2. a. Logam : Sebuah logam atau metal (bahasa Yunani: Metallon) adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion (kation) dan memiliki ikatan logam, dan kadangkala dikatakan bahwa ia mirip dengan kation di awan elektron. Metal adalah salah satu dari tiga kelompok unsur yang dibedakan oleh sifat ionisasi dan ikatan, bersama dengan metaloid dan nonlogam.b. Keramik : Kata keramik berasal dari kata Yunani keramos yang berarti tembikar (pottery) atau peralatan terbuat dari tanah (earthenware). Bahan keramik adalah bahan dasar penyusun kerak bumi, yaitu: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O. Dari unsur-unsur tersebut dapat dilihat terdapat paduan dua unsur yaitu logam dan non logam, sehingga dapat dikatakan keramik adalah bahan padat anorganik yang merupakan paduan dari unsur logam dan non logam.c. Polimer : Kata polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly dan meros. Poly berarti banyak dan meros berarti unit aatu bagian. Jadi polimer adalah makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari monomer yang merupakan molekul yang kecil dan sederhana.d. Komposit : Suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda, gabungan lamina ini disebut sebagai laminat.3. a. Martensit adalah fasa terkeras dari baja paduan karbon. Fasa ini dapat diperoleh dengan pemanasan hingga fasa Austenit (gama), lalu dilakukan pendinginan cepat.

Gambar Fasa Martensit

b. Ferrite

Ferrite () merupakan fasa yang terbentuk pada temperatur sekitar 300-723 derajat celcius. Fasa ini biasa terjadi bersamaan dengancementite, membentukpearlitepada pendinginan lambat.

Gambar Fasa Ferritec. Austenite

Faseausteniteadalah fase dalam keadaan molekul dari penyusun material dalam keadaan tidak stabil. Fase ini berada pada posisi antara fase padat dan cair.

Gambar Fasa Austeniteb. Pearlite

Pearlite merupakan satu fasa yang terbentuk dari gabungan dua fasa, Ferrite dan Cementite. Pearlite dianggap sebagai satu fasa sendiri, karena memberikan kontribusi sifat yang seragam.

Gambar Fasa Pearlite

c. Bainite

Bainit adalah struktur mikro baja yang dihasilkan dari dekomposisi austenit ke ferit () dan sementit (Fe3C).Bainit terbentuk pada kisaran temperatur diatas transformasi matensit dan dibawah pembentukan perlit.

Gambar Fasa Bainite

d. Cementite

Cementite merupakanfasa intermetalikyang terbentuk pada logam dengan kelarutan karbon maksimal 6,67 %. Kelarutan karbon yang tinggi memberikan sifat keras pada fasa ini.

Gambar Fasa Cementite4. Kemampukerasan (hardenability) adalah sebuah parameter yang menggambarkan kemampuan dari sebuah alloy untuk dikeraskan melalui proses pembentukan martensite sebagai hasil dari proses perlakuan panas. Faktor yang memperngaruhi kemampukerasan material :a. Komposisi kimia dari baja tersebut

Komposisi karbon yang terkandung dalam baja akan mempengaruhi Kurva Kemampukerasan setelah uji Jominy. Kekerasan material bertambah seiring dengan bertambahnya persen kandungan karbon dalam baja.

b. Ukuran butiran baja austenite pada saat pemanasan

Ukuran butiran baja merupakan pengaruh dari pada paduan baja tersebut

c. Diameter benda yang akan dikeraskan

Diameter benda akan mempengaruhi daya penetrasi panas. Semakin kecil, maka nilai kemampukerasannya akan besar.

d. Geometri benda kerja

Geometri benda berhubungan dengan rasio permukaan terhadap massa, yang akan berpengaruh terhadap rasio pendinginan.

e. Medium yang digunakan dalam proses quenchingMedium yang memiliki cooling rate tinggi akan membuat harga kemampukerasan material menjadi tinggi5. Tabel Reaktan Hasil Pengetsaan

MaterialReaktanProses

Baja, besi, besi paduan

Nital HNO3 1 5 ml,

100 ml ethanol (95%) atau Methanol (95%)

(Dicelup dalam reaktan selama 1 - 5 detik, kemudian

dibilas dengan air lalu dikeringkan.

(Teknik Swabing

AluminiumKellers HNO3 2,5 ml

HF 1 ml, HCl 1,5 ml, 95 ml aquades

(Dicelup dalam reaktan selama 1 - 15 detik, kemudian dibilas dengan air lalu dikeringkan dan didiamkan selama 24

jam.

Tembaga, kuningan,

Atau Cu alloy

Larutan I: 25 ml NH4OH, 2,5 ml aquades, 50 ml H2O2 (3%) Larutan II: 5 gr FeCl3, 50 ml HCl, 100 ml aquades

(Dicelup dalam reaktan selama 1 - 10 detik, kemudian

dibilas dengan air lalu dikeringkan.

Stainless tealLarutan I: 10 ml HNO3, 10 ml Acetic Acid, 5 ml HCl, 2 -5 ml

crops gliserin Larutan II: 5 ml HCl, 1 gr Picric Acid, 100 ml ethanol (95%) dan methanol (95%)

(Dicelup atau diswab beberapa saat (1 - 10 detik).

(Dicelup dalam larutan selama 1 -5 detik, kemudian dicelup dalam cairan H2O2 (3%) selama 1 2 detik. Dibilas dengan air lalu dikeringkan.

Amuntit (Toll stell)Larutan I: Nital HNO3 1 -5ml, 10 ml 100 ml ethanol (95%) dan methanol (95%)

Larutan II: 1 gr Picric Acid, 100 ml ethanol (95%) dan methanol (95%)

(Dicelup dalam reaktan selama 1 - 5 detik, kemudian

dibilas dengan air lalu dikeringkan.

(Teknik Swabing.

(Dicelup/diswab 1 - 10 detik.

(Dicelup dalam larutanH2O2

(3%) selama 1 -2 detik. Dibilas dengan air lalu dikeringkan.

6. Pengaruh annealing terhadap kekuatan tarik

Annealing menurunkan kekuatan tarik dari sebuah baja karena dengan adanya annealing maka terjadi penyusunan kembali dislokasi, dengan adanya penyusunan kembali dislokasi berarti membuat material tersebut menjadi kurang kuat. Selain itu, annealing juga menyebabkan pertumbuhan butir.

Pengaruh quenching terhadap kekuatan tarik

Pada quenching terjadi perubahan fasa dari fasa ferrit dan pearlite menjadi fasa austenite kemudian dilakukan pendinginan ke temperatur kamar dengan laju pendinginan yang sangat cepat dengan media air atau oli. Pada saat pendinginan akan terjadi transformasi fasa dari autenite menjadi strukur martensit. Martensit ini memiliki sifat kekerasan yang sangat tinggi sehingga berpengaruh terhadap kekuatan tarik yang tinggi pula.

7. Metode-metode pada uji kekerasan

a. Metode Goresan

Metode pengujian kekerasan material berdasarkan skala Mohs. Metode ini dilakukan dengan cara menggores permukaan material uji dengan material pembanding lalu mengukur kedalaman atau lebar goresannya. Indentor yang biasa digunakan adalah jarum intan. Prinsip pengujiannya jika suatu material dapat digores oleh orthoclase (6) tetapi tidak mampu digores oleh apatite (5), maka nilai kekerasan material tersebut berada diantara 5 dan 6.

b. Metode Pantulan

Metode ini menggunakan alat bernama Scleroscope. Nilai kekerasan diperoleh dengan mengukur tinggi pantulan suatu pemukul dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Nilai pantulan diperoleh pada dial yang terdapat pada alat pengukur.

c. Metode Lekukan

Metode ini menggunakan prinsip kerja penekanan indentor ke permukaan benda uji selama beberapa detik dan mengukur jejak yang dihasilkan. Indentor yang digunakan dapat berbentuk bola, piramida, atau kerucut. Nilai kekerasan yang dihasilkan tergantung pada jenis indentor dan jenis pengujian yang digunakan.

8. Diagram temperatur transformasi dan waktu (TTT) merupakan diagram yang menggambarkan hubungan antara fasa/struktur yang terbentuk setelah terjadinya transformasi fasa akibat perubahan temperatur dan waktu.

GambarContoh Diagram TTT baja Fe3C

Diagram pendinginan kontinu (CCT) merupakan diagram yang menghubungkan antara laju pendinginan kontinyu dengan fasa atau struktur yang terbentuk setelah terjadinya transformasi fasa.

Gambar Contoh Diagram CCT baja Fe3C9. Diagram Fasa Fe-Fe3C

Keterangan diagram Fe-Fe3C :0,008%C: batas kelarutan minimum karbon pada ferit pada temperature kamar

0,025%C: batas kelarutan maksimum karbon pada ferit padatemperatur 723oC

0,083%C: titik eutectoid

2%C: batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1130oC

4,3%C: titik eutectoid

18%C: batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1439oC

Garis A0:garis temperature dimana terjadi transformasi magnetic dari sementit

Garis A1: garis temperature dimana terjadi austenite (gamma) menjadi ferrit dalam pendinginan

Garis A2: garis termperatur dimana terjadi transformasi magnetic pada ferit

Garis A3: garis temperature dimana terjadi perubahan ferit menjadi austenite(gamma) pada pemanasan

Garis A : garis yang menunjukan kandungan karbon dan transformasi baja hypoeutectoid

Garis E : garis yang menunjukan transformasi baja eutectoid

Garis B : garis yang menunjukkan kandungan karbon dari baja transformasi baja hypoeutectoid

Garis liquidus: garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan (pembekuan)

Garis solidus: garis yang menunjukan batas antara austenite solid dan austenite liquid.