LAPORAN AWAL PRAKTIKUM METALURGI FISIK

Fahri Ali Imran 1106015831 Kelompok A3

LABORATORIUM METALURGI FISIK DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL FTUI 20121

Modul I PENGUJIAN TARIKI. Tujuan PraktikumUntuk membandingkan kekuatan maksimum beberapa jenis logam, untuk membandingkan titik-titik luluh logam tersebut, untuk membandingkan fenomena necking pada logam-logam yang dieksperimen, untuk membandingkan modulus elastisitas dari logamllogam tersebut, untuk membuat grafik kurva stress-strain, serta untuk membandingkan tampilan fractografi logam-logam yang di eksperimen.

II.

Dasar TeoriPengujian tarik adalah pengujian/testing suatu material (biasanya logam) yang menggunakan gaya berupa gaya tarik untuk menentukan beberapa mechanical values dari logam tersebut. Hal penting yang harus diperhatikan pada uji tarik ini adalah, gaya yang diberikan adalah gaya yang berupa gaya tarik, yang saling berlawanan, sehingga material yang di-uji akan mengalami stress dan strain, sehingga dapat digambarkan ke dalam bentuk grafik, untuk lebih mengetahui hal-hal penting dari material tersebut, diantaranya : yield point. Benda uji dengan ukuran tertentu dan bentuk tertentu diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara konyinu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji. Tujuan dari dilakukannya suatu pengujian Dalam pengujian tarik ini akan ditentukan seberapa jauh perilaku inheren (sifat yang lebih merupakan ketergantungan atas fenomena atomic maupun

2

mikroskopis dan bukan dipengaruhi bentuk atau ukuran benda uji) dari material terhadap pembebanan tersebut. Data yang didapat berupa perubahan panjang (strain) dan peubahan beban (stress) yang akan ditampilkan dalam bentuk grafik tegangan-regangan (stress-strain). Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-ergangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik yang pernah dialami, laju regangan, suhu, dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-reganga logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh, atau titik luluh, persen perpanjangan, dan pengurangan luas. Dan parameter pertama adalah parameter kekuatan sedangkan 2 yang terakhir menyatakan parameter keliatan bahan. Sifat-sifat mekanik yang didapat dari pengujian tarik :

1. Batas Proposionalitas (Proportionality Limit) Menurut data dari modul praktikum material teknik mengenai destructive testing, batas proporsionalitas erupakan tegangan tertinggi untuk daerah hubungan proposional antara teganganregangan atau daerah batas dimana tegangan (stress) dan regangan (strain) mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan yang lain. Harga ini diperoleh dengan cara mengamati penyimpangan dari bagian garis lurus kurva tegangan-regangan. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier = E . .

3

Gambar 1. Kurva tegangan-regangan

2. Batas Elastis Daerah elastis pada grafik stress-strain adalah daerah dimana bahan/material yang diuji akan kembali kepada panjang semula bila tegangan luar dihilangkan atau tegangan yang masih dapat ditahan oleh bahan tanpa terjadi regangan sisa permanent yang terukur. Pada batas elastis ini, material yang diuji masih patuh terhadap hukum Hooke ( Hookes Law) dan dengan mengubah stress dan strain yang digunakan, praktikan dapat mencari nilai konstanta Hooke yang dimiliki oleh material tersebut. Batas elastic lebih besar daripada batas proposional. Dengan kata lain bahwa batas elastis merupakan suatu titik dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan tejadinya deformasi permanen (plastis) pertama kalinya. Sebagian besar bahan material memiliki batas elatis yang hampir berimpit dengan batas proporsionalitasnya. 4

3. Titik Luluh (Yield Point) Yield Point adalah suatu titik pada stress-strain yang dialami oleh material yang diuji, dimana titik ini menandakan bahwa material tersebut mulai luluh, dari sifat elastis menjadi sifat plastis. Dengan kata lain, pada yield point ini, material mulai mengalami perubahan bentuk tanpa perlu beban tambahan. Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahan menunjukkan mekanisme luluh disebut dengan tegangan luluh (yield stress). Beban dimana terjadi penurunan tibatiba disebut titk luluh atas. Beban konstan disebut titik luluh bawah dan perpanjangan yang terjadi pada beban kostan disebut perpanjangan titik luluh. Deformasi yang terjadi selama perpanjangan titik luluh ialah heterogen. 4. Kekuatan Luluh (Yield Strength) Kekuatan luluh merupakan paramater batas luluh yang dimiliki oleh material yang sedang diuji. Untuk menentukan kekuatan luluh material yang tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas, dapat digunakan metode Offset. Dengan metode ini, kekuatan luluh ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangan / deviasi tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan. Umumnya garis offset diambil 0.1 sampai 0.2 persen dari regangan total dimulai dari 0, dan ditarik keatas sejajar dengan garis proporsional hingga berpotongan dengan kurva. Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran kemampuan bahan menahan deformasi permanen bila digunakan dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan mekanik seperti tarik, tekan, bending, atau puntiran. Di sisi lain, batas luluh ini harus dicapai ataupun dilewati bila bahan (logam) dipakai dalam proses manufaktur produkproduk logam seperti proses rolling, drawing, stretching, dan sebagainya. Dapat dikatakan bahwa titik luluh adalah suatu tingkat

5

tegangan yang : tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural, dan tegangan yang harus dilewati dalam proses manufaktur logam.

5. Kekuatan Tarik Maksimum (Ultimate Tensile Strength) Kekuatan tarik maksimum merupakan tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum terjadinya perpatahan (fracture). Nilai dari kekuatan tarik maksimum ( dari beban maksimum ( ). UTS = Dalam kaitannya dengan penggunaan struktural maupun dalam proses forming bahan, kekuatan maksimum merupakan tegangan yang tidak boleh dilewati. Untuk logam ulet, kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum, dimana logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Pada tegangan yang lebih komplek, kaitan nilai tersebut dengan kekuatanl o g a m k e c i l sekali kegunaannya. Kecenderun gan yang banyak d i t e m u i a d a l a h , mendasarkan rancangan statis logam ulet pada batas ) ditentukan

) dibagi dengan luas penampang awal (

6

kekuatan luluhnya. Tetapi karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, makametode ini lebih banyak dipakai.

6. Kekuatan Putus (Breaking Strength) Kekuatan putus adalah kekuatan / force yang diperlukan agar suatu material mengalami snapping (putus) sebagai akibat dari sifat material tersebut yang tidak mampu menahan beban yang diterima. Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda uji putus ( ) dengan luas penampang awal . Pada dasarnya,

setiap material memiliki batas maksimum ketahanan, dan apabila force yang digunakan telah melampaui batas maksimum yang dimiliki oleh material tersebut, maka akan terjadi breaking/snapping, sehingga material tersebut putus. Namun, pada material yang ulet, apabila diberi gaya yang melebihi batasnya, maka material tersebut akan tetap mengalamai strain hingga melewati yield pointnya, dan akan terus mengalami strain hingga material tersebut mengalami necking (penciutan). Pada bahan ulet kekuatan putus lebih kecil dari pada kekuatan maksimum sementara pada bahan getas kekuatan putus sama dengan kekuatan maksimumnya. 7. Keuletan (Ductility) Dalam menahan suatu gaya/tekanan yang diberikan, suatu material memiliki sifat yang bernama ductility (keuletan). Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadi perpatahan. Sifat ini dalam beberapa tingkatan harus dimiliki oleh bahan bila ingin dibentuk forming melalui proses rolling, bending, stretching, drawing, hammering, cutting.Pengujian tarik memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu :

7

a. Persentase Perpanjangan (Elongation) Diukur sebagi penambahan panjang ukur setelah perpatahan terhadap panjang awal. Elongasi, (%) = Dimana, adalah penjang akhir adalah panjang awal b. Persantase Pengurangan (Reduksi Penampang) Diukur sebagai pengurangan luas penampang (crosssection) setelah perpathan terhadap luas penampang awalnya. Reduksi Penampang, R (%) = dimana, adalah luas penampang akhir adalah luas penampang awal Sifat ductility ini merupakan sifat mekanikal yang penting, karena, tergantung dari tujuan digunakannya suatu material, sifat keuletan ini banyak dicari untuk material yang terpapar di lingkungan luar, sehingga apabila terdapat faktor luar (suhu, kelembapan, faktor manusia), material tersebut tetap ductile dan memiliki durability yang tinggi. 8. Modulus Elastisitas (E) Modulus elastisitas (modulus young) merupakan ukuran kekakuan suatu material. Semakin besar harga modulus young maka semakin kecil regangan elastis yang terjadi pada suatu tingkat pembebanan tertentu atau dapat dikatakan bahwa material tersebut semakin kaku, (stiff). Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom. Karena gaya-gaya ini tidak dapat diubah tanpa terjadi perubahan mendasar sifat bahanya, maka modulus elastisitas merupakan salah X 100% X 100%

8

satu dari banyak sifat-sifat mekanik yang tidak mudah diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin. Modulus biasanya diukur pada suhu tinggi dengan metode dinamik. Modulus kekakuan dapat dihitung, E= atau E = tan

Dimana merupakan sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva tegangan regangan. Modulus elastis ditentukan oleh energy ikatan atom-atom sehingga besar nilai modulus ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur bahan. 9. Modulus Kelentingan Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar tanpa terjadinya kerusakan. Nilai modulus dapat diperoleh dari luas segitiga yang dibentuk oleh area elastic diagram stress-strain. 10. Modulus Ketangguhan Modulus ketangguhan adalah kemampuan material dalam menyerap energi hingga terjadinya perpatahan. Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area keseluruhan di bawah kurva tegangan regangan hasil pengujian tarik. Material dalam modulus ketangguhan yang tinggi akan mengalami distorsi yang besar karena pembebanan berlebih, tetapi hal ini tetap disukai dibandingkan material dengan modulus yang rendah dimana perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan terlebih dahulu.

III.

Metodologi Penelitian1. Alat dan Bahan a. Universal testing machine

9

b. Caliper dan micrometer c. Spidol permanen d. Stereoscan macroscope e. Sampel uji tarik 2. Prosedur Percobaan a. Mengukur dimensi (diameter rata-rata) dari benda uji dengan menggunakan caliper b. Menandai panjang ukur (gauge length) berupa jarak antara dua titik pada benda uji dengan menggunakan cutter atau spidol permanen. c. Memasang benda uji kepada grip mesin uji Shimadzu, serta mencatat setiap langkah operasional dengan seksama. d. Memulai penarikan dan memperhatikan deformasi yang terjadi pada benda uji serta membuat grafik beban-perpanjangan yang terlihat pada recorder. Teruskan pengamatan hingga terjadi beban maksimum dan dilanjutkan dengan necking lalu perpatahan. e. Menandai pada grafik beban-perpanjangan titik-titik terjadinya beban maksimum dan perpatahan. f. Melepaskan benda uji dari grip , satukan kembali patahan benda uji dan ukurlah panjang akhir antara dua gauge mark. Mengukur diameter akhir dari bagian benda uji yang mengalami necking. Mencatat hasil-hsail pengukuran di lembar data. g. Mengamati karakteristik tipe perpatahan yang terjadi dengan menggunakan stereoscan macroscope. Buatlah sketsa tampak samping dan permukaan patahan di lembar data. h. Melakukan pengujian untuk material lainnya. i. Berdasarkan data yang telah didapat, hitunglah nilai titik luluh, kekuatan tarik maksimum, persentase elongasi, persentase pengurangan area, dan modulus elastisitas.

10

IV. Flow Chart Prosedur PengujianPersiapkan Benda Uji

Mengukur panjang awal (l0) sebesar 50 mm dan mengukur diameter awal (d0) sampel standar

Memasang batang uji pada mesin uji tarik dan mengatur bebannya.

Mengeset jarum pada skala uji tarik pada angka nol

Melakukan pencatatan penambahan benan setiaop terjadi enambahan sebesar 0.1 mm

Melakukan pengujian hingga uji tarik putus

Menghitung diameter akhir dan panjang akhir

Membuat grafik tegangan-regangan dari data yang diperoleh

Pengujian Selesai

11

Daftar PustakaCallister, William D. Material science and Engineering.2007.United State of America: John Wiley&Sons,inc Modul Praktikum Ilmu Logam(Destructive test). 2012. Depok: Laboratorium Metalurgi fisik Departement Metalurgi & Material FTUI

12

13

Modul III PENGUJIAN IMPAKI. Tujuan PraktikumPraktikum ini dilaksanakan untuk mengetahui respon yang dimiliki oleh suatu material yang diberikan impact, untuk mengetahui harga impak dari material. Disamping itu, pengujian impak dilakukan untuk menganalisa permukaan patahan (fractografi) sampel impact yang diuji pada beberapa tempratur, untuk membandingkan nilai impak beberapa jenis logam, serta menjelaskan perbedaan metode Charpy dan Izod.

II.

Dasar TeoriPengujian impak , sesuai dengan nama Inggris nya Impact Test,

merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Dimana delta t (waktu kontak) yang terjadi antara gaya yang diberikan dan material uji sangat kecil. Pengujian ini merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasional material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban uji mengalami deformasi.

14

Gambar 1. Skematik pengujian impak dengan benda uji Charpy

Sebenarnya, pada pengujian impak ini, yang kita ukur adalah energi yang diserap untuk mematahkan benda uji. Setelah benda uji patah, bandul akan berayun kembali. Energi yang tersisa-lah yang digunakan bandul untuk mengayun kembali, dan banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, dengan mengabaikan bahwa energi dapat diketahui energi yang tersisa yang digunakan bandul untuk mengayun kembali. Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa setelah benda uji patah akibat deformasi, bandul pendahuluan melanjutkan ayunan hingga posisi . Suatu material dikatakan

tangguh bila memiliki kempuan menyerap suatu beban kejut yang besar tanpa terjadinya retak atau deformasi dengan mudah. Bila bahan tersebut tangguh yaitu makin mampu menyerap energi lebih besar maka makin rendah posisi .

Pada pengujian impak energi yang diserap oleh benda uji memilik satuan berupa joule. Harga impak (HI) suatu bahan yang diuji dengan metode Charpy :d

E HI = ------A dimana, E = energi yang diserap (joule) A = luas penampang di bawah takik ( )

Secara umum benda uji impak dikelompokkan ke dalam dua golongan sampel standar yaitu : batang uji Charpy yang biasanya digunakan di Amerika sedangkan batang uji Izod digunakan di Inggris dan Eropa. Benda uji Charpy memiliki luas penampang lintang bujur sangkar (10 X 10 mm) dan memiliki takik (notch) berbentuk V dengan sudut , jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Pada

15

pengujian batang uji Charpy, benda diletakkan pada tumpuan dalam posisi horizontal dan tidak dijepit. Karena itu, pengujian Charpy dapat berlangsung lebih cepat, sehingga semakin memudahkan praktikan untuk mengukur dan meniliti mengenai temperatur transisinya.Beban impak

Skema pembebanan impak pada uji Charpy

Benda uji Izod mempunyai penampang lintang bujur sangkar atau lingkaran dengan bentuk takik V di dekat ujung yang dijepit. Bentuk takik dapat berupa bentuk huruf U,V, atau key hole. Benda diletakkan dalam posisi vertikal dan dijepit. Dalam metode uji Izod ini, praktikan akan mengalami lambatnya pengujian, yang menyebabkan suatu fakta bahwa uji Izod ini tidak cocok digunakan pada pengujian dengan temperatur yang bervarisi.

Gambar.2 Skema Pembebanan impak Izod

Takik (nocth) dalam benda uji standar ditunjukkan sebagai suatu konsentrasi tegangan sehingga perpatahan diharapkan akan terjadi di bagian tersebut. Selain bentuk V dengan sudut , takik

dapat pula berbentuk lubang kunci (key hole). Secara umum

16

perpatahan dibagi tiga yaitu: Perpatahan Berserat (Fibrous Fracture), yaitu Melibatkan mekanisme pergeseran bidang-bidang kristal di dalam bahan yang ulet (ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram. Kemudian Perpatahan Granular (Kristalin), yang dihasilkan oleh mekanisme pembelahan (cleavage) pada butirbutir dari bahan yang rapuh (brittle). Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat). Ketiga adalah Perpatahan Campuran (Berserat dan Granular) yang merupakan kombinasi dua jenis perpatahan. Informasi lain yang didapat dalam percobaan impak adalah temperatur transisi. Temperatur transisi merupakan temperatur yang menunjukan transisi perubahan jenis perpatahan suatu bahan uji bila diuji pada temperatur yang berbeda-beda. Pada temperatur tinggi maka material akan bersifat ulet (ductile) sedangkan pada temperatur rendah material akan bersifat rapuh.

III.

Metodologi Penelitian1. Alat dan Bahan a. Impact Testing Machine kapasitas 30 Joule b. Caliper dan atau micrometer c. Stereoscan macroscope d. Termometer e. Furnace f. Sampel Uji impak baja ST 42 dan Cu-Zn (3 buah) g. Dry Ice 2. Prosedur Percobaan a. Mencatat hasil pengukuran luas area di bawah takik dari sampel-sampel uji.

17

b. Mempersiapkan sampel uji untuk temperatur tinggi dan temperatur rendah. c. Menguji satu demi satu sampel pada temperature ruang, 0oC, 100oC. d. Memasatikan jarum skala berwarna merah sebagai petunjuk harga impak material berada pada posisi nol. e. Memutar handel untuk menaikkan pendulum, hingga jarum penunjuk beban bewarna hitam mencapai batas merah. f. Meletakkan benda uji ke tempatnya, dengan takik membelakangi arah datangnhya pendulum. g. Melepaskan tombol pada tangkai pendulum hingga pendulum berayun dan menumbuk benda uji.h. Melakukan pengereman dengan menarik tuas rem sehingga

ayunan dapat dikurangii.

Uji bahan pada tabel stereoscan macroscope dan tulis data pada lembar data. Menggunakan data untuk mencar nilai : Temperatur dan lajuregangan, Geometri dari takikan, Ukuran specimen, Mekanisme perpatahan, Energi yang diberi dan energi yang diserap, Luas daerah dari benda uji, Jenis pengujian.

j.

IV. Flow Chart Prosedur PengujianPersiapan Benda Uji

Pengukuran Luas penampang dan Kedalaman Takik

Pemasangan Benda Uji

Pemasangan Bandul (Skala nol)

18

Pelepasan Bandul & Pencatatan Energi Bandul untuk Mematahkan Banda Uji

Percobaan Pada Suhu -40, 0, Truang, 1000C

Pengamatan dan Penggambaran Perpatahan yang Terjadi

Pengujian Selesai

Daftar PustakaCallister, William D. Material science and Engineering.2007.United State of America: John Wiley&Sons,inc Modul Praktikum Ilmu Logam(Destructive test). 2012. Depok: Laboratorium Metalurgi fisik Departement Metalurgi & Material FTUI

19

20

Modul III PENGUJIAN KEKERASANI. Tujuan PraktikumUntuk mengetahui sifat suatu material terhadap material lainnya yang lebih keras, apabila kedua material tersebut mengalami kontak dengan jumlah gaya yang besar. Praktikum ini juga berfungsi untuk mencari nilai kekerasan suatu logam, untuk menjelaskan makna nilai kekerasan material dalam ilmu metalurgi dan ilmu terapan lainnya, menjelaskan perbedaan antara uji kekerasan dengan metode gores, pantulan dan indentasi, serta mengenali metode Brinell, Vickers, Knoop dan Rockwell.

II. Dasar TeoriApakah arti kekerasan itu? Kekerasan disini mengandung arti nilai ketahanan suatu material terhadap material lainnya yang memiliki kekerasan yang lebih daripada material tersebut, saat mereka mengalamai kontak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadapa suatu perlakuan. Terdapat tiga jenis/metode uji kekerasan yang tergantung dari cara melakukan pengujian yaitu: 1. Metode Goresan. Dikenalkan oleh Friedrich Mohs, metode ini merupakan perhatian utama dari para ahli mineral dan dunia mineralogi. Metode goresan dilakukan dengan mengukur kedalaman atau lebar goresan pada benda uji dengan cara menggoreskan permukaan benda uji dengan material pembanding. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan lain, disusun berdasarkan kemampuan gesekan yang satu terhadap yang lain.

21

Mohs membagi kekerasan material di dunia berdasarkan skala (dikenal sebagai skala Mohs). Skala bervariasi dari nilai 1 sampai 10. Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia diwakili oleh: 1. Talc 2. Gipsum 3. Calcite 4. Fluorite 5. Apatite Prinsip pengujian : Bila suatu material mampu digores oleh material 7 tetapi tidak mampu digores oleh material 9, maka kekerasan mineral berada diantara 7 dan 9, kira-kira setara nilai kekerasannya dengan Topaz. Kelemahan metode ini adalah ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material. 2. Metode Pantulan. Metode ini menggunakan suatu alat bernama Shore Scleoroscope, yang digunakan untuk mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut yang ditunjukkan oleh alat pengukur maka kekerasan benda uji dinilai semakin besar. 3. Metode Indentasi. Sesuai dengan namanya (indent), pengujian ini dilakukan dengan penekanan benda uji oleh indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Sesuai dengan indentasi yang dihasilkan, akan terdapat nilai kekerasan yang dicari. Metode yang menggunakan metode indentasi ini antara lain: a. Metode Brinell Diperkenalkan oleh J.A Brinell, pengujian kekerasan dengan metode ini berupa pembentukan lekukan pada logam 22 6.Orthoclase 7.Quartz 8. Topaz 9. Corundum10. Diamond (intan)

dengan memakai bola baja atau karbida tungsten berdiameter 10mm dan diberi beban 3000kg. Untuk logam lunak, beban dikurangi hingga tinggal 500kg, untuk menghindari jejak yang dalam. Untuk bahan yang keras, digunakan paduan karbida tungsten sebagai pemerkecil terjadina distorsi indentor. Angka kekerasan Brinell dinyatakan sebagai beban P dibagi luas permukaan lekukan. Rumus untuk angka kekerasan tersebut adalah

BHP =dimana,

=P = beban yang diterapkan (Kg) D = diameter bola (mm) d = diameter lekukan (mm) t = kedalaman jejak (mm)

(1)

Satuan dari BHN adalah kg/mm2. Akan tetapi, BHN tidak memenuhi hukum fisika, dan setelah perkembangan ilmu pengetahuan, metode ini berkembang kembali. Dengan memasukan harga sudut yang dimiliki oleh bola dan pusat kontak, ini ke persamaan (1), akan dihasilkan bentuk persamaan kekerasan Brineel yang lain, yaitu

BHP =

(2)

23

Gambar 1. Parameter-parameter dasar dalam pengujian Brinell

b. Metode Meyer Metode yang menggunakan luas proyeksi jejak, bukan luas permukaannya, untuk mencari nilai kekerasan adalah metode meyer. Tekanan rata-rata antara identer dan lekukan adalah sama dengan beban dibagi luas proyeksi lekukan.

=Meyer mengemukakan bahwa tekanan rata-rata dapat diambil sebagai ukuran kekerasan. Kekerasan Meyer = Kekerasan Meyer memiliki satauan sama seperti satuan kekerasan Brinell yaitu kg/mm. Hukum Meyer

P=kdimaana, P= beban yang diterapkan (kg) D= diameter lekukan (mm) n= konstanta bahan yang ada kaitannya dengan pengerasan regangan.

24

K= konstanta bahan yang menyatakan ketahanan terhadap penembusan (penetration) c. Metode Vickers Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar sudut antara permukaan-permukaan piramida yang saling berhadapan adalah . Pengujian Vickers juga disebut

sebagai uji kekerasan piramida intan. Angaka kekerasan intan didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan.

DHP =dimana, P = beban yang diterapkan (kg)

=

L = panjang diagonal rata-rata (mm) = sudut antara permukaan intan yang berlawanan Penggunaan indentor intan berbentuk piramida pada metode Vickers sangat menguntungkan karena dapat digunakan untuk memeriksa bahan-bahan dengan kekerasan tinggi. Di samping itu, bentuk dan geometri jejak yang dihasilkan tidak banyak dipengaruhi oleh besarnya beban yang diberikan sehingga besarnya beban tidak perlu dijaga dengan ketat. d. Metode Rockwell Uji kekerasan Rockwell merupakan uji yang directreading, tanpa menilai dari diameter/diagonal jejak yang dihasilkan. Metode ini sering digunakan karena cepat, bebas dari kesalahan manusia, mampu membedakan kekerasan paling kecil pada baja yang diperkeras. Maksud direct reading disini adalah, pengerjaannya dilaksanakan bersamaan pembacaan nilai kekerasan.

25

Pembebanan dilaksanakan selama 2 tahap, yang pertama adalah pembebanan minor untuk menentukan starting point, dan tahap kedua adalah pembebanan mayor, untuk mencari nilai kekerasan material tersebut. f. Metode Knoop Disebut sebagai metode micro-hardness, yakni memiliki arti bahwa metode knoop merupakan metode pencarian nilai kekerasan untuk benda uji yang sangat kecil. Nilai kekerasan knoop adalah pembebanan dibagi dengan luas penampang yang terdeformasi permanen.

III. Metodologi Penelitian1. Alat dan bahan : 1. Hoytom macrohardness tester. 2. Buehler Micromet 2010 series microhardness tester. 3. Micrometer 4. Measuring microscope 5. Sampel uji silinder pejal dan uji tarik. 2. Prosedur Percobaan : a. Meratakan permukaan logam/material yang ingin diuji dengan amplas dan lakukan pemolesan. b. Memilihlah indentor yang sesaui dengan skala kekerasan yang diinginkan dan letakkan benda uji pada alat uji. c. Memilihlah beban yang sesuai dengan benda uji. d. Memutar poros tempat dudukan benda uji searah jarum jam hingga indentor menyentuh benda uji secara perlahan-lahan. e. Melakukan langkah preload dari indentasi. f. Hitunglah nilai kekerasannya sesuai cara yang digunakan. g. Memutar tuas beban ke arah belakang, dengan hati-hati, lalu lepaskan tuas tersebut hingga berputar perlahan-lahan.

26

h. Melepaskan kontak indentor dengan benda uji secara hati-hati, yaitu dengan memutar poros dudukan berlawanan arah jarum jam. i. j. Melakukan operasi sebelumnya untuk lokasi lain atau material yang lainnya. Mengukur diameter jejak indentasi dengan mikroskop pengukur jejak. k. Tentukan kekerasan pada 5 titik dan hitung rata-ratanya. l. Hitung nilai kekerasan dengan rumus yang sesuai dengan metode uji (Brinell atau Vickers)

IV. Flow Chart Prosedur PengujianMeratakan permukaan logam dengan amplas, kikir, atau gerinda

Memilih indentor sesuai dengan skala kekerasan yang diinginkan dan letakkan benda uji pada alat uji

Mengatur beban dan memberikan indentor yang sesuai dan memberikan beban sesuai dengan jenis logam yang diuji, beban baja 1840 N, Cu 613 N, dan Al 294 N

Mengukur jejak indentor setelah beban dilepaskan

Menghitung nilai kekerasannya sesuai cara yang digunakan

27

Menentukan kekerasan pada lima titik dan hitung rata-ratanya

Pengujian Selesai

Daftar PustakaCallister, William D. Materials Science and Engineering An Introduction 6th Edition. 2007. Canada : John Wileys & Sons, Inc. Modul Praktikum Metalurgi Fisik. 2012. Laboratorium Metalografi dan HST Departemen Metalurgi dan Material FTUI : Depok

28