Pembelajaran - Media Informasi SMK Al Huda Kediri | … · Web viewUntuk mengetahui kekuatan suatu...

Modul Teknik Pemesinan / smk Al Huda Kediri Sifat-sifat Logam

Pembelajaran. 2

2.2. Sifat Logam dan Unsur Logam Material dapat berupa bahan logam dan nonlogam. Bahan logam ini terdiri dari logam

ferro dan nonferro. Bahan logam ferro di antaranya besi, baja, dan besi cor, sedangkan logam

nonferro (bukan besi) antara lain emas, perak, dan timah putih. Bahan nonlogam dapat dibagi

menjadi bahan organik (bahan yang berasal dari alam) dan bahan anorganik.

1. Berbagai Macam Sifat Logam

Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia,

dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban

yang diberikan pada logam tersebut. Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain:

kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat

fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan.

Kekuatan (strength) adalah kemampuan material untuk menahan tegangan tanpa

kerusakan. Beberapa material seperti baja struktur, besi tempa, alumunium, dan tembaga

mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir sama. Ukuran kekuatan bahan adalah

tegangan maksimumnya, atau gaya terbesar persatuan luas yang dapat ditahan bahan tanpa

patah. Untuk mengetahui kekuatan suatu material dapat dilakukan dengan pengujian tarik,

tekan, atau geser.

Kekerasan (hardness) adalah ketahanan suatu bahan untuk menahan pembebanan

yang dapat berupa goresan atau penekanan. Untuk mengetahui kekerasan suatu material

digunakan Uji Brinell. Kekakuan adalah ukuran kemampuan suatu bahan untuk menahan

perubahan bentuk atau deformasi setelah diberi beban. Kelelahan bahan adalah kemampuan

suatu bahan untuk menerima beban yang berganti-ganti dengan tegangan maksimum diberikan

pada setiap pembebanan.

Elastisitas adalah kemampuan suatu bahan untuk kembali ke bentuk semula setelah

menerima beban yang mengakibatkan perubahan bentuk. Elastisitas ini penting pada semua

struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah terlebih pada alat-alat dan mesin-mesin

presisi.

Plastisitas adalah kemampuan suatu bahan padat untuk mengalami perubahan bentuk

tetap tanpa ada kerusakan. Sifat fisika adalah karakteristik suatu bahan ketika mengalami

peristiwa fisika seperti adanya pengaruh panas atau listrik. Yang termasuk sifat-sifat fisika

adalah sebagai berikut: titik lebur, kepadatan, daya hantar panas, dan daya hantar listrik. Sifat 5/8/2023 1


kimia adalah kemampuan suatu logam dalam mengalami peristiwa korosi. Korosi adalah

terjadinya reaksi kimia antara suatu bahan dengan lingkungannya. Secara garis besar ada dua

macam korosi, yaitu korosi karena efek galvanis dan reaksi kimia langsung.

2. Mineral Mineral merupakan suatu bahan yang banyak terdapat di dalam bumi, yang

mempunyai bentuk dan ciri-ciri khusus serta mempunyai susunan kimia yang tetap.

Mineral memiliki ciri-ciri khas antara lain sebagai berikut.

a. Warna, mineral mempunyai warna tertentu, misalnya malagit berwarna hijau, lazurit

berwarna

biru, dan ada pula mineral yang memiliki bermacam-macam warna misalnya kuarsa.

b. Cerat, merupakan warna yang timbul bila mineral tersebut digoreskan pada porselen

yang tidak dilicinkan.

c. Kilatan merupakan sinar suatu mineral apabila memantulkan cahaya yg dikenakan

kepadanya. Misalnya emas, timah, dan tembaga yang mempunyai kilat logam.

d. Berat jenis, mineral mempunyai berat jenis antara 2 – 4 ton/m2. Berat jenis ini akan

berubah

setelah diolah menjadi bahan.

3. Berbagai Jenis Sumber Daya Mineral

a. Unsur-unsur logam

Unsur-unsur logam dibagi lagi dalam dua kelompok menurut banyaknya, yaitu

yang berlimpah di kerak bumi seperti besi, alumunium, mangan, dan titanium, dan

yang sedikit terdapat di alam seperti tembaga, timah hitam.

b. Unsur-unsur nonlogam

Unsur-unsur nonlogam (nonmetallic) dapat dibagi menjadi empat kelompok

berdasarkan kegunaannya, antara lain :

← • Natrium klorida, kalsium fosfat, dan belerang merupakan bahan-bahan

← utama industri-industri kimia dan pupuk buatan.

← • Pasir, batu kerikil, batu hancur, gips, dan semen terutama dipakai

← sebagai bahan-bahan bangunan dan konstruksi lainnya.

← • Bahan bakar fosil, yaitu yang berasal dari sisa-sisa tanaman dan

← binatang seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Persediaan 5/8/2023 2


← energi kita sekarang sangat bergantung pada bahan-bahan ini.

← • Air merupakan sumber mineral terpenting dari semuanya yang terdapat

← melimpah di permukaan bumi. Tanpa air tidak mungkin kita dapat

← menanam dan menghasilkan bahan makanan.

4. Pemurnian Mineral Mineral pada awalnya ditemukan di alam masih bercampur dengan mineral lain

sehingga perlu dilakukan proses pemurnian untuk mendapatkan satu bentuk mineral.

Pemurnian mineral adalah proses memisahkan satu bentuk mineral dari mineral-mineral

lainnya melalui satu proses dan cara tertentu.

a. Proses pemurnian bijih besi

Melebur dan mengoksidasi besi adalah proses kimia yang sederhana. Selama proses

itu,

karbon dalam bentuk kokas dan oksida besi bereaksi pada suhu tinggi, membentuk

metalik iron

(besi yang bersifat logam) dan gas karbon dioksida.

Sejak abad ke-14 besi mulai diproduksi dalam jumlah besar dan dasardasar

eksploitasi industri besi secara modern sudah dimulai. Setelah itu diperoleh berbagai

penemuan dalam produksi besi, antara lain: (a) metode untuk memproduksi baja yang

berkualitas tinggi dari besi kasar, (b) prosedur-prosedur tanur yang lebih efisien,

termasuk juga pemakaian kokas yang dibuat dari batu bara sebagai pengganti arang

kayu, akibat semakin berkurangnya persediaan kayu, (c) metode-metode untuk

mereduksi bijih besi. (d) metode-metode untuk memanfaatkan bijih-bijih besi yang

mengandung kotoran-kotoran perusak seperti fosfor dan belerang, dan (e) metode-

metode untuk memproses bijih besi berkadar rendah.

b. Proses pemurnian alumunium

Proses pemurnian alumunium dengan cara memanaskan alumunium hidroksida

sampai

lebih kurang 1.300°C (diendapkan), akan didapatkan alumina. Lima belas persen

alumina

(Al2O3) dapat diuraikan ke dalam kriolit, sedang proses elektrolisis di sini sebagai

reduksi

Al2O3.

Bijih bauksit mula-mula dimurnikan terlebih dahulu dengan proses kimia dan 5/8/2023 3


alumunium

oksida murni diuraikan dengan elektrolisis. Bauksit dimasukkan ke dalam kauksit

soda,

alumina di dalamnya membentuk natrium aluminat, bagian lain tidak bereaksi dan

dapat

dipisahkan.

c. Proses pemurnian tembaga

Proses pemurnian tembaga diawali dengan penggilingan bijih tembaga kemudian

dicampur dengan batu kapur dan bahan fluks silika. Tepung bijih dipekatkan terlebih

dahulu, sesudah itu dipanggang sehingga terbentuk campuran FeS, FeO, SiO2, dan

CuS. Campuran ini disebut kalsin dan dilebur dengan batu kapur sebagi fluks dalam

dapur reverberatory. Panas oksidasi yang dihasilkan cukup tinggi sehingga muatan

tetap cair dan sulfida tembaga akhirnya berubah menjadii oksida tembaga dan sulfat.

Setelah itu, tembaga ini dilebur dan dicor menjadi slab, kemudian diolah lebih lanjut

secara elektronik menjadi tembaga murni.

d. Proses pemurnian timah putih (Sn)

Proses pemurnian timah putih diawali dengan memisahkan bijih timah dan pasir

dengan mencuci lalu dikeringkan. Setelah itu, bijih itu dilebur di dalam dapur corong

atau dapur nyala api dengan kokas dan dituang menjadi balokbalok kecil.

e. Proses pemurnian timbel/timah hitam (Pb)

Bijih-bijih timbel harus dipanggang terlebih dahulu untuk menghilangkan sulfida-

sulfida, sedang timbel dengan campurannya yang lain berubah menjadi oksida timah

hitam (PbO) dan sebagian lagi menjadi timbel sulfat (PbSO4). Dengan menambah

kwarsa (SiO2) pada sulfat di atas suhu yang tinggi akan mengubah timbel sulfat

menjadi silikat. Campuran silikat timbel dengan oksida timbel yang dipijarkan pakai

kokas kemudian dicampur dengan batu kapur, akan menghasilkan timbel.

f. Proses pemurnian seng (Zn)

Proses pemurnian seng diawali dengan memisahkan bijih seng kemudian

dipanggang dalam dapur untuk mengeluarkan belerang dan asam arang. Setelah itu

terjadilah oksida seng, karbonatnya terurai dan sulfidanya dioksidasi. Bijih seng

didapat dari senyawa belerang di antaranya karbonat seng (ZnCO3), silikat seng

(ZnSiO4H2O), dan sulfida seng (ZnS).

g. Proses pemurnian magnesium

Untuk memperoleh magnesium dilakukan dengan jalan elektrolisis, yaitu dengan 5/8/2023 4


cara memijarkan oksida magnesium bersama-sama dengan zat arang (karbon) atau

silisium ferro sebagai bahan reduksi. Setelah itu magnesium dapat terpisahkan.

h. Proses pemurnian perak

Proses pemurnian perak dilakukan dengan jalan elektrolisis bijih-bijih perak. Bijih

perak

yang mengandung belerang dipanggang dahulu kemudian dicairkan. Bijih yang

mengandung

timbel dihaluskan kemudian dicairkan dengan memasukkan zat asam yang banyak

sampai

timbel terbakar menjadi glit-timbel dan dikeluarkan sebagai terak. Setelah itu, hanya

tertinggal

peraknya saja.

i. Proses pemurnian platina

Proses pemurnian platina tergantung pada zat-zat yang terkandung dalam bijih-bijih

logam.

Bijih-bijih yang mengandung emas dikerjakan dalam air raksa, sedangkan platina tidak

dapat

melarut dalam air raksa. Berikutnya dengan proses kimiawi (proses elektrolisis).

Platina itu

dapat dibersihkan sampai tercapai keadaan yang murni.

j. Proses pemurnian nikel (Ni)

Proses pemurnian nikel diawali dengan pembakaran bijih nikel, kemudian dicairkan

untuk

proses reduksi dengan menggunakan arang dan bahan tambahan lain dalam sebuah

dapur

tinggi. Dari proses tersebut nikel yang didapat kurang lebih 99%. Jika hasil yang

diinginkan

lebih baik (tidak berlubang), proses pemurniannya dikerjakan dengan jalan elektrolisis

di atas

sebuah cawan tertutup dalam dapur nyala api. Reduktor yang digunakan biasanya

mangan dan

fosfor.

5/8/2023 5


RANGKUMAN :

Material dapat berupa bahan logam dan nonlogam. Bahan logam ini terdiri dari logam

ferro dan nonferro. Bahan logam ferro di antaranya besi, baja, dan besi cor, sedangkan logam

nonferro (bukan besi) antara lain emas, perak, dan timah putih. Bahan nonlogam dapat dibagi

menjadi bahan organik (bahan yang berasal dari alam) dan bahan anorganik.

Logam mempunyai beberapa sifat antara lain: sifat mekanis, sifat fisika, sifat kimia,

dan sifat pengerjaan. Sifat mekanis adalah kemampuan suatu logam untuk menahan beban

yang diberikan pada logam tersebut. Yang termasuk sifat mekanis pada logam, antara lain:

kekuatan bahan (strength), kekerasan elastisitas, kekakuan, plastisitas, kelelahan bahan, sifat

fisika, sifat kimia, dan sifat pengerjaan.

Mineral merupakan suatu bahan yang banyak terdapat di dalam bumi, yang mempunyai

bentuk dan ciri-ciri khusus serta mempunyai susunan kimia yang tetap.

Unsur-unsur logam dibagi lagi dalam dua kelompok menurut banyaknya, yaitu yang berlimpah

di kerak bumi seperti besi, alumunium, mangan, dan titanium, dan yang sedikit terdapat di

alam seperti tembaga, timah hitam. Unsur-unsur nonlogam (nonmetallic) dapat dibagi menjadi

empat kelompok berdasarkan kegunaannya, antara lain :

← • Natrium klorida, kalsium fosfat, dan belerang merupakan bahan-bahan

← utama industri-industri kimia dan pupuk buatan.

← • Pasir, batu kerikil, batu hancur, gips, dan semen terutama dipakai

← sebagai bahan-bahan bangunan dan konstruksi lainnya.

← • Bahan bakar fosil, yaitu yang berasal dari sisa-sisa tanaman dan

← binatang seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Persediaan

← energi kita sekarang sangat bergantung pada bahan-bahan ini.

← • Air merupakan sumber mineral terpenting dari semuanya yang terdapat

← melimpah di permukaan bumi. Tanpa air tidak mungkin kita dapat

← menanam dan menghasilkan bahan makanan.

TES FORMATIF :

Kerjakan soal dibawah ini dengan benar dan jelas.

1. Jelaskan yang dimaksud dengan bahan logam dan non logam.

2. Sebutkan sifat sifat yang dimiliki oleh logam

3. Jelaskan yang dimaksud dengan Mineral.

4. Sebutkan unsur-unsur non logam berdasarkan kegunaannya.

5/8/2023 6


5. Jelaskan yang dimaksud dengan sifat mekanis yang dimiliki oleh logam.

Pembelajaran. 3

2.3. Proses Perlakuan Panas Logam

Tujuan perlakuan panas pada material logam yaitu untuk meningkatkan sifat-sifat

material untuk kondisi operasional komponen. Macam-macam perlakuan panas yang umumnya

dilakukan antara lain :

1. Pengerjaan anil (annealing), Pengerjaan ini dilakukan dengan memanaskan logam

baja hingga di atas temperatur trasnformasi (723oC) bertujuan untuk mengubah ke fasa austenit

kemudian didinginkan secara perlahan-lahan (pendinginan tungku). Tujuan utama pengerjaan

ini adalah softening baja.

2. Pengerjaan Normalisasi (Normalizing), Pengerjaan ini dilakukan dengan

memanaskan baja hingga menjadi fasa austenit penuh dan didinginkan di udara (pendinginan

tungku) hingga mencapai suhu kamar. Fasa yang dihasilkan berstruktur ferrite dan pearlite

tergantung komposisi unsure karbon.

3. Pengerjaan pengerasan (Quenching treatment), Perlakuan baja ini dilakukan

dengan memanaskan baja hingga fasa menjadi austenit dan didinginkan secara cepat (lihat

diagram CCT baja karbon rendah). Media pendinginan cepat seperti air, oli, garam atau media

pendingin lainnya. Tujuan utama perlakuan ini untuk meningkatkan kekerasan baja.

4. Pengerjaan temper (tempering treatment), Perlakuan pemanasan kembali logam

baja yang telah dikeraskan (quenching) dengan pencelupan cepat. Suhu pemanasan adalah

agak rendah dibawah suhu transformasi eutectoid (lihat diagram fasa biner Fe-C). Tujuan

utama yaitu mengurangi nilai kekerasan logam sehingga keuletan (ductility) logam akan naik.

Beberapa variabel penting dalam perlakuan temper adalah temperatur, waktu pemanasan dan

lain-lain.

5. Perlakuan Pembebasan Tegangan ( Stress Relieving Treatment), Perlakuan ini

bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa di dalam logam baja akibat perlakuan logam

seperti proses las, produk cor-coran, pengerjaan dingin, pencelupan cepat dan sebagainya.

Proses ini dengan memanaskan hingga temperatur mendekati suhu temperatur, ditahan untuk

beberapa saat kemudian didinginkan diudara.

6. Speroidisasi (Spherodizing), Perlakuan pemanasan untuk menhasilkan karbida yang

berbentuk bulat (globular) di dalam logam baja.5/8/2023 7


TES FORMATIF :

Kerjakan soal dibawah ini dengan jelas dan benar.

1. Jelaskan tujuan dilakukannya perlakuan panas pada logam.

2. Sebutkan macam-macam jenis perlakuan panas pada logam.

3. Jelaskan yang dimaksud dengan perlakuan panas logam jenis pengerjaan annealing.

4. Jelaskan suhu pemanasan yang terjadi pada pengerjaan tempering dan apakah tujuannya.

5.Jelaskan tujuan dilakukan pengerjaan Stress Relieving Treatment.

Pembelajaran. 4

2.4. Proses Korosi dan Pelapisan Logam

1. Pengertian Korosi

Korosi adalah proses alami yang terjadi pada material logam yang berakibat

menurunnya kekuatan dari material logam tersebut. Proses korosi yang terjadi secara alami ini

sangat sulit dihindari, usaha yang dilakukan hanyalah menghambat laju korosi yang terjadi

dengan cara melakukan pencegahannya.

Korosi adalah proses pengoksidasian logam dengan lingkungan yang korosif, sehingga

menimbulkan kerusakan atau pengdegredisian. Korosi dapat terjadi hampir pada semua logam

terutama logam ferro (besi), karena logam jenis ini mudah beroksidasi dengan udara

lingkungan. Korosi secara kimia adalah reaksi oksidasi logam, terutama besi, oleh oksigen di

udara. Reaksi yang terjadi adalah:

2Fe+O2+2H22+ + 4OH. Ion Fe2+ yang dihasilkan kemudian dioksidasi lebih lanjut

menjadi

Fe3+ dan akhirnya membentuk karat, yakni F23 xH2.

2. Jenis-Jenis Penyebab Korosi

Penyebab korosi ada dua macam yaitu korosi disebabkan oleh proses kimia dan

korosi disebabkan oleh proses elektrolisa:

a. Korosi Akibat Proses Kimia

5/8/2023 8


Logam akan berkarat karena suatu proses yang dapat dikatakan sebagai suatu proses

kimia yang sederhana. Oksigen yang terdapat pada atmosfir dapat bergabung dengan logam-

logam membentuk lapisan oksida pada permukaannya. Kecepatan berkarat tidak akan

berkurang sebab lapisan dari hasil korosi yang terbentuk akan lepas sehingga lapisan karat

yang baru terbentuk dibawahnya dan melepaskan lapisan diatasnya

b. Korosi Akibat Proses Elektrolisa

Korosi akibat proses elektrolisa pada dasarnya adalah korosi yang terjadi akibat

proses kimia juga, walaupun sedikit lebih kompleks. Apabila pelat-pelat tersebut tidak

bersentuhan di dalam larutan ataupun tidak ada hubungan di luar larutan, tidak akan ada aksi

yang akan ambil bagian. Sehingga pelapisan tipis dari satu diantara logam-logam itu sering

digunakan untuk melindungi baja ringan. Yang banyak dipakai adalah timah, aluminium dan

sebagainya. Contohnya, timah murni dan aluminium mempunyai daya tahan korosi yang baik

sekali, tidak hanya dalam atmosfir dan air, akan tetapi juga dalam beberapa cairan dan larutan

dan cocok dibuat sebagai pelapis logam-logam.

3. Cara pencegahan korosi Dari reaksi yang diceritakan di atas terlihat bahwa untuk pencegahan korosi dapat

dilakukan dengan pengubahan kecenderungan oksidasi besi, pengubahan lingkungan dan

logamnya sehingga aliran arus atau elektron tidak terjadi, dan penghambatan persentuhan

dengan oksigen langsung.

Usaha pengecatan serta pelapisan dengan oli dan minyak merupakan usaha men-

cegah pertemuan langsung logam dan oksigen. Back to Nature (kembali ke alam) merupakan

istilah yang digunakan oleh banyak orang, agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-

bahan kimia yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.

Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan merupakan suatu peristiwa

kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi reaksi

dengan lingkungan. Proses pencegahan korosi dapat dilakukan, diantaranya dengan pelapisan

pada permukaan logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi dan lain-lain.

Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat

biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah diperlukan.

Beberapa cara untuk menanggulangi besi atau logam lain agar tahan dari proses perkaratan:

1. Melapisi besi atau logam lainnya dengan cat khusus besi yang banyak dijual di toko-

toko

bahan bangunan.

5/8/2023 9


2. Membuat logam dengan campuran yang serba sama atau homogen ketika pembuatan

atau

produksi besi atau logam lainnya di pabrik.

3. Pada permukaan logam diberi oli atau vaselin

4. Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium (Mg) melaui kawat agar

yang

berkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk mencegah berkarat

pada

tiang listrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh dari tiang listrik.

5. Melakukan proses galvanisasi dengan cara melapisi logam besi dengan seng tipis

atau

timah yang terletak di sebelah kiri deret volta.

6. Melakukan proses elektro kimia dengan jalan memberi

lapisan timah seperti yang biasa dilakukan pada kaleng.

TES FORMATIF :


1. Jelaskan yang dimaksud dengan Korosi yang terjadi pada logam.

2. Jelaskan reaksi yang terjadi pada proses korosi.

3. Sebutkan penyebab terjadinya korosi pada logam.

4. Jelaskan cara mencegah terjadinya korosi pada logam

Pembelajaran. 5

2.5. Proses Pengujian Logam.

1. Pengujian Tarik.

1.1. Peralatan dan material:

1. Universal testing machine, Servopulser Shimadzu kapasitas 30 ton

2. Caliper dan/atau mikrometer

3. Spidol permanen atau penggores (cutter)

4. Stereoscan macroscope.5/8/2023 10


5. Sampel uji tarik (besi tuang, baja, tembaga dan alumunium).

1.2. Prosedur:

1. Ukurlah dimensi (diameter rata-rata) dari benda uji dengan menggunakan caliper

Atau mikrometer. Buatlah sketsa dari benda uji dan masukkan hasil pengukuran

Dimensi tersebut pada lembar data Anda.

2. Tandailah panjang ukur (gauge length) berupa jarak antara dua titik pada benda uji

dengan menggunakan penggores (cutter) atau spidol permanen. Buatlah panjang

ukur yang simetris dengan panjang benda uji keseluruhan dan mengacu kepada

standar (ASTM atau JIS)

3. Pasanglah benda uji dengan hati-hati pada grip mesin uji Shimadzu. Pada tahap ini

Anda akan didampingi oleh teknisi lab. Catatlah setiap langkah operasional setting

Pengujian dengan seksama.

4. Mulailah penarikan dan perhatikan dengan baik mekanisme deformasi yang terjadi

Pada benda uji serta tampilan grafik beban-perpanjangan yang terlihat pada

recorder Teruskan pengamatan hingga terjadinya beban maksimum dan

dilanjutkan dengan necking lalu perpatahan

5. Tandailah pada grafik beban-perpanjangan titik-titik terjadinya beban maksimum

Dan perpatahan.

6. Lepaskan benda uji dari grip mesin uji, satukan kembali patahan benda uji dan

Ukurlah panjang akhir (Lf) antara dua titik (gauge marks). Ukurlah pula diameter

akhir dari bagian benda uji yang mengalami necking. Catatlah hasil-hasil

pengukuran ini di dalam lembar data.

7. Amati dan catat karakteristik tipe perpatahan yang terjadi dengan menggunakan

stereoscan macroscope. Buatlah sketsa tampak samping dan permukaan patahan

(fractografi) benda uji pada lembar data Anda.

8. Lakukanlah pengujian untuk material yang berbeda jenisnya.

9. Berdasarkan grafik beban-perpanjangan setiap logam, hitunglah dengan formulasi

Yang sesuai dari nilai-nilai sebagai berikut: (i) titik luluh; (ii) kekuatan tarik

maksimum; (iii) persentase elongasi; (iv) persentase pengurangan area; (v)

modulus elastisitas.

2. Pengujian Kekerasan.


1. Hoytom macrohardness tester (metode Brinell, Vickers dan Rocwell)

2. Buehler Micromet 2100 series microhardness tester (metode Vickers)

5/8/2023 11


3. Micrometer

4. Measuring microscope

5. Sampel uji silider pejal dan uji tarik (besi tuang, baja, tembaga dan alumunium).

2.2. Prosedur :

2.2.1. Pengujian kekerasan makro

2.2.1.a. Metode Brinell dan Vickers (sampel silinder pejal)

1. Persiapkan sampel uji kekerasan berbentuk silinder (besi tuang, baja, tembaga dan

alumunium) dengan cara melakukan pengamplasan dan pemolesan yang memadai,

diindikasikan dengan permukaan benda uji yang cukup mengkilat.

2. Pastikan bahwa peralatan uji (Brinell dan Vickers) telah di set-up dengan baik.

Pasanglah

indentor untuk masing-masing metode dengan seksama.

3. Pilihlah beban yang sesuai dengan benda uji. Lihat buku manual alat

4. Putar poros tempat dudukan benda uji searah jarum jam hingga indentor menyentuh

benda

uji dengan perlahan-lahan. Hati-hati! Jagalah agar indentor tidak sampai

menghujam benda

uji karena hal ini akan mengakibatkan kerusakan berat pada mata indentor itu.

5. Setelah benda uji bersentuhan dengan indentor, putarlah terus poros dudukan

sampel hingga

jarum merah kecil pada lingkaran dalam menyentuh batas merah. Langkah ini

merupakan

preload dari indentasi. Jangan teruskan putaran poros bila batas ini telah tercapai.

6. Putar tuas beban ke arah belakang dengan hati-hati lalu lepaskan tuas tersebut

hingga

berputar perlahan-lahan. Pada tahap ini berlangsung pembebanan indentasi pada

benda uji

selama 10-15 detik hingga jarum pada lingkaran dalam dan luar kembali ke posisi

awal.

7. Lepaskan kontak indentor dengan benda uji secara hati-hati, yaitu dengan memutar

poros

dudukan berlawanan arah jarum jam. Berhati-hatilah agar tidak terjadi pemutaran

poros

5/8/2023 12


tersebut searah jarum jam karena akan mengakibatkan rusaknya jejak hasil

indentasi.

8. Indentasi pada satu lokasi telah selesai. Lakukan tahap-tahap operasional di atas

untuk lokasi

atau benda uji lainnya.

9. Ukurlah diameter jejak indentasi dengan menggunakan mikroskop pengukur jejak.

Catatlah hasil pengukuran pada buku lembar data anda.

10. Hitung nilai kekerasan dengan rumus yang sesuai dengan metode uji (Brinell atau

Vickers).

2.2.1.b. Metode Brinell (sampel uji tarik)

Pengujian kekerasan ini dilakukan pada sampel-sampel uji tarik sebelum

Dilakukan

penarikan. Tujuannya adalah untuk mengetahui korelasi antara nilai kekuatan tarik

dan

kekerasan Brinell dari logam. Prosedur pengujian adalah sama dengan prosedur I.a,

hanya

saja lokasi pengujian adalah pada bagian gripsampel uji tarik.

1. Amplaslah bagian grip sampel uji tarik dengan kertas amplas hingga diperoleh

permukaan

yang relatif rata dan mampu memantulkan cahaya. Bila perlu lanjutkan pengamplasan

dengan

tingkat kehalusan yang lebih tinggi.

2. Tempatkan sampel uji tarik tersebut dalam pemegang khusus (anvil) dalam Posisi

horisontal.

3. Pilihlah indentor dan beban yang sesuai.

4. Lakukan pengujian kekerasan Brinell pada beberapa lokasi di bagian grip (min. 3

titik).

5. Ukurlah diameter jejak yang dihasilkan. Hitung nilai kekerasan dan bandingkan

Dengan nilai yang diperoleh dari sampel uji silinder pejal. Gunakan keduanya Untuk

mengestimasi nilai kekuatan tarik logam.

6. Lakukan pada benda uji lainnya.

2.2.1.c. Metode Rockwell (sampel silinder pejal)

Metode Rockwell merupakan pengujian untuk mengetahui nilai kekerasan

material melalui pembacaan langsung (direct reading). Prinsip pengujian pada

5/8/2023 13


dasarnya adalah sama dengan metode Brinell dan Vickers.

1. Persiapkan benda uji dengan baik (amplas dan poles secukupnya).

2. Pasang indentor yang sesuai (Rockwell B atau C).

3. Pasang beban yang sesuai, lihatlah buku manual alat.

4. Putar ring dari dial pembaca sehingga jarum panjang berwarna hitam menunjuk

angka nol

pada skala. Sesuaikan skala tersebut dengan metode Rockwell yang dipilih. Untuk

Rockwell C pilihlah skala terluar (merah) sedangkan Rockwell pakailah skala

dalam

(hitam).

5. Lakukan preload dengan memutar poros dudukan benda uji searah jarum jam

Hingga jarum

kecil pada dial pembaca menyentuh batas merah.

6. Lakukan pembebanan dengan memutar tuas beban ke belakang dengan hati-

hati. Biarkan tuas bergerak dengan halus selama beberapa waktu, antara 10-15

detik.

7. Kembalikan tuas beban ke posisi semula dengan hati-hati.

8. Bacalah nilai kekerasan material pada dial yaitu posisi jarum hitam panjang

Sesuai metode Rockwell yang dipakai.

9. Lepaskan benda uji dengan memutar poros dudukan benda uji berlawanan arah

jarum.

10. Lanjutkan pengujian untuk lokasi atau material lain

2.2.2. Pengujian kekerasan mikro

Pengujian ini bertujuan untuk memperoleh nilai kekerasan mikro dari fasa-fasa

penyusun besi tuang (kelabu dan nodular) dan baja karbon rendah.

1. Siapkan benda uji dengan tahapan-tahapan uji metalografi sebagai berikut: Amplas

kasar,

amplas halus, poles dan etsa. Gunakan zat etsa nital 3% untuk memperoleh fasafasa

penting

dalam material-material tersebut. Konsultasikan dengan teknisi lab bersangkutan

bila

menemui masalah dalam memunculkan fasa-fasa tersebut.

2. Tempatkan benda uji pada dudukan dengan permukaan yang akan diuji tegak Lurus

terhadap

5/8/2023 14


indentor intan.

3. Nyalakan instrumen Micromet dengan menekan tombol switch-on di bagian Samping

alat uji.

Lampu power berwarna merah akan menyala pada panel muka.

4. Putarlah turet indentor-lensa obyektif hingga diperoleh perbesaran 40 X.

5. Aturlah fokus struktur mikro benda uji dengan memutar handel pengangkat Dibagian

samping

alat uji. Dapatkan tingkat pencahayaan yang sesuai dengan mengatur kontrol

iluminasi di

bagian samping.

6. Tentukan lokasi (fasa) yang akan diuji. Area yang dipilih harus ditempatkan di

Tengahtengah

ruang pandang mata pengamat (okuler).

7. Pilih beban yang sesuai dengan memutar dial beban (di bagian samping atas) Dengan

hati-hati.

Jangan sekali-kali melakukannya dengan kejutan.

8. Atur waktu indentasi. Tombol pengatur indentasi terletak di bagian amping bawah.

Direkomendasikan waktu indentasi untuk hampir semua pengujian kekerasan mikro

adalah

10-15 detik. Bila diperlukan aculah standar ASTM.

9. Putar turet indentor-lensa obyektif hingga diperoleh posisi indentor.

10. Lakukan indentasi dengan menekan tombol “Start”. Lampu”Loading”akan

Menandakan

indentasi berlangsung selama waktu yang telah ditentukan sebelumnya.

11. Tunggulah agar lampu indikasi loading benar-benar berhenti menyala. Jangan Sekali

kali

menggerakkan benda uji ataupun mencoba memutar turet indentor-lensa obyektif

sebelum indentasi selesai dengan sempurna.

12. Indentasi selesai, putarlah turet ke posisi lensa obyektif kembali (40 X) dan

Mulailah pengukuran lebar jejak.

13. Pengukuran dilakukan dengan memutar left fillar adjustment knob (bagian kiri

Dari lensa okuler) sehingga bagian garis kiri terdalam menyentuh ujung kiri terluar

dari jejak.

14. Putar right fillar adjustment knob sehingga bagian kanan terdalam dari right fillar

5/8/2023 15


Line berimpit dengan bagian kiri terdalam dari left fillar line. Perhatikan skala

nol pada right mikrometer yang terletak pada fillar adjustment knob.

15. Putar fillar adjustment knob sehingga garis kanan akhirnya mencapai ujung Kanan

terluar dari

jejak. Inilah jarak diagonal dari jejak pada benda uji. Catatan: satu kali putaran

mikrometer

adalah 25 mikron atau penambahan 1 skala adalah sama dengan 0.5 mikron.

16. Ulangi langkah pengukuran untuk jarak diagonal lainnya dengan memutar kedua

adjustment knob dalam posisi vertikal.

17. Hitung nilai kekerasan fasa dengan rumus yang sesuai.

18. Lakukan pengujian untuk fasa atau lokasi lain.

3. Pengujian Impak.


1. Impact testing machine (metode Charpy) kapasitas 30 Joule.


3. Stereoscan macroscope.

4. Termometer

5. Furnace.

6. Sampel uji impak baja ST 42 (4 buah)

7. Dry ice

3.2. Prosedur:

1. Dengan menggunakan caliper/mikrometer lakukan pengukuran luas area di bawah

takik dari sampel-sampel uji anda. Catatlah hasil pengukuran anda di dalam lembardata.

2. Persiapkan sampel uji untuk temperatur rendah (<0oC) dan temperatur tinggi (>

1000C), yaitu dengan memasukkan masing-masing ke dalam wadah berisi

Campuran dry ice + alkohol 70% dan furnace.

3. Ujilah satu demi satu sampel pada: temperatur ruang (Tr), 0oC, <0oC dan >100oC

dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

• Pastikan jarum skala berwarna merah sebagai penunjuk harga impak material

berada pada posisi nol.

• Putarlah handel untuk menaikkan pendulum hingga jarum penunjuk beban

berwarna hitam mencapai batas merah.

• Letakkan benda uji pada tempatnya dengan takik membelakangi arah datangnya

5/8/2023 16


pendulum. Pastikan benda uji tepat berada di tengah dengan bantuan centresetting.

• Bila benda uji telah siap, tariklah centre setting ke posisi semula. Jangan

Sekalikali meninggalkan centre setting ini di belakang benda uji karena akan

Ikut mengalami tumbukan oleh pendulum.

• Berhati-hatilah, jangan berdiri pada garis ayunan gaya pendulum. Bersiaplah

melakukan pengujian pada posisi di samping alat uji.

• Lepaskan tombol pada tangkai pendulum sehingga pendulum berayun dan menumbuk

benda

uji.

• Lakukan pengereman dengan menarik tuas rem sehingga ayunan pendulu Dapat

dikurangi.

• Bacalah nilai yang ditunjukkan oleh jarum merah pada skala yang sesuai (300

Joule). Hitunglah harga impak material dengan rumus dasar.

• Ambil benda uji dan amatilah permukaan patahannya di bawah stereoscan

macroscope.

Buatlah sketsa patahannya di dalam lembar data anda. Ukurlah luas area getas dan

ulet dari

masing-masing sampel uji. Nyatakan dalam persentase terhadap luas area total di

bawah

takik!

• Ulangi pengujian untuk sampel-sampel lain. Tingkat kehati-hatian lebih tinggi

diperlukan dalam menangani sampel temperatur tinggi.

4. Pengujian Puntir.


1. Torsee torsion testing machine


3. Stereoscan macroscope.

4. Sampel uji puntir (baja, paduan tembaga dan paduan alumunium)

4.2. Prosedur:

1. Persiapkan sampel uji kawat (panjang 300-350 mm).

2. Pastikan bahwa oil dumper tersedia dalam jumlah yang memadai.

3. Atur skala pendulum sesuai dengan beban yang diinginkan (6 kg-m atau 3 kg-m).

4. Pasang beban tersebut

5/8/2023 17


5. Periksa dan pasang jarum penunjuk momen puntir pada skala nol.

6. Pasang kertas pencatat pada silindernya.

7. Lakukan uji coba terlebih dahulu pada kertas dan silinder pencatat tersebut.

8. Pasang sampel uji dengan baik. Putarlah grip pemegang ke arah yang sesuai.

Pastikan pengencangan yang dilakukan tidak terlalu rendah maupun terlalu besar.

Gunakan alat bantu bila perlu.

9. Atur jarum penunjuk sudut puntir pada skala nol.

10. Atur jarum penunjuk momen puntir pada skala nol.

11. Atur penunjuk jumlah puntiran

12. Tariklah tuas main switch pada dinding tembok ke posisi on

13. Nyalakan tombol hijau untuk memulai pengujian.

14. Amati dan catat momen torsi pada penambahan sudut puntir:

• tiap 30o selama dua putaran

• tiap 60o selama putaran ke 3 dan 4.

• tiap 90o untuk satu putaran selanjutnya.



• tiap 360o hingga benda uji putus.

15. Lepaskan benda uji dan amati di bawah stereoscan microscope. Buatlah sketsa dan

deskripsi dari patahan tersebut.

TES FORMATIF :


1. Jelaskan prosedur yang digunakan untuk pengujian logam dengan pengujian tarik.

2. Sebutkan peralatan yang digunakan untuk pengujian kekerasan.

3. Sebutkan macam-macam jenis pengujian kekerasan makro.

4. Sebutkan peralatan yang digunakan untuk pengujian impak dan pengujian puntir.

5/8/2023 18

Pembelajaran - Media Informasi SMK Al Huda Kediri | … · Web viewUntuk mengetahui kekuatan suatu...

Documents

Transcript of Pembelajaran - Media Informasi SMK Al Huda Kediri | … · Web viewUntuk mengetahui kekuatan suatu...