8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

1/15

BAB I

TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari pengujian kekerasan ini adalah untuk mengetahui angka kekerasan dari suatu

 bahan, hal ini merupakan salah satu siat mekanik !ang penting, "engetahui angka kekerasan

suatu bahan,  "engetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan dan

"engetahui uji kekerasan se#ara Pengukuran $ekerasan Brinnel , %i#kers dan Rk'ell(

BAB II

TINJAUAN PU)TA$A

2.1 Pengertian Kekerasan

$ekerasan *+ardness adalah salah satu siat mekanik *"e#hani#al pr&perties dari suatu

material( $ekerasan suatu material harus diketahui khususn!a untuk material !ang dalam

 penggunaan!a akan mangalami pergesekan *ri#ti&nal &r#e, dalam hal ini bidang keilmuan

!ang berperan penting mempelajarin!a adalah Ilmu Bahan Teknik *"etallurg! Engineering(

$ekerasan dideinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi

atau penetrasi *penekanan( -idunia teknik, umumn!a pengujian kekerasan menggunakan .

ma#am met&de pengujian kekerasan, !akni /

0( Brinnel *+B 1 B+N

2( Rk'ell *+R 1 R+N

3( %ikers *+% 1 %+N.( "i#r& +ardness *Namun jarang sekali dipakai4red

Pemilihan masing4masing skala *met&de pengujian tergantung pada /

a( Permukaan material

 b( Jenis dan dimensi material

#( Jenis data !ang diinginkan

d( $etersedian alat uji

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

2/15

2.2 Pengujian Kekerasan

Terdapat tiga jenis umum mengenai ukuran kekerasan !ang tergantung #ara melakukan

 pengujian !aitu/

2(2(0( "et&de g&resan * scratch hardness

"et&de g&resan merupakan perhatian utama para ahli mineral( Pengukuran kekerasan

 berbagai mineral dan bahan4bahan !ang lain, disusun berdasarkan kemampuan g&resan satu

sama !ang lain( Ada beberapa met&de dalam pengujian kekerasan antara lain/

a. "et&de skala Mohs

"et&de Mohs  disebut juga met&de abrasi atau uji kekerasan( )kala ini terdiri atas 05

standar mineral disusun berdasarkan kemampuann!a untuk dig&res, seperti tampak padaTabel 2(0( "ineral !ang paling lunak pada skala ini adalah talk   *kekerasan g&res 0,

sedangkan intan mempun!ai kekerasan 05( )kala "&hs tidak #&k untuk l&gam, karena

interval  skala pada nilai kekerasan tinggi tidak benar( 6&gam !ang paling keras mempun!ai

harga kekerasan pada skala "&hs, antara . sampai 7( Pengujian ini digunakan untuk 

mengukur kekerasan batuan( Prinsip kerjan!a adalah mineral atau batuan dig&res dengan

mineral lain !ang memiliki kekerasan tinggi(

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

3/15

Tabel )kala "&hs

"aterial standar "&hs "aterial lain Angka $ekerasan

)kala "&hs $n&&p

Talc   0 2  Pb 0 s1d 2 8

Gypsum   2 32

  Cu 2 s1d 3 .5

Calcite   3 025

  Mild Steel  3 s1d . 055

 Fluorite   . 085

 Apatite   8 .55

 Feldspar    9 895

  : ;

Quartz    ; ;55

   Martensitic steel  ; s1d 7 ;55

Topaz    7 0355

  Hard Cr latin!  7 0755

Corundum   < 0755

  :C < s1d 05 0755

 "iamond    05 9555

*%ander %&&rt,=e&rge( Metallo!raphy#

 b( "et&de Jarum Pengg&res dari Intan

"et&de ini dilakukan dengan #ara mengukur kedalaman atau lebar g&resan pada

 permukaan benda uji !ang dibuat &leh jarum pengg&res !ang terbuat dari intan( Beban

sebesar 3 kg digunakan dan lebar g&resan diukur melalui mikr&sk&p dengan rumus/

 H =10

4

d2

dimana + > nilai kekerasan g&resan

 d > lebar g&resan dalam mikr&meter(

2(2(2( "et&de 6ekukan * indentation hardness 

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

4/15

-ari ketiga #ara pengujian kekerasan, indentation hardness  adalah !ang ban!ak 

digunakan( Pengetesan ini dapat dilakukan terhadap l&gam hasil perlakuan panas * Heat 

treatment ( $dentation hardness terdiri dari/

0( "et&de Brinell

"et&de ini pertama kali dilakukan &leh Brinell pada tahun 0

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

5/15

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

6/15

)kalaBeban "a!&r 

*$gTipe Indent&r Tipe "aterial Uji

A 950109D b&la intan

keru#ut

)angat keras, tungsten,

karbida

B 055 0109D b&la

$ekerasan sedang, bajakarb&n rendah dan

sedang, kuningan,

 perunggu

C 085 Intan keru#ut

Baja keras, paduan !ang

dikeraskan, baja hasil

temperin! 

- 055 017D b&la

Besi #&r, paduan

alumunium, magnesium

!g dianealing

E 055 Intan $eru#ut Baja ka'akan

95 0109D b&la$uningan !ang

dianealing dan tembaga

= 085 017D b&laTembaga, berilium,

&s&r, perunggu

+ 95 017D b&la Pelat alumunium, timah

$ 085 @D b&laBesi #&r, paduan

alumunium, timah

6 95 @D b&la Plastik, l&gam lunak  

" 055 @D b&la Plastik, l&gam lunak  

R 95 @D b&la Plastik, l&gam lunak  

) 055 D b&la Plastik, l&gam lunak  

% 085 D b&la Plastik, l&gam lunak  

Tabel )kala $ekerasan )uperi#ial Rk'ell

)kala  $ndenter  Beban "a!&r * kg

08N  "iamond  08

35N  "iamond  35

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

7/15

.8N  "iamond  .8

08T 0109 in( 'all  08

35T 0109 in( 'all  35

.8T 0109 in( 'all  .808: 017 in( 'all  08

35: 017 in( 'all  35

.8: 017 in( 'all  .8

(. "et&de )ickers

"et&de ini mirip dengan met&de  'rinell   tetapi penetrat&r !ang dipakai berupa intan

 berbentuk piramida dengan dasar bujur sangkar dan sudut pun#ak 0395( Beban !ang

digunakan biasan!a 0 s1d 025 kg F9G(

=ambar Cara Pengukuran -iameter pada $dentor  %i#kers

2

21 d d d  +=

278.,0

 *

   H)   =

dimana/

P > Beban !ang ditetapkan

6 > Panjang diag&nal rata4rata

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

8/15

=ambar the )ickers "iamonds+piramids $dentor 

=ambar "a#am ?"a#am 6ekukan !ang -ihasilkan Penumbuk Intan

6ekukan !ang benar !ang dibuat &leh penumbuk piramida intan harus berbentuk bujur 

sangkar *a( Akan tetapi, sering juga ditemukan pen!impangan pada pengujian %i#kers(

6ekukan bantal jarum pada gambar *b adalah akibat pengukuran terjadin!a penurunan l&gam

disekitar permukaan piramida !ang datar( $eadaan demikian terdapat pada l&gam4l&gam

!ang dilunakkan dan mengakibatkan pengukuran panjang diag&nal berlebih( 6ekukan

 berbentuk t&ng pada *# terdapat pada l&gam4l&gam !ang mengalami pr&ses pengerjaan

dingin( Bentuk demikian diakibatkan &leh penimbunan ke atas l&gam4l&gam disekitar 

 permukaan penumbuk 

.( Uji $ekerasan "ikr& * Microhardness Tester 

"et&de ini menggunakan prinsip indentasi !ang digunakan untuk mengukur kekerasan

 benda4benda mikr&( enetrator n!a adalah intan dengan perbandingan diag&nal panjang dan

 pendek sekitar ;/0( Intan tersebut berupa intan kasar !ang dibentuk sedemikian menjadi

 bentuk piramida(( Angka kekerasan knoop *$+N adalah beban dibagi luas pr&!eksi lekukan

!ang tidak akan kembali ke bentuk semula(

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

9/15

=ambar The ,noop diamond+pyramid indenter 

Angka kekerasan ,noop *$+N dirumuskan sebagai berikut

-"ieter Goer!e . Mechanical Metallur!y#

C 

     ,H/ 

 * A  2

==

dimana P > beban !ang diterapkan *kg

A p > luas pr&!eksi lekukan !ang tidak pulih ke bentuk semula

6 > panjang diag&nal !ang lebih panjangC > k&nstanta untuk setiap penumbuk 

0. "et&de Meyer 

"et&de "e!er hampir sama dengan "et&de Brinell, !ang membedakan adalah pada

"e!er !ang diperhatikan adalah pro1ected area pada bekas indentasi sedangkan pada Brinell

adalah pada luas area permukaan( Rata ? rata tekanan antara permukaan indent&r dan

indentasin!a sama dengan beban dibagi pro1ected area dari bekas indentasi.

2r 

    

π  

=

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

10/15

Cara menghitung kekerasan dengan met&de "e!er atau "+N %

2

.

d 

   MH/ 

π  

=

dimana

"+N > nilai kekerasan "e!er 

P > Beban !ang diberikan

d > diameter penekanan

)eperti uji kekerasan Brinell, uji kekerasan  Meyer   memiliki satuan kg1mm2( Uji

 Meyer   kurang  sensiti2   dibandingkan dengan uji kekerasan Brinell( Untuk pengerjaan

 pendinginan pengujian kekerasan  Meyer   lebih konstan  dan valid   dibandingkan dengan uji

kekerasan Brinell !ang hasiln!a ber  2luktuasi( Uji kekerasan Meyer  lebih 2undamental  dalam

 perhitungan kekerasan indentasi namun se#ara praktekn!a jarang digunakan untuk pengujian

kekerasan

=ambar Alat Penguji $ekerasan "e!er 

9( "et&de $eru#ut *+RC

"et&de ini termasuk met&de Rk'ell !ang dalam penerapann!a menggunakan

indent&r berupa sebuah batu intan berbentuk piramida dengan sudut pun#ak 025°

Pada met&de ini beban a'al dipasang sebesar 05 kg dan ujung keru#ut masuk sedikit ke

dalam bahan( +al ini pertama kali dilakukan agar terhindar dari ketidakrataan permukaan(

)elanjutn!a penunjuk jam diset pada kedudukan 055(

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

11/15

6alu beban utama sebesar 0.5 kg dipasang, sehingga beban seluruhn!a sebesar 085 kg 

!ang men!ebabkan keru#ut masuk lebih dalam lagi dan penunjuk jam kembali( )etelah

 beberapa saat beban utama diambil kembali, maka keru#ut tersebut merapat kembali karena

 bentuk elastis dari bahan !ang  diukur( Penunjuk jam ukur akan berputar sedikit naik,

kedudukan penunjuk saat itulah din!atakan dalam +RC *dengan skala 5 s1d 055(

=ambar Perbandingan Penetrat&r dari met&de Brinell dan Rk'ell

Berdasarkan gambar perbandingan diatas sudah dapat kita simpulkan bah'a met&de ini han!a

sesuai untuk specimen !ang strukturn!a h&m&gen saja( +al ini dikarenakan ujung penetrat&r memiliki

luas permukaan !ang sempit sehingga tidak dapat me'akili struktur permukaan  specimen  !ang

strukturn!a heter&gen

;( "et&de ,noop "iamond Microhardness Test 

"et&de !ang dikembangkan di Amerika )erikat ini menggunakan indenter  intan piramida !ang

didesain untuk memberikan penekanan tipis dan panjang, panjangn!a adalah tujuh kali lebih besar 

dari lebarn!a, dan sekitar 35 kali lebih besar dari kedalamann!a ( Bentuk ini memberikan keuntungan

lebih daripada met&de %i#kers, karena dapat memberikan keakuratan !ang lebih tinggi dalam

 perhitungan nilai kekerasan(

 Nilai kekerasan ,noop, +$ adalah sebagai berikut/

 HK =14,229  L

d2

dimana

+$ > nilai kekerasan ,noop

6 > beban !ang diberikan

d > panjang dari diag&nal pada mi#r&meter(

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

12/15

=ambar Schematic o2 diamond+point indenter and plan vie& o2 the indentation area

7( "et&de Peluru

Pada dasarn!a met&de ini sama dengan met&de keru#ut, han!a pada met&de ini

menggunakan  penetrator sebuah peluru baja !ang dikeraskan dengan diameter 0109 in#i

menggunakan beban tertentu dalam bahann!a( )kala !ang dipakai adalah 35 s1d 035, dengan

skala 35 dianggap beban !ang lunak dan 035 adalah beban !ang paling keras(

Prinsip kerjan!a mula4mula peluru ditekan pada bahan dengan beban a'al sebesar 05 kg,

kemudian ditambahkan beban utama sebesar diameter bekas indentasi(

8( $etebalan spesimen minimal 05 d *d > diameter bekas indentasi(

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

13/15

Tabel "a#am4"a#am "et&de $ekerasan 6ekukan

2(2(3( "et&de pantulan * rebound 3 dynamic hardness 

Pada pengukuran kekerasan dinamik, biasan!a penumbuk dijatuhkan ke permukaan

l&gam dan kekerasan din!atakan &leh energi tumbukn!a( Skeleroskop Shore  * shore

 scleroscope, !ang merupakan #&nt&h paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik 

mengukur kekerasan !ang din!atakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan( )tandar 

!ang digunakan pada met&de  scleroscope shore  adalah A)T" C4779( ( A)T" C4799

merupakan  American society 2or testin! and materials  dengan spesiikasi C4799 !ang

merupakan material untuk mesin mesin penguji !ang merupakan paduan atau #ampuran dari

carbon chromium vanadium tun!sten  atau k&mbinasi cobalt atau standar k&nHersi

kekerasan dari l&gam( "et&de $ekerasan Sklereskop ditunjukan dengan angka !ang

diberikan &leh tinggin!a ujung palu ke#il setelah dijatuhkan dalam tabung gelas dalam

ketinggian 05 in#h *285 mm terhadap permukaan benda uji(

"et&de scleroscope shore

"et&de $ekerasan Sklereskop ditunjukan dengan angka !ang diberikan &leh tinggin!a

ujung palu ke#il setelah dijatuhkan dalam tabung gelas dalam ketinggian 05 in#h *285 mm

terhadap permukaan benda uji (

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

14/15

2.3 Nilai Konversi Kekerasan

asilitas untuk meng&nHersi pengukuran kekerasan pada satu skala menjadi skala !ang

lain sangat diinginkan( Namun, karena kekerasan merupakan siat material !ang tidak 

ditetapkan dengan baik dan karena perbedaan eksperimen antara berma#am4ma#am teknik,

sebuah skema k&nHersi !ang luas tidak ditemukan( -ata k&nHersi kekerasan telah ditentukan

se#ara eksperimen dan ditemukan bergantung pada tipe dan karakteristik material( -ata

k&nHersi !ang paling dapat diper#a!a ada pada gambar di ba'ah ini(

=ambar Perbandingan dari

 beberapa skala kekerasan

BAB II

ALAT DAN BAHAN YANG DIGNAKAAN

8/16/2019 Laporan Uji Kekerasan Politeknik Negeri Sriwijaya by Teknik Energi

15/15

1. Pengujian $ekerasan )e#ara Brinnel /

a( Tembaga

 b( Pnetrat&r * B&la Baja

#( Amplas $asar dan +alusd( Alat $ikir 

e( Alat Penekan

( Alat Pengukur -iameter 6ingkaran * Pr&je#t Pr&!ekt&r

2. Pengujian $ekerasan )e#ara %i#kers /

a( Baja ang -ikeraskan

 b( Pnetrat&r * Intan $eru#ut atapun B&la Baja

#( Amplas $asar dan +alus

d( Alat Penekane( Alat Pengukur -iameter 6ingkaran * Pr&je#t Pr&!ekt&r

3. Pemgujian $ekerasn )e#ara Rk'ell

a( Baja ang -ikeraskan

 b( Pnetrat&r * Intan $eru#ut

#( Amplas $asarr dan +alus

d( Rk'ell +ardness Tester * Alat Penguji $ekerasan Rk'ell