PROPOSAL TUGAS AKHIR " PROGRAM S1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PAMULANG TANGERANG SELATAN 2010 Daftar Isi

Proposal Tugas Akhir Uji Kekerasan
Dengan Menggunakan Metode Brinell




Kristianto Kentunk De LacortezPage 36

PROPOSAL TUGAS AKHIR

" Analisa Pengujian Kekerasan Material Baja Karbon Rendah, Besi, Tembaga, Alumunium, serta Zn (seng) dengan Menggunakan Metode Uji Kekerasan Brinell "








Disusun oleh :
Nama : KRISTIANTO SURO NUGROHO
NIM : 2006030398

PROGRAM S1 TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PAMULANG
TANGERANG SELATAN
2010


Daftar Isi

BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Permasalahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Pembatasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Identifikasi Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Manfaat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Sistematika Skripsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
BAB II TEORI PENUNJANG
Pengertian Kekerasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Macam – macam Pengujian Kekerasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Pengujian Kekerasan dengan Penetrasi Beban Dinamis . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Pengujian Kekerasan dengan Penetrasi Beban Statis . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Pengujian Kekerasan Mikro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pengujian Kekerasan Rockwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Pengujian Kekerasan Vickers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Pengujian Kekerasan Brinell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Prosedur Pengujian Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Material Benda Uji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Baja Karbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Besi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Tembaga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Aluminium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Seng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.9 Spesifikasi Perancangan Alat Brinell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Spesifikasi Pada Chasing Alat Brinell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Spesifikasi Pada Meja Benda Uji, Ulir, dan Pemutar Ulir Alat Brinell. . . . . . 36
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Perkembangan teknologi sekarang begitu cepat seiring dengan waktu untuk membantu mempermudah kegiatan Manusia. Berbagai penelitian telah dilakukan oleh berbagai institusi dari seluruh penjuru Dunia untuk menemukan teknologi baru. Penemuan baru tersebut sebagai modal awal untuk menciptakan teknologi yang lebih mutakhir dan efisien dari teknologi sebelumnya. Berbagai upaya pun dilakukan untuk menciptakan teknologi baru, misalnya dengan membangun laboratorim yang mendukung penelitian, lomba sience, maupun pemberian beasiswa – beasiswa bagi Mahasiswa berprestasi. Dunia permesinan memiliki peran yang sangat penting dalam perkembangan teknologi yang ada saat ini, di satu sisi sebagai produsen teknologi baru yang ada dan di sisi lain sebagai konsumen yang membutuhkan teknologi dalam proses produksi. Penelitian terus dilakukan untuk menghasilkan teknologi baru dengan tujuan meningkatkan kesejahteraan manusia serta mempermudah manusia dalam melakukan sesuatu.
Semakin modern teknologi yang ada saat ini tidak diimbangi dengan ketelitian maupun kejujuran dari para pelaku kecurangan ekonomi, sehingga hanya karena rupiah mereka dapat mengesampingkan keunggulan kualitas dan lebih memprioritaskan kuantitas, yang berbanding terbalik dengan prinsip seorang desainer atau Insinyur terdahulu yang lebih memperhatikan keselamatan konsumen dengan menghasilkan kualitas yang baik di banding kuantitas yang banyak namun merugikan keselamatan konsumen. Banyaknya tabung gas yang meledak contohnya, hal seperti itu wajar terjadi dikarenakan prinsip seorang perancang atau desainer sedikit demi sedikit terkikis akibat biaya material serta pembuatan yang serba mahal pada saat ini, sehingga para perancang, pembuat, maupun penjual mau tidak mau menerapkan prinsip ekonomi dalam prinsip kerjanya saat ini. Oleh karena itu di butuhkan acuan standar uji kekerasan dari suatu material agar para perancang dan pembuat memiliki patokan dasar dalam merancang atau membuat sesuatu agar tidak merugikan atau membahayakan keselamatan penikmat maupun pengguna teknologi.
Salah satu cara untuk mengetahui kekuatan atau ketahanan suatu material dan sebagai pendukung bagi spesifikasi suatu material adalah dengan menggunakan metode uji kekerasan. Walaupun uji tarik, uji puntir, dan mekanika perpatahan pun tak dapat di tinggalkan, uji kekerasan di anggap lebih spesifik untuk mengetahui ketahanan suatu material terhadap deformasi, yang untuk logam tertentu terdapat sifat untuk menyatakan ukuran ketahanannya terhadap deformasi plastik dan deformasi permanen.

Walaupun demikian, pada pengujian kekerasan memiliki ketahanan terhadap indentasi permanen akibat beban dinamis atau statis yang pada bahan yang sama dapat diklasifikasikan berdasarkan kekerasannya, dengan kekerasan tersebut dapat di tentukan penggunaan dari bahan tersebut. Oleh karena itu dalam penyusunan Skripsi ini penulis mengambil judul Analisa Pengujian Kekerasan Material Baja Karbon Rendah, Besi, Tembaga, Alumunium, serta Zn (seng) dengan Menggunakan Metode Uji Kekerasan Brinell ".
Permasalahan
Bagaimana menganalisa kekerasan logam baja karbon rendah, besi, tembaga, alumunium, serta seng (ZN) dengan menggunakan metode pengujian Brinell, serta membandingkan alat uji Brinell hasil Tugas Akhir Mahasiswa dengan hasil pengujian Standar Nasional Indonesia (SNI) agar mendapatkan data yang lebih spesifik terhadap uji kekerasan Brinell.
Pembatasan Masalah
Untuk membatasi masalah yang ada, penulis memberikan suatu batasan – batasan mengenai pengetahuan dasar tentang Pengujian Kekerasan dengan Penetrasi Beban Statis, pengetahuan tentang bahan yang akan di uji, prosedur pengujian bahan dengan metode Brinell, perhitungan jarak untuk mengetahui kekuatan material dan juga pengkalibrasian hasil uji dengan standar yang ada. Apabila terjadi kekurangan dalam batasan masalah maupun dalam pembuatan proposal skripsi ini, mohon ditambahkan.
Identifikasi Masalah
Dalam menganalisa kekerasan logam baja karbon rendah, besi, tembaga, alumunium, serta seng (ZN) dengan menggunakan metode pengujian Brinell dapat meliputi beberapa masalah, diantaranya adalah :
apa itu uji kekerasan dengan metode Brinell ?
apa saja karakteristik benda yang akan di uji ?
Bagaimana prosedur pengujian bahan dengan metode Brinell itu dilakukan ?
Bagaimana cara mengetahui nilai kekerasan suatu material ?
Bagaimana analisa dari pengujian alat hasil sendiri dengan standar yang sudah ada ?
Tujuan
Penelitian bertujuan untuk mengetahui nilai pengujian kekerasan bahan dengan metode pengujian Brinell.
Penelitian bertujuan untuk mengetahui kontrol suatu produk.
Penelitian untuk mengetahui kekurangan yang terdapat pada alat uji.
Manfaat
Untuk mengetahui karakteristik bahan material yang akan di uji.
Untuk mendapatkan data uji kekerasan yang kongkrit dari suatu bahan material yang akan di uji dengan menggunakan metode pengujian Brinell.
Sebagai bahan koreksi dalam pembuatan alat uji agar memiliki kualitas yang lebih baik.
Sistematika Skripsi
Proposal skripsi yang disusun memiliki sistematika sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bagian pendahuluan ini berisi halaman judul, abstrak, latar belakang, batasan masalah, identifikasi masalah, tujuan, manfaat, sistematika skripsi pengantar, daftar isi, daftar lampiran.
BAB II TEORI
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai pengertian teori pendukung dari uji kekerasan secara umum, serta klasifikasi bahan uji menurut unsur logam secara mendasar, serta beberapa pengetahuan untuk menunjang pengujian.
BAB III IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai tentang penerapan dan juga pengujian dari uji kekerasan dengan metude pengujian Brinell secara lebih mendalam.
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perhitungan – perhitungan mengenai uji kekerasan Brinell serta analisis terhadap hasil perhitungan tersebut.
BAB V KESIMPULAN DAN PENUTUP
Pada bab ini akan diuraikan tentang kesimpulan dan saran dari apa yang telah penulis uraikan dalam bab – bab sebelumnya.




BAB II
TEORI PENUNJANG

Pengertian Kekerasan
Kekerasan suatu bahan sampai saat ini masih merupakan peristilahan yang kabur, yang mempunyai banyak arti tergantung pada pengalaman pihak-pihak yang terlibat. Pada umumnya, kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi, dan untuk logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap defornasi plastik atau deformasi permanen. Untuk orang-orang yang berkecimpung dalam mekanika pengujian bahan, banyak yang mengartikan kekerasan sebagai ukuranketahanan terhadap lekukan. Untuk para insinyur perancang, kekerasan sering di artikan sebagai ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam. Adapun definisi kekerasan sangat tergantung pada cara pengujian tesebut dilakukan. Beberapa dari definisi tersebut adalah sebagai berikut :
Ketahanan terhadap indentasi permanen akibat beban dinamis atau statis kekerasan indentasi.
Energi yang diserap pada beban impact (Kekerasan Pantul).
Kekerasan terhadap goresan (Kekerasan Goresan).
Ketahanan terhadap abrasi (Kekerasan Abrasi).
Ketahanan terhadap pemotongan atau pengeboran (Mampu Mesin).
Untuk logam, hanya kekerasan lekukan yang banyak menarik perhatian dalam kaitannya di bidang rekayasa.

Kekerasan goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain, disusun berdasarkan kemampuan goresan yang satu terhadap yang lain. Kekerasan goresan diukur sesuai dengan skala Mohs. Skala ini terdiri atas 10 standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores. Mineral paling lunak pada skala ini adalah talk (kekerasan goresan 1), sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. Kuku-jari mempunyai kekerasan sekitar 2, tembaga yang di lunakkan kekerasannya sekitar 3, dan martensit 7. Namun Skala Mohs tidak cocok untuk logam, karena interval skala pada nilai kekerasan yang tinggi, tidak benar. Logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan pada skala Mohs, antara 4 sampai 8. Suatu jenis lain pengukuran kekerasan goresannya adalah mengukur kedalaman atau lebar goresan- pada permukaan benda uji yang di buat oleh jarum penggores yang terbuat dari intan dan yang di beri beban yang terbatas. Cara ini merupakan metode yang sangat berguna untuk mengukur kekerasan relatif kandungan-kandungan mikro, tetapi metode ini tidak memberikan ketelitian yang besar atau kemampu-ulangan yang tinggi.
Pada pengukuran kekerasan dinamik, biasanya penumbuk di jatuhkan ke permukaan logam dan kekerasan dinyatakan sebagai energi tumbuknya. Skeleroskop Shore yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik, mengukur kekerasan yang sinyatakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan. Hasil pengujian kekerasan tidak dapat langsung digunakan dalam desain seperti halnya hasil pengujian tarik. Namun demikian pengujian kekerasan banyak dilakukan, sebab hasilnya dapat digunakan sebagai berikut:
Pada bahan yang sama dapat diklasifikasikan berdasarkan kekerasannya. Dengan kekerasan tersebut dapat di tentukan penggunaan dari bahan tersebut.
Sebagai kontrol kualitas suatu produk. Seperti mengetahui homogenitas akibat suatu proses pembentukan dingin, pemaduan, heat treatment, case hardening dan sebagainya.

Macam-Macam Pengujian Kekerasan

Pengujian Kekerasan dengan Penetrasi Beban Dinamis
Pengujian Kekerasan dengan dasar beban dinamis diantaranya :
Shore Scleroscope.
Herbert.
Hammer poldi dan sebagainya.

Pengujian Kekerasan dengan Penetrasi Beban Statis
Pada umumya pengujian kekerasan yang sering dilakukan adalah pengujian yang berdasarkan penetrasi akibat beban statis. Pengujian kekerasan ini berdasarkan material yang lebih keras dapat menggores material yang lebih lunak. Oleh sebab itu hasil pengujian bersifat relatif.
Angka kekerasan dinyatakan dengan skala Mohs yaitu dari material yang terlunak dengan angka 1, dan Diamond material yang terkeras dengan angka 15.
Adapun pengujian ini dibagi dua yaitu :
Untuk mengukur kekerasan bagian kecil (fasa pada struktur mikro) atau lapisan-lapisan tipis dari suatu material digunakan pengujian kekerasan Microhardness.
Untuk spesimen yang cukup tebal digunakan pengujian kekerasan Rockwell, Vickers, dasn Brinell.

Pengujian Kekerasan Mikro
Banyak persoalan metalurgi memerlukan data-data mengenai kekerasan pada daerah yang sangat kecil. Pengukuran gradien kekerasan pada permukaan yang dikarburasi, pengukuran kekerasan kandungan tunggal pada struktur mikro, atau penentuan kekerasan roda gigi arloji, merupakan tipe persoalan dari jenis pengujian kekerasan mikro. Pemakaian uji kekerasan goresan untuk keperluan persoalan di atas telah di bahas sebelumnya, tetapi ternyata lebih baik menggunakan uji lekukan. Pengembangan penumbuk Knoop oleh Biro Standar Nasional dan pengenalan uji Tukon untuk mengkontrol pemakaian beban di bawah 25g, menyebabkan pengujian kekerasan mikro merupakan kegiatan laboraturium yang rutin. Untuk itu sebelum diuji kekerasan, spesimen harus dipoles dan dietsa terlebih dahulu, untuk pengamatan indentasi Microhardness Tester dilengkapi dengan mikroskop.
Penumbuk Knoop adalah intan kasar yang di bentuk menjadi piramida yang di desain sedemikian rupa sehingga di hasilkan lekukan bentuk intan dengan perbandingan panjang dan yang rendah adalah 7:1. Sedangkan beban yang digunakan mulai dari 25 gr sampai dengan 3600 gr. Angka kekerasan Knoop (KHN) adalah beban dibagi luas proyeksi lekukan yang tidak akan kembali ke bentuk semula.
KHN = pAp = PL2C (2)
Dimana : P = beban yang diterapkan (kg).
Ap= luas proyeksi lekukan yang tidak pulih ke bentuk semula (mm2).
L = panjang diagonal yang lebih panjang.
C = konstantauntuk seriap penumbuk (ditentukan oleh pabrik pembuat).
Untuk memudahkan perhitungan, biasanya dibuat tabel diagonal terpanjang dengan d (Um), beban P (gr) dan angka kekerasan knoop KHN (kg/mm2).


Gambar 2. The 136 (Degree) Diamond Pyramid Indenter. (Courtesy : Wilson Mechanical Instrument Division American Chain & Cable Company, Inc).

Micro Hardness Tester dapat juga menggunakan indentor piramid intan Vickers. Dengan demikian maka hasil pengujian adalah angka kekerasan Vickers Hv (kg/mm2). Indentasi dari indentor knoop ditujukan pada Gambar 2.1.


Gambar 2.1. Indentasi dari Indentor knoop.

Bentuk penumbuk Knoop yang khusus, memberikan kemungkinan membuat lekukan yang lebih tepat di banding lekukan yang dihasilkan pengujian Vickers, sebagai contoh mengukur gradien kekerasan yang curam. Keuntungan lain ialah bahwa untuk diagonal lain yang panjang, luas dan kedalaman kekuatan Knoop kira-kira hanya 15% dari lekukan Vickers untuk panjang diagonal yang sama.
Hal ini sangat berguna untuk mengukur kekerasan lapisan yang tipis, atau apabila mengukur kekerasan bahan getas, dimana kecenderungan terjadinya patah sebanding dengan volume bahan-bahan yang di tegangkan.



Gambar 2.2. Sketsa Geometris Knoop Indentor.

Diagonal panjang jejak Knoop pada dasarnya tidak dipengaruhi oleh pengambilan bentuk elastik untuk beban-beban diatas 300 g. Akan tetapi, untuk beban yang lebih ringan, maka suatu pengembalian secara elastis yang kecil menjadi lebih besar. Kedua faktor diatas mempunyai pengaruh untuk pembacaan kekerasan yang tinggi, sehingga biasanya angka kekerasan Knoop yang teramati membesar sejalan dengan penurunan beban, untuk beban di bawah 300 g. Tarasov dan Tibault telah mengemukakan bahwa jika dibuat koreksi untuk pengembalian bentuk elastis dan ketajaman pengamatan, maka angka kekerasan Knoop konstan untuk beban dibawah 100 g.




Pengujian Kekerasan Rockwell
Uji kekerasan yang paling banyak di gunakan di Amerika Serikat adalah uji kekerasan Rockwell. Hal ini di sebabkan oleh sifat-sifatnya yaitu : cepat, bebas dari kesalahan manusia, mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja yang di perkeras, dan ukuran lekukannya kecil, sehingga bagian yang mendapat perlakuan panas yang lengkap, dapat diuji kekerasannya tanpa menimbulkan kerusakan. Uji ini menggunakan kedalaman lekukan pada beban yang konstan sebagai ukuran kekerasannya. Mula-mula diterapkan beban kecil sebesar 10 kg untuk menempatkan benda uji. Hal ini akan memperkecil jumlah preparasi permukaan yang di butuhkan dan juga memperkecil kecinderungan untuk terjadi penumbukan keatas atau penurunan yang di sebabkan oleh penumbuk. Kemudian diterapkan beban yang besar, dan secara otomatis kedalaman lekukan akan terekam pula gage penunjuk yang menyatakan angka kekerasan. Penunjuk tersebut terdiri atas 100 bagian, masing-masing bagian menyatakan penembusan sedalam 0,00008 inci. Petunjuk kebalikan sedemikian hingga kekerasan yang tinggi yang berkaitan dengan penembusan yang kecil, menghasilkan penunjukkan angka kekerasan yang tinggi. Hal ini sesuai dengan angka kekerasan lain yang telah dijelaskan sebelumnya. Tetapi tidak seperti penentuan kekerasan cara Vickers dan Brinell, yang mempunyai satuan kg per milimeter kuadrat (kg/mm2), angka kekerasan Rockwell semata-mata tergantung pada kita.



Gambar 2.3 Cara kerja mesin penguji kekerasan Rockwell.
Suatu kombiasi antara beban dan penumbuk, tidak akan memberikan hasil yang memuaskan, unuk bahan-bahan yang mempunyai daerah kekerasan yang luas. Biasanya digunakan penumbuk berupa kerucut intan 120° dengan puncak yang hampir bulat dan dinamakan penumbuk Brale, serta bola baja berdiameter 116 inci dan 18 inci. Beban besar yang di gunakan adalah 60, 100, dan 150 kg. Karena kekerasan Rockwell tidak tergantung pada bebean dan penumbuk, maka diperlukan mengenai kombinasi yang digunakan. Hal ini dilakukan dengan cara memberikan awalan huruf pada angka kekerasan yang menunjukkan kombinasi beban dan penumbuk tertentu untuk skala beban yang digunakan. Suatu kekerasan Vickers yang tidak mempunyai awalan huruf, tidak mempunyai arti.



Gambar 2.4 Media Pengujian Rockwell.

Baja yang diperkeras yang diuji pada skala C dengan menggunakan penumbuk intan dan beban besar 100 kg. Daerah dari skala tersebut adalah dari RB 0 hingga RB 100. skala A (penumbuk intan, beban besar 60 kg) merupakan skala kekerasan Rockwell yang paling luas, yang dapat di gunakan untuk bahan-bahan mulai dari tembaga yang di lunakkan hingga kabrida sementara (cemented cabride). Terdapat skala yang dapat di gunakan untuk keperluan-keperluan khusus.
Angka kekerasan Rockwell B dan Rockwell C dinyatakan sebagai kedalaman indentasi dapat ditulis sebagai berikut :

(2.1)


Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah :
HRa (Untuk material yang sangat keras).
HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.
HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak 120 derjat dan beban uji sebesar 150 kgf.

Skala dan Huruf Depan
Indentor
Beban
Mayor
Skala yang Dibaca

B
C

A
D
E
F
G
H
K

L
M
P
R
S
V
Group I
Bola 1/16"
Kerucut Intan
Group II
Kerucut Intan
Kerucut Intan
Bola 1/8"
Bola 1/16"
Bola 1/16"
Bola 1/8"
Bola 1/16"
Group III
Bola ¼"
Bola ¼"
Bola ¼"
Bola ½"
Bola ½"
Bola ½"

100
150

60
60
100
60
150
60
150

60
100
150
100
100
150

Merah
Hitam

Hitam
Hitam
Merah
Merah
Merah
Merah
Merah

Merah
Merah
Merah
Merah
Merah
Merah

Tabel 2. Skala kekerasan Rockwell dan Huruf Depan.

Uji kekerasan Rockwell sangat berguna dan mempunyai kemampuan ulang (reproducible) asalkan sejumlah kondisi sederhana yang diperlukan dapat dipenuhi. Sebagian besar hal-hal yang disusun berikut dapat diterapkan dengan baik pada uji kekerasan yang lain :
Penumbuk dan landasan harus bersih dan terpasang dengan baik.
Permukaan benda yang akan diuji harus bersih dan kering, halus, dan bebas dari oksida.
Permukaan yang kasar biasanya dapat menggunakan uji Rockwell.
Permukaan harus datar dan tegak lurus terhadap penumbuk.
Uji untuk permukaan silinder akan memberikan pembacaan hasil pembacaan yang rendah, kesalahan yang terjadi tergantung pada lekungan, beban, penumbuk, dan kekerasan bahan. Juga telah dipublikasikan koreksi secara teoritis dan empiris.
Daerah diantara lekukan-lekukan harus 3 sampai 5 kali diameter lekukan.
Kecepatan penerapan beban harus dibakukan. Hal ini dilakukan dengan cara mengatur daspot pada mesin uji Rockwell. Tanpa pengontrolan beban secara hati-hati dapat terjadi variasi nilai kekerasan yang cukup besar pada bahan-bahan yang sangat lunak. Untuk bahan-bahan dimikian gagang pengoperasian mesin uji Rockwell harus dikembalikan keposisi semula segera setelah beban besar diterapkan secara penuh.

Pengujian Kekerasan Vickers
Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besarnya sudut antara permukaan-permukaan piramid yang saling berhadapan adalah 136°. Sudut ini dipilih, karena nilai tersebut mendekati sebagian besar nilai pebandingan yang diinginkan antara diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan Brinell. Karena bentuk penumbuknya piramid, maka pengujian ini sering dinamakan uji kekerasan piramida intan. Angka kekerasan piramida intan (DPH), atau angka kekerasan Vickers (VHN atau VPH), didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan. Pada prakteknya luas ini dihitung dari pengukuran mikroskopik panjang diagonal jejak. HV (Hardness Vickers) dapat di tentukan dari persamaan berikut :

dimana
Jadi Hv = 1,8544 (2.2)
dimana Hv = angka kekerasan Vickers (kg/mm2).
P = beban yang besarnya (5, 10, 20, 50, 100 atau 200 kg) tergantung ketebalan spesimen.
A = luas indentasi (mm2).
d = diagonal rata-rata.

Uji kekerasan Vickers banyak dilakukan penelitian, karena metode tersebut memberikan hasil serupa kekerasan yang kontinyu, untuk suatu beban tertentu dan digunakan pada logam yang sangat lunak, yakni HV-nya 5 hingga logam yang sangat keras, dengan HV 1500. Dengan uji kekerasan Rockwell, yang telah dijelaskan, atau uji kekerasan Brinell, biasanya diperlukan perubahan beban atau penumbuk pada nilai kekerasan tertentu, sehingga pengukuran pada suatu skala kekerasan yang ekstrim tidak bisa di bandingkan dengan skala kekerasan yang lain. Karena jejak yang dibuat dengan penumbuk piramida serupa secara geometris dan tidak terdapat persoalan mengenai ukurannya, maka HV tidak tergantung pada beban.



Gambar 2.5. Media Pengujian Rockwell.

Pada umumnya hal ini dipenuhi, kecuali pada beban yang sangat ringan. Beban yang biasanya di gunakan pada uji Vickers berkisar antara 1 hingga 120 kg, tergantung kepada kekerasan yang akan diuji. Hal-hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode Vickers adalah uji kekerasan Vickers tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian tersebut lamban, memerlukan persiapan permukaan benda uji yang hati-hati dan terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang diagonal. Lekukan yang benar yang dibuat oleh penumbuk piramida intan harus bebentuk bujur sangkar. Akan tetapi, penyimpangan yang telah dijelaskan secara berkala karena keadaan demikian terdapat pada logam-logam yang dilunakkan dan mengakibatkan pengukuran panjang diagonal yang berlebihan. Bentuk demikian diakibatkan oleh penimbunan diatas logam-logam di sekitar pemukaan penumbuk.


Gambar 2.6
Pengujian Kekerasan Vickers.

Pengujian Kekerasan Brinell
Uji kekerasan lekukan yang pertama kali banyak di gunakan serta disusun pembakuannya adalah metode yang di ajukan oleh J.A Brinell pada tahun1900. Uji kekerasan Brinell berupa pembentukan lekukan pada permukaan logam dengan memakai bola baja berdiameter 10 mm dan di beri beban 3000 kg. Untuk logam lunak, beban di kurangi hingga tinggal 500 kg, untuk menghindarkan jejak yang dalam, dan untuk bahan yang sangat keras, digunakan paduan kabrida tungsten, untuk memperkecil terjadinya distorsi identor. Beban diterapkan selama waktu tertentu, biasanya 30 detik, dan diameter lekukan diukur dengan mikroskop gaya rendah, setengah beban tersebut di hilangkan. Kemudian di cari harga rata-rata dari 2 sampai 3 buah pengukuran diameter pada jejak yang berarah tegak lurus. Permukaan dimana lekukan akan dibuat harus relatif halus, bebas dari debu atau kerak.
Angka kekerasan Brinell (HB) atau (BHN) dinyatakan sebagai beban P dibagi luas permukaan lekukan. Rumus angka kekerasan tersebut adalah :

HB = PA atau (2.2)

BHNBHN (2.3)
BHN
BHN
Dimana
BHN = Angka kekerasan Brinell (kg/mm2).
P = Beban (kg).
D = Diameter bola (mm).
d = Diameter rata-rata indentasi (mm).

Hardness Tester BrinellHardness Tester Brinell
Hardness Tester Brinell
Hardness Tester Brinell

Gambar 2.7 Gambar dan Skema Mesin Uji Brinell.

Pada metode Brinell Indentor berbentuk bola ditekan kepermukaan benda uji dan diameter hasil penekanan diukur setelah identor dipindahkan dari benda uji. Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan
suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan. Pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dati nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,012 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi.











Gambar 2.8 Media Pengujian Brinnel.

Pengujian kekerasan Brinell merupakan pengujian standard secara industritetapi karena penekannya terbuat dari bola baja yang berukuran besar dan beban besar, maka bahan lunak atau keras sekali tidak dapat diukur kekerasannya. dinyatakan sebagai beban P dibagi luas permukaan tekukan.


BHN = Pπ2D²(1-cosθ) = PπDt (2.4)


Dimana:
P = beban yang diterapkan (kg).
D = diameter bola (mm).
d = diameter lekukan (mm).
t = kedalaman jejak (mm).

Satuan dari BHN adalah kilogram per milimeter kuadrat. Akan tetapi BHN tidak memenuhi konsep fisika, karena persamaan (2.4), tidak melibatkan tekanan rata-rata pada permukaan lekukan.


Gambar 2.9 Parameter-parameter dasar pada pengujian Brinell.

Untuk mendapatkan BHN yang sama dengan beban atau diameter bola yang tidak standar, diperlukan keserupaan lekukan secara geometris. Keserupaan geometris akan diperoleh, sejauh besar sudut 2 tidak berubah. Persamaan (2.5) menunjukan bahwa agar dan BHN tetap konstan, beban dan diameter bola harus divariasikan memenuhi perbandingan

P1D12 = P2D22 = P3D32 (2.5)

Jejak yang relatif besar dari pada kekerasan Brinell memberikan keuntungan dalam membagikan secara pukul rata ketidak seragaman lokal. Jejak Brinell yang besar ukuranya dapat menghalangi pemakaian uji tersebut, untuk benda uji yang kecil atau pada bagian yang kritis terhadap tegangan, dimana lekukan yang terjadi dapat menyebabkan kegagalan (failure).
Identor atau bola kecil untuk pengujian Brinell ini dibuat dari baja biasa atau baja yang disepuh atau dari karbit wolfram, dimana pemakainya tergantung kepada kekerasan benda yang akan diselidiki. Diameter bola tersebut bervariasi yaitu 1,25 mm, 25 mm, 5 mm dan 10 mm dengan tujuan pemakaian tertentu. Waktu yang dipakai untuk menekan identor ke material benda uji akan mempengaruhi hasil uji. Untuk material yang mempunyai titik lebur Ts > 600 °C. Waktu yang dibutuhkan harus 10 detik dan untuk material dengan Ts < 600 °C, waktu yang dibutuhkan minimum 30 detik.



Gambar 2.10 Bola Identor berdiameter 10.




Gambar 2.11 Dudukan Identor.

Gambar 2.12 Identor uji kekerasan Brinell berdiameter 10 jenis baja.

Pernyataan hasil uji Brinell yang lengkap biasanya memuat nilai kekerasan, diameter bola, besar gaya yang dipakai untuk menekan bola dan waktu yang dibutuhkan untuk bola, misalnya 350 HB 5/250/30 berarti diameter bola yang dipakai 5 mm, gaya untuk menekan bola adalah 2500,102 = 2450 N dan waktu yang dibutuhkan untuk menekan bola adalah 30 detik.

Prosedur Pengujian Material
Indentor diukur dengan micrometer, jika indentornya dari diamond cukup diamati saja.
Memasang indentornya pada pemegang indentor.
Menempatkan pemegang indentor pada mesin.
Menempatkan beban yang sesuai pada mesin.
Meletakkan beban yang sesuai pada mesin
Menaikan tabel mesin dengan memutar hand wheel sehingga Indentor mengadakan penetrasi pada spesimen, jarum penunjuk kecil (pada skala kecil) menunjukan angka 3. Pada saat ini beban mula-mula adalah10 kg kemudian skala besar dibaca (Pembacaan pada beban awal).
Memutar handle sehingga terjadi penetrasi berarti pembebanan penuh.
Setelah handel tidak bergerak lagi, skala dibaca (pembacaan pada beban penuh).
Handle dikembalikan keposisi semula kemudian skala dibaca (pembacaan pada relieving).
Untuk pengujian kekerasan Vickers dan brinell, diagonal indentasi dan diameter indentasi diukur dengan loupe pengukur.
Material Benda Uji
Baja Karbon
Baja karbon menurut kandungannya dapat digolongkan menjadi 3 macam, yakni :
Baja karbon rendah [Kadar Karbon antara 0,1% hingga 0,20%].
Pengerasan baja melalui pengerjaan dingin.
Digunakan untuk bodi mobil, dan konstruksi.
Contoh baja karbon rendah adalah baja paduan rendah berkuatan tinggi (high strength low alloy steel).
Ketahanan korosi baja HSLA lebih baik dari baja karbon rendah.
Digunakan untuk jembatan, menara, kolom pendukung untuk bangunan tinggi dan tabung bertekanan.

Seri AISI/SAE atau ASTM
Kekuatan luluh (Mpa)
Keuletan (%)
Kegunaan
1020
180
28
Panel mobil, paku & kawat
1020
205
25
Pipa, baja struktur & lembar
A36
220
23
Baja struktur (jembatan & bangunan)
A516 grade 70
260
21
Tabung bertekanan rendah
A440
290
21
Struktur
A633 grade E
380
23
Struktur
A656 grade I
552
15
Rangka truk & jalan kereta api

Tabel 2.1 Sifat Mekanik Baja Karbon Rendah dan HSLA.
Baja Karbon sedang [Kadar Karbon antara 0,25% hingga 0,55%].
Pengerasan baja melalui perlakuan panas.
Digunakan untuk :
Roda kereta api.
Track kereta api.
Gear.
Crankshaft.
Komponen struktur yg mempunyai kekuatan tinggi, tahan pakai dan tangguh.

Baja Karbon tinggi [Kadar Karbon antara 0,55% hingga 1,75%].
Keras, kuat dan keuletannya rendah.
Pengerasan baja melalui perlakuan panas.
Digunakan untuk :
Pekakas.
Dies.
Pisau.
Per.
Kawat berkekuatan tinggi.





Tabel 2.2 Klasifikasi Baja Karbon Menurut AISI/SAE.
Pembagian baja karbon yang lain yaitu : baja hipoeutektoid [Kadar Karbon Kurang dari 0,8%], baja eutektoid [Kadar Karbon 0,8%] dan baja hipereutektoid [Kadar Karbon lebih dari 0,8%]. Fasa-fasa padat yang adadidalam baja :
Ferit (alpha) : Merupakan sel satuan (susunan atom-atom yang paling kecil dan teratur) berupa Body Centered Cubic (BCC = kubus pusat badan), Ferit ini mempunyai sifat magnetis, agak ulet, agak kuat, dll.
Autenit : Merupakan sel satuan yang berupa Face Centered Cubic (FCC =kubus pusat muka), Austenit ini mempunyai sifat Non magnetis, ulet, dll.
Sementid (besi karbida) : Merupakan sel satuan yang berupa orthorombik, Semented ini mempunyai sifat keras dan getas.
Perlit : Merupakan campuran fasa ferit dan sementid sehingga mempunyai sifat kuat.
Delta : Merupakan sel satuan yang berupa Body Centered Cubic (BCC = kubus pusat badan).
NO
NAMA BANDA
KEKERASAN
1
Grafit
0,5 – 1
2
Batu kapur
2
3
Kapur
3
4
Spat lumer
4
5
Apatit
5
6
Baja lunak
6
7
Spaat lapangan
6
8
Kwarsa
7
9
Batu 1/2 permata topas
8
10
Baja yang disepuh keras
8
11
Sejenis batu permata korund
9
12
Intan
10

Tabel 2.3 Standar kekerasan Brinell untuk material.

Gambar 2.13 Diagram Kesetimbangan Besi – karbon.
Besi
Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat sampai dengan yang dapat merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.
Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:
Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,
Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan
Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.
Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja.
Korosi pada besi memerlukan oksigen dan air, Berbagai jenis material logam contohnya Zink dan Magnesium dapat melindungi besi dari korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.
Pengecatan. Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
Pelumuran dengan Oli atau Gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.
Pembalutan dengan Plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
Tin Plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong atau mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.
Galvanisasi (pelapisan dengan Zink). Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.
Cromium Plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil.
Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) dari pada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.


Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
besi, Fe, 26
Deret kimia
logam transisi
Golongan, Periode, Blok
8, 4, d
Penampilan
Metalik mengkilap keabu-abuan
Massa atom
55,845(2) g/mol
Konfigurasi elektron
[Ar] 3d6 4s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 14, 2
Ciri-ciri atom
Struktur kristal
kubus pusat badan
Bilangan oksidasi
2, 3, 4, 6 (oksida amfoter)
Elektronegativitas
1,83 (skala Pauling)
Energi ionisasi
762,5 kJ/mol
Jari-jari atom
140 pm
Jari-jari atom (terhitung)
156 pm
Jari-jari kovalen
125 pm
Lain-lain
Sifat magnetik
feromagnetik
Resistivitas listrik
(20 °C) 96,1 nΩ·m
Konduktivitas termal
(300 K) 80,4 W/(m·K)
Ekspansi termal
(suhu kamar) 5120 m/s
Kecepatan suara
5120 m/s
Modulus Young
211 GPa
Modulus geser
82 GPa
Modulus ruah
170 GPa
Nisbah Poisson
0,29
Skala kekerasan Mohs
4,0
Kekerasan Vickers
608 MPa
Kekerasan Brinell
490 MPa


Tabel 2.4 Keterangan Unsur Besi dan Standar.
Tembaga
Tembaga atau kuprum adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa Latin yaitu Cuprum. Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain dari pada itu unsur ini memiliki korosi yang lambat sekali. Biasannya. tembaga dicampurkan dengan timah untuk membuat perunggu.
Dalam proses perebusan kelapa sawit, lori pengangkut buah dimasukkan ke dalam sebuah tabung yang suhunya mencapai 400° C. Setiap lori dilengkapai dengan bantalan gelinding yang berfungsi sebagai roda sehingga mudah dimasukkan dengan cara ditarik di atas rel. Akibat adanya pemanasan, bantalan tersebut mudah pecah dan biasanya umur pakainya hanya sampai 2 minggu saja. Penelitian ini dimaksudkan untuk mencari bahan dan jenis bantalan pengganti yang memiliki umur pakai lebih panjang.
Eksperimen dimulai dengan melakukan survey langsung di pabrik kelapa sawit dan uji komposisi bahan bantalan gelinding. Selanjutnya membuat prototipe bantalan dengan proses cor berdasarkan komposisi hasil uji kimia, memasang sebagai roda lori dan digunakan sebagaimana kondisi opersinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan Cu, Pb, dan Sn dapat meningkatkan sifat mekanik bahan paduan, perlakuan panas dgn suhu 400°C dengan waktu tunggu 1 jam dan variasi media pendingin dapat meningkatkan kekerasan permukaan material.
Paduan tembaga yang dihasilkan memiliki komposisi 76 % Cu, 11,8% Zn, 0.833 Ni, 0.466 Fe, 6.872 Sn dan 5.106 Pb dengan angka kekerasan Brinell 60. Nilai angka keausan 0,000013 gr/min. Setelah dilakukan uji unjuk kerja bantalan luncur yang menggunakan material dapat bertahan selama 4 bulan.
Tembaga ketika sedikit melepasi takat leburnya mengekalkan warna kilauan merah jambu apabila cahaya yang mencukupi (dalam hal ini dari pada denyar atau pancaran kamera) dipancarkan ke atas warna pijar jingganya.


Keterangan Umum Unsur
Nama, Simbol, Nomor Atom
tembaga, Cu, 29
Siri kimia
logam peralihan
Kumpulan, Kala, Blok
11, 4,
Rupa
logam merah jambu
Jisim atom
63.546(3) g/mol
Konfigurasi elektron
[Ar] 3d10 4s1
Bilangan elektron per petala
2, 8, 18, 1
Sifat atom
Struktur hablur
kubus berpusat muka
Keadaan pengoksidaan
2, 1(oksida bes lemah)
Keelektronegatifan
1.90 (skala Pauling)
Tenaga pengionan
745.5 kJ/mol
Jari-jari atom
145 pm
Jari-jari kovalen
138 pm
Jari-jari Van der Waals
140 pm
Lain-lain
Sifat kemagnetan
diamagnet
Rintangan elektrik
(20 °C) 16.78 nΩ·m
Kekonduksian terma
(300 K) 401 W/(m·K)
Pengembangan terma
(25 °C) 16.5 µm/(m·K)
Kelajuan bunyi
3810 m/s
Modulus Young
130 GPa
Modulus ricih
48 GPa
Modulus pukal
140 GPa
Nisbah Poisson
0.34
Skala kekerasan Mohs
3.0
Kekerasan Vickers
369 MPa
Kekerasan Brinell
874 MPa

Tabel 2.5 Keterangan Unsur Tembaga dan Standar.

Aluminium
Aluminium ialah unsur kimia. Lambang aluminium ialah Al, dan nomor atomnya 13. Aluminium adalah logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat, namun merupakan elemen yang berjumlah sekitar 8% dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan-hidung, anti perspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik, dan kembang api.
Aluminium merupakan konduktor listrik yang baik. Terang dan kuat. Merupakan konduktor yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi kawat dan diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam-macam penampang. Tahan korosi.
Aluminium digunakan dalam banyak hal. Kebanyakan darinya digunakan dalam kabel bertegangan tinggi. Juga secara luas digunakan dalam bingkai jendela dan badan pesawat terbang. Ditemukan di rumah sebagai panci, botol minuman ringan, tutup botol susu. Aluminium juga digunakan untuk melapisi lampu mobil dan compact disks.

Keterangan Umum Unsur
Nama, lambang, nomor atom
aluminium, Al, 13
Deret kimia
logam miskin
Golongan, periode,blok
13, 3, p
Penampilan
Keperakan
Berat atom standar
26,9815386(13) g·mol 1
Elektron per kelopak
2, 8, 3
Sifat atom
Struktur kristal
kubus berpusat muka 0,4049 mm
Energi ionisasi (lebih lanjut)
1st: 577,5 kJ·mol 1
Jari-jari atom
125 pm
Jari-jari atom (perhitungan)
118 pm
Jari-jari kovalen
118 pm
Lain-lain
Pembenahan magnetik
paramagnetik
Konduktivitas termal
(300 K) 237 W·m 1·K 1
Kecepatan suara (thin rod)
(suhu kamar) 5000 m·s 1
Modulus Young
70 GPa
Modulus geser
26 GPa
Modulus limbak
76 GPa
Rasio Poisson
0,35
Kekerasan Mohs
2,75
Kekerasan Viker
167 MPa
Kekerasan Brinell
245 MPa

Tabel 2.6 Keterangan Unsur Aluminium dan Standar.
Seng
Seng adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30, dan massa atom relatif 65,39. Ia merupakan unsur pertama golongan 12 pada tabel periodik. Beberapa aspek kimiawi seng mirip dengan magnesium. Hal ini dikarenakan ion kedua unsur ini berukuran hampir sama.
Selain itu, keduanya juga memiliki keadaan oksidasi +2. Seng merupakan unsur paling melimpah ke-24 di kerak Bumi dan memiliki lima isotop stabil. Bijih seng yang paling banyak ditambang adalah sfalerit (seng sulfida).
Kuningan, yang merupakan campuran aloi tembaga dan seng, telah lama digunakan paling tidak sejak abad ke-10 SM. Logam seng tak murni mulai diproduksi secara besar-besaran pada abad ke-13 di India, manakala logam ini masih belum di kenal oleh bangsa Eropa sampai dengan akhir abad ke-16. Para alkimiawan membakar seng untuk menghasilkan apa yang mereka sebut sebagai "salju putih" ataupun "wol filsuf".
Kimiawan Jerman Andreas Sigismund Marggraf umumnya dianggap sebagai penemu logam seng murni pada tahun 1746. Karya Luigi Galvani dan Alessandro Volta berhasil menyingkap sifat-sifat elektrokimia seng pada tahun 1800.
Pelapisan seng pada baja untuk mencegah perkaratan merupakan aplikasi utama seng. Aplikasi-aplikasi lainnya meliputi penggunaannya pada baterai dan aloi.
Terdapat berbagai jenis senyawa seng yang dapat ditemukan, seperti seng karbonat dan seng glukonat (suplemen makanan), seng klorida (pada deodoran), seng pirition (pada sampo anti ketombe), seng sulfida (pada cat berpendar), dan seng metil ataupun seng dietil di laboratorium organik.
Seng merupakan zat mineral esensial yang sangat penting bagi tubuh. Terdapat sekitar dua milyar orang di negara-negara berkembang yang kekurangan asupan seng. Defisiensi ini juga dapat menyebabkan banyak penyakit.
Pada anak-anak, defisiensi ini menyebabkan gangguan pertumbuhan, mempengaruhi pematangan seksual, mudah terkena infeksi, diare, dan setiap tahunnya menyebabkan kematian sekitar 800.000 anak-anak di seluruh dunia. Konsumsi seng yang berlebihan dapat menyebabkan ataksia, lemah lesu, dan defisiensi tembaga. Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan sebagai pelat seng yang digunakan sebagai bahan bangunan.
Seng merupakan logam yang berwarna putih kebiruan, berkilau, dan bersifat diamagnetik. Walau demikian, kebanyakan seng mutu komersial tidak berkilau. Seng sedikit kurang padat daripada besi dan berstruktur kristal heksagonal.
Logam ini keras dan rapuh pada kebanyakan suhu, namun menjadi dapat ditempa antara 100 sampai dengan 150 °C. Di atas 210 °C, logam ini kembali menjadi rapuh dan dapat dihancurkan menjadi bubuk dengan memukul-mukulnya. Seng juga mampu menghantarkan listrik.
Dibandingkan dengan logam-logam lainnya, seng memiliki titik lebur (420 °C) dan tidik didih (900 °C) yang relatif rendah. Dan sebenarnya pun, titik lebur seng merupakan yang terendah di antara semua logam-logam yang ada selain raksa dankadmium.
Terdapat banyak sekali aloi yang mengandung seng. Salah satu contohnya adalah kuningan (aloi seng dan tembaga). Logam-logam lainnya yang juga diketahui dapat membentuk aloi dengan seng adalah aluminium, antimon, bismut, emas, besi, timbal, raksa, perak, timah, magnesium, kobalt, nikel, telurium, dan natrium. 
Walaupun seng maupun zirkonium tidak bersifat feromagnetik, aloi ZrZn2 memperlihatkan feromagnetisme di bawah suhu 35 K.












Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom
seng, Zn, 30
Deret kimia
logam transisi
Golongan, Periode, Blok
12, 4, d
Penampilan
abu-abu muda kebiruan
Massa atom
65,409(4) g/mol
Konfigurasi elektron
[Ar] 3d10 4s2
Jumlah elektron tiap kulit
2, 8, 18, 2
Sifat atom
Struktur kristal
Heksagonal
Bilangan oksidasi
2 (Oksida amfoter)
Elektronegativitas
1,65 (skala Pauling)
Energi ionisasi
906,4 kJ/mol
Jari-jari atom
135 pm
Jari-jari kovalen
131 pm
Jari-jari Van der Waals
139 pm
Lain-lain
Sifat magnetik
diamagnetik
Resistivitas listrik
(20 °C) 59,0 nΩ·m
Konduktivitas termal
(300 K) 116 W/(m·K)
Ekspansi termal
(25 °C) 30,2 µm/(m·K)
Kecepatan suara (pada wujud kawat)
3850m/s
Modulus Young
108 GPa
Modulus geser
43 GPa
Modulus ruah
70 GPa
Nisbah Poisson
0,25
Skala kekerasan Mohs
2,5
Kekerasan Brinell
412 MPa


Tabel 2.7 Keterangan Unsur Seng dan Standar.







66 Spesifikasi Perancangan Alat Brinell
6
6
55
5
5
8877
8
8
7
7
111010
1
1
10
10
111112129933187879187879
11
11
12
12
9
9
3
3

187879

187879
131322
13
13
2
2
14141515161644
14
14
15
15
16
16
4
4

1818
18
18
1919
19
19
1717
17
17
KETERANGAN :
CHASING 11. IDENTOR
HIDROLIK 12. ALAT DIGITAL
PIPA HIDROLIK 13. BENDA UJI
KLEP HIDROLIK 14. MEJA UJI
AS TUAS PENGUNGKIT 15. KARET ULIR
TUAS PENGUNGKIT 16. ULIR
PIRINGAN BEBAN UJI 17. PEMUTAR ULIR
BEBAN IDENTOR 18. PENYANGGA HIDROLIK
SENSOR 19. AS HIDROLIK
PEMEGANG IDENTOR





Spesifikasi Pada Chasing Alat Brinell

110 mm110 mm450 mm450 mm
110 mm
110 mm
450 mm
450 mm

135 mm135 mm
135 mm
135 mm


120°120°
120°
120°
650 mm650 mm
650 mm
650 mm
335 mm335 mm110 mm110 mm
335 mm
335 mm
110 mm
110 mm
100°100°
100°
100°

160 mm160 mm
160 mm
160 mm


470 mm470 mm
470 mm
470 mm


Gambar 2.14 Chasing Alat Uji Brinell.
Berdasarkan kekuatan kontruksi, chasing merupakan sebuah pondasi bagi komponen-komponen pada uji kekerasan Brinell. Pada pemilihan material chasing, jenis bahan yang digunakan adalah baja karbon rendah dan berbentuk plat. Berikut ini bentuk spesifikasi chasing alat Brinell adalah sebagai berikut:
Tinggi keseluruhan 650 mm. - Panjang sisi bawah 470 mm.
Tinggi sisi atas 135 mm. - Lebar sisi atas 110 mm.
Jarak tinggi sisi tengah 340 mm. - Lebar sisi bawah 110 mm.
Tinggi sisi bawah 160 mm. - Sudut pada sisi atas 120°.
Panjang sisi atas 450 mm. - Sudut pada sisi bawah 100°.

Spesifikasi Pada Meja Benda Uji, Ulir, dan Pemutar Ulir Alat Brinell

170 mm 170 mm
170 mm
170 mm
20 mm20 mm
20 mm
20 mm
70 mm70 mm
70 mm
70 mm

30 mm 30 mm
30 mm
30 mm

Gambar 2.15 Meja Benda Uji Alat Brinell.

Sebagai penopang atau landasan tekanan waktu pengujian meja benda uji harus memiliki kekuatan yang cukup untuk menopang beban tekanan. pada pemilihan material meja benda uji, jenis bahan yang digunakan adalah baja ST45 dan berbentuk plat. Betuk spesifikasi meja benda uji adalah sebagai berikut:
Diameter lingkaran adalah 170 mm.
Tebal meja benda uji 20 mm.
Diameter pengikat meja benda uji adalah 30 mm.
Panjang pengikat meja benda uji adalah 70 mm.


40 mm 40 mm
40 mm
40 mm


350 mm350 mm
350 mm
350 mm




Gambar 2.16 Ulir Meja Benda Uji Alat Brinell.


Sebagai penggerak meja uji, ulir sangat berperan sebagai penggerak. Disamping samping harus tahan gesek ulir juga harus tahan terhadap korosi sehinggga tidak menghambat terhadap gerak putaran. Ulir yang dipakai pada uji kekerasan Brinell adalah ulir jenis kasar metris dan pada pemilihan bahan pada ulir ini menggunakan sebuah baja ST45. Betuk spesifikasi pada meja benda uji adalah sebagai berikut:
Diameter ulir 40 mm.
Panjang ulir 350 mm.


140 mm 140 mm
140 mm
140 mm
40 mm40 mm 40 mm 40 mm
40 mm
40 mm
40 mm
40 mm



Gambar 2.17 Pemutar Meja Benda Uji Alat Brinell.

Sebagai penggerak ulir dan di putar oleh operator penguji maka pada pemutar meja benda uji dibuat desain semaksimal mungkin sehingga mudah untuk di operasikan. Desain berbentuk lingkaran cukup mudah untuk di operasikan, maka pada uji kekerasan brinell dibuatlah sebuah bentuk lingkaran. pada pemilihan material pemutar meja benda uji, jenis bahan yang digunakan adalah baja ST45 dan bentuk spesifikasi pemutar meja benda uji adalah sebagai berikut:
Diameter lingkaran adalah 140 mm
Tebal pemutar meja benda uji 20 mm
Diameter ulir dalam 40mm


DAFTAR PUSTAKA

George E. Dieter, Sriati Djaprie, " Mechanical Metallurgy ", 3rd edition ., (Jakarta : Erlangga, 1990).
B.J.M Beuner, B.S Anwir/Matondang, " Pengetahuan Bahan ", 3rd edition ., (Jakarta : Bhrata Karya Aksara, 1980).
D. Tabor, " The Hardness of Metals ", 1st edition ., (New York : Oxford University Press, 1951).
E.R Petty, Hardness Testing, " In Techniques of Metals Research ", Vol 5, Pt. 2, R.F. Bunshaw (ed) ., (New York : Wiley – Intercience, 1971).
Westbrook .J. H. And H, " The Sience Of Hardness Testing and Its Research Aplications ", Conrad (ed) ., (Ohio : American Society for Metals, Metals Park, 1973).
R.S Sutton and R.h Meyer, " ASTM Standard, ASTM Bull ", SAE Handbook, ASM Metals Handbook ., Oktober 1953.
H. Buckle, " Metall ", 4st edition ., 1953.
http://www.google.co.id , Internet Searching.
http://www.wikipedia.co.id , Education Website.
http://www.sniformetal.co.id , Hardness Metals Indonesian Nations Standard 2010.