BAB II DASAR TEORI

20
5 BAB II DASAR TEORI 2.1 Penelitian terdahulu Peneliti terdahulu telah melakukan penelitian tentang beberapa bahan pisau Damaskus. Unsur-unsur baja Damaskus menunjukkan bahwa terdapat 1,60% C; 0,56% Mn, 0,17%P, 0,02% S, 0,048% Si, 0,012%Ni, 0,048% Cu, 0,01% V dan 0,002% Ti (Fatollahi, 2011).[1] Baja Damaskus termasuk dalam baja karbon tinggi (ultra high carbon (UHC)). Komposisi kimia termasuk hyper-eutectoid terdiri dari pearlit (lamellar cemectite dan ferrite) dan butiran-butiran cementit yang bervariasai berkisar anatara 2-20 μm dangan ketebalan berkisar antara 12-30 μm. Gambar 2.1 berikut menunjukkan pola pada permukaan pedang Damuskus asli. Gambar 2.1 Pola permukaan pedang damaskus (Peterson, dkk., 1990). Lembaran-lembaran cementit pada permukaan pedang tidak tersusun secara paralel melainkan bergelombang, hal ini dipengaruhi oleh proses penempaan yang tidak terdeformasi secara seragam, partikel-partikel cementit bertindak sebagai hambatan dislokasi dan meningkatkan kekuatan. Temperatur tempa pada baja UHC sangat terbatas berkisar 700-1000oC, hal ini untuk menjaga partikel cementit pada

Transcript of BAB II DASAR TEORI

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Penelitian terdahulu

Peneliti terdahulu telah melakukan penelitian tentang beberapa bahan pisau

Damaskus. Unsur-unsur baja Damaskus menunjukkan bahwa terdapat 1,60% C;

0,56% Mn, 0,17%P, 0,02% S, 0,048% Si, 0,012%Ni, 0,048% Cu, 0,01% V dan

0,002% Ti (Fatollahi, 2011).[1] Baja Damaskus termasuk dalam baja karbon tinggi

(ultra high carbon (UHC)). Komposisi kimia termasuk hyper-eutectoid terdiri dari

pearlit (lamellar cemectite dan ferrite) dan butiran-butiran cementit yang

bervariasai berkisar anatara 2-20 µm dangan ketebalan berkisar antara 12-30 µm.

Gambar 2.1 berikut menunjukkan pola pada permukaan pedang Damuskus asli.

Gambar 2.1 Pola permukaan pedang damaskus (Peterson, dkk., 1990).

Lembaran-lembaran cementit pada permukaan pedang tidak tersusun secara

paralel melainkan bergelombang, hal ini dipengaruhi oleh proses penempaan yang

tidak terdeformasi secara seragam, partikel-partikel cementit bertindak sebagai

hambatan dislokasi dan meningkatkan kekuatan. Temperatur tempa pada baja UHC

sangat terbatas berkisar 700-1000oC, hal ini untuk menjaga partikel cementit pada

6

permukaan logam membentuk polo damaks, selain itu unsur-unsur seperti V dan Cr

juga berpengaruh dalam pembentukan pola damaskus.

[2] Penelitian tentang pengaruh unsur-unsur pengotor pada ingot dalam

pembentukan pola damask. Penelitian ini menggunakan forging manual oleh pande

besi profesional. Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah logam Sorel

sebagai ingot dengan kandungan karbon berkisar 3,9-4,7%C dan 0,003-0,014% V.

Penambahan 0,003%V, Mo, Mn, Nb dalam persentase sedikit mengakibatkan

terjadi band karbida pada ingot. Pengujian menggunakan Electron probe

microanalysis (EPMA) pada ingot logam Sorel menunjukkan terjadi

microsegregated pada interdendit yang lebih terkosentrasi. Hal ini disebabkan oleh

penambahan unsur-unsur V, Mo, Mn, dan Nb kurang dari 0.02%.

2.2 Proses Tempa (Forging)

Forging merupakan prose pembentukan logam yang dilakukan

dengan mendeformasi platis suatu bahan. Pada umumnya penempaan dilakukan

dengan memberikan beban yang berulang-ulang. Penempaan bisa dilakukan secara

manual atau menggunakan mesin otomatis untuk mendapatkan bentuk yang

diharapkan. Bahan yang telah ditempa megalami perubahan bentuk dari batang

(billet) menjadi lempengan seperti ditunjukkan pada a Gambar 2.2. Selain itu proses

penempaan dapat menghaluskan struktur butir dan mengurangi proses pemesinan.

[3] Ukuran butir dalam proses penempaan dipengaruhi oleh temperatur,

komposisi dan proses mekanik. Ukuran butir membesar seiring dengan

meningkatnya temperatur penempaan. Bahan hasil proses tempa memiliki bentuk

butir halus searah dengan penempaa. Butir halus searah dengan penempaan dapat

meningkatkan kekuatan dan kualitas ketajaman pisau.

7

Gambar 2.2 proses penempaan pisau (Schroen, 1984).

Pengerjaan panas meliputi proses deformasi yang dilakukan pada

temperatur diatas 0,6 Tm dengan laju regangan tertentu.[4] Perubahan struktur

selama pengerjaan panas meningkatkan keuletan dan ketangguhan. Namun terdapat

beberapa kekurangan karena pengerjaan panas dengan temperatur tinggi

mengakibatkan terjadi reaksi permukaan logam dengan udara sekitar.

Pengerjaan panas pada logam akan mengakibatkan struktur dan sifat-sifat

logam yang tidak seragam karena deformasi selalu lebih besar pada permukaan.

Logam akan mengalami butir rekristalisasi yang lebih halus pada permukaan, hal

ini dapat dihindari dengan mengotrol temperatur pengerjaan seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Batas temperature pengerjaan panas (Schey, 2000)

8

Proses pengerjaan panas dilakukan secara bertahap. Umumnya temperatur

pengerjaan tahap pertama berada di atas batas bawah temepratur pengerjaan

panas.[4] Hal ini dilakukan untuk memamfaatkan tengangan alir yang lebih rendah

dan ada kemungkinan terjadi pertumbuhan butir setelah proses rekristalisasi

sehingga menghasilkan produk berbutir halus pada saat terakhir temperatur kerja

diturunkan dan pertumbuhan butir pada saat pendinginan dapat dihindari.

Tempratur akhir penegerjaan sedikit diatas temperatur derajat deformasi.

2.3 Pembuatan Pisau Damaskus

[5] Pembuatan pisau Damaskus hampir sama dengan pembuatan pisau pada

umumnya. Namun bahan pisau yang digunakan berbeda. Ada beberapa tahap dalam

proses pembuatan pisau damaskus adalah sebagai beriku:

2.3.1 Persiapan Bahan Pisau Damaskus

Bahan pisau dileburkan dalam tungku dengan campuran besi murni, ingot,

logam sorel, arang, serpihan kaca dan daun-daunan.[6] Unsur C dan unsur

pengotor selama proses peleburan serpihan kaca mencair dan mementuk terak yang

melindungi ingot dari oksidasi. Daun-daunan menghasilkan hydrogen dimana

berfungsi untuk mempercepat karburisasi besi. Kandungan C dari besi

meningkatmenjadi 1,5 persen.

2.3.2 Penempaan Ingot Pisau Damaskus

Proses penempaan ingot dilakukan secara manual dengan dipanaskan pada

temperatur tertentu dengan menggunakan tungku, selanjutnya dilakukan proses

tempa secara 4 tahap, dimana setiap tahap membutuhkan 50 siklus pemanasan.

Gambar 2.4 menunjukan ingot bahan pisau damaskus.

9

Gambar 2.4 Ingot Pisau Damascus (Vehoeven,2001).

2.4.2 Proses Pembuatan Pisau Damaskus

Pisau damaskus dibuatan dengan cara ditempa manual oleh pande besi.

Langkah awal pembuatan pisau yakni dengan memanaskan Ingot dengan

menggunakan tungku bertemperatur panas membentuk partikel cemetit dan

austenite. Kemudian langkah selanjutnya dilakukan proses penempaan

menggunakan palu dan anvil sebagai landasan.

[7] Proses penempaan dilakukan sampai penuruan suhu 50℃ dibawah suhu

rekristalisasi, kemudian Ingot pisau dipanaskan dan ditempa lagi dengan temperatur

yang sama secara 4 tahapan proses. Kemudian langkah selanjutnya untuk

pembuatan pisau, proses tempa tergantung dari dimensi bahan. Setelah semua

proses dilakukan selanjutnya dengan proses grinding menggunakan gerinda sabuk

untuk meratakan permukaan dan pembentukan sisi tajam pisau kemudian

dilanjutkan dengan proses esta permukaan pisau untuk mendapatkan pola

damaskus. permukaan pisau damaskus seperti ditunjukkan pada gambar 2.5

10

Gambar 2.5 Permukaan Pisau Damascus (Vehoeven,2001).

Pola damaskus dapat dibentuk dengan dua cara sebagai berikut:

1. Wootz dipanaskan pada temperatur tinggi membentuk butiran austenit yang

besar dan dilakukan proses pendinginan lambat untuk menghasilkan

presipitasi cementit sepanjang batas butir austenit yang terbentuk selama

proses pemanasan [8].

2. Wootz ditempa pada temperatur berkisar antara 500oC sampai 950 oC,

sehingga menyebabkan batas butir sementit spheroidize terpisah sebagai

lapisan partikel sementit kasar yang menghasilkan pola damask. Gambar

2.6 menunjukkan grafik temperatur tempa dalam poses pembuatan pisau

Damaskus. Bahan pisau ditempa selama 3-10 menit setiap siklus.

Gambar 2.6 Grafik temperatur tempa pisau Damaskus (Verhoeven, dkk., 1996).

11

2.4 Bahan-bahan Pisau

Faktor yang sangat penting dalam proses pembuatan pisau adalah

menentukan bahan yang tepat. Pande besi (Bladesmiths) kesulitan dalam

menentukan baja yang berkualitas untuk dijadikan sebagai bahan pisau. Namun

pada saat ini dengan adanya teknologi canggih, banyak baja-baja yang tersedia

dipasaran mulai baja yang sederhana hingga baja yang berteknologi tinggi. Sifat

pisau sendiri sangat tergantung dengan unsur-unsur yang terkandung dalam

material. Unsur-unsur yang terkandung dalam logam pada umumnya adalah

sebagai berikut[9]:

1. Besi (Fe)

Besi adalah logam yang paling umum ditemukan dalam bentuk

bijih, tetapi tidak pernah ditemmukan dalam keadaan murni. Bijih

besi sendiri dileburkan dan dimurnikan sebelum digunakan.

Selama proses peleburan dan pemurnian, unsur-unsur paduan

ditambahkan untuk merubah propertis dari besi.

2. Karbon (C)

Tabel 2. 1 Presentase karbon dan kegunaannya

12

Karbon dalam baja sangat bervariasi, untuk bahan pisau harus

memilih kandungan karbon yang sesuai dengan pisau yang

digunakan. Kandungan karbon rendah pada bahan pisau memiliki

sifat ketangguhan, sedangkan kadungan karbon tinggi pada pisau

menjadi sifat keras dan tahan aus. Namun kandungan karbon yang

sangat tinggi akan menjadi getas dan sulit untuk ditempa.

3. Chromium (Cr)

Penambahan Cr meningkatkan kekerasan, kekuatan, ketahan aus,

kemampuan dikeraskan, ketahanan panas, memperlambat laju

korossi dan dapat menurunkan regangan. Sebagai besar

penambahan Cr pada baja berkisar antara 0,51-1,50%. Beberapa

baja tahan karat mengandung 20% Cr. Hal ini dapat

mempengaruhi penempaan dan menyebabkan baja mudah retak.

4. Timbal (Pb)

Penambahan unsur Pb dalam dapat meningkatkan machinability,

namun tidak mempengaruhi propertis dari baja. Penambahan Pb

dalam baja berkisar antara 0,15-0,30%.

5. Mangan (Mn)

Penambahan unsur Mn dalam baja dapat meningkatkan kekuatan

dan memiliki sifat yang baik setelah perlakuan panas. Kandungan

Mn dalam baja berkisar antara 0,5-2,0%.

6. Nikel (Ni)

Ni dapat meningkatkan ketangguhan dan memperkuat baja, tetapi

tidak efektif dalam meningkatkan kekerasan. Unsur Ni dalam baja

13

pada umumnya berkisar antara 1-4%. Beberapa baja tahan karat

mengandung unsur Ni sampai 36%.

7. Molydenum (Mo)

Kandungan Mo dalam baja dapat meningkatkan kekerasan yang

seragam ketangguhan, tahan terhatap temperature tinggih. Paduan

Mo dibawah 0,20%, baik untuk ditempa.

8. Silikon (Si)

Si dapat meningkatkan kekuatan Tarik. Apabila dikombinassikan

dengan unsur-unsur lain Si juga dapat meningkatkan ketangguhan.

Penambahan 1,5-2,5% unsur Si dalam baja juga dapat

mmeningkatkan konduktivitas listrik

9. Fosfor (P)

P salah satu unsur pengotor dalam baja persentasenya sangat kecil.

Kandungan unsur P dalam baja meningkatkan kekuatan luluh dan

mengurangi ductile pada temperature rendah, unsur P diyakini untuk

meningkatkan ketahan terhadap korosi

10. Sulfur (S)

S juga termmasuk unsur pengotor dalam baja. Penambahan unsur S

dalam baja dapat merusak property logam, namun dapat

meningkatkan machinability.

11. Tungsten atau Wolfram (W)

Tungsten sering digunakan sebagai unsur paduan pada baja

perkakas, penambahan unsur W dalam baja dapat merubah struktur

14

butir menjadi lebih kecil yang mengakibatkan baja dapat

mmempertahankan kekerasan pada temmperatur tinggi, tahan aus,

dan mudah dipertajam, namun sulit dalam proses pembentukan.

12. Vanadium (V)

Vanadium menghambat pertumbuhan butir baja. Penambahan unsur

V dalam baja dapat mengontrol struktur selama proses perlakuan

panas. Kandung unsur V dalam baja sangat kecil berkisar antara

0.15% sampai 0.20%. Baja perkakas yang mengandung unsur V

dapat meningkatkan kekuatan impact.

2.5 Spring Washer

Spring washer biasa disebut sebagai ring ver berfungsi sama dengan ring

plat. Bedanya ada potongan ring yang terbuat dari bahan yang memiliki daya pegas

sehingga saat dikencangan akan membuat & mur tidak mudah kendur atau lepas.

Nilai komposisi kimia spring washer masih dalam batas standard JIS G 4401

hal ini menunjukkan bahwa produk spring washer pada dasrnya masih masuk

kedalm kategori material standard. Baja JIS G4401 setara dengan standar amerika

SAE 1085. Sebagai paduan, baja ini memiliki kekerasan sekitar HRC 65 dan

menghasilkan campuran martensit kaya karbon dengan beberapa larutan karbida.

Kelebihan karbida meningkatkan ketahanan abrasi dan memungkinkan baja untuk

mencapai keseimbangan yang ideal.

Baja ini memiliki carbon 0.80-0.90% dan silicon 0.10-0.35% mangan 0.10-

0.50% pospor ≤ 0.30% copper ≤ 0.25% nikel ≤0.25% dan chrom ≤0.30%.

15

2.6 Heat Treatment (Perlakuan Panas)

Perlakuan panas merupakan kombinasi anatara proses pemanasan dan

pendinginan suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk mendapatkan

sifat-sifat tertentu. Kecepatan pendinginan dan batas temperatur berpengaruh pada

struktur dan sifat logam. Tujuan dari perlakuan panas (Heat Treatment) untuk

meningkatkan keuletan, menghilangkan tegangan internal (internal stress),

menghaluskan ukuran butir kristal dan meningkatkan kekerasan atau tegangan tarik

logam.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perlakuan panas adalah temperatur

pemanasan, waktu yang diperlukan, laju pendinginan. Diagram fase besi-karbon

seperti pada Gambar 2.7 menunjukkan hubungan antara temperatur dan fase yang

terbentuk dan batas antara daerah fase adalah sebagai berikut:

Gambar 2.7 Diagram fase Fe-Fe3C (Schey, 2000)

Gambar 2.7 diagram fase Fe-Fe3C menunjukkan hubungan temperatur dan paduan

dalam selama perubahan fase. Secara garis besar sistem paduan besi karbon dapat

16

dibedakan menjadi dua yaitu baja dan besi tuang (cast iron). Dari diagram fase

tampak bahwa baja mengandung struktur eutektoid sedangkan besi tuang memiliki

struktur eutektit.

2.7 Hardening

Hardening merupakan proses perlakuan panas pada logam untuk menghasilkan

produk yang lebih keras. Perlakuan ini terdiri dari memanaskan baja sampai

temperatur austenisasi dan ditahan pada temperatur tersebut dengan waktu tertentu

dan kemudian didinginkan dengan laju pendinginan yang cepat (quenching).

Memanaskan dan ditahan pada temperatur austenisasi dengan alasan untuk

mengurai sementit menjadi austenit stabil.

Quenching merupakan pendinginkan logam dengan cepat dari temperatur

austenit mencapai temperatur kamar dalam media pedingin. Tujuannya untuk

mencegah terjadinya tranformasi fasa austenit menjadi fasa pearlit untuk

mendapatkan struktur yang diinginkan, yaitu fasa martensit. Quenching merupakan

proses pencelupan baja yang telah berada pada temperatur pengerasan (temperatur

austenisasi), dengan laju pendinginan yang sangat tinggi. Ganbar 2.8 berikut

menunjukkan grafik pemanasan, quenching dan tempering.

17

Gambar 2.8 Grafik pemanasan, quenching dan tempering

2.8 Media pendingin

Berbagai bahan pendingin yang digunakan dalam proses perlakuan panas antara

lain [10]:

1. Air

Pendinginan dengan media air memberikan daya pendinginan yang

cepat. Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki

oleh senyawa kimia lain. Temperatur antara 0℃ sampai 100℃, air

berwujud cair. Temperatur 0℃ merupakan titik beku (freezing

point)dan temperature 100℃ merupakan titik didih (boiling point)

air. Perubahan temperatur air berlangsung lambat sehingga air

memiliki sifat penyimpan panas yang baik.

2. Oli

Pendinginan dengan media oli digunakan untuk mengeraskan

logam. Semua baja dapat menggunakan oli sebagai media

18

pendinginan cepat. Tingkat pendinginan oli lebih lambat dari air

atau air garam dan lebih cepat dibandingkkan udara.Pendinginan

menggunakan media oli harus dikontrol berkisar antara 25 ℃

sampai 65℃. Gambar di bawah menunjukkan grafik pendinginan

cepat oli.

Gambar 2.9 grafik pendinginan cepat menggunakan oli, air, udara dan

flidizedbed (ASM, Vol. 4)

Dan berikut menunjukkan perbandingan pendinginan rata – rata menggunakan

media pendingin.

Tabel 2. 2 karakteristik dan kemampuan media pendingin rata – rata quenching.

Table di atas menunjukkan air garam memiliki pendinginan lebih cepat

dibandingkan oli atau minyak. Campuran air garam mengurangi penyerapan gas

19

atmosfer gas dan mengurangi jumlah gelembung pada pendinginan. Selain itu air

garam juga dapat mendinginkan secara seragam pada permukaan logam. Komposisi

garam dalam air berkisar antara 7 – 10% garam berat untuk satu gallon air dengan

temperature awal berkisar antara 18 - 38℃.

Selain itu air garam juga dapat di gunakan sebagai media pendingin pada

baja paduan rendah dan baja karbon, namun pendinginan cepat dengan air garam

pada baja karbon tinggi menyebabkan pendinginan tidak seragam pada penampang,

retak dan stress.

2.9 Uji Kekerasan (Hardness)

Kekerasan suatu material menyatakan kemampuan material tersebut untuk

menahan deformasi plastis. Kekerasan di definisikan sebagai ketahanan bahan

terhadap penetrasi pada permukaannya. Dapat di perkirakan bahwa terdapat

hubungan antara kekerasan dan kekuatan bahan.

Pengujian kekerasan adalah salah satu dari sekian banyak pengujian yang di

pakai, karena dapt di laksanakan pada benda uji yang kecil tanpa kesukaran

mengenai spesifikasi. Pada penelitian ini, metode yang di gunakan adalah metode

rockwel dan metode brinnell.

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada

permukaannya, dapat di perkirakan bahwa terdapat hubungan antara kekerasan dan

kekuatan bahan. Kekerasan dari suatu metal diukur dengan memberikan bebean

dengan menggunakan imdentor ke dalam permukaan material tersebut. Bentuk dari

indentor pada umumnya peluru/bola, piramida, atau kerucut, dibuat dari material

yang lebih keras di banding material yang di uji. Sebagai contoh, baja yang di

keraska, karbit tungsten, atau intan yang biasanya untuk indenters. Pengujian

kekerasan sangat sederhana, sehingga banyak dilakukan dalam pemilihan bahan.

20

Ada beberapa macam metode pengujian yang dipergunakan, di sesuaikan dengan

bahan, kekerasan, ukuran dan lain – lain.

a. Uji kekerasan brinnell.

Uji kekerasan brinnell berupa pembentukan lekukan pada permukaan

logam dengan menggunakan bola baja berdiameter 10 mm dan di beri beban

300 kg. untuk logam lonak, beban dikurangi hingga tinggal 500 kg, untuk

menghindarkan jejak yang dalam dan untuk bahan yang sangat keras digunakan

paduan karbida tungsten dengan tujuan untuk memperkecil terjadinya distorsi

indentor.

Beban diterapkan selama waktu tertentu, biasanya 30 detik, dan

diameter lekukan diukur dengan mikroskop daya rendah setelah beban tersebut

dihilangkan. Kemudian dicari harga rata – rata dari 2 buah pengukuran diameter

pada jejak yang berarah tegak lurus.

Permukaan dimana lekukan akan dibuat harus relative halus, bebas dari

debu atau kerak. Angka kekerasan brinnell (BHN) dinyatakan sebagai beban P

dibagi luas permukaan lekukan dan dirumuskan sebagai berikut :

𝐵𝐻𝑁 =𝑝

(πD/2(D− √𝐷2− 𝑑2)=

𝑃

𝜋𝐷𝑡

Dimana, P = beban yang diterapkan, kg

D = diameter bola, mm

d = diameter lekukan, mm

t = kedalaman jejak, mm

21

Gambar 2.10 Parameter dasar pada pengujian brinnell

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa d = D sin Ø. Dengan memasukkan

harga ini ke persamaan diatas akan dihasilkan bentuk persamaan kekerasan brinnell

yang lain yaitu

𝐵𝐻𝑁 =𝑝

(π/2)𝐷2 − (1 − cos ∅)

b. Uji kekerasan rockwell

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor

berupa berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan

material uji tersebut. Sifat – sifat Rockwell yaitu cepat dan bebas dari kesalahan

manusia, mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja

yang diperkeras dan ukuran lekukannya kecil, sehingga bagian yang mendapat

perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya tanpa menimbulkan

kerusakan.

22

Gambar 2.11 Pengujian rockwell

Uji ini menggunakan kedalaman lekukan pada beban yang konstan

sebagai ukuran kekerasan. Mula –mula diterapkan beban kecil (beban minor)

sebesar 10 kg untuk menempatkan benda uji. Kemudian diterapkan beban yang

besar (beban mayor), dan secara otomatis kedalaman lekukan akan terekam oleh

gage penunjuk yang menyatakan angka kekerasan. Untuk indentornya biasanya

digunakan penumbuk berupa kerucut intan 120° dengan puncak yang hampir

bulat dan dinamakan penumbuk brale, serta bola baja berdiameter 116⁄ inchi

dan 1 8⁄ inchi. Beban besar yang digunakan adalah 60, 100 dan 150 kg.

Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya

kekerasan dengan metode Rockwell:

𝐻𝑅 = 𝐸 − 𝑒

Dimana :

HR = besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness

E = jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line

yang untuk tiap jenis indentor berbeda beda.

E = jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0,002 mm

23

c. Uji kekerasan Vickers.

Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida intan yang

dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besarnya sudut antara permukaan –

permukaan piramida yang saling berhadapan adalah 136°. Karena bentuk

penumbuknya piramida, maka pengujian ini sering dinamakan uji kekerasan

piramida intan. Angka kekerasan Vickers (VHN) di definisikan sebagai beban

dibagi luas permukaan lekukan. Pada prakteknya luas ini dihitung dari

pengukuran mikroskopis panjang diagonal jejak. VHN dapat ditentukan dari

persamaan berikut: 𝜃/2

𝑉𝐻𝑁 =2𝑃 sin(𝜃/2 )

𝐿2=

1.854𝑃

𝐿2

Dimana, P= beban yang diterapkan, kg

L= panjang diagonal rata – rata, mm

𝜃= sudut antara permukaan yang berlawanan = 136°

Beban yang biasanya digunakan pada pengujian ini antara 1 sampai 120 kg,

tergantung pada kekerasan logam yang akan diuji.

Gambar 2.12 Skema pengujian Vickers hardness

24

2.10 Struktur Mikro

Mikrostruktur adalah gambaran dari kumpulan fasa yang dapat diamati

melalui teknik metalografi. Mikrostruktur suatu logam dilihat dengan

menggunakan mikroskop. Ada dua jenis mikroskop yang dapat digunakan antara

lain mikroskop optic dan mikroskop electron. Sebelum melakukan pengamatan

menggunakan mikroskop, permukaan logam atau harus dibersihkan terlebih

dahulu, kemudian direaksikan dengan reagen kimia untuk memudahkan

pengamatan. Proses ini dinamakan etching.

Untuk mengetahui sifat logam, dapat dilihat dari struktur mikronya. Setiap

logam memiliki jenis struktur mikro yang berbeda. Dengan diagram fasa struktur

mikro dapat dilihat dan dapat mengetahui fasa yang akan diperolehpada

temperature dan komposisi tertentu. Dan dari struktur mikro dapat melihat :

1. Ukuran butir dan bentuk butir

2. Distribusi fasa yang terdapat dalam material

3. Pengotor yang ada didalam material