Preparasi Sample Makro Etsa

7/23/2019 Preparasi Sample Makro Etsa

http://slidepdf.com/reader/full/preparasi-sample-makro-etsa 1/13

Nama : Azma Khoirusyubaani

NIP : 8609018L2

Unit : PLN (Persero) Pusharis U!P " #emaran$

1. Tujuan Preparasi Sampel

1.1 Cutting

Mengetahui prosedur proses pemotongan sampel dan menentukan teknik pemotongan

yang tepat dalam pengambilan sampel metalografi, sehingga didapat benda uji yang

representatif

1.2 Mounting

Menempatkan sampel pada suatu media, untuk memudahkan penanganan sampel yang

berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak sampel

1.3 Grinding

Meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara menggosokkan sampel

pada kain abrasif / amplas

1.4 Pemolesan / Polishing

Mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengkilat seperti kaca tanpa gores

Memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti

cermin



Menghilangkan ketidakteraturan sampel hingga orde 0.01 μm

1.5 Etsa / Etching

Mengamati dan mengidentifikasi detil struktur logam dengan bantuan mikroskop

optik setelah terlebih dahulu dilakukan proses etsa pada sampel

Mengetahui perbedaan antara etsa kimia dengan elektro etsa serta aplikasinya

Dapat melakukan preparasi sampel metalografi secara baik dan benar

2. Tujuan Pengamatan Struktur Makro dan Mikro

Menganalisa struktur mikro dan sifat-sifatnya

Mengenali fasa-fasa dalam struktur mikro

Mengetahui proses pengambilan foto mikrostruktur

3.Tujuan Percobaan Jominy

Mendapatkan hubungan antara jarak permukaan dengan pendinginan langsung dengan

kekerasan bahan kemampukerasan bahan!



Mendapatkan hubungan antara kecepatan pendinginan dengan fasa yang terbentuk

serta mendapatkan sifat kekerasan dari fasa tersebut

DASA T!"#

1.Preparasi Sampel

1.1Cutting (Pemotongan)

"emilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskopik merupakan hal

yang sangat penting. "emilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang

hendak dilakukan. "ada umumnya bahan komersil tidak homogen, sehingga satu sampelyang diambil dari suatu #olume besar tidak dapat dianggap representatif. "engambilan

sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sampel yang sesuai

dengan kondisi rata-rata bahan atau kondisi di tempat-tempat tertentu kritis!, dengan

memperhatikan kemudahan pemotongan pula. $ecara garis besar, pengambilan sampel

dilakukan pada daerah yang akan diamati mikrostruktur maupun makrostrukturnya.

$ebagai contoh, untuk pengamatan mikrostruktur material yang mengalami kegagalan,

maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan pada daerah kritis dengan

kondisi terparah!, untuk kemudian dibandingkan dengan sampel yang diambil dari daerah

yang jauh dari daerah gagal. "erlu diperhatikan juga bah%a dalam proses memotong,

harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan. &leh karena itu, setiap

proses pemotongan harus diberi pendinginan yang memadai.

'da beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang

digunakan, yaitu meliputi proses pematahan, pengguntingan, penggergajian, pemotongan

abrasi abrasie cutter !, gergaji ka%at, dan (DM Electric !ischarge Machining !.)erdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua,

yaitu *

+eknik pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan gerinda



+eknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan lo% speed diamond sa%

1.2 Mounting

$pesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sulit

untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan akhir. $ebagai

contoh adalah spesimen yang berupa ka%at, spesimen lembaran metal tipis, potongan

yang tipis, dll. ntuk memudahkan penanganannya, maka spesimen-spesimen tersebut

harus ditempatkan pada suatu media media mounting!. $ecara umum syarat-syarat yang

harus dimiliki bahan mounting adalah *

)ersifat inert tidak bereaksi dengan material maupun at etsa!

$ifat eksoterimis rendah

iskositas rendah

"enyusutan linier rendah

$ifat adhesi baik

Memiliki kekerasan yang sama dengan sampel

lo%abilitas baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidakteraturan yang

terdapat pada sampel



husus untuk etsa elektrolitik dan pengujian $(M, bahan mounting harus kondusif

Media mounting yang dipilih haruslah sesuai dengan material dan jenis reagen etsa

yang akan digunakan. "ada umumnya mounting menggunakan material plastik sintetik.

Materialnya dapat berupa resin castable resin! yang dicampur dengan hardener, atau

bakelit. "enggunaan castable resin lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana

dibandingkan bakelit, karena tidak diperlukan aplikasi panas dan tekanan. amun bahan

castable resin ini tidak memiliki sifat mekanis yang baik lunak! sehingga kurang cocok

untuk material-material yang keras. +eknik mounting yang paling baik adalah

menggunakan thermosetting resin dengan menggunakan material bakelit. Material ini

berupa bubuk yang tersedia dengan %arna yang beragam. +hermosetting mountingmembutuhkan alat khusus, karena dibutuhkan aplikasi tekanan 2300 lb/in3! dan panas

12405! pada mold saat mounting.

1.3 Grinding (Pengam"lasan)

$ampel yang baru saja dipotong, atau sampel yang telah terkorosi memiliki

permukaan yang kasar. "ermukaan yang kasar ini harus diratakan agar pengamatan

struktur mudah untuk dilakukan. "engamplasan dilakukan dengan menggunakan kertasamplas yang ukuran butir abrasifnya dinyatakan dengan mesh. rutan pengamplasan

harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah hingga 160 mesh! ke nomor mesh yang

tinggi 170 hingga 800 mesh!. kuran grit pertama yang dipakai tergantung pada

kekasaran permukaan dan kedalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan.

9ihat tabel berikut

:enis alat potong kuran kertas amplas grit!untuk pengamplasan pertama

;ergaji pita 80 < 130



;ergaji abrasif 130 < 320

;ergaji ka%at / intan kecepatan rendah =30 < 200

>al yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian air. 'ir

berfungsi sebagai pemidah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul yang

dapat merubah struktur mikro sampel dan memperpanjang masa pemakaian kertas

amplas. >al lain yang harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah

pengamplasan, maka arah yang baru adalah 260 atau 400 terhadap arah sebelumnya.

1.4 Polishing (Pemolesan)

$etelah diamplas sampai halus 800?!, sampel harus dilakukan pemolesan. "emolesan

bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap

seperti cermin dan menghilangkan ketidakteraturan sampel hingga orde 0.01 μm.

"ermukaan sampel yang akan diamati di ba%ah mikroskop harus benar-benar rata.

'pabila permukaan sampel kasar atau bergelombang, maka pengamatan struktur mikro

akan sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop dipantulkan secara

acak oleh permukaan sampel.

+ahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu kemudian

dilanjutkan dengan pemolesan halus. 'da = metode pemolesan antara lain yaitu sebagai

berikut *

a. Pemolesan !lektrolit $imia

>ubungan rapat arus @ tegangan ber#ariasi untuk larutan elektrolit dan material yang berbeda dimana untuk tegangan, terbentuk lapisan tipis pada permukaan, dan hampir

tidak ada arus yang le%at, maka terjadi proses etsa. $edangkan pada tegangan tinggi

terjadi proses pemolesan.

b. Pemolesan $imia Mekanis



Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang dilakukan

serentak di atas piringan halus. "artikel pemoles abrasif dicampur dengan larutan

pengetsa yang umum digunakan.

c. Pemolesan !lektro Mekanis %Metode einac&er'

Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada piring pemoles.

Metode ini sangat baik untuk logam mulia, tembaga, kuningan, dan perunggu.

1.5 Etching (Etsa)

(tsa merupakan proses penyerangan atau pengikisan batas butir secara selektif dan

terkendali dengan pencelupan ke dalam larutan pengetsa baik menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati akan

terlihat dengan jelas dan tajam. ntuk beberapa material, mikrostruktur baru muncul jika

diberikan at etsa. $ehingga perlu pengetahuan yang tepat untuk memilih at etsa yang

tepat.

a. !tsa $imia

Merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana atetsa yang digunakan ini memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya

disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. 5ontohnya antara lain * nitrid acid /

nital asam nitrit A alkohol 46B!, picral asam picric A alkohol!, ferric chloride,

hydroflouric acid, dll. "erlu diingat bah%a %aktu etsa jangan terlalu lam umumnya

sekitar 2 < =0 detik!, dan setelah dietsa, segera dicuci dengan air mengalir lalu dengan

alkohol kemudian dikeringkan dengan alat pengering.

b. !lektro !tsa %!tsa !lektrolitik'

Merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektoetsa. 5ara ini dilakukan

dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta %aktu pengetsaan. (tsa jenis

ini biasanya khusus untuk stainless steel karena dengan etsa kimia susah untuk

medapatkan detil strukturnya



2. Pengamatan Struktur Makro dan Mikro

"engamatan metalografi dengan mikroskop dapat dibagi dua, yaitu *

1. Metalografi makro, yaitu pengamatan struktur pembesaran 10 < 100 kali

3. Metalografi mikro, yaitu pengamatan struktur pembesaran di atas 100 kali

Mode perpatahan material secara umum dapat dibagi dua, yaitu perpatahan ulet yang

berkarakter berserabut #ibrous! dan gelap dull !, dan perpatahan getas dimana permukaan

patahan berbutir granular ! dan terang. $elanjutnya pengamatan dapat dilakukan dengan

stereoscope macroscope dan $(M. $edangkan untuk daerah hasil lasan, secara metalografi

dapat ditunjukkan adanya empat bagian, yaitu *com"osite $one, unmi%ed $one, "artiall&

melted $one' dan true heat a##ected $one.

Mikrostruktur

)aja karbon, merupakan material ferrous dengan C 3.12B 5. +erbagi atas 3 jenis, yaitu

baja hypoeutectoid C 0.7B5! dan hypereutectoid 0.7B5!. "ada kadar 0.7B5

terbentuk fasa perlit cementit 8.8EB5 A ferit 0.03B5!

)esi tuang, yaitu material ferrous dengan kadar karbon 3.12B < 8.8EB . )esi tuang

komersial 3.6 < 2B5, karena kadar 5 yang terlalu tinggi membuat besi tuang rapuh.

$ecara metalografi besi tuang dibagi menjadi 2 tipe berdasarkan kadar karbon, impurities,

paduan, serta proses perlakuan panas, yaitu * besi tuang putih, besi tuang malleable, besi

tuang kelabu, dan besi tuang nodular.

)aja karbon pada heat @ surface treatment, dimana dasarnya adalah transformasi fasa

dan dekomposisi austenite. "roses perlakuan panas antara lain annealing , s"heroidisasi,

normalisasi, tem"ering uenching . Dasarnya adalah diagram +++ dan 55+, dimana

perlakuan panas ini akan menyebabkan pembentukan fasa martensit dan bainite.



)aja perkakas, adalah baja dengan kualitas tinggi yang digunakan sebagai

perkakas.+ingginya kualitas baja perkakas diperoleh melalui penambahan paduan 5r, F,

dan Mo, dan perlakuan khusus. mumnya mikrostrukturnya berupa matriks martensite

dengan partikel karbida, grafit dan presipitat.

*luminium allo&s, terdiri atas kristal utama padatan aluminium dendritik! ditambah

produk hasil reaksi dengan paduan.

Co""er allo&s, umumnya dengan elemen dasar seng. 5ontohnya adalah kuningan

paduan tembaga seng dengan timbal, timah dan aluminium!

Metode per&itungan besar butir

'da tiga metode yang direkomendasikan '$+M, yaitu *

Metode Perbandingan

oto mikrostruktur bahan dengan perbesaran 100G dapat dibandingkan dengan grafik

'$+M (113-8=, dapat ditentukan besar butir. omor besar butir ditentukan dengan

rumus *

<3n-1

Dimana adalah jumlah butir per inch3 dengan perbesaran 100G. Metode ini cocok untuk

sampel dengan butir beraturan.

Metode +nterce"t (,e&ne)



"lastik transparan dengan grid bergaris kotak-kotak! diletakkan di atas foto atau sampel.

emudian dihitung semua butir yang berpotongan pada akhir garis dianggap setengah.

"erhitungan dilakukan pada tiga daerah agar me%akili. ilai diameter rata-rata

ditentukan dengan membagi jumlah butir yang berpotongan dengan panjang garis.

Metode ini cocok untuk butir yang tidak beraturan.

Metode Planimetri (-e##ries)

Metode ini menggunakan lingkaran yang umumnya memiliki 6000 mm3. perbesaran

dipilih sedemikian sehingga ada sedikitnya E6 butir yang berada di dalam lingkaran.

emudian hitung jumlah total semua butir dalam lingkaran ditambah setengah dari

jumlah butir yang berpotongan dengan lingkaran. )esar butir dihitung dengan

mengalikan jumlah butir dengan pengali :effries f!. "erlu diperhatikan bah%a ketiga

mode di atas hanya merupakan besar butir pendekatan, sebab butir memiliki = dimensi

bukan dua dimensi.

3. Percobaan Jominy

"roses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan mengubah struktur mikro

dan sifat mekanis logam disebut perlakuan panas heat treatment !. 9ogam yang didinginkan

dengan kecepatan dan media pendingin berbeda memberikan perubahan struktur mikro yang

berbeda pula. $etiap struktur mikro yang terbentuk martensit, bainit, ferit dan perlit!

merupakan hasil transformasi fasa austenit. +iap fasa tersebut terbentuk pada kondisi

pendinginan yang berbeda-beda sebagaimana yang dapat dilihat pada diagram 55+ dan +++.

+iap fasa memiliki nilai kekerasan yang berbeda-beda. Dengan pengujian :ominy omin&

test ! dapat dibuktikan bah%a laju pendinginan yang berbeda-beda akan menghasilkan

kekerasan bahan yang berbeda. "ada percobaan ini, sampel dipanaskan hingga suhu austenit,

selanjutnya didinginkan secara merata, lalu dihitung nilai kekerasannya. ilai kekerasan

berbanding lurus dengan jarak dari tempat berakhirnya Huenced. Makin lambat laju

pendinginan logam, makin banyak matriks perlit yang ditampilkan dan kekerasan makin

turun.



M!T"D"(")# P!*"+AA,

Alat dan +a&an

1.Preparasi Sampel

1.1 Cutting (Pemotongan)

)ahan * sampel pengujian, media pendingin pelumas!

'lat * sam"le holder , sa blade, mesin pemotong

1.2 Mounting

)ahan * sampel pengujianI resin, hardener castable mounting !I bubuk bakelit

com"ression mounting !

'lat * cetakanI alat khusus compression mounting

1.3Grinding (Pengam"lasan)

)ahan * sampel pengujian, kertas amplas berbagai grit, air

'lat * mesin amplas

1.4Polishing (Pemolesan)



)ahan * sampel pengujian, kain poles, alumina

'lat * mesin poles

1.5Etching (Etsa)

)ahan * sampel pengujian, air, alkohol, nital 3B untuk baja!, > 0.6B untuk

aluminium alloys!, e5l= untuk copper alloys!, tissue

'lat *bloer

2.Pengamatan Struktur Makro dan Mikro

2.1+denti#i0asi dan oto Mi0rostru0tur

)ahan * sampel pengujian, lilin

'lat * preparat, alat penekan sampel, meja obyektif, mikroskop optik

2.2 Pengambilan oto Mi0ro

)ahan * sampel pengujian

'lat * mikroskop kamera

2.3Penghitungan esar utir



)ahan * sampel pengujian, tabel

'lat * foto perbesaran 100G!

3.Percobaan Jominy

)atang baja sebagai benda uji d J 3.6 cm, 9 J 10 cm!

&#en Muffle temperatur maG. 110005

ran air dengan tekanan cukup

'mplas

'lat penguji kekerasan )rinell

Mikroskop pengukur jejak

Preparasi Sample Makro Etsa

Documents

Transcript of Preparasi Sample Makro Etsa