PRAKTIKUM METALURGI FISIK

8/9/2019 PRAKTIKUM METALURGI FISIK

1/63

LAPORAN PRAKTIKUM

METALURGI FISIK

Disusun Oleh :

Kelompok : 4

Nandar Firdaus Saputra (2112142001)

Fadlan Febrian Nugraha (2112142012)

hmad !au"ik (211214202#)

$ilang %ardiana (21121420&1)

'amdani (21122142040)

Laboratorium Material Tenik

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Jeneral A!"ma #ani

$IMA%I


2/63


3/63


4/63

+(+ Metoa Jomin1------------------------------------------------------------------------------------

%,!OD 'K!K6%-----------------------------------------------------------------------

7 D! DN N.S---------------------------------------------------------------------------

0(' &ata Pen*amatan---------------------------------------------------------------------------------

0(+ Analisis--------------------------------------------------------------------------------------------------

7 K,S%6.N----------------------------------------------------------------------------------------

DF!' 6S!K--------------------------------------------------------------------------------------------

.%'N----------------------------------------------------------------------------------------------------------

%,!.O$'F---------------------------------------------------------------------------------------------------

,ND56.6N-------------------------------------------------------------------------------------

'(' Latar )elakan*------------------------------------------------------------------------------------

'(+ Tu,uan---------------------------------------------------------------------------------------------------

.NDSN !,O'--------------------------------------------------------------------------------

+(' Teori asar--------------------------------------------------------------------------------------------

+(+ Kesetimban*an &ia*ram Fasa-----------------------------------------------------------

+(. &ia*ram Fasa Sistim Satu Kom/onen-----------------------------------------------

+(0 Aturan Fasa------------------------------------------------------------------------------------------

+(3 &ia*ram Fasa &ari &ua Kom/onen--------------------------------------------------

%,!OD 'K!K6%-----------------------------------------------------------------------

.( ' Metoa Praktikum------------------------------------------------------------------------------

7 D! DN N.S---------------------------------------------------------------------------

0(' &ata-------------------------------------------------------------------------------------------------------

0(+ Analisa--------------------------------------------------------------------------------------------------

7 K,S%6.N----------------------------------------------------------------------------------------

3(' Kesim/ulan-------------------------------------------------------------------------------------------


5/63

DF!' 6S!K--------------------------------------------------------------------------------------------

.%'N----------------------------------------------------------------------------------------------------------

'K!K6% %,!.6'$ FSK

%aksud dan !uuan

raktikum %etalurgi Fisik ini dilakukan guna menunang teori *ang sedang

atau telah diberikan pada %ata Kuliah %etalurgi Fisik-

!uuan 6tama :

Untuk mengenal alat pengujian, mengetahui bagaimana cara

menggunakannya, dan untuk mengetahui sifat sifat sik

material logam.

Untuk mengetahui parameter parameter pengujian.

Dengan melakukan praktikum ini diharapkan seseorang dapat

menyadari pentingnya suatu analisa sifat sik material yang

dikaitkan dengan penggunaannya di dalam praktek.


6/63

%EAT TREATMENT

)A) IPEN&A%ULUAN

erlakuan panas adalah proses pemanasan dan pendinginan untuk

menghasilkan si"at 8 si"at *ang diinginkan- rinsip perlakuan panas ini pada

dasarn*a sangat sederhana *aitu logam dipanaskan dengan lau pemanasan

tertentu hingga menapai temperature tertentu dan kemudian ditahan pada

temperature tersebut dengan 3aktu tertentu serta akhirn*a didinginkan dengan

lau pendinginan tertentu pula-

%etoda pemanasan dan pendinginan dalam proses perlakuan panas ini

tergantung pada perubahan si"at *ang dikehendaki serta tergantung pula enis

logam atau paduann*a- Disamping itu untuk memahami proses perlakuan panas

ini di perlukan pengetahuan diagram "asa serta diagram !!! dan 99!

enis 8 enis perlakuan panas antara lain :

5ardening

Sur"ae 5ardening

reipitation 5ardening

!empering

Spherodi;ing

Stress relie


7/63


8/63

gambar 4 Diagram TTT (Time temperature transformation


9/63

gambar 5 Perubahan fasa akibat proses pendinginan Baja utektoid!

9ontoh di atas :

aa didinginkan dengan epat ke temperature =00>9 ditahan selama 104

detik dan kemudian didinginkan ke temperature kamar-

ada temperature ?=0> berada dalam daerah austenite 8 100@ austenite-

Didinginkan dengan epat dari temperature ?=0>9 ke =00>9 : 100 @

austenite-

Ditahan selama 104 detik pada temperature 2A0>9 : 100@ perlit

Didinginkan dengan epat ke temperature kamar: 100@ perlit


10/63

gambar " Diagram CC# $Continous Cooling #ransformation%

'(' Latar )elakan*

Seak ;aman dulu metode heat treatment telah digunakan oleh orang/orang

untuk mengubah si"at/si"at mekanik logam sesuai dengan keinginann*a

ontohn*a dalam pembuatan alat/alat perang seperti uung tombak pedang serta

tameng- ni menunukan bah3a heathreatment adalah metode paling mudah dan


11/63

baik *ang dapat digunakan mengubah si"at/si"at mekanik dari suatu material- ada

;aman dahulu logam *ang baik adalah logam *ang keras dan kuat karena

penggunann*a han*a semata untuk peralatan/ peralatan *ang sederhana seperti

pedang uung tombak dan *ang lainn*a- Oleh karena itu metode perlakuan panas

*ang digunakan belum ber


12/63


13/63

)A) II

LAN&ASAN TEORI

+(' %eat Treatment

roses pemanasan atau pendinginan logam dalam keadaan padat untuk

mengubah si"at/si"at "isis logam dan mekanik dari logam- Salah satu ontohn*a

adalah baa- aa dikeraskan hingga tahan aus dan kemampuan memotongn*a

meningkat atau biasa dapat digunakan untuk dapat memudahkan proses spesimen

lebih lanut-

%elalui proses perlakuan panas *ang tetap tegangan *ang dapat dilakukan

dengan busur puntir dapat diperbesar atau diperkeil- Ketangguhan dapat

ditingkatkan atau dihasilkan suatu permukaan keras disekeliling busi *ang akan

mempengaruhi si"at/si"at logam terutama si"at mekanikn*a-

+(+ Proses - Proses %eat Treartment

1- Cuanhing

Suatu proses pemanasan logam hingga menapai batas autensit *g homogen-

6ntuk mendapatkan kehomogenan ini maka autensit perlu 3aktu pemanasan *g

ukup- Selanutn*a seara epat baa tersebur dielupkan ke dalam media dingin

keepatan pendingin *ang kita inginkan untuk menapai kekerasan baa- ada

3aktu pendinginan *ang epat pada "ase austenit tidak sempat berubah menadi

"erlit atau "erit karena tidak ada kesempatan bagi atom/atom karbon *ang lebih

larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan di"usi dan bentuk sementit

oleh karena itu teradi pada keadaan karbon- Sebagai ontoh dapat mengurangi

kristalinitas dan dengan demikian meningkatkan ketangguhan dari kedua paduan

dan plastik (dihasilkan melalui polimerisasi)-

2- nneling (pelunakan)

roses pelunakan baa dimana proses pemanasan baa diatas temperatur

kritis (?2&9) selanutn*a dibiarkan beberapa lama sampai temperatur marata


14/63

disusul dengan perbandingan seara perlahan/lahan sambil diaga agar temperatur

bagian luar dan dalam kira/kira sama hingga diperoleh struktur *g diinginkan

dengan menggunakan media pendingin udara

!uuan proses ini adalah

melunakkan material logam

menghilangkan tegangan dalamEsisa

memperbaiki batu logam

&- Normali;ing

Normali;ing adalah proses peningkatan suhu sampai lebih dari =0 > 9 (10 >

F) di atas & baris atau 9% baris sepenuhn*a ke kisaran ustenite- 5al ini

diadakan pada suhu ini untuk sepenuhn*a mengubah struktur menadi ustenite

dan kemudian dihapus bentuk tungku dan didinginkan pada suhu ruangan di

ba3ah kon


15/63

lebih tahan lama-Kasus pengerasan baa biasan*a digunakan untuk meningkatkan

kehidupan obek- 5al ini terutama penting untuk pembuatan bagian mesin tempa

baa karbon dan kepakn*a baa karbon- Kasus pengerasan uga diman"aatkan

untuk aplikasi lain- Kasus pengerasan uga disebut pengerasan permukaan- Kasus

pengerasan telah digunakan selama berabad/abad dan sering digunakan untuk

memproduksi sepatu kuda dan berbagai enis peralatan memasak *ang besar

mengalami keausan- Kasus pengerasan pada dasarn*a adalah sekelompok proses

*ang digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan ke tingkat *ang lebih

tinggi dari bahan massal- Kasus pengerasan biasan*a dilakukan seara lokal pada

permukaan atas dan untuk kedalaman terbatas- $reater kekerasan biasan*a

berhubungan dengan pakaian *ang lebih baik dan ketahanan lelah-

=- Spheroidi;ing

Spheroidi;ing adalah proses anil *ang digunakan untuk baa karbon tinggi

(9arbonI 0=@) *ang akan menadi mesin atau dingin terbentuk kemudian- 5al

ini dilakukan oleh salah satu ara berikut:

1- anaskan bagian ke suhu di ba3ah garis "erit/ustenite garis 1

atau di ba3ah garis ustenite/sementit pada dasarn*a di ba3ah ?2?

> 9 (1&40 > F) line- !ahan suhu untuk 3aktu *ang lama dan diikuti

dengan pendinginan *ang ukup lambat- tau

2- Siklus beberapa kali antara suhu sedikit di atas dan sedikit di ba3ah

?2? > 9 (1&40 > F) garis katakanlah misaln*a antara ?00 dan ?A0 > 9

(12#2/1&2 > F) dan lambat dingin- tau

&- 6ntuk alat dan panas baa paduan untuk ?A0/00 > 9 (1&2/14?2 > F)

dan tahan selama beberapa am diikuti dengan pendinginan lambat-

+(. Jenis /en*erasan /ermukaan

1- Karburasi proses pengerasan permukaan dengan memanaskan bahan dalam

link lalu dibiarkan beberapa saat pada suhu tersebut dengan tuuan untuk


16/63

memberikan lapisan luas pada benda *g akan disepuh dengan keras- .apisan ini

disebut lapisan karbonasi-

2- Karbonitriding merupakan modi"ikasi teknik metalurgi permukaan *ang

digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan logam sehingga

mengurangi keausan- Selama proses ini atom karbon dan nitrogen men*ebar

interstitiall* menadi logam meniptakan hambatan untuk slip meningkatkan

kekerasan dan modulus dekat permukaan- 9arbonitriding sering diterapkan pada

murah mudah mesin baa karbon rendah untuk menanamkan si"at permukaan

lebih mahal dan sulit untuk bekera nilai dari baa- ermukaan kekerasan berkisar

bagian arbonitrided AA/=2 5'9-

&- 9*aniding disebut karbonitriding air merupakan proses dimana teradi

absorbsi karbon dan N1 untuk memperoleh permukaan *ang keras pada baa

karbon rendah *g sulit dikeraskan- roses ini dilakukan dengan rendaman air

garam terhadap karbonat natrium dan sianida natrium *ang diampur dengan

salah satu bahan klorid

4- Nitriding suatu proses pengerasan permukaan dalam hal ini baa paduan

spesial dipanaskan untuk 3aktu *g lama dalam suatu atmos"er dan gas nitrogen-

aa dipanaskan sampai A10dalam link gas amonia- Nitrid *ang diserap oleh

logam akan membentuk nitrid *ang keras tersebar merata pada permukaan

logam- Seluruh baa dan besi or *ang dapat dikeras haruslah dikeraskan dan

diJtemperJ dahulu sebelum dilakukan proses nitriding dimana temperatur

tempering harus ukup tinggi untuk menaga kestabilan struktur pada proses

nitriding (minimal 10o9 diatas temperatur nitriding)-

roses nitriding dilakukan dengan tuuan:

/ mendapatkan kekerasan permukaan *ang tinggi

/ meningkatkan ketahanan pakai dan si"at antigallingJ

/ meningkatkan ketahanan terhadap umur kelelahan


17/63

/ meningkatkan ketahanan terhadap korosi

/ meningkatkan ketahanan kekerasan permukaan terhadap kenaikkan tem peratur

sampai temperatur nitriding-

Keuntungan lain *ang diperoleh dengan proses nitriding ialah: distorsi dan

de"ormasi minimum karena temperatur pemanasan rendah- Di industri

penggunaan proses nitriding terutama dilakukan terhadap:

Komponen komponen mesin untuk kendaraan bermotor antara lain:

/ steering gears

/ *linder heads

/ *linder liners

/ ranksha"ts

/ amsha"ts

/ ball steering oint

/


18/63

/ utting tools (high speed steel)

/ rolling tools

/ dra3ing tools

/ dies asting moulds

/ "orging dies dan lain/lain-

Di industri dikenal dua enis proses nitriding *aitu: liBuid nitriding dan gas

nitriding-

ada umumn*a kedua enis proses ini adalah sama dan lama proses dibutuhkan

uga sama tetapi proses gas nitriding biasan*a lebih disukai bila diinginkan

kedalam penetrasi nitrogen *ang lebih besar-

ada proses liBuid nitrididng media *ang digunakan adalah ampuran garam/

garam *aitu: Na9N Na29O& K9l dan beberapa bahan pengakti" lainn*a- ada

proses nitriding media *ang digunakan adalah: gas amonia-

erdasarkan diagram "asa biner Fe/N (gambar 2-=)) dapat diperkirakan

bah3a beberapa lapisan dapat terbentuk pada temperatur A00/=0009 *aitu

berturut/turut pada bagian dalam (dekat substrat) kebagian terluar: L/Fe M/Fe4N

dan /Fe2N-

9hromi;ing dikenal sebagai penga*aan 3ila*ah permukaan baa dengan krom

dengan perlakuan termokimia- Selama pera3atan ini atom kromium men*ebar

pada suhu antara #00 9 dan 1000 9 ke permukaan benda kera

9arburi;ing adalah pera3atan panas proses di mana besi atau baa dipanaskan

di hadapan bahan lain (tetapi di ba3ah titik lebur logams) *ang membebaskan

karbon seperti terurai- ermukaan luar atau kasus ini akan memiliki kandungan

karbon *ang lebih tinggi dari bahan asli- Ketika besi atau baa didinginkan epat

dengan pendinginan kandungan karbon lebih tinggi pada permukaan luar menadi

keras sedangkan inti tetap lembut dan tangguh-


19/63

+(0 %al 1an* Mem/en*aru"i La,u Penin*inan

1) Densitas dari media pendingin

Semakin tinggi densitas dari media pendingin maka lau

pendinginan pun akan semakin epat-

2) 7iskositas %edia endingin

Semakin tinggi


20/63

!ersihkan specimen dari semua kotoran yang

anaskan specimen sampai temperature tertentu untuk melakukan proses perlakua

akukan penahanan pada temperature tersebut sela

akukan "endinginan pada media # 'ir, *li dan U

+elesai

)A) III

METO&A PRAKTIKUM


21/63

)A) I4

&ATA &AN ANALISA

TANGGAL PRAKTIKUM : 20 Desember 2014

NoSpesime

nKekerasan Awa

Tempera!"r

Pemanasan

#ak!"Pena$ana

nPen%in&inan

Kekerasan Ak$ir

Ke!

'-+-

44 /.0 0123

menituenching

air 56,5/

.'-+-

44 /.0 0123

menit 'nnealing /6.6

3.

'-+-44 /.0 012

3menit

%ormali&ing /

4.

'-+-44 /.0 012

3menit

uenchingoli 30,/

Kekerasan diui dengan metoda 'ok3ell 9 P 14?0 N

7ekerasan

/

3

4

5

8

9

$asil "engujian 7ekerasan

7ekerasan a)al uenching 'ir 'nnealing

%ormali&ing uenching *li

Setelah proses heat treatment maka teradi perubahan struktur pada logam- ni

terbukti setelah dilakukann*a ui kekerasan seperti pada table diatas-

roses heat treatment uga bertuuan untuk memperbaiki mampu mesin

mampu bentuk memperbaiki keuletan dan kekuatan material-


22/63

)A) 4

KESIMPULAN

erdasarkan perobaan *ang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan

*aitu:

1- Kandungan unsur karbon dan unsur/unsur paduan lainn*a pada

material dapat mempengaruhi nilai kekerasann*a-

2- Kekerasan suatu material dipengaruhi oleh media pendinginann*a

*aitu pada perobaan ini air oli udara dan tungku-

&- Kekerasan suatu material dipengaruhi oleh da*a serap media

pendinginn*a-

4- Spesimen *ang memiliki nilai kekerasan tertinggi didapatkan dari

material *ang di dinginkan menggunakan air sedangkan *ang

terendah *ang didinginkan seara normali;ing-


23/63

&AFTAR PUSTAKA

1- nropera F-- dan De3itt D-- Fundamental o" 5eat and %ass

!rans"er& ohn Qile* R Sons 2002-2- .aurane 5- 7an 7lak-2001- ,lemen/elemen lmu dan 'eka*asa

%aterial ,disi keenam- ,rlangga : akarta-

&- Surdia !ata R Saito Shinroku- 1##2- engetahuan ahan !eknik-

(edisi kedua)- radn*a aramita :akarta-

4- http:EE333-steelindonesia-omEartileE02heattreatment-html

A- 9allister r- Qilliam D- 1##4- %aterial Siene and ,ngineering edisi

7-5- mstead- !eknologi %ekanik-1##2

=- -5- mstead hilip F Ost3ald dan %*ron .- rgman !eknologi

%ekanik ilid 1#1?- 'aan !-7- 9-- Sharma dan shok Sharma 5eat !reatment riniples

nd !ehniBues-

- shok Sharma 5eat !reatment riniples and !ehniBues-
http://www.steelindonesia.com/article/02heat_treatment.htmlhttp://www.steelindonesia.com/article/02heat_treatment.html


24/63

LAMPIRAN

!ugas :

. :ambar skematik siklus proses perlakuan panas

2- ; 5uen!"in* : Suatu proses pemanasan logam hingga menapai batas

autensit *g homogen- 6ntuk mendapatkan kehomogenan ini maka autensit

perlu 3aktu pemanasan *g ukup- Selanutn*a seara epat baa tersebur

dielupkan ke dalam media dingin keepatan pendingin *ang kita

inginkan untuk menapai kekerasan baa- ada 3aktu pendinginan *angepat pada "ase austenit tidak sempat berubah menadi "erlit atau "erit

karena tidak ada kesempatan bagi atom/atom karbon *ang lebih larut

dalam austenit untuk mengadakan pergerakan di"usi dan bentuk sementit

oleh karena itu teradi pada keadaan karbon-

- Annelin* 6/elunakan7roses pelunakan baa dimana proses pemanasan

baa diatas temperatur kritis (?2&9) selanutn*a dibiarkan beberapa lama


25/63

sampai temperatur marata disusul dengan perbandingan seara perlahan/

lahan sambil diaga agar temperatur bagian luar dan dalam kira/kira sama

hingga diperoleh struktur *g diinginkan dengan menggunakan media

pendingin udara-

- Normali8in*adalah proses peningkatan suhu sampai lebih dari =0 > 9

(10 > F) di atas & baris atau 9% baris sepenuhn*a ke kisaran

ustenite- 5al ini diadakan pada suhu ini untuk sepenuhn*a mengubah

struktur menadi ustenite dan kemudian dihapus bentuk tungku dan

didinginkan pada suhu ruangan di ba3ah kon


26/63

%AR&ENA)ILIT#

)A) I

PEN&A%ULUAN

5ardenabilit* adalah :

Kepekaan pengerasan melalui proses Cuenhing (pendinginan epat)

Si"at logam besi paduan (baa) *ang menentukan kedalaman dan

distribusi kekerasan *ang ditimbulkan oleh pendinginan epat-

Kapasitas logam besi paduan (baa) untuk bertrans"ormasi sebagian

atau seluruhn*a menadi martensit-

'(' Latar )elakan*

5ardenabilit* adalah ukuran kemampuan suatu material untuk membentuk

"asa martensite- 5ardenabilit* dapat diukur dengan beberapa metode- Diantaran*ametode omin* dan metode grossman- Dari metode tersebut kita akan

mendapatkan kur


27/63

enguian bahan logam saat ini semakin meluas baik dalam konstruksi

permesinan bangunan maupun bidang lainn*a- 5al ini disebabkan karena si"at

logam *ang bisa diubah sehingga pengetahuan tentang metalurgi terus

berkembang-

6ntuk mengetahui kualitas suatu logam penguian sangat erat kaitann*a

dengan pemilihan bahan *ang akan dipergunakan dalam konstruksi suatu alat

selain itu uga bisa untuk membuktikan suatu teori *amg sudah ada ataupun

penemuan baru dibidang metalurgi- Dalam proses perenanaan dapat uga

ditentukan enis bahan maupun dimensin*a sehingga apabila tidak sesuai dapat

diari penggantin*a *ang lebih tepat- Disamping tidak mengabaikan "aktor

bia*a produksi dan kualitasn*a-

dapun penguian *ang akan kita lakukan adalah:

6i Kekerasan

6i omini

6i Struktur %ikro

'(+ Tu,uan

A( Si9at Mam/u Keras

%engetahui kekerasan logam (bahan) sebagai ukuran ketahanan logam

tersebut terhadap de"ormasi plastis- Kekerasan ini din*atakan dengan angka

kekerasan rinnel 7ikers atau skala 'ok3ell-

)( Jomin1 Test

%engetahui kemampuan pengerasan logam (baa) dengan menentukanketebalan dan distribusi kekerasan *ang diapai bila diberikan perlakuan panas

tertentu-


28/63

)A) II

LAN&ASAN TEORI

+(' Metoa Grossman 2 )ain

enda ui (speimen) berbentuk batang silinder dengan diameter *ang

ber"ariasi parameter pada penguian 5ardenabilit* metoda $rossman R ain ini

adalah diameter kritis dan diameter kritis ideal-

Diameter kritis (D) adalah diameter maksimum dari suatu batang silinder *ang

dielup (Buenh) dalam media Buenh tertentu tanpa batas pemisah *ang tidakmengalami pengerasan (daerah inti) seperti terlihat pada-

atas pemisah tersebut adalah batas dimana struktur mikro mengandung A0@

mantensit-

Diameter kritis suatu material sebanding dengan se


29/63

gambar ( )ur*a hardenabilit+ ,rossman - Bain dari baja ./ 105 dengan

berbagai diameter

gambar )ur*a pendinginan pada berbagai posisi& baja berdiameter 1 inch

untuk 4 !


30/63

+(+ Metoa Jomin1

enda uu (speimen) berbentuk batang silinder dengan diameter 1J (2A4

mm) dan panang 4J (101=)- Setelah mengalami austensi diletakan diatas suatu

pen*angga dan salah satu uungn*a disemprotkan air dengan arak T ini (12?

mm) dari suatu kran dengan diameter T (12? mm)

Setelah Buenhing tersebut dilakukan penguian kekerasan pada sisi *ang

dibuat seaar dengan arak tertentu 1E1=J dari uung Buenh dan akan

menghasilkan kur


31/63

Diameter kritis ideal (Di) adalah diameter dari batang silinder dengan A0 @

martensit pada Buenhing sempurna (temperature batang sama dengan

temperature media Buenh)-

Diameter kritis ideal ini tergantung :

esar utir

@ Karbon

@ 6nsur aduan

engaruh ketiga hal tersebut diatas terhadap diameter/diameter kritis ideal

diantumkan pada table berikut :


32/63

gambar 11 )ur*a Di6s7D


33/63

gambar 12 Contoh ardenabilit+ untuk berbagai jenis baja


34/63


35/63


36/63

+pesimen yang telah disediakan dibersihkan.

pesimen didalam tungku dipanaskan sampai temperatur tertentudengan mengatur petunjuk temperatur

elah spesimen mencapai temperatur yang diperlukan,specimen tersebut dibirakan selama 3 menit dala

dipindahkan kedudukan yang telah disediakan dandisemprotkan air sampai spesimen menjadi dingin(te

7ekerasan spesimen diukur pada setiap posisi dengan inter>al /,5 mm.

+pesimen dikikir dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan.

)A) III

METO&A PRAKTIKUM

%etoda *ang dilakukan pada saat praktikum di gambarkan dalam bentuk "lo3

hart berikut ini :


37/63

)A) I4

&ATA &AN ANALISA

0(' &ata Pen*amatan

erikut adalah data hasil dari pengamatan saat melakukan praktikum

n

o

arak

6i (mm)

Kekerasan

5'9

N

o

arak 6i

(mm)

Kekerasa

n 5'9

1 2-A 4A 11 2?-A &4

2 A 4 12 &0 &0

& ?-A 4 1& &2-A &0

4 10 4? 14 &A 2#

A 12-A 4= 1A &?-A 2

= 1A 44 1= 40 2?A

? 1?-A 42 1? 42-A 2=

20 41A 1 4A 2=

# 22-A &? 1# 4?-A 2=

1

0 2A &=20

A0 2=


38/63

,rafik asil Pengujian

/.5 5 9.5 /.5 5 9.5 / //.5 /5 /9.5 3 3/.5 35 39.5 4 4/.5 45 49.5 5

/

3

4

5

8

7ekerasan ($rc

enis %aterial : S 4140

Komposisi kimia :

@ 9min P 0&? /I DminP 020

@ 9maU P 044 /I DmaUP 022

!emperatur austenisasi : #0009

5olding !ime : &0 menit

%edia Buenhing : ir

@ 9 P 0& 8 044

@ %n P 0=A 8 11

@ Si P 01A 8 0&

@ 9r P 1?A 8 12

@ %o P 01A 8 02

@ P 00&A

@ S P 040


39/63

0(+ Analisis

Dari gra"ik hasil pengukuran dan perhitungan nilai kekerasan dari material

S 104A *ang telah mengalami proses perlakuan panas dapat dilihat nilai

kekerasan tertinggi terdapat pada uing terdekat pada media Buenh ( semburan

air) hal tersebut menunukan nilai kekerasan dipengaruhi oleh lau perambatan

panas dan 3aktu pelepasan panas oleh karena itu semakin auh dari arak Buenh

maka nilai kekerasan semakin rendah -


40/63

)A) 4

KESIMPULAN

Dari praktikum *ang telah dilakukan dapat disimpulkan:

'( Kekerasan baa *ang terbesar terdapat pada bagian uung *ang lebihdulu

didinginkan dengan kran-Kekerasan menurun seiring auhn*a arak dari

uung baa-

+( aa memiliki si"at mampu keras *ang baikkarena memiliki kriteria *ang

baik untuk ditingkatkan kekerasann*a-


41/63

&AFTAR PUSTAKA

1- %odul anduan raktikum %etalurgi Fisik 2014 andung :

.aboratorium %aterial !eknik 6NN-

2- Surdia !ata dan Saito Shinroku- 1#4-Pengetahuan Bahan #eknik-

radn*a aramitha: andung-

&- %odul raktikum Kimia Dsar- 2012- 6iskositas Cairan- .aboratorium

Kimia Dasar 6ni


42/63

LAMPIRAN

!ugas :

1- %engapa sangat di perlukan melakukan penguian hardenabilit* V karena

untuk mengetahui kekerasan logam (bahan) sebagai ukuran ketahanan

logam tersebut terhadap de"ormasi plastis-

2- erbandingan kedua enis metoda hardenabilit* antara lain :

6ntuk menetukan hardenabilit+ *aitu ada 2 metoda dengan :

1) enguian omin*

2) enguian $rossman

ada kedua metoda ini perbedaan*a terletak pada proses

pendinginann*a pada ui omin* spesimen didinginkan dengan ara

disemprotkan pada salah satu uungn logamn*a sedangkan pada ui

grossman logam di 9uenching kedalam media pendingin dengan

kondisi tertentu-

Metoa ,omin1

enda ui dengan diameter kurang lebih 2A mm dan panang

kurang lebih 100 mm dipanaskan dalam tungku sampai suhu austenit

selama kurang lebih &0 menit- Selanutn*a setelah selesai pemanasan

benda ui didinginkan dengan ara salah satu uung benda ui

disemprot dengan air sehingga diperoleh keepatan pendinginan *ang

berbeda untuk sepanang batang tersebut-

Metoe Grossman

ardenabilit+suatu baa di ukur oleh diameter suatu baa *ang

strukturmikro tepat di intin*a adalah A0@ martensit setelah dilakukan

proses hardening dengan pendinginan tertentu- aa berbentuk silinder

(panang min AUD) dengan


43/63

din*atakan sebagai diameter kritis (D0) pada suatu lau pendinginan

tertentu lau pendinginan din*atakan dengan koefisien of se*erit+(5)-

Karena harga Do masih tergantung dengan lau pendinginan

tertentu maka dirumuskan harga diameter baa tersebut (A0@

martensite) dengan pendinginan ideal (5Ptak hingga) *ang disebut

sebagai diameter ideal (Di)-

5asil akhir

%aka didapatkan asumsi dari hasil akhir kedua perobaan

Metoa *rossman

: Semakin ban*ak batas butir austenit maka semakin mudah pearlit

untuk terbentuk

: .ebih keil ukuran austenit bahan maka lebih rendah hardenabilit+

bahan

: Semakin besar ukuran austenitmaka semakin besar hardenabilit+!

Metoa Jomin1

: Kandungan komposit bahan logam sangat menentukan

: Semakin epat pendinginan maka semakin keras spesimen

: %akin tinggi kandungan karbon maka semakin keras materialW

: %akin keil ukuran butir semakin besar tingkat kekerasann*a

PER%ITUNGAN JOMIN# TEST

%aterial : S 4140

enis : aa 9arbon

Komposisi Kimia :

@ 9 P 0-&? 8 0-44

@ %n P 0-=A 8 1-1

@ S

@ 9 min P 0-&? /I D min P020=

@ 9 maU P 044 /I D maU P 022


44/63

@ %n min P 0=A /I D min P &1=?

@ %n maU P 11 /I D maU P 4A

@ Si min P 01A /I D min P 110A

Si maU P 0& /I D maU P 1210

@ r min P 0?A /I D min P 2=2

9r maU P 12 /I D maU P &A

@ %o min P 01A /I D min P 14A

%o maU P 02A /I D maU P 1?A

!emperature ustenisasi : #00>9

5olding !ime : &0 %enit

%edia Buenh : ir

MEN$ARI %ARGA KRITIS

adi D min P 9 U %n U S U 9r U %o

P 020= U &1=? U 110A U 2=2 U 14A

P 2?&?

D maU P 9 U %n U Si U 9r U %o

P 022 U 4A U 1210 U &A U 1?A


45/63

P ?=0

&- Faktor 8 "ator *ang memengaruhi si"at mampu keras (hardenabilit*) dari

suatu material adalah )andungan )arbon

Semakin besar kandungan karbon semakin tinggi kekerasann*a

sehingga menadi getas-

:arak Pendinginan

arak pendinginan pada speiment setelah mengalami perlakuan panas

pada tiap titik akan berbeda/ beda semakin auh arak pendinginan maka

kekerasann*a akan semakin keil-

eat #reatment

ada prinsipn*a perlakuan panas pada baa untuk membuat homogen

unsur 8 unsur paduan *ang terdapat pada dalam logam sehingga didapat

komposisi *ang seragam ( uni"orm ) dan mempun*ai kekerasan tertentu

dengan mengukur lau pendinginan-


46/63

METALOGRAFI

)A) IPEN&A%ULUAN

'(' Latar )elakan*

Kekerasan merupakan salah satu si"at mekanik dari logam- enguian

kekerasan seara luas digunakan dalam proses inspeksi dan ontrol- Salah saru

proses *ang mempengaruhi kekerasan suatu material adalah proses heat treatment-

Kekerasan sulit untuk dide"inisikan karena memiliki arti *ang berbeda sesuai

dengan bidang pemakaiann*a- ada penguian logam kekerasan dide"inisikan

sebagai ketahanan suatu logam terhadap indentasi (penekanan) sedangkan

didalam mineralogi kekerasan merupakan ketahan suatu mineral terhadap goresan

dengan menggunakan standar kekerasan mohs-

emilihan logam *ang akan digunakan untuk aplikasi ketahanan gesekan

(;ear resistence) harus mempertimbangkan si"at kekerasan logam

tersebut- 5ubungan kekerasan sebanding dengan kekuatan logam dimana

kekerasan suatu logam akan meningkat maka kekutan logam tersebut uga

endrung meningkat namun nilai kekerasan ini berbanding terbalik dengan

keuletan dari logam- %eskipun logam keras dipandang lebih kuat daripada logam

lunak namun *ang perlu diperhatikan adalah bah3a tingkat kekerasan bahan *ang

tinggi belum menamin bah3a komponen mesin memiliki kekuatan (ketahanan)

untuk menerima beban-

erkaitan dengan penggunaan logam keras dan lunak ini kita memaklumi

bah3a teknologi *ang berkembang saat ini di negara kita masih dalam tahap

pengembangan teknologi tepat guna dan reka*asa industri *ang tingkat resikon*a

tidak terlalu tinggi sehingga ketelitian dalam peranangan pun menadi rendah

sebab peranangan konstruksi mesin berteknologi sederhana tentun*a auh

berbeda dengan peranangan konstruksi mesin berteknologi tinggi dan *ang pasti


47/63

peranangan konstruksi mesin berteknologi tinggi memerlukan pengolahan logam

*ang berkualitas pula-

Dengan demikian bahan benda kera *ang baik dan berkualitas tidak han*a

ditentukan oleh keras atau lunakn*a bahan tersebut tetapi sangat ban*ak

ditentukan oleh ketepatan memilih bahan sesuai besarn*a pembebanan *ang

diberikan- Dengan pemilihan bahan *ang tepat akan diperoleh tingkat e"isiensi

*ang tinggi dan diamin kuat untuk menerima beban-

entingn*a si"at kekerasan dalam pemilihan material logam untuk peralatan

teknik seperti untuk komponen mesin *ang mengalami gesekan ontohn*a piston

dan lain sebagain*a- %aka penting untuk melakukan praktikum ini untuk

memahami seta mempelaari lebih lanut bagaimana proses pengukuran kekerasan

logam khususn*a material baa dengan menggunakan mesin ui kekerasan

'ok3ell-

'(+ Tu,uan

1- %enelaskan tuuan dari proses metalogra"i-

2- %enelaskan langkah/langkah penguian metalogra"i-

&- %engetahui ukuran "asa dari logam-

4- %engetahui bahan dan alat *ang digunakan dalam penguian

metalogra"i


48/63

)A) II

LAN&ASAN TEORI

+(' Teori asar

Metalo*ra9i Kualitati9

%etalogra"i adalah bidang ilmu melurgi *ang mempelaari struktur dan "asa

logam serta mempelaari pula si"at/si"at *ang berkaitan dengan strukturE"asan*a-

Seara umum metalogra"i dibagi atas 2 kelompok *aitu :

: Metalografi Kualitatif& merupakan bidang metalogra"i *ang

mempelaari struktur dan "asa logam-

: Metalografi kuantitatif merupakan bidang metalogra"i *ang

mempelaari si"at/si"at logam berdasarkan struktur atau

"asan*a-

emerikasaan struktur dan "asa dari spesimen logam dalam metalogra"i

kualitati" ini adalah menggunakan mikoskop dengan langkah/langkah pen*iapan

spesimen *aitu sebagai berikut :

/ Analisa /ena"uluan; dilakukanuntuk menentukan bagian

mana *ang akan dianalisis seara metalogra"i- roses *ang

dilakukan pada suatu komponen akan men*ebabkan struktur

mikro berbeda sehingga perlu kehati/hatian dalammenentukan

daerah *ang akan di analisa- Kesalahan dalam pengambilan

sampai akan dapat memberikan in"ormasi *ang salah-

: Pemoton*an; dalam proses memotong hal/hal *ang perlu

diperhatiikan :


49/63

o 5arus diegah kemungkinan de"ormasi dan panas *ang

berlebihan (diberikan pendingin oliE oli dilarutkan

dalam air)-Wo 6ntuk logam/logam dengan kekerasan X 400 5N

sebaikn*a pemotongan seara manual-

o pabila pemotongan dilakukan dengan api (las gas)

maka pemotongan dalam daerah *ang ukup besar

supa*a dapat dipotong lagi dengan ara lain-

o Pembin*kaian; ika spesimenterlalu keil atau tipis

maka perlu bakelit atau dengan logam paduan dengan

titik air rendah- +ang terpenting adalah antara material

pembingkai dengan spesimen angan sampai meimiliki

kekerasan dan ketahan abrasi *ang sangat berbeda-

enis/enis pembingkai *ang dapat dipilih :

a( embingkaian or (cast mounting)

b( embingkaian tekan (compression mounting)

!( embingkaian epit (clamp mounting)

( embingkaian kondukti" (untuk S,% (.canning lectron

8icroscope))

: Pen**erinaan


50/63

selalu diberikan air pendingin agar spesimen tidak menadi

panas dan menghindarkan dari garam-

: Pemolesan;proses pemolesan dilakukan diatas kain poles pada

piringan poles dengan menambahkan pasta poles selama proses

berlangsung- !uuan utama pemolesan adalah untuk

menghilangkan goresan *ang terbentuk pada 3aktu proses

pengampelasan hingga permukaan sampel menadi mengkilap-

enis kain poles *ang umum dipakai antara lain beludru

biliard katun kandari permukaan spesimen *ang dietsa- Setelah

pengetsaan dilakukan penuian dengan air pembersihan

dengan alkohol dan pengeringan dengan udara panas-

.arutan etsa *ang digunakan seringkali diampur dengan

alkohol atau air hal ini dimaksudkan untuk memperlambat

keepatan reaksi antara permukaan spesimen *ang diperoleh

dengan larutan tersebut- Selama proses pengetasan ion/ion 5Y

O5/ 9./ dan sebagainn*a akan menuu ketempat/tempat *ang

anodik dan katodik pada permukaan *ang dipoles dengan


51/63

demikian proses etsa dapat memberikan gambaranEkon"igurasi

batas butir (batas butir merupakan tempat/tempat *ang

berenergi tinggi) atau gambaranEkon"igurasi permukaan butir

(misaln*a orientasi dan sebagain*a)-

+(+ Kesetimban*an &ia*ram Fasa

ada umun*a paduann*a membeku tidak pada suatu temperatur tertentu tetapi

dalam suatu rentang atau kurun temperatur- .ebih dari itu bahkan setelah menadi

padatan paduan mungkin masih megalami perubahann konstitusi *ang akan

sangat mempengaruhi si"at/si"at serta penggunaann*a- Dengan demikian penting

diketahui struktur/struktur dan komposisi "ase/"ase *ang akan berada dalam

kesetimbangan ketika membentuk paduan dengan komposisi dan temperatur

tertentu-

ada pembahasan logam murni *ang perlu diperhatikan han*a

pengaruh temperatur terhadap struktur- !etapi ika ada unsur lain *ang

ditambahkan ke logam induk persoalan menadi lebih kompleks- Dalam hal ini

koposisi menadi


52/63

dan 6&adi apabila P dan #& dengan mengambil air sebagai ontoh- Kalau pada

tetahan tetap misan*a 1 atm temperatur diubah teradi "asa padat (es) di ba3ah

titik air (09) "asa air (air) dalam daerah temperatur antara titik air dan titik

didih (1009) dan "asa gas (uap) di atas titik didih-

+(0 Aturan Fasa

turan "asa berguna kalau sistim komponen ban*ak berada dalam

kesetimbangan- Kalau umlah komponen dalam sistim adalah Cdan "asa *ang ada

ialahP dengan deraat kebebasanF*ang merupakan umlah


53/63

?epersiapkan alat dan bahan

"emotongan spesimen

"embingkaian@"encetakan

"enggerindaan dan "emolesan

"engetsaan

"engujian pada ?ikroskop

)A) III

METO&A PRAKTIKUM

.( ' Metoa Praktikum

%etoda *ang digunakan dalam praktikum metalogra"i ini di tuangkan ke

dalam diagram alir diba3ah ini


54/63

)A) I4

&ATA &AN ANALISA

0(' &ata

%etalogra"i merupakan displin ilmu *ang mempelaari karakteristik

mikrostruktur suatu logam dan paduan n*a serta hubungan*a dengan si"at/si"at

logam dan paduann*a tersebut-

ada metalogra"i seara umum *ang diamati adalah dua hal *aitu struktur

makro dan struktur mikro- Struktur makro adalah struktur dari logam *ang terlihatseara makro pada permukaan *ang dietsa dari spesimen *ang telah dipoles tapi

belum dietsa- Sedangkan struktur mikro adalah struktur dari sebuah permukaan

logam *ang telah diperoleh dan dietsa sehingga batas butir terlihat elas dengan

menggunakan pembesaran-

Dari hasil penguian metalogra"i ini didapatkan data gambar hasil penguian

struktur mikro sebagai berikut :

1- %edia ir

gambar 13 8edia /ir


55/63

/. ?edia *li

gambar 1 8edia oli

3. ?edia Udara

gambar 158edia #ungku


56/63

4. ?edia Tungku

gambar 1" 8edia #ungku

0(+ Analisa

ika kita identi"ikasi dengan ara melihat gambar hasil penguian terlihat ada

perbedaan dari setiap media pendinginan terutama ika dibandingkan antara media

air dengan media tungku terlihat auh berbeda dari batas butir media air lebih

rapat dan ban*ak batas butirn*a dibandingkan media tungku *ang batas butirn*a

sedikit dan arak satu sama lainn*a berauhan- 5al ini *ang men*ebabkan media

air lebih keras dibandingkan dengan media tungku- Disini sudah terbukti seara

teoritis bah3asann*a *ang memiliki batas butir *ang ban*ak dan rapat akan

memiliki kekuatan *ang tinggi-

Namun ketika melihat gambar hasil penguian media udara dan media oliteradi hampir kemiripan karena dari kedua media ini seperti oli memiliki


57/63

/ Pemoton*an

roses pemotongan merupakan pemindahan material dari sampel *ang besar

menadi spesimen dengan ukuran *ang keil- emotongan *ang salah akan

mengakibatkan struktur mikro *ang tidak sebenarn*a karena telah mengalami

perubahan kerusakan pada material pada saat proses pemotongan tergantung pada

material *ang dipotong alat *ang digunakan untuk memotong keepatan

potongan dan keepatan makan- ada beberapa spesimen kerusakan *ang

ditimbulkan tidak terlalu ban*ak dan dapat dibuang pada saat pengampelasan dan

pemolesan-

/ Pen!etakan

enetakan sering dilakukan pada proses persiapan spesimen metalogra"i-

%eskipun pada beberapa spesimen dengan ukuran agak besar hal ini tidaklah

mutlak akan tetapi untuk bentuk *ang keil atau tidak beraturan sebaikn*a dibuat

etakann*a untuk memudahkan dalam memegang spesimen pada proses

pengampelasan dan pemolesan-

/ Pen**erinaan


58/63

pengampelasan *ang didapat adalah timbuln*a suatu sistim *ang

memiliki permukaan *ang relati" lebih halus atau goresan *ang seragam

pada pernukaan spesimen- Dari proses pemolesan biasan*a digunakan

pasta gigi karena pasta gigi mengandung ;n dan a *ang akan

menghasilkan permukaan *ang sangat halus tuuann*a adalah untuk

meniptakan permukaan *ang sangat halus sehalus kaa sehingga

memantulkan aha*a dengan baik-

/ Pen*etsaan

,tsa dilakukan dalam proses metalogra"i adalah untuk melihat struktur mikro

dari sebuah spesimen dengan menggunakan mikroskop optik- Spesimen *ang

ook untuk proses etsa harus menakup daerah *ang dipoles dengan hati/hati-

+ang bebas dari de"ormasi plastik karena de"ormasi plastik mengubah struktur

mikro dari spesimen tersebut-


59/63

)A) 4

KESIMPULAN

3(' Kesim/ulan

adi kesimpulan *ang kita dapatkan pada praktikumini *aitu :

1- enguian metalogra"i bertuuan untuk mengetahui struktur *ang

terbentuk dari pengamatan struktur mikro pada "oto dari perbesaran

miokroskop untuk material *ang telah mengalami perlakuan panas dan

didinginkan dengan beberapa media pendingin *ang berbedadensitasn*a-

2- ada saat penghalusan dengan hampelas harus menggunakan air agar

benda ui tidak panasdan terlihat gosong saat dilihat melalui mikroskop

optik

&- Karakteristik struktur logam atau paduan logam memiliki si"at "isis

dan mekanis *ang berbeda tergantung dari enis perlakuan panas dan

proses pendinginann*a-

4- Struktur butir suatu material *ang telah mengalami proses perlakuan

panas sangat ditentukan oleh enis media pendingin *ang digunakan

A- Semua langkah kera harus dilakukan dan saat pengampelasan

dilakukan dengan hati/hati dan tidak terlalu ditekan agar benda ui

tidak rusak dan saat pengamatan diba3ah mikroskop aha* dapat

memantul sempurna ke lensa mikroskop sehingga pengamatan dapat

dilakukan tanpa kendala-

=- engetsaan sangat penting sebelum pengamatan diba3ah mikroskop

karena pengetsaan membuat batas/batas butir pada sampel lebih elasterlihat-


60/63

&AFTAR PUSTAKA

1- Smallman '-,- 1##1-8etalurgi Fisik 8odern- $ramedia ustaka 6tama:

akarta-

2- Surdia !ata dan Saito Shinroku-1###- engetahuan ahan !eknik- radn*a

aramitha: akarta-

4- %odul raktikum %etalurgi Fisik- 2014- 5ardenabilit*- .aboratorium

%aterial !eknik %esin 6ni


61/63

LAMPIRAN

!ugas

1- erlun*a mengetahui struktur E "asa material agar dapat mengetahui

kualitas suatu bahan material

2- ila proses pengetsaan terlalu lama akan berdampak gosong pada

permukaan spesimen karena pengikisan *ang terlalu lama dan apabila

proses pengetsaan terlalu singkat proses pengikisan tidak akan sempurna

sehingga permukaan spesimen tidak dapat diamati dengan elas

&- roses pembentukan struktur mikro pada dasarn*a melalui lima tahap

diantaran*a:

emotongan pembingkaian penggerindaan E pengampelasan

pemolesan dan pengetsaan:

emotongan hal2 *ag perlu diperhatikan:

a- %enegah kemuingkinan teradin*a de"ormasi panas ( diberikan

pendingin oli atau larutan air )

b- .ogam dengan kekerasan 400 bhn sebaikn*a dilakukan dengan

manual

- pabila dilakukan denagn api (las gas) maka pemotongan

dalam pada daerah *ang ukup besar supa*a dapat dipotong lagi

dengan ara lain

embingkain bila spesimen terlalu keil maka perlu dilakukan

pembingkaian dengan resin angan sampai memiliki kekerasan dan

ketahanan *ang berbeda

a- embingkaian or ( ast mounting )

b- embingkaian tekan (ompression mounting)

- embingkaian epit (lamp mounting)


62/63

d- embingkaian konduktukti" untuk S,% ( sanning eletron

mirosope)

enggerindaanE pengampelasan menggunakan mesin gerinda putar

dengan ampelas kasar grit ( 0 sd 120) sampai ampelas halus (grit

10240&2040 dan =00 mesh-)

emolesan dilakukan di atas kain poles dengan pasta poles pada

putaran mesin poles tuuann*a untuk menghilangkan goresan

se3aktu pengampelasan hingga permukaan mengkilap- enis kain

*ang digunakan antara lain beludru biliard katun kan


63/63

PRAKTIKUM METALURGI FISIK

Documents

Transcript of PRAKTIKUM METALURGI FISIK