Tujuan Praktikum

1. Menjelaskan tujuan dari proses metalografi.

2. Mampu melakukan pengujian metalografi, menjelaskan langkah-langkah pengujian

metalografi dan mengidentifikasi benda kerja

3. Mengetahui bentuk fasa dari logam.

4. Mengetahui bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian metalografi.

5. Menjelaskan hubungan antara struktur mikro dan karakteristik butir terhadap bahan.

6. Mampu menentukan pengaplikasian dari jenis bahan yang diuji.

Alat dan Bahan

Alat

1. Gergaji

Digunakan untuk memotong spesimen.

1

2. Mesin Press Mounting

Digunakan untuk mengepress spesimen dengan bakelite agar menjadi satu bagian,

yang bertujuan untuk memudahkan pemegangan pada saat spesimen di gerinda

dan memudahkan pada saat melihat struktur mikro menggunakan mikroskop.

3. Mesin Gerinda (Grinding Machine)

Digunakan untuk mengamplas spesimen agar menjadi halus.

2

4. Mesin Poles (Polish Machine)

Digunakan sebagai finishing pada spesimen agar menjadi lebih halus.

5. Pengering (Dryer)

3

Digunakan untuk mengeringkan spesimen, yang mana pengeringan dapat

dilakukan menggunakan hair dryer atau alat pengering.

6. Mikroskop Optik

Digunakan untuk melihat struktur mikro pada spesimen.

Bahan

1. Sampel logam

Belum diketahui jenisnya karena akan diteliti dalam praktikum ini

4

2. Bakelite

Digunakan sebagai bahan pada saat mounting.

3. Ampelas nomer 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000

Digunakan pada saat proses grinding agar spesimen menjadi halus

5

4. Larutan Nital (97% alkohol dan 3%HNO3)

Digunakan pada saat proses etching

5. Pasta Alumina (ZACT)

Digunakan pada saat proses finishing agar spesimen lebih halus.

6. Detergen (sampo)

Digunakan untuk mencuci spesimen agar bersih

6

7. Kapas

Digunakan untuk mencuci spesimen.

7

Langkah Kerja

1. Pemotongan (Cutting)

Tujuan.

Pemotongan benda kerja dilakukan agar benda yang akan di identifikasi berukuran

proporsional terhadap ukuran cetakan bakelite nanti, selain itu pemotongan juga

dilakukan agar penampang benda yang akan diidentifikasi diposisikan dengan benar.

Langkah kerja:

1. Siapkan alat-alat yang akan digunakan pada proses pemotongan seperti benda kerja,

gergaji, kikir dan ragum.

2. Jepit benda kerja pada ragum. Pastikan pencekaman kuat tanpa merusak struktur

benda kerja

3. Potong benda kerja sesuai yang diperintahkan atau sesuai penampang yang akan di

identifikasi, pada kali ini kelompok kami mendapat benda berbentuk silinder dan

akan dipotong mengikuti garis sumbunya.

4. Potong benda kerja dengan rapi agar hasil pemotongan tidak perlu banyak di kikir

5. Setelah didapatkan sampel, perhalus permukaan yang sangat kasar pada benda yang

sudah digergaji agar tidak perlu menggerinda sangat lama karena perbandingan

pemakanan amplas dan kikir cukup jauh lebih besar kikir,

8

2. Pemasangan Sampel (Mounting)

Tujuan.

Agar material dapat dipegang pada saat penggerindaan, lalu agar hasil benda kerja dapat

diposisikan Rata dan tegak lurus pada meja mikroskop.

Langkah Kerja :

1. Cek perlengkapan yang diperlukan pada proses mounting seperti: Mounting tool,

Bakelite, dan benda kerja

2. Siapkan Mounting tool, posisikan tabung penahan (gambar dibawah), posisikan sisi

silinder yang menghadap keatas adalah sisi yang tidak berlubang besar.

3. Masukan besi penahan pertama dengan posisi penampang besar berada di atas.

9

4. Masukan bakelite pada mesin dengan takaran yang sudah disesuaikan, ratakan lalu

posisikan benda kerja pada bakelite yang sudah diratakan. Pastikan agar posisi

penampang benar. Tutupi lagi dengan sedikit bakelite

5. Tutup lagi dengan besi penahan dua dengan posisi penampang besar dibawah.

Putarkan dan posisikan poros penahan agar sesumbu dengan lubang tempat bakelite

akan di press.

6. Tekan benda kerja dengan cara memompa tuas pada mesin mounting hingga

mencapai tekanan 100bar ±3menit. Lakukan hingga tekanan stabil.

7. Hidupkan mesin dan buka keran air pada mesin dengan tujuan untuk memanaskan

bakelit yang ada dalam cetakan agar bisa mengeras dan menyatu dengan sampel.

10

8. Setalah mesin mati, matikan keran air lalu pompa tuas pada mesin mounting dengan tujuan untuk menggepress kembali dengan menggunakan bantuan tuas yang tersedia hingga tekanan 400bar lalu pompa lagi sampai 400bar lebih atau sampai ujung bar merah.

9. Lepas benda kerja dengan cara membalikan tabung penahan, posisikan agar penahan yang berlubang berada di atas atau menghadap ke atas seperti gambar dibawah.

10. Lalu press lagi dengan memompa tuas, dengan tujuan agar besi penahan dan benda kerja tertekan ke bawah hingga masuk ke tabung penahan.

11. Lepaskan tabung penahan dan ambil benda kerja serta 2 besi penahan, periksa hasil mounting.

11

12

3. Penghamplasan (Grinding)

Tujuan.

Untuk meratakan benda kerja agar sejajar dan rata pada saat diletakan di mikroskop,

menghaluskan dan mengkondisikan benda kerja agar permukaan dapat diidentifikasi

menggunakan mikroskop.

Langkah Kerja :

1. Siapkan alat dan bahan seperti mesin gerinda dan amplas yang telah di potong

bulat sesuai dengan mesin gerinda.

2. Nyalakan mesin dan keran air.

3. lakukan pengamplasan dengan menggunakan amplas yang kasar (amplas nomer

200) terlebih dahulu.

4. Lakukan proses pengamplasan dengan rapi dan teliti, hal ini dilakukan karena

hasil pengamplasan harus rapi dengan pola-pola garis yang searah dan rapi. Bila

kurang teliti maka sampel yang dihamplas akan miring kemudian memiliki 2

permukaan dan akan mempersulit pengelihatan di mikroskop nanti. lakukan

hingga kondisi sebidang dan segaris tercapai.

13

5. Apabila hasil sudah baik, lakukan ulang proses yang sama dengan amplas yang

lebih halus , lakukan bertahap sampai nomor 2000, periksa dan amati apakah benda

kerja sudah memenuhi kriteria seperti hasil sudah rapi, segaris, dan sebidang secara

kasat mata.

6. Untuk mengecek apakah sampel sudah benar-benar satu permukaan maka harus

dilakukan pengecekan menggunakan mikroskop namun sebelumnya sampel harus

dikeringkan terlebih dahulu menggunakan hairdryer atau mesin pengering. Bila di

mikroskop sampel yang kita amplas masih ada garis-garis yang mengganggu

pandangan maka harus dilakukan kembali proses pengamplasan namun cukup

dengan menggunakan amplas yang paling halus (amplas nomor 2000). Kemudian

cek kembali di mikroskop. Bila hasilnya sudah bagus maka proses penghamplasan

sudah selesai namun bila masih seperti sebelumnya yaitu terdapat garis-garis yang

mengganggu pandangan maka harus dilakukan proses penghamplasan kembali.

14

4. Pemolesan (Polishing)

Tujuan.

Pemolesan bertujuan untuk lebih menghaluskan, melicinkan dan membersihkan

spesimen dari noda dan karat pada permukaan sampel yang akan diamati setelah

pengamplasan dan untuk lebih mempermudah lagi pada proses pengamatan di

mikroskop.

Langkah Kerja.

1. Siapkan alat yaitu mesin universal polishing, pasta atau cairan yang mengandung

alumina dan bahan yang telah dianggap selesai di amplas.

2. Oleskan sedikit cairan alumina seperti yang kita gunakan adalah pasta gigi merk

Zact ke permukaan kain yang ada pada mesin poles, kemudian ratakan pasta

tersebut, beri sedikit air agar larut. Pasta gigi ini berfungsi untuk ikut menggerus

bagian/partikel terkecil yang belum rata yang ada pada permukaan sampel karena

dalam pasta gigi zact mengandung alumina yang lebih halus dari butir-butir partikel

yang ada pada amplas terhalus yang digunakan saat proses penghamplasan.

Sehingga hasil pemolesan akan menjadi bening dan dapat memantulkan bayangan

dengan jelas.

3. Proses polishing dilakukan sama halnya seperti melakukan pengamplasan. Benda

kerja di gesekan ke permukaan meja mesin, pemolesan dilakukan hingga benda

kerja bening dan tidak ada goresan-goresan dan noda. Pemolesan adalah hal yang

cukup sulit dilakukan,karena sering kali hasil pemolesan belum beres atau bersih

setelah dilihat di mikroskop. Ganti posisi pemolesan bila diperlukan , hal ini

bertujuan agar benda benar benar terpoles dengan baik

4. Lakukan pemolesan secukupnya hingga benda benar benar terlihat bersih. Dan siap

untuk di Etsa

15

16

5. Etsa (Etching)

Tujuan.

Proses etsa dilakukan untuk mengkikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik.

Langkah Kerja:

1. Etsa atau etching adalah proses yang dilakukan dengan cepat dan sigap, hal ini

dikarenakan pada saat proses etsa apabila benda di rendam di larutan terlalu lama

akan meyebabkan struktur mikro pada benda terbakar dan tidak dapat diidentifikasi

sehingga harus dilakukan pemolesan yang cukup lama lagi.

2. Pertama, benda kerja yang telah selesai dipoles dibersihkan dan siap untuk

dicelupkan kedalam larutan nital, larutan nital adalah larutan campuran antara 97%

methanol dan 3% HNO3. Selain itu, siapkan pula kapas yang sudah diberi shampoo,

Shampoo yang digunakan saat proses adalah shampoo “CLEAR” dengan alasan

karena kandungan dalam shampoo “CLEAR” hasil pembersihan yang baik

disbanding shampoo lain.

Gambar Nitrit dan Metanol

Gambar Larutan Nital

17

3. Setelah benda kerja dan larutan siap, Secara teoritis celupkan benda kerja selama 3

detik, namun pada aktualisasi praktikum ini 3 detik masih kurang, setelah dicoba

ternyata waktu yang cukup adalah sekitar 8 detik.

4. Setelah 8 detik dengan cepat, cuci dengan hati hati benda kerja dengan kapas yang

sudah diberi shampoo tadi, cuci benda secukupnya hingga bersih. Perhatikan pula

agar tidak ada shampoo yang tersisa.

5. Setelah itu, keringkan benda kerja di hairdryer atau mesin pengering hingga air di

benda kerja hilang.

6. Setelah kering, benda siap di identifikasi struktur mikronya. Perlu diingat apabila

proses pencelupan terlalu lama maka hasil akan tidak terlihat atau disebut gosong,

sedangkan apabila terlalusebentar maka akan terlihat kotor

18

6. Pengamatan mikroskopik

Tujuan.

Tujuan pengamatan mikroskopik adalah untuk melihat struktur mikro dari bahan yang

diproses sehingga benda kerja dapat diidentifikasi jenis, nama, kandungan dan kriteria

lainnya. Selain itu tujuan pengamatan ini juga agar mahasiswa dapat mengoprasikan

mikroskop yang telah terintegrasi dengan PC dan mengambil foto atau gambar struktur

tersebut.

Langkah Kerja:

1. Hidupkan mikroskop dan komputer.

2. Buka aplikasi mikroskop.

3. Simpan sampel diatas meja mikroskop, pastikan sorotan cahaya berada pada benda

kerja

4. Atur posisi sampel agar terlihat jelas pada mikroskop dan komputer.dengan cara

memutar spindle belakang untuk fokus/ ketinggian meja mikroskop dan spindle

depan untuk penggeseran benda

5. Atur meja mikroskop dan lihat apakah proses etching berhasil dengan cara

mengatur meja sehingga struktur mikronya jelas.

6. Apabila strukturnya tidak jelas, lakukan pemolesan dan etching jika perlu. Tapi

apabila struktur mikronya sudah dapat dilihat lanjutkan identifikasi

7. Atur pembesaran ke 5xlalu Fokuskan lensa pada mikroskop dengan mengatur meja

mikroskop sampai benar-benar terlihat jelas bagian dari struktur mikro sampel yang

kita ambil.

8. Setelah selesai dan struktur jelas. Cari posisi struktur paling baik lalu ambil gambar

dengan cara mengklik image-scalebar-lalu klik set Overlay setelah muncul blok

skala klik ikon Snapshot. Beri nama dan simpan gambar.

9. Lakukan langkah ke 7 dan 8 dengan menggunakan perbesaran 20x,50x dan 100x

10. Setelah foto didapat dan disimpan proses identifikasi pun dapat dilakukan dengan

mencari dan mencocokan di berbagai jenis referensi metalografi.

19

Data Praktikum

Gambar Struktur Mikro (Objektif 5x) Gambar Struktur Mikro (Objektif 20x)

Gambar Struktur Mikro (Objektif 50x) Gambar Struktur Mikro (Objektif 100x)

20

Analisa dan Diskusi

Jenis material specimen Berdasarkan data hasil praktek dan beberapa referensi didapatkan kesamaan hasil identifikasi seperti bentuk mikrostrukturnya. Bisa dilihat dibawah adalah gambar mikrostruktur dari referensi dan hasil percobaan.

Mikrostruktur hasil percobaan

Mikrostruktur dari referensi

Dari dua gambar tersebut kami menyimpulkan bahwa hasil percobaan mikrostruktur kami mirip secara mikrostrukturnya dengan gambar Baja karbon rendah (Fe 0.18%C), yang diambil dari referensi, yaitu dengan adanya pearlite dan ferrite.

21

Fasa fasa yang terdapat pada struktur mikro specimen

Dari gambar diatas disimpulkan bahwa spesimen yang kami uji berada pada bagian berwarna kuning tepatnya pada fase hypo-eutectoid karena hanya ditemukan ferrite dan pearlite saja.

22

Karakteristik sifat mekanik material berdasarkan fasa fasa stuktur mikro.

Ferrite (α)

Ferrite (α) merupakan fasa yang terbentuk pada temperatur sekitar 300-723 derajat

celcius. Pada daerah ini, kelarutan karbon maksimalnya adalah 0,025% pada

temperatur 725 derajat celcius, dan turun drastis menjadi 0% pada 0 derajat celcius.

Fasa ini biasa terjadi bersamaan dengan cementite, membentuk pearlite pada

pendinginan lambat. Fasa ini lunak, dan memberikan kemampuan bentuk pada logam.

Gambar di atas menunjukkan struktur fasa ferrite yang berwarna hitam, dan austenite

yang berwarna putih. Hal ini menunjukkan bahwa, selain lunak, ferrite sendiri

cenderung lebih mudah berkarat dibandingkan austenite.

Pearlite (α + Fe3C)

Pearlite merupakan satu fasa yang terbentuk dari gabungan dua fasa, Ferrite dan

Cementite. Pearlite dianggap sebagai satu fasa sendiri, karena memberikan kontribusi

sifat yang seragam. Seperti dijelaskan di atas, di dalam satu fasa, biasa terbentuk

dalam satu butir. Namun, untuk Pearlite berbeda, karena ada dua fasa dalam satu

butir. Karena butir berukuran lebih besar dari ukuran fasa Ferrite dan Cementite itu

sendiri (ukuran terkecil yang bisa dikarakterisasi sebesar ukuran indentasi dari uji

keras mikro vickers, sekitar 50 mikron), maka Pearlite, atas kesepakatan bersama para

ahli material, digolongkan sebagai satu fasa dalam satu butir. Pearlite memiliki

morfologi mirip seperti lapisan (lamellae) antara Ferrite (hitam) dan Cementite

(putih).

Aplikasi umum dari material spesimen

Aplikasi umum dari baja karbon rendah adalah

  0,05 % – 0,20 % C :Body mobil, pipa, rantai, paku sumbat (rivets) , sekrup, paku.0,20 % – 0,30 % C : gear, Poros, baut, Benda tempa, besi besi bahan jembatan,

23

Referensi

1. Callister, William D. Materials Science and Engineering an Introduction, seventh

edition.

2. https://ml.scribd.com/doc/168254515/ Metalografi

3. http://pahatbaja.blogspot.com/2011/06/teori-dasar-metalografi.html

4. http://pwatlas.mt.umist.ac.uk/internetmicroscope/micrographs/microstructures/more-metals/

steel/low-carbon-steel/fe-0.18-normalised_z3.html

5. http://sekolah007.blogspot.ca/2013/04/diagram-fe-fe3c.html

6. http://www.infometrik.com/2011/08/perlakuan-panas-logam-1-diagram-fasa

7. http://en.wikipedia.org/wiki/Ferrite_%28iron%29

8. http://yefrichan.wordpress.com/2011/04/16/jenis-jenis-baja/

24

Data Pelaksanaan Praktikum

Tanggal Praktek : 24 November 2014 & 1 Desember 2014

Peserta Praktek :

Instruktur Praktek : Duddy Yan Purnadi

Tanda Tangan :

25

NO Nama Praktikan NIM Tanda Tangan

1. Harry Fikri Fawwaz 131211069

2. Ibnu Faqihudin 131211070