85568485 Hardness Test

37
Hardness Test Arby Manan Laboratorium metalurgi fisik BAB II LANDASAN TEORI A. Pengertian Kekerasan dan Sifat-Sifat Material Kekerasan adalah kemampuan suatu bmaterial untuk menahan penetrasi pada permukaan, sedangkan pengujian kekerasan atau hardness tess adalah suatu pengujian yang dilakukan untuk mengukur kemampuan suatu material untuk menahan penetrasi pada permukaan. Adapun sifat-sifat material yang diuji adalah : 1. Physical Properties (sifat fisik) Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya. Sifat-fisik dapat berupa sifat intensif atau ekstensif. Sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung pada ukuran dan jumlah materi pada material, misalnya rasa, massa jenis, dan wujud. sedangkan sifat ekstensif adalah sifat material yang bergantung pada jumlah dan ukuran suatu material, sebagai contohnya adalah massa, volum, entalpi, dll. Sifat fisis dapat berupa sifat ekstensif atau intensif. Namun, semua sifat kimia tergolong sifat intensif. 2. Chemistry Properties (Sifat kimia) Sifat kimia pada umumnya merujuk pada sifat suatu materi dengan kondisi ambien atau daerah sekitar, yaitu pada suhu kamar, tekanan atmosfer, dan atmosfer beroksigen). Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu zat. Sifat kimia dapat digunakan untuk menyusun klasifikasi kimia. 3. Technology properties (Sifat teknologi) Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses. Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau penempaan. Produk dengan

description

makalah hardness tester

Transcript of 85568485 Hardness Test

Page 1: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

BAB II

LANDASAN TEORI

A Pengertian Kekerasan dan Sifat-Sifat Material

Kekerasan adalah kemampuan suatu bmaterial untuk menahan penetrasi pada

permukaan sedangkan pengujian kekerasan atau hardness tess adalah suatu pengujian

yang dilakukan untuk mengukur kemampuan suatu material untuk menahan penetrasi

pada permukaan Adapun sifat-sifat material yang diuji adalah

1 Physical Properties (sifat fisik)

Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur

atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya Sifat-fisik dapat berupa sifat

intensif atau ekstensif Sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung pada

ukuran dan jumlah materi pada material misalnya rasa massa jenis dan

wujud sedangkan sifat ekstensif adalah sifat material yang bergantung pada

jumlah dan ukuran suatu material sebagai contohnya adalah massa volum

entalpi dll Sifat fisis dapat berupa sifat ekstensif atau intensif Namun semua

sifat kimia tergolong sifat intensif

2 Chemistry Properties (Sifat kimia)

Sifat kimia pada umumnya merujuk pada sifat suatu materi dengan kondisi

ambien atau daerah sekitar yaitu pada suhu kamar tekanan atmosfer

dan atmosfer beroksigen) Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan

hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu zat Sifat kimia

dapat digunakan untuk menyusun klasifikasi kimia

3 Technology properties (Sifat teknologi)

Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses

Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses

pembentukan misalnya dengan pengerolan atau penempaan Produk dengan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran Sifat-sifat

teknologi diantaranya sifat mampu las sifat mampu cor sifat mampu mesin

dan sifat mampu bentuk Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang

merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-

sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu

sendiri

4 Mechanical Properties (sifat mekanik)

Sifat mekanik adalah suatu respon atau daya tolak dari suatu material

ketika di beri perlakuan atau pembebanan Sifat mekanik material terbagi

menjadi 2 bagian yaitu

1 Strength (kekuatan)

Kekuatan merupakan kemampuan dari suatu material untuk

menahan beban tanpa mengalami kepatahan

Gambar 21 grafik kekuatan material sebelum mengalami perpatahan

2 Stiffness (kekakuan)

Stiffness merupakan suatu sifat kekakuan pada material Sifat

kekakuan merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan

pemasangan dari kaca

Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk

menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan

vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur

internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan

sebagai

Estiffnessspecifics

3 Elasticity ( elastisitas)

Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan

dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk

semula sebelum menerima tekanan tersebut

4 Plasticity (sifat plastik)

Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami

pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke

bentuk semula

5 Ductility (daktilitas)

Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami

kepatahan atau deformasi lainnya

6 Toughness (ketahanan)

Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah

atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari

sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada

bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan

perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat

seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang

polimer sebelum kepatahan

Atau dapat dituliskan

dLLFarea )(

Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk

mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi

yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan

Berikut ini adalah kurva Toughness

Gambar 22 kurva toughness

Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum

tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan

adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan

dengan kurva berikut ini

Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan

7 Creep (melar)

Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi

secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama

apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung

pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur

rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature

dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan

kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah

pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena

itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu

didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu

pembenanan adalah besar

Kekuatan melar

Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur

mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 2: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran Sifat-sifat

teknologi diantaranya sifat mampu las sifat mampu cor sifat mampu mesin

dan sifat mampu bentuk Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang

merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-

sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu

sendiri

4 Mechanical Properties (sifat mekanik)

Sifat mekanik adalah suatu respon atau daya tolak dari suatu material

ketika di beri perlakuan atau pembebanan Sifat mekanik material terbagi

menjadi 2 bagian yaitu

1 Strength (kekuatan)

Kekuatan merupakan kemampuan dari suatu material untuk

menahan beban tanpa mengalami kepatahan

Gambar 21 grafik kekuatan material sebelum mengalami perpatahan

2 Stiffness (kekakuan)

Stiffness merupakan suatu sifat kekakuan pada material Sifat

kekakuan merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan

pemasangan dari kaca

Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk

menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan

vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur

internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan

sebagai

Estiffnessspecifics

3 Elasticity ( elastisitas)

Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan

dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk

semula sebelum menerima tekanan tersebut

4 Plasticity (sifat plastik)

Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami

pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke

bentuk semula

5 Ductility (daktilitas)

Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami

kepatahan atau deformasi lainnya

6 Toughness (ketahanan)

Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah

atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari

sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada

bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan

perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat

seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang

polimer sebelum kepatahan

Atau dapat dituliskan

dLLFarea )(

Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk

mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi

yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan

Berikut ini adalah kurva Toughness

Gambar 22 kurva toughness

Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum

tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan

adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan

dengan kurva berikut ini

Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan

7 Creep (melar)

Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi

secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama

apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung

pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur

rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature

dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan

kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah

pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena

itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu

didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu

pembenanan adalah besar

Kekuatan melar

Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur

mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 3: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan

pemasangan dari kaca

Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk

menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan

vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur

internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan

sebagai

Estiffnessspecifics

3 Elasticity ( elastisitas)

Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan

dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk

semula sebelum menerima tekanan tersebut

4 Plasticity (sifat plastik)

Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami

pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke

bentuk semula

5 Ductility (daktilitas)

Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami

kepatahan atau deformasi lainnya

6 Toughness (ketahanan)

Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah

atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari

sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada

bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan

perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat

seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang

polimer sebelum kepatahan

Atau dapat dituliskan

dLLFarea )(

Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk

mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi

yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan

Berikut ini adalah kurva Toughness

Gambar 22 kurva toughness

Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum

tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan

adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan

dengan kurva berikut ini

Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan

7 Creep (melar)

Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi

secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama

apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung

pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur

rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature

dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan

kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah

pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena

itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu

didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu

pembenanan adalah besar

Kekuatan melar

Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur

mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 4: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan

perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat

seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang

polimer sebelum kepatahan

Atau dapat dituliskan

dLLFarea )(

Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk

mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi

yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan

Berikut ini adalah kurva Toughness

Gambar 22 kurva toughness

Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum

tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan

adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan

dengan kurva berikut ini

Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan

7 Creep (melar)

Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi

secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama

apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung

pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur

rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature

dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan

kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah

pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena

itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu

didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu

pembenanan adalah besar

Kekuatan melar

Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur

mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 5: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan

dengan kurva berikut ini

Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan

7 Creep (melar)

Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi

secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama

apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung

pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur

rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature

dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan

kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah

pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena

itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu

didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi

perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu

pembenanan adalah besar

Kekuatan melar

Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur

mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 6: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan

bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada

kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah

termoplastik

Modulu creep

Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari

material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih

spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)

tttimeatstrainTotal

StressEt

)(

Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk

perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan

waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang

sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo

8 Hardness (kekerasan)

Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan

material terhadap gaya tekan goresan pengikisan

Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang

dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa

kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah

dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban

tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk

di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan

(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)

httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik

httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 7: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

B Penentuan Kekerasan

Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak

sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini

adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi

atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan

kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka

sudah menggambarkan kekuatan tersebut

Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat

sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin

Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu

a) Cara penggoresan

Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap

bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat

skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut

kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan

yang lebih lunak

b) Cara dinamik

Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam

dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran

Kekerasan cara ini disebut Share shereskop

c) Cara penekanan

Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk

cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell

1) Cara brinnel

Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan

suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 8: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola

baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -

biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata

Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran

diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from

500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf

Gambar 24 cara penekanan brinnel

Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan

Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas

penampang bekas penekanan

22

2

dDD

PH B

(Kg 2mm )

Dimana

HB = Kekerasan Brinell

P = Beban

D = Diameter Bola Baja

d = Diameter Bekas Penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 9: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 25 penekanan brinell

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic

ationsindexaspx

2) Cara Vickerss

Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian

untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan

Gambar26 penekanan vickers

diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang

dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 10: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

yaitu

oSin

dA

682

2

(cm)

Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm

2)

Dimana

P = Beban (Kg)

d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut

2

21 ddd

httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=

httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test

3) Cara Rockwell

Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau

dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada

logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang

sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi

Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal

masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena

pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan

mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang

disebut skala A B dan C

Skala A

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat

keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 11: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Skala B

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak

dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan

beban 100 Kg

Skala C

Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang

telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan

penekanan 150 Kg

Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell

httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=

Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell

ampspell=1

sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 12: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

C Macam-Macam Pengerasan

a Pengerasan Permukaan

1 Karburasi

Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang

mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa

bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas

Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan

karburasi gas

2 Karbonitriding

Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di

atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon

dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan

lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan

baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075

mm

3 Cyaniding

Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen

untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang

memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan

closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap

sianida yang terbentuk sangat beracun

4 Nitriding

Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur

plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode

pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh

dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat

dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia

atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich

kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan

mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven

httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 13: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

b Pengerasan induksi

Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan

panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit

konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya

tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg

sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi

rendah

c Pengerasan nyala

Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu

pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang

mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses

penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan

dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai

mencapai suhu kritis

Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang

diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan

dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras

tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala

d Pengerasan endapan

Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut

suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan

beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan

dengan cepat sampai suhu ruang

Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil

Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut

proses pengerasan sepuh alamiah

Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang

geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal

berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 14: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan

dan berkurangnya kekuatan

(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)

D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers

1 Metode penekanan brinell

keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

kekurangan

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

2 Metode penekanan vickers

Keuntungan

Pengerjaan lebih mudah dilakukan

Biaya relatif ringan

Menghasilkan jejak yang relatif kecil

Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan

kekurangan

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil

Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang

tinggi

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 15: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

xry

t

dDx

dDx

zrx

zxr

Dr

22

2

222

222

2

1

22

2

22

22

2

1

2

1

2

dDD

dDD

Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama

Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan

terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal

3 Metode penekanan rockwell

Keuntungan

Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah

Waktu operasinya praktis dan cepat

Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang

mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya

kekurangan

Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang

halus dan rata

Efektifitas dalam pengambilan data kurang

Ketelitian kurang

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-

Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006

E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers

1 Penurunan rumus penekanan brinell

xr

yz

t

D

d

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 16: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

22

2

1

22 dDD

D

22

2dDD

D

ryA 2

oACBCAB 45cos

22

1AC

22

1d

d22

1

2

1

ABxO2

1

24

1d

O

OxOx

68sin

Luas permukaan bidang penekanan

Harga Kekerasan Brinell

2 Penurunan rumus penekanan Vickers

Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari

A

PHB

22

2dDD

D

P

22

2

dDDD

P

O

O

AB

CD

O68

x

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 17: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O

d

68sin

22

1

O

dd

68sin

22

12

4

1

2

1

BCOxBOC 2

1

O

d

68sin

8

1 2

854168sin

8

1

442

2

dd

BOCAO

Luas bidang penekanan

maka

Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

A

PHV

8541

2d

P

2

8541

d

P

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 18: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

F Cara meningkatkan Kekerasan

Heat treatment

Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang

disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian

disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat

sangatkeras dan getas

Proses pendinginan

Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan

pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja

AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan

Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari

yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753

HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2

jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan

fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat

bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang

terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang

batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat

memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan

sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon

rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C

dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini

menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang

paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini

diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula

Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 19: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja

membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama

maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi

dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi

antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan

gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk

atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja

httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST

Penambahan Unsur Paduan

Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan

kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam

sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul

sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan

Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan

(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram

dan tungsten

(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)

G Macam-macam Unsur Paduan

1 Chrom (Cr)

Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan

karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah

kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu

tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada

ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada

sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang

dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih

Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 20: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 28 chrom

httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-

8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607

2 Mangan (Mn)

Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan

elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan

sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan

nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam

kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang

mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan

residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik

sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas

kekerasan dan keuletan suatu material

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 21: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 29 mangan

3 Silikon (Si)

Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel

periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur

terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti

Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon

dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula

sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat

menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan

ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia

tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia

memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel

gasket

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 22: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 210 silikon

4 Nickel (Ni)

Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki

simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat

meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat

magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan

murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan

logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan

nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang

banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)

ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri

Gambar 211 nickel

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 23: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5 Molibden dan Wolfram

Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam

tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini

diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten

Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik

lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni

Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-

nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah

sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy

Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah

kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi

Gambar 212 molibden dan wolfram

httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb

m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst

enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54

5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 24: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s

0ampbiw=1366ampbih=607

6 Phospor (P)

Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens

(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)

Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal

mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam

transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah

tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan

Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)

dan lampu pendar

Gambar 213 phospor

7 Sulfur (S)

Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki

lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak

berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat

kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau

sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk

kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk

memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 25: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek

api insektisida dan fungisida

Gambar 214 sulfur

8 Vanadium (V)

Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki

lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium

antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)

digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan

regangan

Gambar 215 vanadium

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)

httpidwikipediaorgwikiPhosphor

httpidwikipediaorgwikiVanadium

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 26: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya

dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya

dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta

kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon

merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka

akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun

Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)

baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)

Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu

logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu

keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu

mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa

menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai

untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas

akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material

tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium

(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan

mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga

bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai

kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan

dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak

maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)

Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap

temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 27: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam

material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta

memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)

Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik

kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga

Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material

yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]

Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang

berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah

nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium

nitrogen dan selenium

Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan

paduan

(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)

I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan

1 Temperatur

Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak

karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga

mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi

2 Waktu Pemanasan

Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah

akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang

3 Media pendingin

Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju

penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media

pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya

struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 28: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

4 Unsur paduan

Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan

dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat

terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena

adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan

5 Kandungan kadar karbon

Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat

kekerasannya akan semakin tinggi

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)

J Kekerasan Meyer

Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan

yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras

permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama

beban luas proyeksi lekukan

2R

PPm

Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai

ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer

2

4

d

Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap

bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang

mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan

kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi

mengakibatkan kekerasan renggang

(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 29: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

K Jominy Test

Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara

kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu

landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable

seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian

stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan

Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja

Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu

dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai

kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju

pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan

sebagai kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 30: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy

Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena

1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca

dari kurva kemampukersan baja tersebut

2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut

dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 31: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 217 kurva kemampukerasan

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 32: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

Gambar 218

(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)

L Jenis-Jenis Karburasi

1 Karburasi padat

Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung

karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon

pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses

hardening

Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai

dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses

karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang

telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin

bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal

075-4mm

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 33: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

2 Karburasi cair

Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya

dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan

nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm

3 Karburasi gas

Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam

atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang

dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan

httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 34: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

M Uji Kekerasan Mikro

Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi

piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan

pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan

menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan

kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan

Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis

atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah

sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat

dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan

karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap

penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-

pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur

paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan

cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan

dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara

lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur

Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam

atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin

banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan

gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak

dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering

dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya

untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 35: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya

produksi

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan

fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung

pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada

temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan

yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak

tergantung pada hardenability

Gambar 219 pengujian kekerasan mikro

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 36: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon

Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon

Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan

meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali

kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja

yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida

mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit

Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus

karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat

dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih

lambat

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)

Page 37: 85568485 Hardness Test

Hardness Test

Arby Manan

Laboratorium metalurgi fisik

O Kurva Kekerasan Vs Temperatur

Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur

Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan

maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak

molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin

rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak

Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa

martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas

(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)