LAPORAN PENGUJIAN BAHAN

PENGUJIAN ROCKWELL

Laporan Ini Disusun Guna Memenuhi Ujian

Tengah Semester Mata Kuliah Pengujian Bahan

Disusun Oleh :

Nama : Hery Widhiatmoko

NIM : 5201411024

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

ii

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2014

LAPORAN PENGUJIAN BAHAN

PENGUJIAN ROCKWELL

Laporan Ini Disusun Guna Memenuhi Ujian

Tengah Semester Mata Kuliah Pengujian Bahan

Disusun Oleh :

Nama : Hery Widhiatmoko

NIM : 5201411024

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

i

ii

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG2014

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang

Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunianya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Pengujian

Bahan “Pengujian Rockwell” dengan lancar dan tepat waktu.

Adapun tujuan pembuatan laporan ini adalah

sebagaimana kewajiban mahasiswa sebagai pengganti Ujian

Tengah Semester pada mata kuliah Pengujian Bahan

semester enam di Prodi Pendidikan Teknik Mesin,

Universitas Negeri Semarang.

Kami  menyadari, dalam laporan ini masih banyak

kesalahan dan kekurangan. Hal ini disebabkan

terbatasnya kemampuan, pengetahuan dan pengalaman yang

kami  miliki, namun demikian banyak pula pihak yang

telah membantu kami dalam menyelesaikan laporan ini

yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Oleh karena

itu, kami mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan

dan kesempurnaan laporan ini di waktu yang akan datang.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kami pada

khususnya dan pembaca pada umumnya.

Semarang, Mei 2014

iv

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.......................................i

KATA PENGANTAR.....................................ii

DAFTAR ISI........................................iii

BAB I. PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG......................................1

TUJUAN..............................................1

MANFAAT.............................................2

BAB II. LANDASAN TEORI

Pengujian Bahan (Uji Kekerasan).....................3

Brinnel (HB/HBN)....................................3

Rockwell (HR/RHN)...................................4

Vikers (HV/HVN).....................................6

Micro Hardeness (knoop hardeness)......................7

Perlakuan Panas.....................................8

BAB III. LAPORAN PRAKTIKUM

v

Judul..............................................10

Tujuan.............................................10

Alat dan Bahan.....................................10

Langkah Kerja......................................10

Hasil Pengujian....................................15

Keselamatan Kerja..................................16

BAB IV. PENUTUP

Simpulan...........................................17

Saran..............................................17

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengujian bahan logam saat ini semakin meluas

baik dalam konstruksi, permesinan, bangunan,

maupun bidang lainnya.  Hal ini disebabkan karena

sifat logam yang bisa diubah, sehingga pengetahuan

tentang metalurgi terus berkembang.

Dalam bidang teknik, terutama di teknik

industri sangat penting mempelajari secara baik

tentang bahan-bahan karena bahan tersebut

digunakan untuk berbagai keperluan, salah satunya

seperti sifat mekanik yaitu kekerasan. Pengujian

kekerasan sangat dibutuhkan dalam hal ini

Kekerasan ( Hardness) adalah salah satu sifat

mekanik dari suatu material. Kekerasan suatu

material harus diketahui khususnya untuk material

yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan

dan deformasi plastis. Maka dapat didefinisikan

bahwa kekerasam sebagai kemampuan suatu material

untuk menahan beban identasi atau penetrasi

(penekanan).

Oleh karena itu diperlukan adanya pengujian

material yang akan digunakan sebelum diputuskan

layak tidaknya material tersebut di pakai.Secara

1

2

mekanik pengujian yang di pakai harus dapat

melihat sifat mekanik pada material tersebut.Salah

satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian

kekerasan.

Pengujian kekerasan ada berbagai macam dan

salah satunya yaitu pengujian rockwell. Pengujian

rockwell merupakan metode yang paling umum

digunakan karena simple dan tidak menghendaki

keahlian khusus. Digunakan kombinasi variasi

indenter dan beban untuk bahan metal dan campuran

mulai dari bahan lunak sampai keras.

B. Tujuan

Tujuan pengujian kekerasan rockwell ini adalah

sebagai berikut :

1. Mengetahui kekerasan logam (bahan) sebagai

ukuran ketahanan logam tersebut terhadap

deformasi plastis.

2. Mengetahui kekerasan suatu material dalam

bentuk daya tahan material terhadap benda uji

(speciment) yang berupa bola baja ataupun

kerucut intan yang ditekankan pada permukaan

material uji tersebut.

3. Mampu membaca skala pada mesin uji.

4. Mampu mengoperasikan mesin uji kekerasan.

3

C. Manfaat

Manfaat pengujian kekerasan rockwell ini adalah

sebagai berikut :

1. Memahami dan tahu terhadap cara kerja alat

pengujian kekerasan.

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap

kekerasan bahan.

3. Mengetahui angaka kekerasan suatu bahan.

4. Mengetahui perubahan kekerasan terhadap setiap

perlakuan.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Pengujian Bahan (Uji Kekerasan)

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat

mekanik (Mechanical properties) dari suatu material.

Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya

untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami

pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis.

Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu

material ketika material tersebut diberikan gaya maka

struktur mikro dari material tersebut sudah tidak

bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut

tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih

ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan

suatu material untuk menahan beban identasi atau

penetrasi (penekanan).

Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan

pengujian dengan dua pertimbangan yaitu untuk

mengetahui karakteristik suatu material baru dan

melihat mutu untuk memastikan suatu  material

memiliki spesifikasi kualitas tertentu.Didunia

teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4

macam metode pengujian kekerasan, yakni :

1. Brinnel (HB / BHN)

4

5

Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel

bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material

dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja

(identor) yang ditekankan pada permukaan material

uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian

Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki

permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar

500 - 3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah

dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan

Karbida Tungsten.

Uji kekerasan Brinnel dirumuskan dengan :

Dimana :

D = Diameter bola (mm)d = impression

diameter (mm)F = Load (beban) (kgf)HB = Brinell result

(HB)

6

Gambar 1. Pengujian Brinnel

Gambar 2. Perumusan Untuk Pengujian Brinell

2. Rockwell (HR / RHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell

bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam

bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa

bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan

pada permukaan material uji tersebut.

Gambar 3. Pengujian

Rockwell

Untuk mencari besarnya

nilai kekerasan dengan

menggunakan metode Rockwell

dijelaskan pada gambar 4,

yaitu pada langkah 1 benda

uji ditekan oleh indentor

dengan beban minor (Minor

LoadF0) setelah itu ditekan

dengan beban mayor (major

Load F1) pada langkah  2,

dan pada langkah 3 beban

7

mayor diambil sehingga yang

tersisa adalah minor load

dimana pada kondisi 3 ini

indentor ditahan seperti

kondisi pada saat total

load F yang terlihat pada

Gambar 4.

Besarnya minorload maupun maj

or load tergantung dari

jenis material yang akan di

uji.

Gambar 4. Prinsip Kerja Metode Pengukuran Kekerasan

Rockwell

Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan

untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode

Rockwell.

HR = E – e

Dimana :

F0        = Beban Minor (Minor Load) (kgf)

F1        = Beban Mayor (Major Load) (kgf)

F          = Total beban (kgf)

8

e          = Jarak antara kondisi 1 dan

kondisi 3 yang dibagi dengan  0.002 mm

E         = Jarak antara indentor saat diberi

minor load dan zero reference line

yang untuk tiap jenis indentor

berbeda-beda

HR      = Besarnya nilai kekerasan dengan

metode hardness

3. Vikers (HV / VHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Vickers

bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam

yaitu daya tahan material terhadap indentor intan

yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri

berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada gambar

3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil

dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel

yaitu  antara 1 sampai 1000 gram.

Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan

sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F)

dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan)

dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan

dengan sin (136°/2). Rumus untuk menentukan

besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu

:

9

Gambar 5. PengujianVikers

Gambar 5.1. Bentuk IndentorVickers (Callister, 2001)

…………………………………………………(1)

…………………………………………………(2)

…………………………………………………(3)

Dimana :HV      = Angka kekerasan VickersF          = Beban (kgf)d          = diagonal (mm)

4. Micro Hardness (knoop hardness)

Mikrohardness test tahu sering disebut

dengan knoop hardness testing merupakan pengujian

yang cocok untuk pengujian material yang nilai

kekerasannya rendah. Knoop biasanya digunakan untuk

mengukur material yang getas seperti keramik.

 

10

Gambar 6 Bentuk Indentor Knoop ( Callister, 2001)

B. Perlakuan Panas

Macam-masam proses perlakuan panas :

1. Thermal Treatments.

2. Thermochemical Treatment.

3. Inovatif Surface Treatment.

Pada tiap perlakuan panas diatas mempunyai

pengaruh yang berbeda – beda pada kekerasan misalnya

thermochemical treatments, pengaruhnya terhadap kekerasan

hanya pada kedalaman tertentu dari benda kerja,

sesuai dengan yang diinginkan pada pengujian

kekerasan yang dilakukan, perlakuan panas yang

digunakan adalah thermal treatment yang meliputi :

annealing ( full annealing, recrystalization annealing, stress relief

annealing ), normalizing, hardening, tempering.

Tiap-tiap perlakuan panas memberikan efek yang

berbeda pada bahan yang dikenai, sedangkan pada

thermal treatment prosesnya meliputi:

1. Hardening

11

Adalah proses pemanasan logam ( baja )

diatas temperature kritis untuk beberapa

waktu, lalu dicelupkan kedalam media

pendingin, dengan cara seperti ini tingkat

kekerasan akan meningkat. Hardening juga

dapat didefinisikan sebagai suatu proses yang

bertujuan untuk mendapatkan struktur

martensite yang keras dengan sifat kekerasan

yang tinggi dan kekenyalan yang rendah.

2. Tempering

Adalah memanaskan kembali baja yang telah

dikeraskan untuk menghilangkan tegangan

dalam. Pada proses tempering baja yang telah

diheat treatments dipanasi kembali pada suhu

150 oC - 650 oC.

3. Anealing

Adalah proses heat treatment dimana

pemanasannya dilakukan sampai mencapai

temperature tertentu, dan ditahan pada

temperature tertentu yang diinginkan,

kemudian didinginkan perlahan. Tujuan

anealing adalah untuk menghilangkan tegangan

dalam. Pada peristiwa ini dilakukan pemanasan

sampai diatas suhu kritis ( ±60 oC ),

kemudian setelah suhu rata didinginkan di

udara.

12

BAB III

JOB SHEET PRAKTIKUM

A. Judul : Uji Kekerasan Menggunakan

Rockwell Hardness Tester

B. Tujuan : Untuk mengetahui kekuatan bahan

logam melalui suatu

pengujian.

C. Alat dan Bahan :

1. Mesin Bubut

2. Amplas

3. Jangka Sorong

4. Rockwell Hardness Tester

5. Oven

6. Baja St.37 d = 15 mm dan tebal 15mm

7. Media Hardening : air / oli

8. Indentor bola dan kerucut

D. Langkah Kerja :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang

dibutuhkan.

2. Memotong benda kerja sebanyak 2 buah

dengan ø 25 mm, tebal 15 mm.

13

14

3. Kemudian pada kedua ujung permukaan

benda kerja di bubut rata menggunakan mesin bubut.

Setelah itu di ampalas

agar permukaan

lebih rata dan halus

pada saat pengujian.

Gambar7. Benda Kerja Hasil Pembubutan

4. Setelah di amplas kemudian kedua

spesimen tersebut di masukkan ke dalam oven. Untuk

proses Anneling dan Hardening spesimen dipanaskan

sampai suhu 900˚ C.

5. Setelah mencapai suhu 900˚ C kedua

spesimen tersebut didiamkan terlebih dahulu sekitar

15 – 20 menit sebelum dikeluarkan dari oven.

15

Gambar8. Benda Didiamkan Dioven

6. Untuk proses Anneling spesimen

dikeluarkan lalu dibiarkan sampai dingin secara

perlahan – lahan.

Gambar 9. Benda Untuk Annaeling

7. Sedangkan untuk proses Hardening setelah

spesimen dikeluarkan dari oven kemudian spesimen

tersebut dimasukkan ke dalam air lalu tunggu

sekitar 3 – 5 menit lalu diangkat.

8. Melakukan uji kekerasan dengan

menggunakan alat Rockwell Hardness Tester.

Langkah kerja untuk proses Anneling :

1. Benda kerja yang sudah di oven pada proses

Anneling dipasang pada alat penguji sampai

16

menyentuh indentor dan pada skala kecil sampai

menunjukkan titik 0. Indentor yang digunakan

pada proses ini adalah berbentuk bola dan

pembebanan yang diberikan adalah 100 kgF.

Gambar 10. Pemasangan Benda Kerja

2. Kemudian mengatur titik 0 pada skala besar.

Dalam praktek pengujian bahan ini titik 0 harus

tepat berada pada titik C.

17

Gambar 12. Penyettingan Titik 0

3. Setelah sesuai dengan titik C kemudian tuas

digerakkan untuk proses loading dan spesimen

mendapat tekanan pada titik I lalu diamati dan

dicatat hasilnya.

18

Gambar 13. Menggerakan Tuas

4. Setelah selesai pada titik I, tuas

dikembalikkan terlebih dahulu lalu pindah pada

titik ke II dan ke III dengan menggeser

spesimen dan langkah yang sama seperti pada

titik ke I kemudian diamati dan dicatat

hasilnya.

Langkah kerja untuk proses Hardening :

1. Spesimen yang sudah di oven pada proses

Hardening dipasang pada alat penguji sampai

menyentuh indentor dan pada skala kecil sampai

menunjukkan titik 0. Indentor yang digunakan

pada proses Hardening adalah berbentuk kerucut

dan pembebanan yang diberikan adalah 150 kgF.

2. Kemudian mengatur titik 0 pada skala besar.

Pada praktek ini titik 0 harus tepat berada

pada titik C.

19

Gambar 14. Penyettingan Titik 0

3. Setelah sesuai dengan titik C kemudian tuas

digerakkan untuk proses loading dan spesimen

mendapat tekanan pada titik I lalu diamati dan

dicatat hasilnya.

20

Gambar 15.Menggerakan Tuas

4. Setelah selesai pada titik I, tuas

dikembalikkan terlebih dahulu lalu pindah pada

titik ke II dan ke III dengan menggeser

spesimen dan langkah yang sama seperti pada

titik ke I kemudian diamati dan di catat

hasilnya.

E. Hasil Pengujian

1. Aneling

No Titik

PengujiJarak Load Kekerasan

1 2 3

1 100 35.5HRC2 1 ke 2 2.6 mm 100 35

HRC3 3 ke 3 4.7 mm 100 35

HRC

2. Hardening

21

No Titik

PengujiaJarak Load Kekerasan

1 2 3

1 150 36 HRC

2 1 ke 2 4 mm 150 35.5HRC

3 3 ke 3 8 mm 150 36HRC

F. Keselamatan Kerja

Untuk melakukan pengujian perhatikan hal-hal berikut

ini :

1. Lakukan pengujian sesuai petunjuk

2. Hindarkan alat-alat jatuh

3. Gunakan alat sesuai fungsinya

4. Sebelum pengujian periksa kembali apakah semua

persiapan sudah benar

5. Selama pengujian harus memperhatikan penunjukan

pembebanan dan pemakaian indentor

6. Pengujian dilakukan minimal tiga kali penekanan

pada satu spesimen

BAB IV

PENUTUP

A. Simpulan

Setelah penulis membaca dari semua referensi yang

di dapatkan dan dari penyusunan makalah ini maka

penulis dapat menyimpulkan bahwa pada akhirnya

penulis dapat :

1.Mengetahui tentan pengertian uji kekerasan.

2.Mengetahui tentang pengertian proses pengujian

bahan secara Anneling.

3.Mengetahui tentang pengertian proses pengujian

bahan secara Hardening.

B. Saran

Adapun saran-saran yang dapat diberikan kepada

pembaca laporan pengujian bahan ini adalah bahwa

dalam pengujian suatu bahan diperlukan kerja keras

dan kesabaran dalam menguji secara hardening dan

aneling suatu bahan tersebut dan harus terus belajar

untuk mempraktikan supaya menambah pengalaman.

22