laporan praktikum

Download Laporan Praktikum

Post on 25-Jun-2015

1.818 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material I Modul B Uji Keras

Oleh: Nama NIM Kelompok : Dika Anindyajati : 13708031 :5

Anggota (NIM) : Legino Natanael G P (13708001) Yulian Praticno R Laksito Hedi D N Irzal Riznika Aulia Rahman (13708013) (13708019) (13708047) (13708054)

Tanggal Praktikum Nama Asisten (NIM) Tanggal Penyerahan

: 18 Oktober 2010 : Andi Lim (23701001) : 24 Oktober 2010

Laboratorium Metalurgi Program Studi Teknik Material Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung

2010

BAB I

: Pendahuluan

Latar Belakang Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan pengujian ini kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat mekanik suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada satu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan melakukan pengujian kekerasan, material dapat dengan mudah digolongkan sebagai material getas atau ulet. Uji keras juga dapat digunakan sebagai salah satu metode untuk mengetahui pengatuh perlakuan panas dan perlakuan dingin terhadap material. Material yang telah mengalami hot working, cold working dan heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya dengan mengukur kekerasan permukaan suatu material. Oleh sebab itu dengan uji keras kita dapat dengan mudah melakukan quality control terhadap material.

Tujuan Praktikum 1. Mengetahui macam-macam metode pengujian keras serta aplikasinya. 2. Mengetahui prosedur dan standar pengujian keras. 3. Mengetahui sifat mekanik serta perubahan yang terjadi akibat proses pemanasan. 4. Mengetahui kekerasan. 5. Mampu menghitung besaran sifat mekanik material. kelebihan dan kekurangan metode-metode pengujian

2

Secara umum defi i i kekerasan material adalah ketahanan material untuk dideformasi dan untuk logam, deformasi yang dimaksud adalah deformasi plastis. Ada 3 cara umum pengukuran kekerasan material tergantung bagaimana uji tersebut dilakukan, yaitu kekerasan goresan, kekerasan indentasi, dan pantulan alias kekerasan dinamis. Untuk logam, engineer umumnya memakai cara kekerasan indentasi. Kekerasan gores umumnya dipakai oleh para mineralogist. Skala yang digunakan dalam cara penggoresan adalah skala Mohs. Skala paling rendah atau paling lembut adalah talc dengan nilai skala Mohs 1. Dan yang paling keras adalah intan dengan skala Mohs 10. Kekerasan pantulan (rebound) caranya adalah dengan menjatuhkan indentor pada permukaan material yang akan diuji, kemudian dengan menghitung ketinggian pantulan akan didapatkan energi impak yang merepresentasikan kekerasan suatu material. Beberapa metode pengujian kekerasan yang umum dilakukan: a. Uji Kekerasan Brinell Uji kekerasan Brinell dilakukan dengan memberikan pembebanan statis dengan indentor berbahan bola baja dengan diameter 10 mm dan beban 3000 kg (untuk material keras), 1500 kg (untuk material intermediate) atau 500 kg (untuk material lunak). Beban diberikan kepada spesimen selama 30 detik kemudian diameter jejak penekanan diukur dengan mikroskop yang kemudian akan dimasukan dalam perhitungan harga kekerasan Brinell (Bri ll H rdness Number = BHN). Hal tersebut merupakan ketentuan pengujian standar yang sesuai dengan ASTM E 10.

BAB

T ori D s r

3

b. Uji Kekerasan Vickers Uji kekerasan Vickers dilakukan dengan indentor intan berbentuk piramida persegi. Sudut yang dibentuk dari bidang yang berseberangan adalah 136o, sudut ini dipilih karena walaupun bentuk bukan bola tapi dengan besar sudut 136 o bisa didapatkan hasil seperti indentor bola. Karena bentuk indentornya yang unik, maka uji ini juga sering disebut sebagai uji kekerasan piramida intan. Diamond

ardness Number (DHN)

ataupun Vickers Hardness Number (VHN) didefinisikan sebagai beban dibagi dengan luas penampang pembebanan. Luas penampang dihitung dengan diagonal jejak pembebanan.

Uji kekerasan Vickers diterima oleh masyarakat luas dikarenakan memberikan skala yang kontinu untuk berapapun beban yang diberikan, dari material logam yang sangat lunak yang memiliki VHN 5, sampai material logam yang sangat keras yang memiliki VHN 1500. Pada metode Brinell dan Rockwell biasanya akan diperlukan mengganti indentor atau beban pada saat tertentu. Sedangkan pada metode Vickers tidak diperlukan penggantian indentor dan VHN tidak tergantung pada besar beban. Beban standar yang digunakan adalah 1-120 kg, tergantung pada kekerasan material logam yang akan diuji. Walaupun rentang skala kekerasan yang sangat besar namun uji kekerasan metode Vickers tidak digunakan secara rutin dan umum di industri dikarenakan dibutuhkannya persiapan awal spesimen yang hati-hati dan adanya kemungkinan error pada pengukuran panjang diagonal.

c. Uji Kekerasan Rockwell Uji kekerasan Rockwell merupakan metode yang sangat umum digunakan. Hal ini dikarenakan kecepatan memperoleh hasil dan bebas dari error manusia, kemampuan untuk membedakan perbedaan kekerasan pada baja 4

yang sudah diperkeras, dan memiliki indentasi yang kecil sehingga bagian yang diberikan perlakuan panas tidak rusak. Ada 2 macam beban yang digunakan dalam pengujian kekerasan Rockwell, yaitu beban minor sebesar 10 kg dan beban mayor yang besarnya bervariasi.

Rockwell A B C D E F G H K

Beban (kg) 60 100 150 100 100 60 150 60 150

Indentor Intan 1/16" bola besi Intan Intan 1/8" bola besi 1/16" bola besi 1/16" bola besi 1/8" bola besi 1/8" bola besi

d. Uji Kekerasan Mikro Pengujian kekerasan pada daerah gradien permukaan baja terkarburasi, kekerasan pada struktur mikro tertentu akan sulit dilakukan dengan pengujian kekerasan indentasi yang ada. Maka dikembangkan metode pengujian kekerasan mikro dengan indentor Knoop. Indentor Knoop berbentuk piramida intan tapi dengan perbandingan antara diameternya 7:1.

5

Beban yang dipakai dalam uji kekerasan mikro ini sangatlah kecil. Selain itu diperlukan persiapan spesimen seperti membersihkan permukaan uji dengan metode pemolesan metalografi.

6

a. Metode Brinell Jenis mesin Tanggal pengujian Standar pengujian Penguji Ass Pengawas : : 15 Maret 2010 : ASTM E 10 : Pak Jai : Panji Prasetyo

No 1 2

Bahan Baja karbon tinggi Baja karbon rendah

BHN =

b. Metode Rockwell Jenis mesin Tanggal pengujian Standar pengujian Penguji Ass Pengawas : : 15 Maret 2010 : ASTM E 18 : Pak Jai : Panji Prasetyo

No1

BahanAluminium

Beban (Kg)100

BAB III

: Data Perc baan

F (N) 187,5 187,5

D (mm) 2,5 2,5

d (mm) X=3, Y=21 X=6, Y=18,5

BHN500,53 136,82

Indentor1/8 inch

Kekerasan RockwellHRE 53 HRE 57,5 HRE 56,5

7

c. Metode Vickers Jenis mesin Tanggal pengujian Standar pengujian Penguji Ass Pengawas : : 15 Maret 2010 : ASTM E 92 : Pak Jai : Panji Prasetyo

No1 2

BahanBaja karbon tinggi Baja karbon rendah

F (N)1200 1200

D (mm)X=2, Y=41,5 X=6, Y=16,5

VHN694,47 138,81

VHN =

8

Pada pengujian keras yang dilakukan di praktikum ini dilakukan pengujian kekerasan pada beberapa spesimen. Yaitu pada baja karbon rendah, baja karbon tinggi, dan aluminium. Untuk menguji kekerasan pada aluminium hanya bisa dilakukan dengan metode Rockwell. Hal ini dikarenakan pada permukaan aluminium terdapat pengotor yang sulit dibersihkan dengan cara gerinda dengan amplas (grinding process), maka untuk mengukur kekerasan aluminium dilakukan dengan metode Rockwell yang memiliki beban minor 10 kg untuk merusak lapisan pengotor yang ada pada permukaan aluminium tersebut lalu diberikan beban mayor dengan indentor Rockwell E, bola baja berdiameter 1/8 inch dan dengan beban mayor 100 kgf. Setelah dilakukan pengujian maka nilai kekerasan aluminium langsung dapat diketahui. Yaitu HRE 55,66. Dan harga kekerasan aluminium menurut literatur adalah HRE 46-101. Untuk menguji baja karbon sebelumnya dilakukan proses gerinda pada kedua spesimen tersebut. Hal ini dilakukan agar pengotor pada permukaan uji dibuang, sehingga pada saat dilakukan pengujian permukaan yang ditekan adalah permukaan yang kita inginkan, bukanlah kekerasan dari pengotor. Setelah permukaan bersih, kering, dan rata, maka pengujian siap dilakukan. Setelah kedua spesimen tersebut sudah diuji kekerasannya dengan metode Brinell dan Vickers maka jejak indentasi yang terbentuk harus dilihat menggunakan mikroskop dan dihitung agar mendapatkan harga kekerasannya. Untuk baja karbon tinggi didapatkan BHN 500,53 dan VHN 694,47. Baja karbon rendah didapatkan BHN 136,82 dan VHN 138,81. Sedangkan pada literatur kekerasan baja karbon rendah BHN 135-500. Harga kekerasan Brinell dan Vickers sangat tergantung pada pengujinya. Karena setelah dilakukan indentasi spesimen tersebut harus dilihat dibawah mikroskop untuk melihat jejak indentasinya dan mengukur panjang diameter ataupun diagonalnya. Hal ini merupakan pekerjaan yang memungkinkan terjadinya banyak kesalahan dari manusia dalam melihat dan menghitung hasil akhirnya.

BAB IV

: Anali i Data

9

1. Pengujian keras ada 3 macam a. Pengujian keras penggoresan dengan skala Mohs b. Pengujian keras indentasi Metode Brinell Metode Rockwell Metode Vickers Metode Knoop

c. Pengujian keras rebound 2. Prosedur dan standar pengujian keras Pengujian kekerasan sudah terstandar dengan ASTM. Untuk metode Brinell dengan ASTM E 10, metode Vickers dengan ASTM E 92, metode Rockwell dengan ASTM E 18. Tapi secara umum ada prosedur yang harus dilakukan: 1. Memastikan bahwa indentornya bersih dan terpasang secara tepat 2. Permukaan uji harus bersih, kering, halus, dan terbebas dari oksida 3. Permukaan uji harus rata dan tegak lurus dengan indentornya 4. Pengujian pada permukaan silindris akan memberikan hasil yang tidak maksimal, maka diperlukan koreksi. 5. Ketebalan dari spesimen setidaknya harus