....................................................................................
1.2
Tujuan...................................................................................................
BAB II LANDASAN TEORI................................................................................ 2.1
Metoda Grossman & Bain..................................................................
2.2
Metoda Jominy....................................................................................
BAB III METODA PRAKTIKUM....................................................................... BAB IV DATA DAN ANALISA........................................................................... 4.1
Data Pengamatan.................................................................................
4.2
Analisis..................................................................................................
BAB V KESIMPULAN........................................................................................ DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ LAMPIRAN.......................................................................................................... METALOGRAFI................................................................................................... BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1.1
Latar Belakang....................................................................................
1.2
Tujuan...................................................................................................
BAB II LANDASAN TEORI................................................................................ 2.1
Teori dasar............................................................................................
2.2
Kesetimbangan Diagram Fasa...........................................................
2.3
Diagram Fasa Sistim Satu Komponen...............................................
2.4
Aturan Fasa..........................................................................................
2.5
Diagram Fasa Dari Dua Komponen..................................................
BAB III METODA PRAKTIKUM....................................................................... 3. 1
Metoda Praktikum..............................................................................
BAB IV DATA DAN ANALISA........................................................................... 4.1
Data.......................................................................................................
4.2
Analisa..................................................................................................
BAB V KESIMPULAN........................................................................................ 5.1
Kesimpulan...........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................ LAMPIRAN..........................................................................................................
PRAKTIKUM METALURGI FISIK
Maksud dan Tujuan Praktikum Metalurgi Fisik ini dilakukan guna menunjang teori yang sedang atau telah diberikan pada Mata Kuliah Metalurgi Fisik. Tujuan Utama :
Untuk mengenal alat pengujian, mengetahui bagaimana cara menggunakannya, dan untuk mengetahui sifat – sifat fisik material logam. Untuk mengetahui parameter – parameter pengujian. Dengan melakukan praktikum ini diharapkan seseorang dapat menyadari pentingnya suatu analisa sifat fisik material yang dikaitkan dengan penggunaannya di dalam praktek.
HEAT TREATMENT BAB I PENDAHULUAN
Perlakuan
panas
adalah
proses
pemanasan dan
pendinginan
untuk
menghasilkan sifat – sifat yang diinginkan. Prinsip perlakuan panas ini pada dasarnya sangat sederhana, yaitu logam dipanaskan dengan laju pemanasan tertentu hingga mencapai temperature tertentu dan kemudian ditahan pada temperature tersebut dengan waktu tertentu serta akhirnya didinginkan dengan laju pendinginan tertentu pula.
Metoda pemanasan dan pendinginan dalam proses perlakuan panas ini tergantung pada perubahan sifat yang dikehendaki serta tergantung pula jenis logam atau paduannya. Disamping itu untuk memahami proses perlakuan panas ini di perlukan pengetahuan diagram fasa serta diagram TTT dan CCT Jenis – jenis perlakuan panas antara lain :
Hardening Surface Hardening Precipitation Hardening Tempering Spherodizing Stress relieving Martempering Normalizing peaustemring Annealing
gambar 1 Diagram fasa Fe – Fe3C gambar 2 Daerah pemanasan untuk berbagai proses perlakuan panas
gambar 3 transformasi fasa baja eutectoid
gambar 4 Diagram TTT (Time – temperature – transformation)
gambar 5 Perubahan fasa akibat proses pendinginan Baja Eutektoid. Contoh di atas : Baja didinginkan dengan cepat ke temperature 600ºC, ditahan selama 104 detik, dan kemudian didinginkan ke temperature kamar.
Pada temperature 760º berada dalam daerah austenite – 100% austenite. Didinginkan dengan cepat dari temperature 760ºC ke 600ºC : 100 % austenite. Ditahan selama 104 detik pada temperature 250ºC : 100% perlit Didinginkan dengan cepat ke temperature kamar: 100% perlit
gambar 6 Diagram CCT (Continous Cooling Transformation)
1.1 Latar Belakang Sejak zaman dulu metode heat treatment telah digunakan oleh orang-orang untuk mengubah sifat-sifat mekanik logam sesuai dengan keinginannya, contohnya dalam pembuatan alat-alat perang seperti ujung tombak pedang serta tameng. Ini menunjukan bahwa heathreatment adalah metode paling mudah dan
baik yang dapat digunakan mengubah sifat-sifat mekanik dari suatu material. Pada zaman dahulu logam yang
baik adalah logam yang keras dan kuat karena
penggunannya hanya semata untuk peralatan- peralatan yang sederhana seperti pedang, ujung tombak dan yang lainnya. Oleh karena itu metode perlakuan panas yang digunakan belum bervariasi, kemudian dizaman moderen ketika qualitas logam tidak hanya diukur dari kekuatan dan kekerasaanya tetapi dari terpenuhinya sifat-sifat mekanik lain yang sesuai dengan kebutuhan, baru kemudian berkembang metode-metode Heat treatment untuk menghasilkan sifat-sifat mekanik yang dibutuhkan. Sekarang metode heat threatment masih merupakan metode yang paling baik yang dapat digunakan untuk mengubah sifat-sifat mekanik suatu material logam. Dengan heat threatment kita dapat meningkatkan ataupun menurunkan sifat-sifat dari logam sesuai dengan kebutuhan akan sifat mekanik logam tersebut yang kita butuhkan. Pesatnya laju pembangunan dan teknologi yang semakin moderen sekarang ini mendorong naiknya tingkat kebutuhan akan logam dengan berbagai macam karakteristik yang sesuai dengan tujuan penggunaannya. Hal ini juga mendorong berkembangnnya variasi metode-metode Heat treatment untuk menghasilkan sifat-sifat dari logam yang sesuai dengan kebutuhan dunia industri moderen saat ini. 1.2 Tujuan Setelah melakukan Heat Treatment praktikan dapat : 1. 2. 3. 4. 5.
Menjelaskan tujuan Heat Treatment. Menjelaskan prosedur proses Heat Treatment. Menjelaskan bahan dan peralatan yang digunakan. Menjelaskan jenis-jenis proses Heat Treatment. Menjelaskan hubungan antara diagram fasa Fe-C dengan proses Heat
6.
Treatment. Menjelaskan hubungan antara media pendingin, laju pendinginan,
7.
diagram TTT dengan proses Heat Treatment. Mampu melakukan dengan baik proses Heat Treatment.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Heat Treatment Proses pemanasan atau pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifat-sifat fisis logam dan mekanik dari logam. Salah satu contohnya adalah baja. Baja dikeraskan hingga tahan aus, dan kemampuan memotongnya meningkat atau biasa dapat digunakan untuk dapat memudahkan proses spesimen lebih lanjut. Melalui proses perlakuan panas yang tetap, tegangan yang dapat dilakukan dengan busur puntir dapat diperbesar atau diperkecil. Ketangguhan dapat ditingkatkan atau dihasilkan suatu permukaan keras disekeliling busi, yang akan mempengaruhi sifat-sifat logam terutama sifat mekaniknya. 2.2 Proses – Proses Heat Treartment 1. Quanching Suatu proses pemanasan logam hingga mencapai batas autensit yg homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka autensit perlu waktu pemanasan yg cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebur dicelupkan ke dalam media dingin, kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja. Pada waktu pendinginan yang cepat, pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferlit atau ferit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang lebih larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementit, oleh karena itu terjadi pada keadaan karbon. Sebagai contoh, dapat mengurangi kristalinitas dan dengan demikian meningkatkan ketangguhan dari kedua paduan dan plastik (dihasilkan melalui polimerisasi). 2. Anneling (pelunakan) Proses pelunakan baja dimana proses pemanasan baja diatas temperatur kritis (723°C) selanjutnya dibiarkan beberapa lama sampai temperatur marata
disusul dengan perbandingan secara perlahan-lahan sambil dijaga agar temperatur bagian luar dan dalam kira-kira sama hingga diperoleh struktur yg diinginkan dengan menggunakan media pendingin udara Tujuan proses ini adalah melunakkan material logam menghilangkan tegangan dalam/sisa memperbaiki batu logam 3. Normalizing Normalizing adalah proses peningkatan suhu sampai lebih dari 60 º C (108 º F), di atas A3 baris atau ACM baris sepenuhnya ke kisaran Austenite. Hal ini diadakan pada suhu ini untuk sepenuhnya mengubah struktur menjadi Austenite, dan kemudian dihapus bentuk tungku dan didinginkan pada suhu ruangan di bawah konveksi alam. Hal ini menghasilkan struktur butir perlit halus dengan kelebihan Ferrite atau sementit. Bahan yang dihasilkan adalah lemah; derajat kelembutan tergantung pada kondisi ambien sebenarnya pendinginan. Proses ini jauh lebih murah daripada anil penuh karena tidak ada biaya tambahan pendinginan tungku dikontrol. 4. Tempering Tempering adalah perawatan panas teknik untuk logam, paduan dan kaca. Dalam
baja,
tempering
dilakukan
untuk
"menguatkan"
logam
dengan
mentransformasikan martensit rapuh atau bainit menjadi kombinasi ferit dan sementit atau kadang-kadang martensit tempered. Paduan pengerasan Air hujan, seperti banyak nilai dari aluminium dan superalloy, yang marah untuk mengendapkan partikel intermetalik yang memperkuat logam. Tempering dicapai oleh pemanasan terkendali benda kerja ke suhu yang lebih rendah di bawah temperatur kritis.
5. Case Hardening Case Hardening adalah teknik di mana permukaan logam diperkuat dengan menambahkan lapisan halus di bagian atas paduan logam lain yang umumnya
lebih tahan lama.Kasus pengerasan baja biasanya digunakan untuk meningkatkan kehidupan objek. Hal ini terutama penting untuk pembuatan bagian mesin, tempa baja karbon, dan kepaknya baja karbon. Kasus pengerasan juga dimanfaatkan untuk aplikasi lain. Kasus pengerasan juga disebut pengerasan permukaan. Kasus pengerasan telah digunakan selama berabad-abad, dan sering digunakan untuk memproduksi sepatu kuda dan berbagai jenis peralatan memasak yang besar mengalami keausan. Kasus pengerasan pada dasarnya adalah sekelompok proses yang digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan ke tingkat yang lebih tinggi dari bahan massal. Kasus pengerasan biasanya dilakukan secara lokal pada permukaan atas, dan untuk kedalaman terbatas. Greater kekerasan biasanya berhubungan dengan pakaian yang lebih baik dan ketahanan lelah. 6. Spheroidizing Spheroidizing adalah proses anil yang digunakan untuk baja karbon tinggi (Carbon> 0,6%) yang akan menjadi mesin atau dingin terbentuk kemudian. Hal ini dilakukan oleh salah satu cara berikut: 1. Panaskan bagian ke suhu di bawah garis ferit-Austenite, garis A1 atau di bawah garis Austenite-sementit, pada dasarnya di bawah 727 º C (1340 º F) line. Tahan suhu untuk waktu yang lama dan diikuti dengan pendinginan yang cukup lambat. Atau 2. Siklus beberapa kali antara suhu sedikit di atas dan sedikit di bawah 727 º C (1340 º F) garis, katakanlah misalnya antara 700 dan 750 º C (1292-1382 º F), dan lambat dingin. Atau 3. Untuk alat dan panas baja paduan untuk 750-800 º C (1382-1472 º F) dan tahan selama beberapa jam diikuti dengan pendinginan lambat.
2.3 Jenis pengerasan permukaan 1. Karburasi, proses pengerasan permukaan dengan memanaskan bahan dalam link lalu dibiarkan beberapa saat pada suhu tersebut dengan tujuan untuk
memberikan lapisan luas pada benda yg akan disepuh dengan keras. Lapisan ini disebut lapisan karbonasi. 2. Karbonitriding, merupakan modifikasi teknik metalurgi permukaan yang digunakan
untuk
meningkatkan
kekerasan
permukaan
logam,
sehingga
mengurangi keausan. Selama proses ini, atom karbon dan nitrogen menyebar interstitially menjadi logam, menciptakan hambatan untuk slip, meningkatkan kekerasan dan modulus dekat permukaan. Carbonitriding sering diterapkan pada murah, mudah mesin baja karbon rendah untuk menanamkan sifat permukaan lebih mahal dan sulit untuk bekerja nilai dari baja. Permukaan kekerasan berkisar bagian carbonitrided 55-62 HRC. 3. Cyaniding, disebut karbonitriding cair, merupakan proses dimana terjadi absorbsi karbon dan N1 untuk memperoleh permukaan yang keras pada baja karbon rendah yg sulit dikeraskan. Proses ini dilakukan dengan rendaman air garam terhadap karbonat natrium dan sianida natrium yang dicampur dengan salah satu bahan klorid 4. Nitriding, suatu proses pengerasan permukaan dalam hal ini baja paduan spesial dipanaskan untuk waktu yg lama dalam suatu atmosfer dan gas nitrogen. Baja dipanaskan sampai 510°dalam link gas amonia. Nitrid yang diserap oleh logam akan membentuk nitrid yang keras tersebar merata pada permukaan logam. Seluruh baja dan besi cor yang dapat dikeras haruslah dikeraskan dan di”temper” dahulu sebelum dilakukan proses nitriding, dimana temperatur tempering harus cukup tinggi untuk menjaga kestabilan struktur pada proses nitriding (minimal 10oC diatas temperatur nitriding). Proses nitriding dilakukan dengan tujuan: - mendapatkan kekerasan permukaan yang tinggi - meningkatkan ketahanan pakai dan sifat “antigalling”
- meningkatkan ketahanan terhadap umur kelelahan
- meningkatkan ketahanan terhadap korosi - meningkatkan ketahanan kekerasan permukaan terhadap kenaikkan tem peratur sampai temperatur nitriding. Keuntungan lain yang diperoleh dengan proses nitriding ialah: distorsi dan deformasi minimum, karena temperatur pemanasan rendah. Di industri penggunaan proses nitriding terutama dilakukan terhadap: Komponen komponen mesin untuk kendaraan bermotor, antara lain: - steering gears - cylinder heads - cylinder liners - crankshafts - camshafts - ball steering joint - valves dan valves quiders - rocker arm - rocker shaft - connecting rod - oil pump gears - water pump gears - dan lain-lain.
komponen-komponen mesin perkakas - perkakas termasuk dies, antara lain:
- cutting tools (high speed steel) - rolling tools - drawing tools - dies casting moulds - forging dies, dan lain-lain. Di industri dikenal dua jenis proses nitriding, yaitu: liquid nitriding dan gas nitriding. Pada umumnya kedua jenis proses ini adalah sama dan lama proses dibutuhkan juga sama, tetapi proses gas nitriding biasanya lebih disukai bila diinginkan kedalam penetrasi nitrogen yang lebih besar. Pada proses liquid nitrididng media yang digunakan adalah campuran garamgaram, yaitu: NaCN, Na2CO3, KCl dan beberapa bahan pengaktif lainnya. Pada proses nitriding media yang digunakan adalah: gas amonia. Berdasarkan diagram fasa biner Fe-N (gambar 2.6)8) dapat diperkirakan bahwa beberapa lapisan dapat terbentuk pada temperatur 500-6000C, yaitu berturut-turut pada bagian dalam (dekat substrat) kebagian terluar: α-Fe, γ-Fe4N dan ε-Fe2N. Chromizing dikenal sebagai pengayaan wilayah permukaan baja dengan krom dengan perlakuan termokimia. Selama perawatan ini atom kromium menyebar pada suhu antara 900 ° C dan 1000° C ke permukaan benda kerja Carburizing adalah perawatan panas proses di mana besi atau baja dipanaskan di hadapan bahan lain (tetapi di bawah titik lebur logam's) yang membebaskan karbon seperti terurai. Permukaan luar atau kasus ini akan memiliki kandungan karbon yang lebih tinggi dari bahan asli. Ketika besi atau baja didinginkan cepat dengan pendinginan, kandungan karbon lebih tinggi pada permukaan luar menjadi keras, sedangkan inti tetap lembut dan tangguh.
2.4 Hal yang Mempengaruhi Laju Pendinginan 1) Densitas dari media pendingin Semakin tinggi densitas dari media pendingin maka laju pendinginan pun akan semakin cepat. 2) Viskositas Media Pendingin Semakin tinggi viskositas dari media pendingin makan akan semakin rendah laju pendinginannya 3) Jenis Aliran Jika aliran turbulen maka laju pendinginannya akan lebih cepat, dan jika alirannya laminer maka laju pendinginnya lebih lambat 4) Luas Pemukaan material yang akan di dinginkan Semakin lebar luas permukaan material yang akan di dinginkan, maka akan semakin cepat pula laju pendinginannya
BAB III METODA PRAKTIKUM
Bersihkan specimen dari semua kotoran yang
Panaskan specimen sampai temperature tertentu untuk melakukan proses perlakua
Lakukan penahanan pada temperature tersebut selam
Lakukan Pendinginan pada media : Air, Oli dan U
Selesai
BAB IV DATA DAN ANALISA TANGGAL PRAKTIKUM : 20 Desember 2014
No
1 2 . 3 . 4 .
Spesime n
Kekeras an Awal
AISI 4140 AISI 4140 AISI 4140 AISI 4140
Temperat ur Pemanasa n
20.9
900°C
20.9
900°C
20.9
900°C
20.9
900°C
Waktu Penahana Pendinginan n 30 menit 30 menit 30 menit 30 menit
Quenching air Annealing Normalizin g Quenching oli
Kekeras an Akhir 58,5 28.8 20 39,2
Kekerasan diuji dengan metoda Rockwell C = 1470 N
Hasil Pengujian Kekerasan 70 60 50 40 30 20 10 0
Kekerasan Kekerasan awal
Quenching Air
Normalizing
Quenching Oli
Annealing
Setelah proses heat treatment maka terjadi perubahan struktur pada logam. Ini terbukti setelah dilakukannya uji kekerasan seperti pada table diatas. Proses heat treatment juga bertujuan untuk memperbaiki mampu mesin, mampu bentuk, memperbaiki keuletan dan kekuatan material.
Ke t
BAB V KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan yaitu: 1. Kandungan unsur karbon dan unsur-unsur paduan lainnya pada material dapat mempengaruhi nilai kekerasannya. 2. Kekerasan suatu material dipengaruhi oleh media pendinginannya yaitu pada percobaan ini air, oli, udara, dan tungku. 3. Kekerasan suatu material dipengaruhi oleh daya serap media pendinginnya. 4. Spesimen yang memiliki nilai kekerasan tertinggi didapatkan dari material yang di dinginkan menggunakan terendah yang didinginkan secara normalizing.
air sedangkan yang
DAFTAR PUSTAKA 1. Incropera, F.P., dan Dewitt, D.P., Fundamental of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 2002. 2. Laurance H. Van Vlack.2001. Elemen-elemen Ilmu dan Rekayasa Material Edisi keenam. Erlangga : Jakarta. 3. Surdia, Tata & Saito, Shinroku. 1992. Pengetahuan Bahan Teknik. (edisi kedua). Pradnya Paramita :Jakarta. 4. http://www.steelindonesia.com/article/02heat_treatment.html 5. Callister Jr. William D. 1994. Material Science and Engineering edisi VB.H. Amstead. Teknologi Mekanik.1992 6. B.H. Amstead, Philip F Ostwald dan Myron L. Brgman, Teknologi Mekanik jilid I, 1981 7. Rajan T.V., C.P. Sharma dan Ashok Sharma Heat Treatment Principles And Techniques. 8. Ashok Sharma, Heat Treatment Principles and Techniques.
LAMPIRAN
Tugas : 1. Gambar skematik siklus proses perlakuan panas
2. - Quenching : Suatu proses pemanasan logam hingga mencapai batas autensit yg homogen. Untuk mendapatkan kehomogenan ini maka autensit perlu waktu pemanasan yg cukup. Selanjutnya secara cepat baja tersebur dicelupkan ke dalam media dingin, kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk mencapai kekerasan baja. Pada waktu pendinginan yang cepat, pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferlit atau ferit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang lebih larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementit, -
oleh karena itu terjadi pada keadaan karbon. Anneling (pelunakan)Proses pelunakan baja dimana proses pemanasan baja diatas temperatur kritis (723°C) selanjutnya dibiarkan beberapa lama
sampai temperatur marata disusul dengan perbandingan secara perlahanlahan sambil dijaga agar temperatur bagian luar dan dalam kira-kira sama hingga diperoleh struktur yg diinginkan dengan menggunakan media pendingin udara. - Normalizingadalah proses peningkatan suhu sampai lebih dari 60 º C (108 º F), di atas A3 baris atau ACM baris sepenuhnya ke kisaran Austenite. Hal ini diadakan pada suhu ini untuk sepenuhnya mengubah struktur menjadi Austenite, dan kemudian dihapus bentuk tungku dan didinginkan pada suhu ruangan di bawah konveksi alam. Hal ini menghasilkan struktur butir perlit halus dengan kelebihan Ferrite atau sementit. Bahan yang dihasilkan adalah lemah; derajat kelembutan tergantung pada kondisi ambien sebenarnya pendinginan. Proses ini jauh lebih murah daripada anil penuh karena tidak ada biaya tambahan pendinginan tungku dikontrol. 3.
Karena fase austenite pada saat pendinginan cepat (quenching) tidak sempat berubah sifat mekaniknya ,pada annealing didinginkan beberapa saat di udara sehingga sifat mekanik kemungkinan berubah, sedangkan pada normalizing pendinginan terjadi di dalam tungku sehingga sifat mekanik sedikit demi sedikit berubah tetapi tidak signifikan karena penurunan suhu yg stabil
4. Baja karbon yang bersifat ulet menjadi getas karena proses quenching
pada fase austenit tidak sempat berubah menjadi ferlit atau ferit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom karbon yang lebih larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi dan bentuk sementit, oleh karena itu terjadi pada keadaan karbon. 5. Atomic Packing Faktor untuk FCC adalah = 0.74
A sites B sites A sites
HARDENABILITY
BAB I PENDAHULUAN
Hardenability adalah :
Kepekaan pengerasan melalui proses Quenching (pendinginan cepat) Sifat logam besi paduan (baja), yang menentukan kedalaman dan
distribusi kekerasan yang ditimbulkan oleh pendinginan cepat. Kapasitas logam besi paduan (baja) untuk bertransformasi sebagian atau seluruhnya menjadi martensit.
1.1 Latar Belakang Hardenability adalah ukuran kemampuan suatu material untuk membentuk fasa martensite. Hardenability dapat diukur dengan beberapa metode. Diantaranya metode jominy dan metode grossman. Dari metode tersebut kita akan mendapatkan kurva antara harga kekerasan dengan jarak quenching dari pusat quench. Asumsi :
Laju pendinginan sangat lambat Laju Pemanasan lambat Terjadi mekanisme difusi (perpindahan atom secara individual dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah)
Ilmu logam adalah ilmu mengenai bahan-bahan logam dimana ilmu ini berkembang bukan berdasarkan teori saja melainkan atas dasar pengamatan, pengukuran dan pengujian.
Pengujian bahan logam saat ini semakin meluas baik dalam konstruksi, permesinan, bangunan, maupun bidang lainnya. Hal ini disebabkan karena sifat logam yang bisa diubah, sehingga pengetahuan tentang metalurgi terus berkembang. Untuk mengetahui kualitas suatu logam, pengujian sangat erat kaitannya dengan pemilihan bahan yang akan dipergunakan dalam konstruksi suatu alat, selain itu juga bisa untuk membuktikan suatu teori yamg sudah ada ataupun penemuan baru dibidang metalurgi. Dalam proses perencanaan, dapat juga ditentukan jenis bahan maupun dimensinya, sehingga apabila tidak sesuai dapat dicari penggantinya yang lebih tepat. Disamping tidak mengabaikan faktor biaya produksi dan kualitasnya. Adapun pengujian yang akan kita lakukan adalah:
Uji Kekerasan Uji Jomini Uji Struktur Mikro
1.2 Tujuan
A. Sifat Mampu Keras Mengetahui kekerasan logam (bahan) sebagai ukuran ketahanan logam tersebut terhadap deformasi plastis. Kekerasan ini dinyatakan dengan angka kekerasan Brinnel, Vickers atau skala Rockwell. B. Jominy Test Mengetahui kemampuan pengerasan
logam (baja) dengan menentukan
ketebalan dan distribusi kekerasan yang dicapai bila diberikan perlakuan panas tertentu.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Metoda Grossman & Bain Benda uji (specimen) berbentuk batang silinder dengan diameter yang berfariasi, parameter pada pengujian Hardenability metoda Grossman & Bain ini adalah diameter kritis dan diameter kritis ideal. Diameter kritis (D) adalah diameter maksimum dari suatu batang silinder yang dicelup (quench) dalam media quench tertentu tanpa batas pemisah yang tidak mengalami pengerasan (daerah inti), seperti terlihat pada. Batas pemisah tersebut adalah batas dimana struktur mikro mengandung 50% mantensit. Diameter kritis suatu material sebanding dengan severity of quench dari media quench (H) di mana bila H sangat tinggi, maka D akan tinggi pula.
gambar 7 Diameter batang tanpa dan dengan batas pemisah
gambar 8 Kurva hardenability Grossman & Bain dari baja SAE 1045 dengan berbagai diameter
gambar 9 Kurva pendinginan pada berbagai posisi, baja berdiameter 1 inch untuk H = 4.
2.2 Metoda Jominy Benda uju (specimen) berbentuk batang silinder dengan diameter 1” (25,4 mm) dan panjang 4” (101,6). Setelah mengalami austensi diletakan diatas suatu penyangga dan salah satu ujungnya disemprotkan air dengan jarak ½ inci (12,7 mm) dari suatu kran dengan diameter ½ (12,7 mm) Setelah quenching tersebut dilakukan pengujian kekerasan pada sisi yang dibuat sejajar dengan jarak tertentu 1/16” dari ujung quench dan akan menghasilkan kurva hardenability yang menyatakan hubungan antara kekerasan terhadap jarak dari ujung quench. Tiap jenis material akan memiliki kurva hardenability yang berbeda tergantung kadar paduan. Dari kurva tersebut dapat dihubungkan dengan kurva CCT untuk jenis material tersebut sehingga dapat mengetahui laju pendinginan pada lokasi tertentu dari batang.
gambar 10 Diagram CCT dan kurva hardenability untuk material AISI 4140.
Diameter kritis ideal (Di) adalah diameter dari batang silinder dengan 50 % martensit pada quenching sempurna (temperature batang sama dengan temperature media quench). Diameter kritis ideal ini tergantung :
Besar Butir γ
% Karbon % Unsur Paduan
Pengaruh ketiga hal tersebut diatas terhadap diameter-diameter kritis ideal dicantumkan pada table berikut :
gambar 11 Kurva Di Vs IH/DH
gambar 12 Contoh Hardenability untuk berbagai jenis baja
BAB III METODA PRAKTIKUM
Metoda yang dilakukan pada saat praktikum di gambarkan dalam bentuk flow chart berikut ini : Spesimen yang telah disediakan dibersihkan.
Spesimen didalam tungku dipanaskan sampai temperatur tertentudengan mengatur petunjuk temperatur t
Setelah spesimen mencapai temperatur yang diperlukan,specimen tersebut dibirakan selama 30 menit dalam
en dipindahkan kedudukan yang telah disediakan dandisemprotkan air sampai spesimen menjadi dingin(tem
Spesimen dikikir dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan.
Kekerasan spesimen diukur pada setiap posisi dengan interval 2,5 mm.
BAB IV DATA DAN ANALISA
4.1 Data Pengamatan Berikut adalah data hasil dari pengamatan saat melakukan praktikum n o
Jarak
Kekerasan
Uji (mm)
HRC
o
Jarak Uji (mm)
Kekerasa n HRC
1
2.5
48,5
11
27.5
34
2
5
48
12
30
30
3
7.5
48
13
32.5
30
4
10
47
14
35
29
5
12.5
46
15
37.5
28
6
15
44
16
40
27,5
7
17.5
42
17
42.5
26
8
20
41,5
18
45
26
9
22.5
37
19
47.5
26
25
36
50
26
1 0
N
20
Grafik Hasil Pengujian 60 50 40 30 20 10 0 2.5
5
7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5 40 42.5 45 47.5 50 Kekerasan (Hrc)
Jenis Material Komposisi kimia
: AISI 4140 : % C = 0,3 – 0,44 % Mn = 0,65 – 1,1 % Si
= 0,15 – 0,3
% Cr = 1,75 – 1,2 % Mo = 0,15 – 0,2
%P
= 0,035
%S
= 0,40
% Cmin = 0,37 -> Dmin = 0,20 % Cmax = 0,44 -> Dmax = 0,22 Temperatur austenisasi : 9000C Holding Time : 30 menit Media quenching : Air
4.2 Analisis Dari grafik hasil pengukuran dan perhitungan nilai kekerasan dari material AISI 1045 yang telah mengalami proses perlakuan panas dapat dilihat nilai kekerasan tertinggi terdapat pada ujing terdekat pada media quench ( semburan air) hal tersebut menunjukan nilai kekerasan dipengaruhi oleh laju perambatan panas dan waktu pelepasan panas oleh karena itu semakin jauh dari jarak quench maka nilai kekerasan semakin rendah .
BAB V KESIMPULAN Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan: 1. Kekerasan baja yang terbesar terdapat pada bagian ujung yang lebihdulu didinginkan dengan kran.Kekerasan menurun seiring jauhnya jarak dari ujung baja. 2. Baja memiliki sifat mampu keras yang baik,karena memiliki kriteria yang baik untuk ditingkatkan kekerasannya.
DAFTAR PUSTAKA
1. Modul Panduan Praktikum Metalurgi Fisik, 2014, Bandung : Laboratorium Material Teknik UNJANI. 2. Surdia Tata dan Saito Shinroku. 1984. Pengetahuan Bahan Teknik. Pradnya Paramitha: Bandung. 3. Modul Praktikum Kimia Dsar. 2012. Viskositas Cairan. Laboratorium Kimia Dasar Universitas Jenderal Achmad Yani: Cimahi. 4. Sarimin, Dina Restia Ningrum. 2013. Pengaruh Proses Pemanasan dengan Variasi Media Pendingin. Jurnal.
LAMPIRAN Tugas : 1. Mengapa sangat di perlukan melakukan pengujian hardenability ? karena untuk mengetahui kekerasan logam (bahan) sebagai ukuran ketahanan logam tersebut terhadap deformasi plastis. 2. Perbandingan kedua jenis metoda hardenability antara lain : Untuk menetukan hardenability yaitu ada 2 metoda dengan : 1) Pengujian Jominy 2) Pengujian Grossman Pada kedua metoda ini perbedaanya terletak pada proses pendinginannya, pada uji jominy spesimen didinginkan dengan cara disemprotkan pada salah satu ujungn logamnya, sedangkan pada uji grossman logam di quenching kedalam media pendingin dengan kondisi tertentu. Metoda jominy Benda uji dengan diameter kurang lebih 25 mm dan panjang kurang lebih 100 mm dipanaskan dalam tungku sampai suhu austenit selama kurang lebih 30 menit. Selanjutnya setelah selesai pemanasan, benda uji didinginkan dengan cara salah satu ujung benda uji disemprot dengan air sehingga diperoleh kecepatan pendinginan yang berbeda untuk sepanjang batang tersebut. Metode Grossman Hardenabilitysuatu baja di ukur oleh diameter suatu baja yang strukturmikro tepat di intinya adalah 50% martensit setelah dilakukan proses hardening dengan pendinginan tertentu. Baja berbentuk silinder (panjang min 5xD) dengan variasi diameter dilakukan pengerasan dengan media pendingin tertentu. Hasil pengerasan diuji metalografi dan kekerasan, diameter baja tersebut yang intinya tepat 50% martensit
dinyatakan sebagai diameter kritis (D0), pada suatu laju pendinginan tertentu laju pendinginan dinyatakan dengan koefisien of severity(H). Karena harga Do masih tergantung dengan laju pendinginan tertentu maka dirumuskan harga diameter baja tersebut (50% martensite) dengan pendinginan ideal (H=tak hingga) yang disebut
-
sebagai diameter ideal (Di). Hasil akhir Maka didapatkan asumsi dari hasil akhir kedua percobaan Metoda grossman Semakin banyak batas butir austenit maka semakin mudah pearlit
-
untuk terbentuk Lebih kecil ukuran austenit bahan maka lebih rendah hardenability
-
bahan Semakin besar ukuran austenitmaka semakin besar hardenability. Metoda Jominy Kandungan komposit bahan logam sangat menentukan Semakin cepat pendinginan maka semakin keras spesimen Makin tinggi kandungan karbon maka semakin keras material\ Makin kecil ukuran butir semakin besar tingkat kekerasannya
PERHITUNGAN JOMINY TEST Material : AISI 4140 Jenis : Baja Carbon Komposisi Kimia : % C = 0.37 – 0.44 % Mn = 0.65 – 1.1 % SI % C min = 0.37 -> D min =0,206 % C max = 0,44 -> D max = 0,228
% Mn min = 0,65 -> D min = 3,167 % Mn max = 1,1 -> D max = 4,5 % Si min = 0,15 -> D min = 1,105 Si max = 0,3 -> D max = 1,210 % cr min = 0,75 -> D min = 2,62 Cr max = 1,2 -> D max = 3,5 % Mo min = 0,15 -> D min = 1,45 Mo max = 0,25 -> D max = 1,75
Temperature Austenisasi : 900ºC Holding Time : 30 Menit Media quench : Air
MENCARI HARGA KRITIS
Jadi Dc min
= C x Mn x SI x Cr x Mo = 0,206 x 3,167 x 1,105 x 2,62 x 1,45 = 2,7387
Dc max = C x Mn x Si x Cr x Mo = 0,228 x 4,5 x 1,210 x 3,5 x 1,75
= 7,6039 3. Faktor – factor yang memengaruhi sifat mampu keras (hardenability) dari suatu material adalah Kandungan Karbon Semakin besar kandungan karbon semakin tinggi kekerasannya sehingga menjadi getas. Jarak Pendinginan Jarak pendinginan pada speciment setelah mengalami perlakuan panas pada tiap titik akan berbeda- beda, semakin jauh jarak pendinginan maka kekerasannya akan semakin kecil. Heat Treatment Pada prinsipnya, perlakuan panas pada baja untuk membuat homogen unsur – unsur paduan yang terdapat pada dalam logam sehingga didapat komposisi yang seragam ( uniform ) dan mempunyai kekerasan tertentu dengan mengukur laju pendinginan.
METALOGRAFI BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kekerasan merupakan salah satu sifat mekanik dari logam. Pengujian kekerasan secara luas digunakan dalam proses inspeksi dan control. Salah saru proses yang mempengaruhi kekerasan suatu material adalah proses heat treatment. Kekerasan sulit untuk didefinisikan karena memiliki arti yang berbeda sesuai dengan bidang pemakaiannya. Pada pengujian logam kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan suatu logam terhadap indentasi (penekanan) sedangkan didalam mineralogi kekerasan merupakan ketahan suatu mineral terhadap goresan dengan menggunakan standar kekerasan mohs. Pemilihan logam yang akan digunakan untuk aplikasi ketahanan gesekan (wear
resistence) harus
mempertimbangkan sifat kekerasan
logam
tersebut. Hubungan kekerasan sebanding dengan kekuatan logam dimana kekerasan suatu logam akan meningkat maka kekutan logam tersebut juga cendrung meningkat, namun nilai kekerasan ini berbanding terbalik dengan keuletan dari logam. Meskipun logam keras dipandang lebih kuat daripada logam lunak, namun yang perlu diperhatikan adalah bahwa tingkat kekerasan bahan yang tinggi belum menjamin bahwa komponen mesin memiliki kekuatan (ketahanan) untuk menerima beban. Berkaitan dengan penggunaan logam keras dan lunak ini, kita memaklumi bahwa teknologi yang berkembang saat ini di negara kita masih dalam tahap pengembangan teknologi tepat guna dan rekayasa industri yang tingkat resikonya tidak terlalu tinggi, sehingga ketelitian dalam perancangan pun menjadi rendah, sebab perancangan konstruksi mesin berteknologi sederhana tentunya jauh berbeda dengan perancangan konstruksi mesin berteknologi tinggi, dan yang pasti
perancangan konstruksi mesin berteknologi tinggi memerlukan pengolahan logam yang berkualitas pula. Dengan demikian, bahan benda kerja yang baik dan berkualitas tidak hanya ditentukan oleh keras atau lunaknya bahan tersebut, tetapi sangat banyak ditentukan oleh ketepatan memilih bahan sesuai besarnya pembebanan yang diberikan. Dengan pemilihan bahan yang tepat, akan diperoleh tingkat efisiensi yang tinggi dan dijamin kuat untuk menerima beban. Pentingnya sifat kekerasan dalam pemilihan material logam untuk peralatan teknik seperti untuk komponen mesin yang mengalami gesekan contohnya piston dan lain sebagainya. Maka penting untuk melakukan praktikum ini untuk memahami seta mempelajari lebih lanjut bagaimana proses pengukuran kekerasan logam khususnya material baja dengan menggunakan mesin uji kekerasan Rockwell. 1.2 Tujuan 1. 2. 3. 4.
Menjelaskan tujuan dari proses metalografi. Menjelaskan langkah-langkah pengujian metalografi. Mengetahui ukuran fasa dari logam. Mengetahui bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian metalografi
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Teori dasar Metalografi Kualitatif Metalografi adalah bidang ilmu melurgi yang mempelajari struktur dan fasa logam, serta mempelajari pula sifat-sifat yang berkaitan dengan struktur/fasanya. Secara umum metalografi dibagi atas 2 kelompok, yaitu : -
Metalografi Kualitatif, merupakan bidang metalografi yang
-
mempelajari struktur dan fasa logam. Metalografi kuantitatif, merupakan bidang metalografi yang mempelajari sifat-sifat logam berdasarkan struktur atau fasanya.
Pemerikasaan struktur dan fasa dari spesimen logam dalam metalografi kualitatif ini adalah menggunakan mikoskop dengan langkah-langkah penyiapan spesimen, yaitu sebagai berikut : -
Analisa pendahuluan, dilakukanuntuk menentukan bagian mana yang akan dianalisis secara metalografi. Proses yang dilakukan pada suatu komponen akan menyebabkan struktur mikro berbeda, sehingga perlu kehati-hatian dalammenentukan daerah yang akan di analisa. Kesalahan dalam pengambilan
-
sampai akan dapat memberikan informasi yang salah. Pemotongan, dalam proses memotong, hal-hal yang perlu diperhatiikan :
o Harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan (diberikan pendingin oli/ oli dilarutkan dalam air).\ o Untuk logam-logam dengan kekerasan < 400 BHN, sebaiknya pemotongan secara manual. o Apabila pemotongan dilakukan dengan api (las gas), maka pemotongan dalam daerah yang cukup besar o
supaya dapat dipotong lagi dengan cara lain. Pembingkaian, jika spesimenterlalu kecil atau tipis, maka perlu bakelit atau dengan logam paduan dengan titik cair rendah. Yang terpenting adalah antara material pembingkai dengan spesimen jangan sampai meimiliki kekerasan dan ketahan abrasi yang sangat berbeda.
Jenis-jenis pembingkai yang dapat dipilih : a. b. c. d.
Pembingkaian cor (cast mounting) Pembingkaian tekan (compression mounting) Pembingkaian jepit (clamp mounting) Pembingkaian konduktif (untuk SEM (Scanning Electron
-
Microscope)) Penggerindaan/pengampelasan,proses
penggerindaan
(grinding) menggunakan kasar (ukuran grit 80 dan 120 mesh) sampai ampelas halus (ukuran grit 180, 240, 320, 400 dan 600 mesh). Dibawah ini ditunjukkan kedalaman goresan dari logam yang terdeformasi. Goresan-goresan akan menurun dengan menurunnya ukuran grit dari ampelas. Arah pengampelasan dari satu ampelas ke ampelas lain harus diubah-ubah serta
selalu diberikan air pendingin agar spesimen tidak menjadi -
panas dan menghindarkan dari garam. Pemolesan, proses pemolesan dilakukan diatas kain poles pada piringan poles dengan menambahkan pasta poles selama proses berlangsung.
Tujuan
utama
pemolesan
adalah
untuk
menghilangkan goresan yang terbentuk pada waktu proses pengampelasan, hingga permukaan sampel menjadi mengkilap. Jenis kain poles yang umum dipakai antara lain beludru, biliard, katun, kanvas dan nilon. Sedangkan pasta polesnya adalah pasta intan, alumina, magnesium oksida dan krom -
oksida. Pengetsaan,
pengetsaan
kimia
dilakukan
dengan
cara
mencelupkan spesimen ke dalam larutan etsa (dengan menggunakan penjepit nikel atau baja tahan karat) dan dianjurkan untuk menggerak-gerakan spesimen dalam larutan etsa
tersebut.
Lamanya
pengetsaan
adalah
“derajat
keburaman”dari permukaan spesimen yang dietsa. Setelah pengetsaan dilakukan pencucian dengan air, pembersihan dengan alkohol dan pengeringan dengan udara panas. Larutan etsa yang digunakan seringkali dicampur dengan alkohol atau air, hal ini dimaksudkan untuk memperlambat kecepatan reaksi antara permukaan spesimen yang diperoleh dengan larutan tersebut. Selama proses pengetasan, ion-ion H +, OH-, CL- dan sebagainnya akan menuju ketempat-tempat yang anodik dan katodik pada permukaan yang dipoles dengan
demikian proses etsa dapat memberikan gambaran/konfigurasi batas butir (batas butir merupakan tempat-tempat yang berenergi tinggi) atau gambaran/konfigurasi permukaan butir (misalnya orientasi dan sebagainya). 2.2 Kesetimbangan Diagram Fasa Pada umunya, paduannya membeku tidak pada suatu temperatur tertentu tetapi dalam suatu rentang atau kurun temperatur. Lebih dari itu, bahkan setelah menjadi padatan,
paduan mungkin masih megalami perubahann konstitusi yang akan
sangat mempengaruhi sifat-sifat serta penggunaannya. Dengan demikian, penting diketahui struktur-struktur dan komposisi fase-fase yang akan berada dalam kesetimbangan ketika membentuk paduan dengan komposisi dan temperatur tertentu. Pada pembahasan logam murni, yang perlu diperhatikan hanya pengaruh temperatur terhadap struktur. Tetapi jika ada unsur lain yang ditambahkan ke logam induk, persoalan menjadi lebih kompleks. Dalam hal ini koposisi menjadi variabel yang harus diperhitungkan, dan atom-atom peralut membentuk larutan padat primer yang struktur kristalnya sama dengan logam induk, atau membentuk fase antara (intermediate phase) dengan struktur kristal yang berbeda dengan logam murninya.karena struktur kesetimbangan paduan bergantung pada temperatur dan komposisi, untuk menunjukkan keberadaan suatu fase akan lebih mudah bila menggunakan grafik atau diagram yang diagram fase atau diagram kesetimbangan, dengan temperatur sebagai ordinat dan komposisi sebagai absis. Dengan kata lain diagram fase adalah suatu peta sesaat yang menggambarkan semua fase dalam kesetimbangan untuk setiap kombinasi temperatur dan komposisi paudan. 2.3 Diagram Fasa Sistim Satu Komponen Keadaan sistim komponen dapat ditentukan dalam tekanan P dan temperatur T tertentu. Persamaan fasa gas PV=RT mempunyai hubungan tertentu antara P, T
dan V, jadi apabila P dan T, dengan mengambil air sebagai contoh. Kalau pada tetahan tetap misanya 1 atm, temperatur diubah, terjadi fasa padat (es) di bawah titik cair (0°C), fasa cair (air) dalam daerah temperatur antara titik cair dan titik didih (100°C) dan fasa gas (uap) di atas titik didih. 2.4 Aturan Fasa Aturan fasa berguna kalau sistim komponen banyak berada dalam kesetimbangan. Kalau jumlah komponen dalam sistim adalah C dan fasa yang ada ialah P, dengan derajat kebebasan F yang merupakan jumlah variabel yang dapat berubah bebas tanpa memberikan pengaruh, membuat fasa ada dalam keadaan sama maka : F=C+2-P 2.5 Diagram Fasa Dari Dua Komponen Dalam sistim dua komponen variabel dari keadaan adalah temperatur , tekanan dan komponen, jadi diperlukan tiga sumbu untuk menyatakan keadaan pada satu titik dalam ruang. Akan tetappi bagi bahan yang diapakai di Industri yang umumnya berfasa padat dan tekanan uapnya sangat rendah, jadi keadaan gasnya dapat diabaikan. Temperaur fasa padat dengan fasa cair atau fasa padat dengan fasa padat menerima pengaruh kecil dari tekanan. Oleh karena itu dari ketiga variabel tersebutdi atas tekanan dianggap tetap sehingga keadaan dapat dinyatakan dengan titik pada bidang dengan koordinat temperatur dan komponen. Aturan fasa dalam hal ini menjadi : F=C=1-P
BAB III METODA PRAKTIKUM
3. 1
Metoda Praktikum
Metoda yang digunakan dalam praktikum metalografi ini di tuangkan ke dalam diagram alir dibawah ini
Mepersiapkan alat dan bahan
Pemotongan spesimen
Pembingkaian/Pencetakan
Penggerindaan dan Pemolesan
Pengetsaan
Pengujian pada Mikroskop
BAB IV DATA DAN ANALISA
4.1 Data Metalografi merupakan displin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur suatu logam dan paduan nya serta hubunganya dengan sifat-sifat logam dan paduannya tersebut. Pada metalografi, secara umum yang diamati adalah dua hal yaitu struktur makro dan struktur mikro. Struktur makro adalah struktur dari logam yang terlihat secara makro pada permukaan yang dietsa dari spesimen yang telah dipoles, tapi belum dietsa. Sedangkan struktur mikro adalah struktur dari sebuah permukaan logam yang telah diperoleh dan dietsa sehingga batas butir terlihat jelas dengan menggunakan pembesaran. Dari hasil pengujian metalografi ini didapatkan data gambar hasil pengujian struktur mikro sebagai berikut : 1. Media Air
gambar 13 Media Air
2. Media Oli
gambar 14 Media oli
3. Media Udara
gambar 15Media Tungku
4. Media Tungku
gambar 16 Media Tungku 4.2 Analisa Jika kita identifikasi dengan cara melihat gambar hasil pengujian, terlihat ada perbedaan dari setiap media pendinginan terutama jika dibandingkan antara media air dengan media tungku, terlihat jauh berbeda dari batas butir media air lebih rapat dan banyak batas butirnya , dibandingkan media tungku yang batas butirnya sedikit dan jarak satu sama lainnya berjauhan. Hal ini yang menyebabkan media air lebih keras dibandingkan dengan media tungku. Disini sudah terbukti secara teoritis bahwasannya yang memiliki batas butir yang banyak dan rapat akan memiliki kekuatan yang tinggi. Namun ketika melihat gambar hasil pengujian media udara dan media oli, terjadi hampir kemiripan karena dari kedua media ini, seperti oli memiliki viskositas yang tinggi sedangkan media udara memiliki massa jenis yang tinggi yang membuat keduannya termasuk kedalam pendinginan yang lambat dan sifatnya pun lunak akan tetapi ulet.
-
Pemotongan Proses pemotongan merupakan pemindahan material dari sampel yang besar
menjadi spesimen dengan ukuran yang kecil. Pemotongan yang salah akan mengakibatkan struktur mikro yang tidak sebenarnya karena telah mengalami perubahan kerusakan pada material pada saat proses pemotongan tergantung pada material yang dipotong, alat yang digunakan untuk memotong, kecepatan potongan dan kecepatan makan. Pada beberapa spesimen kerusakan yang ditimbulkan tidak terlalu banyak dan dapat dibuang pada saat pengampelasan dan pemolesan. -
Pencetakan Pencetakan sering dilakukan pada proses persiapan spesimen metalografi.
Meskipun pada beberapa spesimen dengan ukuran agak besar, hal ini tidaklah mutlak akan tetapi untuk bentuk yang kecil atau tidak beraturan sebaiknya dibuat cetakannya untuk memudahkan dalam memegang spesimen pada proses pengampelasan dan pemolesan. -
Penggerindaan/pengampelasan dan pemolsesan - Perbedaan penggerindaan dan pengampelasan terdapat pada batasan dari kecepatan darikedua cara tersebut. Penggenrindaan adalah suatu proses yang memerlukan pergerakkan permukaan abrasif yang sangat cepat sehingga menyebabkan timbulnya panas pada permukaan cepat sehingga menyebabkan timbulnya panas pada permukaan spesimen, sedangkan pengampelasan adalah proses untuk mereduksi suatu permukaan dengan pergerakan permukaan abrasif yang bergerak relatif lambat sehingga panas
yang
dihasilkan
tidak
terlalu
signifikan.
Dari
proses
pengampelasan yang didapat adalah timbulnya suatu sistim yang memiliki permukaan yang relatif lebih halus atau goresan yang seragam pada pernukaan spesimen. Dari proses pemolesan biasanya digunakan pasta gigi, karena pasta gigi mengandung zn dan ca yang akan menghasilkan permukaan yang sangat halus tujuannya adalah untuk menciptakan permukaan yang sangat halus sehalus kaca sehingga -
memantulkan cahaya dengan baik. Pengetsaan Etsa dilakukan dalam proses metalografi adalah untuk melihat struktur mikro
dari sebuah spesimen dengan menggunakan mikroskop optik. Spesimen yang cocok untuk proses etsa harus mencakup daerah yang dipoles dengan hati-hati. Yang bebas dari deformasi plastik karena deformasi plastik mengubah struktur mikro dari spesimen tersebut.
BAB V KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan Jadi kesimpulan yang kita dapatkan pada praktikumini yaitu : 1. Pengujian metalografi bertujuan untuk mengetahui struktur yang terbentuk dari pengamatan struktur mikro pada foto dari perbesaran miokroskop untuk material yang telah mengalami perlakuan panas dan didinginkan dengan beberapa media pendingin yang berbeda densitasnya. 2. Pada saat penghalusan dengan hampelas harus menggunakan air agar benda uji tidak panasdan terlihat gosong saat dilihat melalui mikroskop optik 3. Karakteristik struktur logam atau paduan logam memiliki sifat fisis dan mekanis yang berbeda tergantung dari jenis perlakuan panas dan proses pendinginannya. 4. Struktur butir suatu material yang telah mengalami proses perlakuan panas sangat ditentukan oleh jenis media pendingin yang digunakan 5. Semua langkah kerja harus dilakukan dan saat pengampelasan dilakukan dengan hati-hati dan tidak terlalu ditekan agar benda uji tidak rusak dan saat pengamatan dibawah mikroskop cahay dapat memantul sempurna ke lensa mikroskop, sehingga pengamatan dapat dilakukan tanpa kendala. 6. Pengetsaan sangat penting sebelum pengamatan dibawah mikroskop karena pengetsaan membuat batas-batas butir pada sampel lebih jelas terlihat.
DAFTAR PUSTAKA
1. Smallman R.E. 1991. Metalurgi Fisik Modern. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta. 2. Surdia Tata dan Saito Shinroku.1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Pradnya Paramitha: Jakarta. 4. Modul Praktikum Metalurgi Fisik. 2014. Hardenability. Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Jenderal Achmad Yani: Cimahi
LAMPIRAN Tugas 1. Perlunya mengetahui struktur / fasa material agar dapat mengetahui kualitas suatu bahan material 2. Bila proses pengetsaan terlalu lama akan berdampak gosong pada permukaan spesimen karena pengikisan yang terlalu lama, dan apabila proses pengetsaan terlalu singkat proses pengikisan tidak akan sempurna sehingga permukaan spesimen tidak dapat diamati dengan jelas 3. Proses pembentukan struktur mikro pada dasarnya melalui lima tahap diantaranya: Pemotongan,
pembingkaian,
penggerindaan
/
pengampelasan,
pemolesan dan pengetsaan:
Pemotongan hal2 yag perlu diperhatikan: a. Mencegah kemuingkinan terjadinya deformasi panas ( diberikan pendingin oli atau larutan cair ) b. Logam dengan kekerasan 400 bhn sebaiknya dilakukan dengan manual c. Apabila dilakukan denagn api (las gas), maka pemotongan dalam pada daerah yang cukup besar supaya dapat dipotong lagi
dengan cara lain Pembingkain, bila spesimen terlalu kecil maka perlu dilakukan pembingkaian dengan resin jangan sampai memiliki kekerasan dan ketahanan yang berbeda a. Pembingkaian cor ( cast mounting ) b. Pembingkaian tekan (compression mounting) c. Pembingkaian jepit (clamp mounting)
d. Pembingkaian konduktuktif untuk SEM ( scanning electron
microscope) Penggerindaan/ pengampelasan, menggunakan mesin gerinda putar dengan ampelas kasar grit ( 80 sd 120) sampai ampelas halus (grit
180,240,320,40 dan 600 mesh.) Pemolesan dilakukan di atas kain poles dengan pasta poles pada putaran mesin poles, tujuannya untuk menghilangkan goresan sewaktu pengampelasan hingga permukaan mengkilap. Jenis kain yang digunakan antara lain beludru, biliard, katun, kanvas, nilon. Sedangkan pasta polesnya adalah pasta intan, alumina, magnesium
oksida dan krom oksida. Pengetsaan dilakukan dengan cara mencelupkan spesimen ke dalam larutan etsa dengan nikel atau baja tahan karat. Lamanya pengetsaan adalah derajat keburaman dari permukaan spesimen yang dietsa, setelahnya spesimen dicuci dengan air pembersihan alkohol dan udara panas. Larutan etsa biasanya dicampur dengan alkohol atau air, hal ini dimaksudkan untuk memperlambat kecepatan reaksi antara permukaan spesimen yang dipoles dengan larutan tersebut.
