BAB VPENGUJIAN KEMAMPUKERASAN5.2 Teori dasar pengujian Sifat kemampu kerasan adalah ukuran yang menyatakankemampuan baja untuk di keraskan sampai kedalaman tertentu hingga mencapai pembentukan martensite. Sangat berbeda denga arti kekerasan. Yaitu kemampuan dari suatu material untuk menahan penetrasi tanpa deformasiplastis apabila ingin mendapat fasa martensite . maka setelah suatu bahan di heat treatment harus did dinginkan secara cepat (quenching). Tetapi harus di igat pula bahwa pendinginan secara cepat dapat menebabkan baja retak. Maka harus di hindari pada percobaan kemampukerasan , material akan didapati nilai keras yang berbeda setelah material tersebut diberi perlakuan panas yang biasanya disebabkan oleh laju pendinginan yang berbeda terhadap material tersebut.5.1.1 Macam macam Pengujian Kemampukerasan a. Metode grossmanBerdasarkan gambar hardnes penetration diagram bahwa metode grossman merupakan suatu metode untuk mengetahui pengaruh quenching terhadap sifat kemampukerasan baja. Paa metode grossman baja akan di uji sifatnya di buat menjadi sejumlah spesimen berbentuk batang silinder dan berbagai diameter panjang dengan masing masing sedikitnya 5 kali diameternya. Kemudian untuk semua specimen di panaskan hingga mencapai temperature austemit. Lalu di quenching dalam suatu media pendigin setiap specimen dipotong melintang dan di lakukan di pengamatan microscopikuntuk struktur yang telah terbentuk pada pendinginan tersebut.b. Appearanceof fracturePada metode appearanceof fracture , sifat dari kekerasan kemampuan baja dapat di lihat dan patahan yang terjadi pada baja tersebut , patahan pada material di bagi menjadi 3 macam yaitu:1. Patahan ulet Dapat terjadi patahan ulet karena adanya tegangan geser . ciri cirinya adalah terdapat garis garis benang serabut , menyerap cahaya , terjadi deformasi plastis dan harga impact strength tinggi harga keampukerasannya rendah .

2. Patahan getas Disebabkan oleh pemberian tegangan normal. Ciri cirinya adalah permukaan patahan berbentuk glanular , berislat , Memantulkan cahaya . tidak di dahului deformasi plastis dan impact strength rendah . akan tetapi harga kemampukerasan tinggi.

3. Patahan campuranPada patahan ini , mempunyai permukaan patahan yang berfariasi , sebagian ulet dan sebagian getas . pada patahan ini banyak terjadi pada material yang mempunyai kemampukerasan sedang .

c. Metode Jominypada pengujian jominy material di panaskan dalam tungku lisrik sampai temperature transformasinya ( austenit) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat di pasangkan pada apparatus jominy . kemudian air disemprokkan dari bawah spesimen. Kecepatan pendinginan disetiap bagian akan berbeda pada bagian yang terkena air mengalami pendinginan cepat . dan semakin jauh dari daerah yang di semprot dari hasil pengukuran maka nilai kekerasannya semakin kecil.

Pada gambar di atas di jelaskan dari hubungan jarak dan kekerasan uji jominy dari bagian permukaan yang terkena dari semprot air mempunyai kekerasan lebih besar di bandingkan yang menjauhinya.

5.1.2 Faktor factor yang mempengarui kemampukerasan Hal hal yang mempengaruhi sifat kemampu kerasan suatu material antara lain :1. Air a. Sangat umum sebagai media quenching , mudah di peroleh.b. Panas jenis dan konduktivitas etrmal tinggi sehingga kemampuan mendinginkannya tinggi.c. Dapat menyebabkan distorsid. Di gunakan untuk benda benda simetris dan sederhana.e. Kekurangannya adalah membentuk selimut uap yang membentuk selimut ua yang menutupi material sehingga hasilnya dari pendinginan tidak seragam di penampang pada permukaan luar. Eliminasinya butuh Na/Ca , dan chloride atau closed system .2. Salt bath campyran nitrik dan nitrat ( Nano3 , Nano2 )3. Brine ( Air + 10% Nacl ( garam dapur)4. Oli a. Banyak di gunakan karena laju pendinginannya lebih lambat di bandingkan air.b. Konduktivitas termal , panas laten , dan penguapannya rendah .c. Viskositas tinggi , laju pendininan menjadi rendah , jika viskositas rendah menyebbkan laju pendinginan tinggi dan menjadi mudah terbakar. 5. a. Larutan polimer Kemampuan pendingina diantara air dan oli juga memerluakan closed control, karena konsentrasinya mudah berkurang .b. lelehan garam dapa terjadi pada rentang temperature tinggi (1500c 5930c) karena karakter tersebut , lelehan pada garam banyak digunakan.c. Ukuran butir baja dengan ukuran butir besar mempunyai kemampuan rendah . karena dekomposisi austenite berlangsung lebih lambat . hal tersebut berarti dengan pendinginan yang sama . baja austenite dengan butir kecil lebih mudah berubah menjadi austenite daripada baja dengan butiran besar .

d. Homogenitas butiransuatu logam yang memiliki struktur homogeny akan memiliki sifat kemampukerasan lebih tinggi di bandingkan dengan yang tidak homogen. e. dimensi baja laju pendinginan pada benda yang lebih besar lebih lambat dari benda kerja dengan ukuran kecil.

5.3 Pelaksanan pengujian5.3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan1. Spesifikasi Alat yang Digunakana) Dapur listrikDigunakan untuk memberikan pemanasan pada temperatur terhadap benda uji. Spesifikasi alat: Merk: Openbau Hofman Tipe: E / 90 Voltage: 220 Volt Daya: 3,3 KW Suhu Maksimal: 1100 oC Buatan: Austria

Gambar 5.1 Dapur ListrikSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

b) Bejana Pendingin (Jominy)Digunakan untuk mendinginkan benda uji dengan menyemprotkan air pada salah satu ujung benda uji.

Gambar 5.2 Bejana PendinginSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

c) Micro Vickers Hardness TesterDigunakan untuk mengukur kekerasan. Spesifikasi alat: Model: TH 12 Buatan: China

Gambar 5.3 Micro Vickers Hardness TesterSumber : Anonymous 6 : 2013

d) Centrifugal Sand Paper MachineDigunakan untuk meratakan permukaan spesimen. Spesifikasi alat: Merk: Saphir Buatan: Jerman

Gambar 5.4 Centrifugal Sand Paper MachineSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

e) Kertas GosokDigunakan untuk menghilangkan kotoran dan terak pada benda uji.

Gambar 5.5 Kertas GosokSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

f) PenjepitDigunakan untuk memindahkan benda uji setelah pemanasan dalam dapur.

Gambar 5.6 PenjepitSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

g) Penggaris Digunakan untuk member tanda pada segmen yang akan diukur kekerasannya.

Gambar 5.7 PenggarisSumber : Anonymous 7 : 2013

h) SpidolDigunakan untuk menandai spesimen.

Gambar 5.8 SpidolSumber : Anonymous 4 : 2013

i) StopwatchDigunakan untuk menghitung waktu.

Gambar 5.9 StopwatchSumber : Laboratorium Pengujian BahanTeknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

2. Komposisi Kimia SpesimenBahan yang digunakan adalah baja Assab 760 dengan komposisi unsur kimia 0,5% C (Karbon), 0.5% Mn (Mangan) dan 0.25% Si (Silikon).3. Pergeseran Titik EutectoidPergeseran titik eutectoid dipengaruhi oleh unsur paduannya. Sehingga kita bisa menggambarkan dimana titik pergeserannya. Tabel dibawah ini merupakan komposisinya

Tabel 5.2 Pergeseran Titik EutectoidNoLogamKomposisiSuhu Eutectoid%C

1Mn0,5%7250,74

2Si0,25%7300,72

Temperatur Eutectoid

Tc =

Tc = Tc = 727,47o C Kadar Karbon Eutectoid

% C =

% C= % C= 0,729 %

Keterangan :Fe-Fe3CPergeseran Titik EutectoidGambar 5.10 Pergeseran Titik Eutectoid

4. Bentuk dan Dimensi Spesimen

Gambar 5.11 Bentuk dan Dimensi Spesimen

5.3.2 Prosedur PengujianAda beberapa prosedur dalam pengujian jominy, yaitu :1. Permukaaan benda dibersihkan dari kotoran dan terak dengan kertas gosok.2. Spesimen dipanaskan dan di-holding dengan suhu dan waktu tertentu.3. Spesimen dipindahkkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses pendinginan. Pendinginan dimulai dari salah satu ujung batang.4. Setelah pendinginan selesai, spesimen dibersihan dengan kertas gosok.5. Spesimen dibagi menjadi 10 bagian dengan jarak-jarak 2; 4; 6; 8; 10; 15; 20; 30; 40; 60 mm dari ujung yang disemprot.6. Kekerasan spesimen diukur dengan Micro Vickers Hardness Tester pada jarak-jarak tersebut.

5.4 HipotesaDalam pengujian jominy ini, akan didapatkan nilai kekerasan yang berbeda antara daerah yang dekat dengan penyemprotan dengan yang jauh dari daerah penyemprotan. Daerah yang dekat dengan penyemprotan akan memiliki nilai kekerasan yang tinggi dan semakin jauh dari penyemprotan maka nilai kekerasannya akan semakin menurun. Holding dan temperatur saat diberikan perlakuan panas mempengaruhi kemampukerasan. Semakin lama holding, maka homogenitas struktur butiran meningkat sehingga kemampukerasannya semakin tinggi. Begitu pula dengan temperatur, semakin tinggi temperaturnya maka semakin tinggi kemampukerasannya.