BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam ilmu teknik memerlukan pengetahuan tentang bahan dan mesin

pengolahnya. Setiap bahan agar dapat berfungsi secara maksimal, diperlukan

pengetahuan tentang sifat-sifat bahan tersebut. Bahan teknik dapat diketahui sifat-

sifatnya dengan cara menguji bahan tersebut dengan alat atau mesin.

Setiap komponen mesin mempunyai fungsi yang berbeda – beda, dimana

fungsi dan tujuannya juga berbeda-beda. Oleh karna itu perlu pengerjaan dan

perlakuan lebih lanjut dalam menyiapkan komponen yang sesuai dengan spesifikasi

yang akan di aplikasikan. Contohnya dengan cara melakukan uji bahan dalam

pengolahan bahan itu sendiri.

Sebagai pelajar khususnya mahasiswa jurusan teknik perkapalan yang belajar

di bidang teknik memerlukan pelajaran tentang bahan teknik. hal ini merupakan

pendalaman materi yang kelak akan bisa di terapkan di dunia perkapalan. Oleh karna

itu kunjungan dengan cara menyaksikan proses pengujian bahan sangat penting

dilakukan untuk memperdalam materi yang diterima.

1.2 TUJUAN DAN MANFAAT

Praktikum uji bahan bertujuan untuk :

Memperdalam materi uji bahan yang kita terima pada saat teori.

Mempelajari pengoprasian mesin uji bahan

Praktikum uji bahan bermanfaat untuk :

Dapat memperdalam ilmu pengujian materi

Dapat menguasai pengoprasian mesin uji bahan

Dapat memahami karakter dari bahan-bahan material

1.3 WAKTU PELAKSANAAN

Tanggal : 17 April 2013

Hari : Rabu

Lokasi : Labolatorium Politeknik Negri Semarang

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengujian Tarik Bahan

Proses pengujian tarik bahan bertujuan untuk mengetahui tegangan tarik

maksimum bahan. Bahan uji adalah bahan yang akan digunakan sebagai kontruksi ,

agar siap menerima pembebanan dalam bentuk tarikan. Pembebanan tarik yang

diberikan pada benda dengan memberikan gaya yang berlawanan pada benda dengan

arah menjauh dari titik tengah atau dengan memberikan gaya tarik pada salah satu

ujung benda dan ujung benda yang lain dikat .

Gambar 2.1 ( Mesin uji tarik )

Gambar 2.2 (Spesimen penampang segi empat )

Gambar 2.3 ( Spesimen penampang lingkaran )

2

Penarikan gaya terhadap bahan akan mengakibatkan perubahan bentuk

(deformasi) pada bahan tersebut. Proses terjadinya deformasi pada bahan uji adalah

proses pergeseran butiran – butiran Kristal logam hingga terlepasnya ikatan tersebut

oleh penarikan gaya maksimum.

Hasil yang diperoleh dari proses pengujian tarik :

Grafik regangan-regangan

Parameter kekuatan

Visual perpanjangan material

Kontruksi atau reduksi penampang patah

Bentuk permukaan patahnya.

2.1.1 Daftar Alat dan Bahan

2.2.1 Alat :

a. Mesin uji tarik Universal Testing Machine Tamotest UPH 100kN dan

perlengkapanya.

b. Janka sorong, mistar baja, penggores.

2.2.2 Bahan :

a. Batang uji St. 37

b. Batang uji St. 60

2.1.2 Keselamatan Kerja

Hal yang perlu diperhatikan selama bekerja menggunakan mesin uji tarik :

a. Pilih sekala gaya yang benar

b. Pilih rahang penjepit yang sesuai dengan diameter yang dijepit. Pemilihan

rahang yang tidak tepat menyebabkan jepitan menjadi tergelincir atau

sebaliknya rahang dapat retak akibat beban lebih yang diterimanya.

c. Roda tangan (7) selalu harus dinolkan lagi setelah benda uji putus.

d. Matikan mesin jika tidak diperlukan.

3

2.1.3 Langkah Kerja

1. Buatlah dua goresan pada bagian tengah batang uji sepanjag Lo dan bagi 10

bagian yang sama denggan penggores denggan penggoresan yang jelas.

2. Pilih skala maksimum yang relevan dengan batang uji dengan pedoman gaya =

tegangan x luas penampang. Terdapat 3 skala pilihan gaya maksimum, 20, 50 dan

100 kN.

3. Putar sekala utama (1) pada posisi 1.

4. Hidupkan system hidrolik dengan menekan tombol ON (2) sehingga lampu pilot

(3) menyala.

5. Biarkan beberapa menit (kurang lebih 10 menit) sebagai pemanasan awal.

6. Dalam keadaan darurat matikan mesin dengan menekan tombol (4).

7. Untuk menaikkan klem atas (5) tekan tuas tangan (6) keposisi maksimum. Jika

dikehendaki kecepatanya teratur, putar roda tangan (7) ke kanan.

8. Untuk menurunkanya tekanlah tombol tekan (8) atau memutar stop cock (9) ke

kiri.

9. Untuk menaikturunkan klem bawah (10) cukum dengan memutar roda tangan

dibawahnya.

10. Jepit batang uji pada klem atas dan bawah agar batang uji dapat terjepit dan timbul

tegangan. Tekanlah tuas pada klem bawah kebawah paa awal tarikan.

11. Tarikan sebaliknya dilakukan secara perlahan, dengan memutar roda tangan (7)

berdasarkan angka yang ada. Sebagai pedoman sebelum mencapai batas mulur,

kecepatan uji diatur jangan melebihi 1 kgf/mm2/s (9,8 N/mm2/s).

12. Besarnya gaya tarik dapat dibaca langsung pada sekala (11), sesuai dengan

penunjukan jarum.

13. Putarlah roda tangan (7) ke kiri hingga anka 0.

14. Cacatlah besarnya gaya tarik pada lembar data pengujian.

15. Untuk mengambil batang uji yang telah putus bukalah rahang penjepit atas dan

bawah dengan menekan tuas yang ada.

16. Matikan mesin dengan dengan menekan tombol OFF (4)

17. Letakan batang uji diatas meja dan satukan batang uji yang telah putus tadi. Dan

mengukur L1 dan diameter leher pada bagian putus d1.

18. Melakukan perhitungan tangan, regangan, % reduksi penampang dengan rumus

yang ada.

4

19. Jika batang uji mewakili sejumlah bahan yang sama dan ukuran batang uji juga

sama, maka hasil dirata-rata. Hasil yang dirata-rata inilah yag mewakili bahan

yang akan diuji.

20. Kasus khusus dimana digunakan diameter batang uji yang lain maka gaya tarik

maksimum dapat diprediksi dengan diagram pencar.

2.2 Rockwell Hardness Tester

Rockwell Hardness Tester digunakan untuk mengukur kekerasan logam

mengukur ketahanan terhadap penetrasi seperti tes Brinell, tetapi dalam kasus

Rockwell, kedalaman kesan diukur daripada daerah diametral. Dengan tester

Rockwell, kekerasan ditunjukkan langsung pada skala yang tersambung ke komputer.

Dial seperti skala benar-benar mengukur kedalaman, lulus pada unit khusus. Rockwell

Hardness Test adalah yang paling sering digunakan dan serbaguna dari tes kekerasan.

Gambar 2.4 ( Rockwell Hardness Tester )

Gambar 2.5 ( Penetrator )

5

Hardness atau kekerasan telah banyak didefinisikan sebagai resistensi terhadap

penetrasi lokal, menggaruk, permesinan, aus atau abrasi, dan menghasilkan.

Banyaknya definisi, dan keragaman yang sesuai instrumen mengukur kekerasan,

bersama dengan kurangnya definisi yang mendasar, menunjukkan kekerasan yang

mungkin tidak sifat dasar material, melainkan satu komposit termasuk kekuatan luluh,

bekerja pengerasan, kekuatan tarik benar , modulus elastisitas, dan lainnya.

Dalam metode Rockwell dari pengujian kekerasan, kedalaman penetrasi

sebuah indentor bawah kondisi uji tertentu sewenang-wenang ditentukan. Indentor ini

dapat berupa bola baja dari beberapa diameter tertentu atau kerucut berlian berujung

bulat 120 ° sudut dan jari-jari 0,2 mm ujung, disebut Brale. Jenis indentor dan beban

uji menentukan skala kekerasan (A, B, C, dll).

Sebuah beban kecil 10 kg pertama diterapkan, yang menyebabkan penetrasi

awal dan memegang indentor di place. Kemudian, dial diatur ke nol dan beban utama

diterapkan. Setelah penghapusan beban utama, pembacaan kedalaman diambil

sedangkan beban kecil masih menyala. Jumlah kekerasan kemudian dapat dibaca

langsung dari skala.

2.3 Hardening Process

Setiap parts atau component mempunyai fungsi yang berbeda-beda sehingga

beban yang di alaminya juga berbeda karena itu perlu pengerjaan dan perlakuan lebih

lanjut.Karena itu untuk merubah karakteristik logam sehingga dapat memenuhi

tuntutan dalam pemakaiannya, dilakukan berbagai perlakuan seperti :

1.      deformasi plastis

2.      penambahan unsur paduan

3.      pelapisan

4.      perlakuan panas (heat treatment)

6

Gambar 2.6 ( Hardening )

2.3.1 Heat Treatment

HEAT TREATMENTsecara umum adalah memanaskan logam pada suhu

tertentu dengan kecepatan pemanasan tertentu kemudian didiamkan dalam jangka

waktu tertentu dan didinginkan dengan kecepatan pendinginan tertentu. Pada proses

perlakuan panas sifat sifat mekanis logam dapat berubah karena terjadinya beberapa

perubahan mikrostruktur, perubahan fasa, terbentuknya presipitat, perubahan ukuran

butir, perubahan kandungan unsur kimia tertentu, terbentuknya karbida, dll.

Gambar 2.7(Prinsip heat treatment )

HARDENING TERDIRI DARI :1. Full Hardening (dari luar sampai inti).2. Quenching.3. Precipitation hardening.4. Cold deformation.

5. Surface hardening (permakaan saja).6. Layer addition.7. Surface modification.

7

Fasa adalah bagian dari paduan yang homogen dan memiliki sifat fisik

tertentu. Karena itu sifat paduan tergantung dari jenis fasa, jumlah fasa dan distribusi

dari fasa fasa yang ada. Berbagai sifat dan mikrostruktur baja berubah jika dikenakan

panas. Perubahan perubahan tersebut berlangsung terus sampai suatu fasa berada pada

keadaan stabil. Jadi dalam proses tersebut terjadi perubahan jenis dan distribusi fasa

yang berbeda dari fasa semula.

Diagram 2.1

Proses annealing diatas A3 disebut full annealing, sedangkan dibawah

temperatur kritis A3 disebut sub critical annealing serta annealing diantara A1 dan

A3/Acm disebut inter critical annealing. Pada sub critical annealing tidak terjadi

perubahan fasa, misalnya: anil rekristalisasi, anil penghilangan tegangan, anil

pertumbuhan butir atau aglomerisasi, dsb.

2.3.2 STRESS RELIEV ANNEALING.

Sress reliev annealing atau anil penghilangan tegangan digunakan untuk

menghilangkan tegangan sisa dalam logam akibat proses MANUFAKTUR seperti :

1. Pengelasan 2.Metal forming 3. Machining 4. Quenching 5. Pengecoran

Temperatur pemanasan untuk stress relief annealing ini biasanya dibawah A1 (595-

675°C) dan ditahan dengan waktu tertentu, kemudian didinginkan dengan cara

bertahap dan merata.

8

Gambar 2.8( Tegangan sisa )

a) Tegangan sisa yang timbul akibat pemanasan.

b) Tegangan sisa yg timbul akibat pengelasan.

c) Tegangan sisa yg timbula akibat machining.

Manfaat penghilangan tegangan sisa :

1. Mengurangi terjadinya SCC.

2. Mengurangi terjadinya cold strain yang dapat mengurangi daya tahan terhadap

Creep.

3. Mengurangi brittle fracture.

4. Meningkatkan fracture toughness.

5. Meningkatkan ketahanan terhadap lingkungan

6. Meningkatkan strength.

Normalisasi.

Proses normalisasi dilakukan pada temperatur sekitar 40°C-55°C diatas

temperatur kritis (A3 untuk baja hypoeutektoid dan Acm untuk baja hypereutektoid),

kemudian ditahan dalam waktu tertentu dan didinginkan diudara hingga mencapai

temperatur ruang. Dengan proses ini dihasilkan baja yang lebih keras dan lebih kuat

daripada baja anil penuh, memiliki mampu mesin yang baik, struktur butir yang lebih

halus dan tegangan sisa minimal. Normalisasi pada hasil coran biasanya disebut juga

homogenisasi yang bertujuan untuk menghaluskan struktur dendrit.

Aplikasi dari normalizing tergantung klasifikasi baja yang di gunakan.

1.      PENGHALUSAN BUTIR– UTK LAS LASAN

2.      PENINGKATAN MAMPU PENGERJAAN MESIN

3.      HOMOGENISASI—UTK PRODUK COR

4.      PERBAIKAN STRUKTUR—HOT ROLLING

5.      PERATAAN BESAR BUTIR—PRODUK TEMPA

6.      CARBIDE SOLUTION.

9

Yang harus di perhatikan : pemanasan dan waktu (1 JAM /1 INCI KETEBALAN)

2.3.3 RECRYSTALLIZATION

Selain fasa fasa tersebut diatas, baja mempunyai fasa lain yang dihasilkan dari

proses transformasi dengan perlakuan panas, fasa tersebut ialah martensit dan bainit.

MARTENSIT adalah suatu struktur yang keras dan rapuh yang antara lain terbentuk

bila baja didinginkan secara cepat dari temperatur austenit dengan suatu proses

hardening yaitu QUENCHING.

Gambar 2.9( Kristal logam )

PENGERTIAN HARDNESS adalah Kemampuan material untuk menahan deformasi

pada daerah  permukaan

METODE : Goresan (Mineralogi dan mohs scale), Pantulan, Pembebanan atau

penjejakan

10

Gambar 2.10( Terbentuknya martensit )

Karena perubahan temperatur pada proses quenching berlangsung cepat, maka

waktu yang dibutuhkan oleh karbon untuk berdifusi keluar dari austenit tidak cukup,

sehingga atom atom karbon terperangkap dan menghalangi transformasi normal dari

FCC ke BCC dan kristal FCC kemudian menjadi BCT (Body Centered Tetragonal),

karena itu transformasi yang terjadi dari austenit ke martensit tanpa melalui suatu

proses difusi tetapi terjadi karena adanya pembalikan Kristal Bainit juga salah satu

bentuk transformasi austenit jika didinginkan dengan kondisi kontinu atau isotermal

antara daerah pembentukan perlit dan martensit. Bainit ini memiliki mode

transformasi dan struktur mirip dengan perlit dan martensit. Disebut mirip dengan

perlit karena bainit merupakan campuran dari fasa ferit dan sementit, oleh karena itu

dikendalikan oleh difusi dari karbon antara ferit dan sementit. Namun disini ferit dan

sementit tidak berbentuk lamel. Disebut mirip dengan martensit karena ferit dan

sementit pada bainit berbentuk plate dan lath seperti bentuk martensit.

2.3.4 PENGARUH UNSUR PADUAN TERHADAP SIFAT BAJA.

1. Karbon (C) : adalah unsur pengeras yang dominan

2. Mangan (Mn) : Meningkatkan kekuatan dan kekerasan terutama disebabkan

terjadinya penguatan pada fasa ferit. Mn juga berfungsi sebagai deoksidator, yaitu

mengikat sulfur membentuk senyawa MnS yang titik cairnya lebih tinggi dari titik

cair baja, sehingga cenderung terperangkap sebagai inklusi. Mn juga berfungsi

mencegah terbentuknya ikatan sulfur dengan baja dalam bentuk FeS yang

11

mempunyai titik leleh lebih rendah dari baja, sehingga unsur Mn dapat mencegah

terjadinya kerapuhan pada suhu tinggi, terutama untuk baja yang beroperasi pada

suhu tinggi.

3. Silisium : berfungsi sebagai deoksidator, selain itu dapat meningkatkan kekuatan

tarik baja tanpa mengakibatkan penurunan pada sifat keuletannya. Hal ini dapat

terjadi karena unsur Si merupakan stabilisator sementit.

4. Phospor (P) : jika jumlah phospor dalam baja cukup besar dapat meningkatkan

kekuatan tarik dan kekerasan, tetapi keuletannya turun tajam dan bahkan dapat

mengakibatkan mudah terjadi retak dingin atau rapuh pada suhu rendah dan

sensitif terhadap beban kejut. Pada baja konstruksi kandungan phospor dibatasi

maksimum 0,05%.

5. Sulfur (S) : menurunkan sifat keuletan dan ketangguhan terhadap beban kejut.

Sulfur yang berlebihan akan bereaksi dengan Fe membentuk FeS yang

mempunyai titik leleh rendah. Untuk baja konstruksi, kandungan Sulfur dibatasi

maksimum 0,05%.

6. Aluminium (Al) : sebagai unsur deoksidator yang mengikat oksigen yang terdapat

pada cairan baja. Selain itu Al juga mudah mengikat Nitrogen membentuk

endapan nitrida yang cenderung mengendap di batas butir struktur baja, sehingga

sifat kekerasan baja meningkat.

7. Nikel (Ni) : meningkatkan kekuatan baja. Nikel bersama Cr dapat meningkatkan

ketahanan korosi dan ketahan panas baja. Adanya unsur Ni pada baja tidak

mengganggu sifat mampu las baja tersebut.

8. Chrom (Cr) : meningkatkan kekuatan. Cr meningkatkan ketahanan panas dan

ketahanan aus baja dan tahan korosi, tetapi sifat mampu lasnya menurun.

9. Tembaga (Cu) : meningkatkan kekuatan. Dalam jumlah kecil Cu dapat

meningkatkan ketahanan korosi baja. Cu tidak mempengaruhi sifat mampu las

baja.

10. Molebdenum (Mo) : meningkatkan kekuatantarik terutama pada temperatur tinggi

(creep), serta dapat memperbaiki sifat mampu lasnya. Mo juga berfungsi sebagai

stabilisator karbida, sehingga mencegah terbentuknya grafitisasi pada pemanasan

yang cukup lama.

11. Vanadium (V) : meningkatkan kekuatan tarik, terutama sifat hot hardness baja.

Vanadium merupakan unsur penstabil karbida dan dikombinasikan dengan Cr

12

diperoleh baja tahan panas, dan jika dikombinasikan dengan wolfram (W) dapat

dimanfaatkan sebagai baja perkakas.

12. Wolfram/Tungsten (W) : meningkatkan sifat kekuatan, kekerasan dan ketahanan

aus baja. Wolfram mempunyai kecenderungan yang kuat untuk membentuk

karbida, karena itu dimanfaatkan untuk pembuatan baja tahan panas.

13. Titanium (Ti) : merupakan elemen yang sangat keras, penstabil karbida, sebagai

elemen pemadu dalam stainless steel untuk meningkatkan ketahanan korosi

interkristalin. Selain itu titanium juga berfungsi sebagai penghalus butir kristal.

Pada proses pelakuan panas diperlukan suatu patokan untuk menentukan

proses pemanasan dan kecepatan pendinginan. Biasanya yang sering digunakan

sebagai pedoman tersebut ialah

diagram TTT ( Time Temperature Transformation)

diagram CCT (Continues Cooling Transformations).

Diagram TTT ialah suatu petunjuk transformasi logam yang menggambarkan

waktu awal dan akhir transformasi pada setiap temperatur pendinginan, sedangkan

diagram CCT adalah diagram yang menggambarkan tentang kecepatan pendinginan

dan fasa yang terbentuk ketika transformasi berlangsung.

Kedua diagram TTT dan CCT berbeda beda untuk setiap logam demikian pula

untuk logam yang sama diagram tersebut berbeda untuk setiap perubahan elemen

paduan. Artinya kedua diagram tersebut sangat dipengaruhi oleh komposisi kimia,

jadi diagram tersebut dapat bergeser ke kanan, ke kiri atau ke atas dan bawah,

sehingga fasa yang terjadi juga tergantung dari unsur paduannya.

Bentuk kurva TTT dan CCT tgtg pada :

- kadar karbon

- besar butir awal austenit

- unsur padauan

Perlu di perhatikan dalam pemanasan:

- Dimensi kesetabilan dan kecepatan pemanasan.

13

Gambar 2.11( Dimensi kesetabilan dan kecepatan pemanasan )

Yang perlu di perhatikan ketika pendiaman dalam dapur/holding time adalah:

1.      Suhu terlalu rendah.

2.      Kemungkinan suhu tidak homogeny.

3.      Terjadi pertumbuhan butir.

4.      Benda uji terdeformasi

5.      Terjadinya oksidasi

6.      Perubahan temperature karena dapur.

7.      Benda uji nempel dengan yang lain

8.      Pemborosan waktu dan energy.

Yang perlu di perhatikan pada proses pendinginan adalah :

Gambar 2.12( Proses pendinginan )

2.3.5 Annealing

pemanasan bahan pada temperatur dan lama pemanasan tertentu dan kemudian

didinginkan dengan kecepatan pendinginan lambat. ,Tujuan annealing ialah untuk :

- pelunakan - memberi sifat mampu mesin - meningkatkan stabilitas

14

- meningkatkan mampu

bentuk dingin

yang baik

- merubah sifat mekanik, listrik

atau magnetik

dimensi

- dll,

 

2.4 Proses Tempering Pada Logam

Salah satu karakteristik dari hasil proses quenching adalah logam mejadi

rapuh, logam tidak memiliki keuletan yang cukup untuk sejumlah aplikasi. Selain itu

quenching menimbulkan tegangan sisa yang terbentuk selama pembentukan

martensit. Oleh karena itu proses hardening – quenching selalu di ikuti proses

tempering.

Perlakuan panas oleh tempering bertujuan untuk mengurangi tegangan sisa,

meningkatkan ketanguhan dan keuletan baja yang tela mengalami pengerasan

martensite. Selama proses tempering baja akan mengalami penurunan kekerasan dan

kekuatan. Namun sifat keuletan yang akan naik dan di ikuti penurunan kerapuhan.

Tegangan sisa yang terbentuk selama pembentukan fasa martensi ikut

berkembang.Pengurangan beban sisa menjadi sangat penting dalam penurunan

kerapuhan baja. Artinya tegangan sisa pada baja akan menyebabkan baja menjadi

rapuh atau getas.

Selama tempering berlangsung akan terjadi transformasi fasa-fasa yang

terbentuk selama proses quenching. Mekanisme transformasi fasa pada proses temper

terjadi dalam empat tahap.

Gambar 2.13 ( Tempering )

15

Tahapan Dan Mekanisme Dekomposisi Fasa Martensit

Tahap pertama, pada temperature 100 – 250 celcius  terjadi pengendapan fasa kaya

karbon yaitu fasa epsilon-karbida. Pembentukan fasa ini mengakibatkan kandungan

karbon pada fasa martensit berkurang.

Tahap kedua, pada temperature 200 – 300 celcius, terjadi dekomposisi fasa austenite

menjadi bainit.

Tahap ketiga, pada temperature 200 – 300 celcius terjadi perubahan atau dekomposisi

epsilon-kabida menjadi sementit dan martensite menjadi sementit dan ferit.

Tahap keempat, pada temperature di atas 350 celcius terjadi perubahan secara kontinyu

dan terjadinya spheroidisasi fasa-fasa sementit.

Fasa setelah proses tempering ini biasa disebut sebagai fasa martensite temper. Artinya

fasa martensit yang telah mengalami proses temper.

Dari tahapan proses dekomposisi fasa selama temper, sifat akhir dari baja temper

tergantung pada fasa-fasa akhir yang terbentuknya. Sementara fasa akhir yang dimiliki baja

hasil temper tergantung daripada temperature temper-nya. Dengan demikian pengaturan sifat

mekanik sangat tergantung pada pengaturan dari temperature proses penemperannya.

Pengaruh Tempertur Temper Terhadap Sifat Mekaanik Logam, Baja

Pengaruh  temperatur temper terhadap perubahan kuat tarik baja seri 1026 dapat

dilihat pada Gambar 1. Baja seri 1026 memiliki nilai kuat tarik 770 MPa setelah perlakuan

proses quenching.  Proses tempering menyebabkan kekuatan baja seri 1026  ini turun menjadi

sekitar  560 MPa setelah ditemper pada temperatur 600 celcius selama 30 menit.

Gambar 2.14 (Pengaruh Temperatur Temper Terhadap Kuat Tarik Baja Seri 1026 )

16

Pangaruh temperature temper terhadap nilai kekersan yang dimiliki baja

dengan kandungan karbon 0,25 persen dan krom 1,0 persen dapat dilihat pada

Gambar 2.  Setalah proses quenching Baja ini memiliki kekerasan 570 HV. Proses

temper pada temperatur 500 celcius mampu menurunkan kekerasan baja ini menjadi

sekitar 370 HV.

Gambar 2.15( Pengaruh Temperatur Temper Terhadap Kekerasan )

Struktur mikro yang menunjukkan fasa martensit temper dengan temperature

temper yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 3. Pada tempertur yang lebih tinggi

tampak terdapat butir-butir kabida halus yang tersebar di fasa martensit tempernya.

Pada  proses temper terjadi dekomposisi fasa martensit yang keras dan kuat

menjadi fasa ferit  dan partikel-partikel sementit atau karbida. Fasa ferit merupakan

fasa matrik dengan sifat lunak dan ulet. Sedangkan fasa sementit atau karbida yang

terbentuk memiliki sifat yang keras. Matrik yang ulet dengan sebaran partikel yang

keras akan menghasilkan suatu logam yang tangguh.

Martensit (M)  —>  Martensit Temper (Ferit  + Karbida )

Dispersi partikel karbida ini akan mampu menahan atau menghambat

deformasi plastik. Besarnya hambatan yang ditimbulkan akan berbanding lurus

dengan luas  kontak antara fasa karbida dengan fasa matriknya. Semakin besar ukuran

partikel karbida, maka semakin kecil luas kontak antara kedua fasa tersebut.

17

Hambatan terhadap deformasi berkurang, kondisi ini menyebabkan kekuatan dan

kekerasan logam menjadi turun.

Pada temperature temper yang lebih tinggi, Martensit akan tereliminasi dan

membentuk  Martensit temper atau martensit  dengan karbon rendah dan partikel-

partikel kabida halus berbentuk spheroid (karbida spheroid).  Karbida spheroid halus

ini akan tumbuh membentuk  karbida spheroid yang lebih besar pada temperatur 

yang relatif lebih tinggi.

Pada temperatur temper yang lebih tinggi fraksi fasa lunak dan ulet akan

bertambah, ukuran partikel karbida yang keras menjadi lebih besar. Konsekuensi

langsung penambahan fasa lunak dan ulet adalah regangan menjadi lebih besar.

Namun karena adanya sebaran partikel kabida yang dapat menahan deformasi plastik ,

maka logam akan tetap memilikii kekuatan yang cukup tinggi. Dengan demikian

secara keseluruhan logam menjadi kuat dan ulet atau tangguh.

2.5 Pengamatan Struktur Mikro

Sifat-sifatfisis dan mekanik dari material tergantung daristruktur mikro

material tersebut. Struktur mikro dalam logam(paduan) di tunjukkan dengan besar,

bentuk dan orientasibutirannya, jumlah fasa, proporsi dan kelakuan dimana

merekatersusun atau terdistribusi. Struktur mikro dari paduan tergantungdari beberapa

faktor seperti, elemen paduan, konsentrasi danperlakuan panas yang diberikan.

Pengujian struktur mikro atau mikrografi dilakukan dengan bantuan mikroskop

dengan koefisien pembesaran dan metode kerja yang bervariasi. Adapun beberapa

tahap yang perlu dilakukan sebelummelakukan pengujian struktur mikro adalah:

a. Pemotongan (Sectioning)

b. Pengamplasan (Grinding)

c. Pemolesan (Polishing)

d. Etsa (Etching)

e. Pemotretan.

Struktur mikro logam las biasanya kombinasi dari strukturmikro dibawah ini:

a. Batas butir ferit, terbentuk pertama kali pada transformasi austenitferitbiasanya

terbentuksepanjang batas austenit pada suhu 1000 650ºC.

18

b. Ferit Widmanstatten atau ferrite with aligned second phase,struktur mikro ini

terbentukpada suhu 750-650ºC di sepanjang batas butir austenit, ukurannya besar

dan pertumbuhannya cepatsehingga memenuhi permukaan butirnya.

c. Ferit acicular, berbentuk intragranular dengan ukuran yang kecildan mempunyai

orientasi arah yang acak. Biasanya ferit acicularini terbentuk sekitar suhu 650ºC

dan mempunyai ketangguhanpaling tinggi dibandingkan struktur mikro yang lain.

d. Bainit, merupakan ferit yang tumbuh dari batas butir austenitdan terbentuk pada

suhu 400-500ºC. Bainit mempunyaikekerasan yang lebih tinggi dibandingkan

ferit, tetapi lebihrendah dibanding martensit.

e. Martensit akan terbentuk, jika proses pengelasan denganpendinginan sangat cepat,

struktur ini mempunyai sifat sangatkeras dan getas sehingga ketangguhannya

rendah.

Gambar 2.16 Struktur mikro acicular ferrite (AF) dangrain boundary ferrite (GF) atau

feritbatas butir (Sonawan, 2004)

Gambar 2.17 Struktur mikro ferit Widmanstatten(ASM, 1989)

Gambar 2.18 microscop

2.5.1 Foto makro

Hasil patahan di uji tarik selanjutnya kita foto makro, hal ini bertujuan untuk

menganalisa bentuk patahan dari pengujian tersebut, adapun langkahlangkah dalam

foto makro adalah sebagai berikut :

a. Meletakan spesimen pada landasan mikroskop optik, aktifkanmesin, dekatkan

lensa pembesar untuk melihat permukaanspesimen. Pengambilan foto struktur

19

mikro dengan perbesaranuntuk hasil patahan uji tarik 9x. Lihatlah struktur

makroapabila kurang jelas atau kabur, fokuskan lensa agar terlihatdengan jelas.

b. Sebelum gambar diambil, film dipasang pada kamera yangtelah disetel

sedemikian rupa dengan menggunakan film asa200. Usahakan pada saat

pengambilan foto tidak ada halapapun yang membuat mikroskop optik bergerak,

karenaapabila mikroskop optik bergerak akan mempengaruhihasilnya.

Gambar 2.18 ( microscope )

20

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Dalam setiap komponen atau parts mempunyai fungsi yang berbeda – beda

yang imana alaminya juga berbeda oleh karna itu perlu pengerjaan dan perlakuan

lebih lanjut dalam menyiapkan komponen yang sesuai dengan spesifikasi yang akan

kita aplikasikan. Proses pengujian tarik bahan bertujuan untuk mengetahui tegangan

tarik maksimum bahan.

Rockwell Hardness Tester digunakan untuk mengukur kekerasan logam

mengukur ketahananterhadap penetrasi seperti tes Brinell, tetapi dalam kasus

Rockwell, kedalaman kesan diukur daripada daerah diametral.Setiap parts atau

component mempunyai fungsi yang berbeda-beda sehingga beban yang di alaminya

juga berbeda karena itu perlu pengerjaan dan perlakuan lebih lanjut.Salah satu

karakteristik dari hasil proses quenching adalah logam mejadi rapuh, logam tidak

memiliki keuletan yang cukup untuk sejumlah aplikasi.

Selain itu quenching menimbulkan tegangan sisa yang terbentuk selama

pembentukan martensit. Oleh karena itu proses hardening – quenching selalu di ikuti

proses tempering. Sifat-sifatfisis dan mekanik dari material tergantung daristruktur

mikro material tersebut. Struktur mikro dalam logam(paduan) di tunjukkan dengan

besar, bentuk dan orientasibutirannya, jumlah fasa, proporsi dan kelakuan dimana

merekatersusun atau terdistribusi. Struktur mikro dari paduan tergantungdari beberapa

faktor seperti, elemen paduan, konsentrasi danperlakuan panas yang diberikan.

21