Laporan Ema 1
-
Upload
syaiful-yazan -
Category
Documents
-
view
126 -
download
5
description
Transcript of Laporan Ema 1
LAPORAN PRAKTIKUM 1
PENGUJIAN METALOGRAFI
1. PENDAHULUAN
Proses yang diberikan pada bahan seperti drawing atau forging melibatkan
bahan pada pemberian panas dan gaya mekanik. Pemberian panas dan gaya mekanik
akan menyebabkan perubahan struktur mikro dari suatu bahan. Perubahan struktur
mikro akan berpengaruh terhadap sifat bahan. Sehingga dibutuhkanlah suatu teknik
untuk mengamati material secara mikro, yaitu Teknik metalografi.
Teknik metalografi adalah suatu teknik untuk mengamati dan mempelajari
struktur mikro dan makro suatu logam dan paduan dan kaitannya dengan sifat mekanik
dengan menggunakan mikroskop optik atau elektron atau peralatan “lainnya”.
2. TUJUAN
a. Dapat melakukan pengujian metalografi suatu material.
b. Mengetahui jenis fasa / struktur mikro dari suatu material.
c. Mengetahui sifat – sifat material dati uji metalografi.
d. Mengetahui bentuk – bentuk fasa dari logam.
3. LANDASAN TEORI
Pengujian material logam dapat dilakukan dengan dua jenis proses yaitu,
Destructive Test dan Non-Destructive Test.
Destructive Test adalah jenis pengujian kekuatan material logam yang bersifat
merusak, atau dengan kata lain menguji material logam dengan merusak logam tersebut.
Contoh metode dari jenis Destructive Test antara lain Rockwell, Brinell, Vickers, dan lain
lain.
Non-Destructive Test adalah pengujian logam yang bersifat tidak merusak material
yang akan diuji. Contoh metode dari jenis Non-Destructive Test adalah Teknik
Metalografi. Berikut adalah pembahasan lebih detail mengenai Metalografi.
3.1 Pengertian Metalografi
Teknik metalografi adalah suatu teknik untuk mengamati dan mempelajari
struktur mikro dan makro suatu logam dan paduan dan kaitannya dengan sifat mekanik
dengan menggunakan mikroskop optik atau elektron atau peralatan “lainnya”.
Untuk pengujian dengan menggunakan mikroskop optic, maka perbesaran yang dapat
dilakukan yaitu 1000x perbesaran. Dengan perbesaran tersebut maka dapat dapat
mengamati struktur mikro dari suatu material. Sementara itu, untuk mengamati struktur
makro dari material tersebut, hanya diperlukan 100x pembesaran.
Selain menggunakan mikroskop optic, ada pula alat dengan electron yang
peembesarannya dapat mencapai 1juta x pembesaran. Alat ini digunakan unutuk
fotografi.
Struktur Mikro adalah gambar/konfigurasi distribusi fasa-fasa, yang apabila
diamati dengan mikroskop optik, dapat dipelajari antara lain:
Jenis fasa
Bentuk dan ukuran butir (dendritik, equaksial dsb)
Bentuk, ukuran dan distribusi inklusi.
Mikroporositas, fisure
Bentuk, ukuran dan distribusi grafit pada besi cor.
Dari jenis fasa dan konfigurasi bentuk butir, dapat dipelajari jenis perlakan apa
saja yang pernah dialami oleh logam/paduan tersebut.
Struktur Makro adalah gambar/konfigurasi struktur, yang apabila diamati
dengan mikroskop optik, dapat dipelajari antara lain:
o Bagian yang dikeraskan atau tidak
o Logam lasan dan logam induk
o Garis aliran deformasi
o Distribusi MnS pada baja
o Struktur ingot seperti : Outer chill zone, columnar zone, central equaksial zone,
flakes dsb
Berikut adalah contoh gambar struktur
Dengan demikian berdasarkan pemahaman terhadap struktur mikro dan makro
dapat dianalisa
Sifat material
Perkiraan kasar komposisi kimia
Sejarah material
Teknik metalografi terdiri dari :
Metalografi terhadap spesimen
o Metalografi
o Metalografi warna etsa/pengkorosif
o Heat tinting dipanaskan
o Metalografi In-situ tidak merusak benda uji, contoh : pipa minyak.
o Metalografi Replika dengan menggunakan kertas khusus sehingga
membentuk negatifnya.
3.2 Manfaat Metalografi
Ada pun manfaat dari pengujian meralografi antara lain :
- Mengindentifikasi fasa-fasa (metalografi warna/selective etching)
- Mempelajari dan mengukur bentuk dan ukuran butir
- Mempelajari pengaruh proses pelakuan panas atau pengerjaan mekanik
- Analisa kegagalan.
3.3 Proses Pengujian Metalografi
Proses metalografi terdiri dari proses persiapan dan pengujian.
a. Proses persiapan
Proses persiapan pengujian metalografi terdiri dari :
Analisis pendahuluan
Merupakan tahap untuk menentukan bagian mana yang diuji/bagian kritis.
Hal ini tentunya berkaitan dengan informasi mengenai sample yang diuji.
Terdapat beberapa teknik pengambilan sample untuk pengujian metalografi
sebagai berikut:
Jumlah sampel bergantung pada :
− Ukuran
− Kompleksitas
− Persyaratan teknik Sampel
Lokasi pengambilan sampel mempertimbangkan:
− Sejarah material
misal : hasil coran, proses pembentukan, proses pengelasan,
perlakuan panas
− Tujuan analisa
misal : analisa kerusakan, homogenitas pendinginan, homogenitas
kimia
Orientasi benda kerja yang akan diamati
Proses pembuatan
misal hasil coran, hasil proses pembentukan
pada material hasil proses rolling perlu dilakukan proses perlakuan
panas normalizing. Hal ini dikarenakan pada material hasil proses
rolling pada hasil pemotongan memanjang / melintang memiliki
struktur yang berbeda.
Bentuk produk
Pembingkaian sampel:
Sampel besar Tidak perlu dibingkai
Sampel kecil Perlu dibingkai
Teknik pembingkaian :
Pembikaian tercelup didalam resin atau bakelit atau logam non ferro
(temperatur cair randah)
Pembikaian mekanik
Pemolesan mekanik
Merupakan proses pemolesan dengan media partikel abrasive. Beberapa
jenis partikel abrasive yang digunakan antara lain Si, AlSO3, dan Emery.
Pemolesan kimia
Yaitu proses pemolesan dengan menggunakan bahan kimia.
Teknik-teknik pemolesan yang khusus
Pemolesan khusus dilakukan dengan menggunaka EDM teknik erosi.
Teknik-teknik mengetsa
Permukaan specimen hasil proses poles direaksikan dengan larutan kimia
yang dibuat untuk itu.
Cara mengetsa :
− Dicelupkan (immersion Method)
− Swabbing
− Electrochemical etch
Cara lain :
− Heat Tinting
− Metode Interferensi
Jenis Etsa
− Grain boundary etching didapatkan batas butir saja
− Grain surface etching mendapatkan tinggi rendah butir
b. Proses Pengamatan
Proses pengamatan dilakukan dengan bantuan alat yaitu mikroskop.
Prinsip kerja dari alat ini yaitu dengan memberikan cahaya pada benda uji.
Cahaya yang diterima benda uji akan mengalami relief hasil pembiasan
pantulan cahaya mikroskop terhadap material. Sehingga karena adanya
perbedaan ketinggian pada material karena proses etsa maka pada lensa
pengamatan akan berbentuk bagian yang terang dan gelap sesuai dengan
ketinggian masing – masing butir. Gamabar di bawah ini merupakan ilustrasi
dari prinsip pengamatan.
4. PERSYARATAN BENDA KERJA
Didalam praktikum ini terdapat beberapa persyaratan yang harus dimiliki oleh
benda kerja yaitu pada benda kerja tersebut sebelum di uji harus di poles terlebih dahulu
dan tidak boleh terdapat goresan ataupun kotoran pada benda uji tersebut.
5. ALAT dan BAHAN
Alat :
Kertas amplas (no. 180, 240, 360, 400, 600, 800, 1000)
Mesin amplas
Mesin poles
Pengering
Mikroskop lengkap
Pelat landasan
Perata
Kamera foro Polaroid
Kamera video dan TV
Bahan :
- Spesimen material sebanyak 9 buah yang terdiri dari :
VCN (Normal, Heat Treatment, Annealing)
ST37 (Normal, Heat Treatment, Annealing)
S45C (Normal, Heat Treatment, Annealing)
- Air
- Larutan alumina oksida (Al2O3)
- Larutan Etsa
- Alkohol
- Malam untuk landasan
- Tissue
- Film Polaroid / kertas video printer
6. PROSEDUR PRAKTIKUM
6.1. Pengampelasan
Tujuan : Meratakan dan menghaluskan permukaan sampel yang akan diamati.
Fungsi cairan pendingin:
Mengurangi gesekan.
Menghindari kerusakan/perubahan struktur mikro.
Membuang partikel abrasif dari piringan pengampelas
Cara kerja :
Tentukan bidang pengujian
Gerinda bidang tersebut pada mesin gerinda.
Chafer pada sisi tajam
Untuk menghindari panas dari benda uji celupkan benda uji ke wadah air secara
periodic selama proses penggerindaan. Proses penggerindaan dilakukan hingga
didapatkan permukaan uji yang rata dengan alur goresan hasil gerinda segaris,
Lakukan pengamplasan basah yaitu mulai amplas no. 180 s.d no.1000. Hal yang
perlu diperhatikan sbb :
- Aliran air pendingin dan pembawa harus kontinyu dan cukup.
- Tekan benda uji sehingga terasa memotongdan memakan bidang uji.
- Arah alur minimum dua kali berubah
- Sebelum ganti amplas biarkan dulu air mengalir pada kertas amplas dan
benda uji dicuci dengan air.
- Kertas amplas diganti setelah alur sisa amplas sebelumnya sudah hilang.
6.2.Pemolesan
Tujuan : Menghaluskan dan melicinkan permukaan sampel yang akan diamati.
Langkah Pengampelasan dan pemolesan sebaiknya diputar-putar untuk menghindari
adanya Shadow Effect.
Cara kerja :
Ganti piringan untuk amplas dengan piringan untuk polishing.
Teteskan larutan alumina oksida kurang lebih sepuluh tetes.
Lakukan polishing sampai dadapatkan permukaan benda uji yang rata
mengkilat, tidak ada bekas amplas.
Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam proses polishing yaitu sebagai berikut:
- Polishing dilakukan tanpa air mengalir
- Media polesh (pasta intan alumina) cukup diberikan sedikit/secukupnya.
- Bila hasil polesh tidak dapat rata dan mengkilat bersihkan kain poles
dengan menggunakan air mengalir dan disikat dengan sikat halus (sikat
gigi).
6.3.Proses Etsa
Tujuan : Memunculkan mikrostruktur bahan kristalin berdasarkan reaksi kimia.
Cara kerja :
Setalah benda hasil poles halus dan mengkilat tanpa goresan, bersihkan
permukaan benda uji dengan air mengalir kemudian dengan alcohol.
Keringkan permukaan benda uji dengan pengering, jangan disentuh dengan
tangan karena lemak dari tangan dapat menempel/mengotori permukaan benda
uji.
Proses penetsaan, benda uji dietsa yaitu dengan mencelupkan permukaan
kedalam cairan etsa yang berbeda dalam cawan keramik selama 5-10 detik.
Seletah dietsa segera angkat sample kemudian bersihkan dengan mengalirkan
alcohol.
Keringkan kembali sampel dengan pengering.
6.4. Pengamatan Sampel / Pengujian Metalografi
Setelah melakukan persiapan sampel, selanjutnya melakukan pengamatan
sampel dengan menggunakan mikroskop. Pengamatan dilakukan dengan teknik
metalografi mikro, yaitu pengamatan sampel dengan perbesaran di atas 100 kali.
Tujuan : Mengamati struktur mikro dari material yang diuji.
Cara kerja :
Proses ini merupakan proses lanjutan dari proses persiapan benda uji
metallografi.
Siapkan benda uji, pastikan permukaan benda uji bersih dan telah dietsa.
Letakkan dan tempelkan benda uji pada malam yang berada di plat landasan
agar benda uji dapat berdiri stabil.
Ratakan benda uji dengan perata, lindungi permukaan benda uj dengan tissue
agar permukaan tidak tergores.
Letakkan benda uji dibawah lensa objektif dari mikroskop.
Hidupkan lampu mikroskop.
Arahkan pandangan mikroskop pada bagian benda uji yang akan diamati
dengan cara memutar posisi maju – mundur dan kiri-kanan.
Fokuskan pandangan sehingga struktur dapat terlihat dengan jelas.
Lakukan pengamatan dan catat hasil pengamatan.
Pada praktikum kali ini tidak dilakukan proses pembingkaian karena benda
dapat langsung diamatai menggunakan mikroskop dengan menaruh bagian hasil etsa
pada pelat landasan dengan posisi lensa mikroskop berada di bawah benda uji.
Memposisikan sampel dan pengaturan fokus serta perbesaran skala.
7. HASIL PENGUJIAN
Dari spesimen yang telah di uji tadi maka didapatkan hasil pengujian seperti
berikut ini :
Hasil Pengamatan Mikro Struktur
Material Micro Struktur Keterangan
VCN
Harden
Pada gambar disamping terlihat
struktur ferrite terlihat lebih
mendominasi, hal ini dikarenakan
akibat perlakuan panas dengan
proses pendinginan cepat yang
menyebabkan material lebih keras.
VCN
Anealing
Pada gambar disamping terlihat
struktur pearlite terlihat lebih
mendominasi, hal ini terjadi akibat
proses perlakuan panas dengan
pendinginan yang lebih lambat
sehingga material lebih lunak
dibandingkan kondisi normal.
VCN
Normal
Pada gambar disamping terlihat
struktur pearlite dan ferrite realtif
sebanding dan butirannya lebih
padat yang menyebabkan sifat
mekanik lebih keras.
S45C
Harden
Pada gambar disamping terlihat
struktur ferrite mendominasi
diakbatkan perlakuan panas
dengan proses pendinginan cepat
menyebabkan material lebih keras
dibandingkan dengan kondisi
normal.
S45C
Anealing
Pada gambar disamping terlihat
struktur pearlite mendominasi, hali
ini akibat perlakuan panas dengan
proses pendinginan perlahan,
menyebabkan material lebih lunak
dibandingkan kondisi normal.
S45C
Normal
Pada gambar disamping terlihat
struktur pearlite dan ferrite masih
hampir relatif sebanding, struktur
butiran mikro lebih padat terlihat
lebih padat.
St.37
Harden
Pada gambar disamping struktur
ferrite dengan butiran besar lebih
mendominasi yang menyebabkan
sifat mekanik material semakin
keras.
St.37
Anealing
Pada gambar disamping terlihat
struktur pearlite (hitam) lebih
mendominasi, fasa pearlite ini
terbentuk karena adanya perlakuan
panas dan mengalami pendinginan
secara lambat.
St.37
Normal
Kadar ferrite (putih) dan pearlite
(putih) masih realtif sebanding,
pada gambar terlihat butiran besar
dimana baja ringan memiliki
kandungan 0,2% carbon dan
sebagian besarnya ferrite.
8. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa
pengujian metallografi dilakukan untuk mengetahui struktur mikro yang membentuk suatu
material. Sehingga berdasarkan struktur yang dimiliki masing material akan berpengaruh
terhadap sifat mekanik material tersebut.
Struktur mikro pada material baja terdapat beberapa jenis diantaranya pearlite,
ferrite, martensit, austenite, dan juga bainit. Masing – masing jenis struktur tersebut
tentunya memiliki karakteristik yang berbeda – beda sehingga mengakibatkan material
dengan struktur mikro yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda pula. Berikut adalah
beberapa gambaran dari beberap struktur mikro baja :
Di dalam pengujian metalografi terdapat dua tahap utama pengujian yaitu persiapan
dan pengamatan. Apabila hasil dari tahap persiapan sudah sesuai dengan standard
pengujian maka proses selanjutnya dapat dilakukan ke tahap pengamatan untuk dapat
dilihat struktur mikro yang membentuk material tersebut.