BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
a. Uji kekerasan
Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur Lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai Itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna Kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak konsep kekerasan mater ial yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapat. Dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji.
Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan pengujian ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaaran sifat mekanis suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai material ulet atau getas.
Uji keras juga dapat digunakan sebaagai salah satu metode untuk mengetahui pengaruh perlakuan panas atau dingin terhadap material. Material yang teah mengalami cold working, hot working, dan heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan permuakaan suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita sapat dengan mudah melakukan quality control terhadap material.
b. Uji impact
Dalam perkembangan dunia industri, terutama yang berhubungan dengan penelitian bahan dan penggunaannya, maka dalam proses produksinya banyak hal atau criteria yang harus dipenuhi agar material tersebut dapat digunakan dalam dunia industri.
Untuk penggunaan sebagai bahan, sifat-sifat khas dari material logam harus diketahui sebab logam tersebut akan digunakan untuk berbagai macam keperluan dan keadaan. Sifat logam tersebut meliputi sifat mekanik, sifat thermal, sifat kimia, kemampukerasan, kemampuan dimensi, dan lain sebagainya. Adapun dalam percobaan ini yang akan diuji adalah sifat mekanik dari logam terutama sifat ketangguhannya.
Dengan mengetahui tingkat ketangguhan logam, maka tentunya kita dapat memperkirakan kemampuannya dalam menerima energi tumbukan yang diberikan secara tiba-tiba sehingga dapat mematahkan suatu material.Untuk itulah dilakukan pengujian impact pada material yang nantinya akan digunakan dalam konstruksi mesin. Pengujian ini amat penting dalam menentukan ketahanan suatu material terhadap perpatahan, berdasarkan energi yang diberiakan oleh tumbukan/pembebanan secara tiba-tiba pada suatu material.
Dahulu, untuk membuat rangka suatu jembatan, orang-orang hanya menggunakan material yang telah tersedia. Umumnya mereka menggunakan material yang kuat dang etas sehingga mereka berpikiran bahwa material yang paling baik digunakan untuk pembuatan rangka jembatan (yang mampu menahan beban kejut dengan baik) adalah material yang kuat dang etas. Akan tetapi masih sering terjadi hal-al yang buruk seperti jembatan yang roboh atau jembatan yang secara tiba-tiba bias patah. Oleh karena itu untuk mengurangi dan menghindari kemungkinan-kemungkinan terburuk maka sebelum menentukan material yang akan digunakan perlu diadakan suatu pengujian awal untuk mengetahui ketangguhan material yang akan digunakan dalam menahan beban kejut sehingga diadakan pengujian impact tes.
1.2 Perumusan Masalah
Dengan memperhatikan latar belakang tersebut, agar dalam penulisan ini penulis memperoleh hasil yang diinginkan, maka penulis mengemukakan bebe-rapa rumusan masalah. Rumusan masalah itu adalah:
1. Bagaimana yang dimaksud Uji kekerasan dan uji impact ?
2. Apa fungsi dari Pengujian kekerasan dan impact?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini antara lain:
1. Untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bahan
2. Untuk menambah wawasan tentang Uji kekerasan dan Impact
.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 PENGUJIAN KEKERASAN
Kekerasan adalah ketahanan material terhadap deformasi plastis yang diakibatkan oleh tekanan atau goresan dari benda lain. Kekerasan merupakan sifat suatu logam, yang memberi kemampuan logam tahan terhadap deformasi permanen (bengkok, rusak, atau bentuk yang berubah), ketika suatu beban diterapkan. Pada umumnya, kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi dan untuk logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap deformasi plastik atau deformasi permanen. Untuk orang yang berkecimpung dalam mekanika pengujian bahan, banyak yang mengartikan kekerasan sebagai ukuran ketahanan terhadap lekukan. Untuk para perancang bangunan, kekerasan sering diartikan sebagai ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam. Dari uraian singkat di atas maka kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (scratching), pantulan ataupun ndentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Untuk melakukan pengujian kekerasan ada 3 metode, yaitu:
1. Metode goresan
2. Metode elastis atau pantulan ( rebound )
3. Metode indentasi
A. Metode Goresan
Kekersana goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain disusun berdasarkan kemampuan goresan yang satu terhadap yang lain. Kekerasan goresan diukur dengan skala Mohs. Skala ini terdiri atas sepuluh standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores. Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah talk (kekerasan goresan 1), kuku jari mempunyai nilai kekerasan sekitar 2, tembaga yang dilunakkan kekerasannya 3, martensit 7, logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan pada skala Mohs antara 4 sampai 8. Sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. kelemahan dari penilaian kekerasan dengan skala Mohs adalah penilaiannya tidak cocok untuk logam karena interval skala pada nilai kekerasan.
B. Metode Elastis atau Pantulan
Untuk mengetahui nilai kekerasan suatu material dintentukan oleh alat yang dinamakan Scleroscop yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik, mengukur kekerasan yang dinyatakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan. Semakin tinggi pantulan maka kekerasan suatu benda uji semakin tinggi.
C. Metode Indentasi
Metode ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan menggunakan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Prinsip kerja dari metode ini dengan menentukan jejak dari indentasi yang dihasilkan. Nilai kekerasan dari suatu bahan dilihat dari kedalaman jejak yang ditinggalkan. Jejak yang ditinggalkan menandakan bahwa logam tersebut telah terdeformasi plastis. Metode indentasi ini di klasifikasikan menjadi 3, yaitu :
1. Metode Brinell
Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball). Hasil penekanan adalah jejak berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya dibawah mikroskop khusus pengukur jejak.
2. Metode Vickers
Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk piramida dengan sudut 136o. Prinsip pengujian adalah sama dengan metode brinell, walaupun jejak yang dihasilkan berbentuk bujur sangkar berdiagonal. Panjang diagonal diukur dengan skala pada mikroskop pengukur jejak. Uji kekerasan Vickers banyak dilakukan pada pekerjaan penelitian karena metode tersebut memberikan hasil berupa skala kekerasan yang kontinu, untuk suatu beban tertentu; dan digunakan pada logam yang sangat lunak, yakni DPHnya 5 hingga logam yang sangat keras, dengan DPH 1500.
3. Metode Rockwell
Metode Rockwell merupakan uji kekerasan dengan pembacaan langsung (direct reading). Metode ini banyak dipakai dalam industri karena pertimbangan praktis. Indentor yang digunakan terbuat dari baja diperkeras berbentuk bola dan selain itu ada juga yang berbentuk kerucut intan. Uji kekerasan Rockwell sangat berguna dan mempunyai kemampuan ulang (reproducible) sejumlah kondisi sederhana yang diperlukan dapat dipenuhi. Uji kekerasan Rockwell ini paling banyak dipergunakan. Hal ini disebabkan oleh sifat–sifatnya yaitu cepat, bebas dari kesalahan manusia, mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja yang diperkeras, dan ukuran lekukannya kecil sehingga bagian yang mendapat perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya tanpa menimbulkan kerusakan. Pengujian ini menggunakan kedalaman lekukan pada beban yang konstan sebagai ukuran kekerasan. Metoda pengujian kekerasan Rockwell yaitu mengindentasi material contoh dengan indentor kerucut intan atau bola baja.
4. Metode Meyer
Meyer mengajukan definisi mengenai kekerasan yang lebih rasional dibanding yang diajukan oleh Brinell, yakni berdasarkan luas proyeksi jejak, bukan luas permukaannya. Tekanan rata-rata antara luas penumbuk (indentor) dan lekukan adalah sama dengan beban dibagi luas proyeksi lekukan. Kekerasan Meyer kurang peka terhadap beban yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell. Untuk bahan-bahan yang mengalami pengerjaan dingin, kekerasan Meyer pada dasarnya tetap dan tidak tergantung pada beban, sedangkan kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah besar.
2.2 PENGUJIAN IMPACT
Material mungkin mempunyai kekuatan tarik tinggi tetapi tidak tahan dengan beban kejut. Untuk menentukannya perlu diadakan pengujian inpact. Ketahanan impact biasanya diukur dengan metode Charpy atau Izood yang bertakik maupun tidak bertakik. Pada pengujian ini, beban diayun dari ketinggian tertentu untuk memukul benda uji, yang kemudian diukur energi yang diserap oleh perpatahannya.
Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba melalui tumbukan. Ketangguhan adalah ukuran suatu energy yang diperlukan untuk mematahkan atau merusak suatu bahan yang diukur dari luas daerah dibawah kurva tegangan regangan. Suatu bahan mungkin memiliki kekuatan tarik yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk kondisi pembebanan kejut. Suatu paduan memiliki parameter ketangguhan terhadap perpatahan yang didefinisikan sebagai kombinasi tegangan kritis dan panjang retak.
Specimen yang digunakan untuk suatu takikan terdiri dari dua buah yang diuji pada suhu normal dan suhu rendah.
Metode-Metode Pengujian
A. Metode Charpy (USA)
Merupakan cara pengujian dimana specimen dipasang secara horizontal dengan kedua ujungnya berada pada tumpuan, sedangkan takikan pada specimen diletakkan di tengah-tengah dengan arah pembebanan tepat diatas takikan.
Kelebihan :
a. Pengerjaannya lebih mudah dipahami dan dilakukan
b. Menghasilkan tegangan uniform di sepanjang penampang
c. Harga alat lebih murah
d. Waktu pengujian lebih singkat
Kekurangan :
a. Hanya dapat dipasang pada posisi horizontal
b. Spesimen dapat bergeser dari tumpuannya karena tidak dicekam
c. Pengujian hanya dapat dilakukan pada specimen yang kecil
d. Hasil pengujian kurang dapat atau tepat dimanfaatkan dalam perancangan karena level tegangan yang diberikan tidak rata.
B. Metode Izood (Inggris)
Merupakan cara dimana specimen berada pada posisi vertical pada tumpuan dengan salah satu ujungnya dicekam dengan arah takikan pada arah gaya tumbukan. Tumbukan pada specimen dilakukan tidak tepat pada pusat takikan melainkan pada posisi agak diatas dari takikan seperti yang tertera pada gambar sbb :
Kelebihan :
a. Tumbukan tepat pada takikan karena benda kerja dicekam
b. Dapat menggunakan specimen dengan ukuran yang lebih besar.
c. Spesimen tidak mudah bergeser karena dicekam pada salah satu ujungnya.
Kerugian :
a. Biaya pengujian yang lebih mahal
b. Pembebanan yang dilakukan hanya pada satu ujungnya, sehingga hasil yang diperoleh kurang baik.
c. Waktu yang digunakan cukup banyak karena prosedur pengujiannya yang banyak, mulai dari menjepit benda kerja sampai tahap pengujian.
Hal-hal yang mempengaruhi impact/ketangguhan bahan :
1. Bentuk takikan
Bentuk takikan amat berpengaruh pada ketangguahan suatu material, karena adanya perbedaan distribusi dan konsentrasi tegangan pada masing-masing takikan tersebut yang mengakibatkan energi impact yang dimilikinya berbeda-beda pula. Berikut ini adalah urutan energi impact yang dimiliki oleh suatu bahan berdasarkan bentuk takikannya.
a) Takikan segitiga
Memiliki energi impact yang paling kecil, sehingga paling mudah patah. Hal ini disebabkan karena distribusi tegangan hanya terkonsentrasi pada satu titik saja, yaitu pada ujung takikan.
b) Takikan segi empat
Memiliki energi yang lebih besar pada takikan segi tifga karena tegangan terdistribusi pada 2 titik pada sudutnya.
c) Takikan Setengah lingkaran
Memiliki nergy impact yang terbesar karena distribusi tegangan tersebar pada setiap sisinya, sehingga tidak mudah patah
2. Kadar Karbon
Material yang memiliki kadar karbon yang tinggi memiliki sifat yang kuat dan getas sehingga membutuhkan energy yang tidak besar sedangkan material yang kadar karbonnya rendah memiliki sifat yang ulet dan lunak sehingga membutuhkan energy yang besar dalam perpatahannya.
3. Beban
Semakin besar beban yang diberikan , maka energi impact semakin kecil yang dibutuhkan untuk mematahkan specimen, dan demikianpun sebaliknya. Hal ini diakibatkan karena suatu material akan lebih mudah patah apabila dibebani oleh gaya yang sangat besar.
4. Temperatur
Semakin tinggi temperature dari specimen, maka ketangguhannya semakin tinggi dalam menerima beban secara tiba-tiba, demikinanpun sebaliknya, dengan temperature yang lebih rendah. Namun temperature memiliki batas tertentu dimana ketangguhan akan berkurang dengan sendirinya.
Grafik dibawah ini akan menunjukkan hubungan antara temperature dengan energi impact, laju patah getas Y (%), beban mulur (P’), dan beban maks. (Kg).
5. Transisi ulet rapuh
hal ini dapat ditentukan dengan berbagai cara, misalnya kondisi struktur yang susah ditentukan oleh system tegangan yang bekerja pada benda uji yang bervariasi, tergantung pada cara pengusiaannya.sehingga harus digunakan system penekanan yang berbeda dalam berbagai persamaan.
6. Efek komposisi ukuran butir
ukuran butir berpengaruh pada kerapuhan, sesuai dengan ukuran besarnya. Semakin halus ukuran butir maka bahan tersebut akan semakin rapuh sedangkan bila ukurannya besar maka bahan akan ulet.
7. Perlakuan panas dan perpatahan
perlakuan panas umumnya dilakukan untuk mengetahui atau mengamati besar-besar butir benda uji dan untuk menghaluskan butir. Sedangkan untuk menambah keuletan suatu bahan dapat dilakukan dengan penambahan logam.
8. Pengerasan kerja dan pengerjaan radiasi
pengerasan kerja terjadi yang ditimbulkan oleh adanya deformasi plastis yang kecil pada temperature ruang yang melampaui batas atau tidak luluh dan melepaskan sejumlah dislokasi serta adanya pengukuran keuletan pada temperature rendah. Pengerasan kerja ini akan menimbulkan berapakah pada logam karena peningkatan komplikasi s akibat pembentukan dislokasi yang saling berpotongan.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat kita simpulkan sebagai berikut :
Kekerasan adalah ketahanan material terhadap deformasi plastis yang diakibatkan oleh tekanan atau goresan dari benda lain.
Untuk melakukan pengujian kekerasan ada 3 metode, yaitu:
1. Metode goresan
2. Metode elastis atau pantulan ( rebound )
3. Metode indentasi
Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba melalui tumbukan.
Metode-metode pengujian Impact:
1. Metode Charpy
2. Metode Izood
3.2 SARAN
Agar kiranya pembaca dapat memberikan saran dan kritikan yang bersifat membangun demi kebaikan penulisan penulisan makalah selanjutnya. Terima kasih.
DAFTAR PUSTAKA
1. Tri Jaka, IR.. ME. 2012. Materi Kuliah Pengujian Logam. FT Untirta : Cilegon.
2. Fauji. 2010. Pengetahuan Sifat Logam (Fisik & Mekanik).
3. Tim laboratorium metalurgi. 2012. ”Buku panduan praktikum Laboratorium Metalurgi I”, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegon
4. http://pengetahuan-sifat-logam-mekanik-fisik.html
5. http://www.calce.umd.edu/TSFA/Hardness_ad_.htm
http://www.ccitonline.com/mekanika/tiki-kiwi
http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=UTF 8&sourceid=navclient&gfns=1&q=Material+Teknik.%0B+Pengujian+++Kekerasan+dan+Metalografi
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
a. Uji kekerasan
Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur Lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai Itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna Kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak konsep kekerasan mater ial yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapat. Dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji.
Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan pengujian ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaaran sifat mekanis suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai material ulet atau getas.
Uji keras juga dapat digunakan sebaagai salah satu metode untuk mengetahui pengaruh perlakuan panas atau dingin terhadap material. Material yang teah mengalami cold working, hot working, dan heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan permuakaan suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita sapat dengan mudah melakukan quality control terhadap material.
b. Uji impact
Dalam perkembangan dunia industri, terutama yang berhubungan dengan penelitian bahan dan penggunaannya, maka dalam proses produksinya banyak hal atau criteria yang harus dipenuhi agar material tersebut dapat digunakan dalam dunia industri.
Untuk penggunaan sebagai bahan, sifat-sifat khas dari material logam harus diketahui sebab logam tersebut akan digunakan untuk berbagai macam keperluan dan keadaan. Sifat logam tersebut meliputi sifat mekanik, sifat thermal, sifat kimia, kemampukerasan, kemampuan dimensi, dan lain sebagainya. Adapun dalam percobaan ini yang akan diuji adalah sifat mekanik dari logam terutama sifat ketangguhannya.
Dengan mengetahui tingkat ketangguhan logam, maka tentunya kita dapat memperkirakan kemampuannya dalam menerima energi tumbukan yang diberikan secara tiba-tiba sehingga dapat mematahkan suatu material.Untuk itulah dilakukan pengujian impact pada material yang nantinya akan digunakan dalam konstruksi mesin. Pengujian ini amat penting dalam menentukan ketahanan suatu material terhadap perpatahan, berdasarkan energi yang diberiakan oleh tumbukan/pembebanan secara tiba-tiba pada suatu material.
Dahulu, untuk membuat rangka suatu jembatan, orang-orang hanya menggunakan material yang telah tersedia. Umumnya mereka menggunakan material yang kuat dang etas sehingga mereka berpikiran bahwa material yang paling baik digunakan untuk pembuatan rangka jembatan (yang mampu menahan beban kejut dengan baik) adalah material yang kuat dang etas. Akan tetapi masih sering terjadi hal-al yang buruk seperti jembatan yang roboh atau jembatan yang secara tiba-tiba bias patah. Oleh karena itu untuk mengurangi dan menghindari kemungkinan-kemungkinan terburuk maka sebelum menentukan material yang akan digunakan perlu diadakan suatu pengujian awal untuk mengetahui ketangguhan material yang akan digunakan dalam menahan beban kejut sehingga diadakan pengujian impact tes.
1.2 Perumusan Masalah
Dengan memperhatikan latar belakang tersebut, agar dalam penulisan ini penulis memperoleh hasil yang diinginkan, maka penulis mengemukakan bebe-rapa rumusan masalah. Rumusan masalah itu adalah:
1. Bagaimana yang dimaksud Uji kekerasan dan uji impact ?
2. Apa fungsi dari Pengujian kekerasan dan impact?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini antara lain:
1. Untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Teknologi Bahan
2. Untuk menambah wawasan tentang Uji kekerasan dan Impact
.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 PENGUJIAN KEKERASAN
Kekerasan adalah ketahanan material terhadap deformasi plastis yang diakibatkan oleh tekanan atau goresan dari benda lain. Kekerasan merupakan sifat suatu logam, yang memberi kemampuan logam tahan terhadap deformasi permanen (bengkok, rusak, atau bentuk yang berubah), ketika suatu beban diterapkan. Pada umumnya, kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi dan untuk logam dengan sifat tersebut merupakan ukuran ketahanannya terhadap deformasi plastik atau deformasi permanen. Untuk orang yang berkecimpung dalam mekanika pengujian bahan, banyak yang mengartikan kekerasan sebagai ukuran ketahanan terhadap lekukan. Untuk para perancang bangunan, kekerasan sering diartikan sebagai ukuran kemudahan dan kuantitas khusus yang menunjukkan sesuatu mengenai kekuatan dan perlakuan panas dari suatu logam. Dari uraian singkat di atas maka kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (scratching), pantulan ataupun ndentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Untuk melakukan pengujian kekerasan ada 3 metode, yaitu:
1. Metode goresan
2. Metode elastis atau pantulan ( rebound )
3. Metode indentasi
A. Metode Goresan
Kekersana goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain disusun berdasarkan kemampuan goresan yang satu terhadap yang lain. Kekerasan goresan diukur dengan skala Mohs. Skala ini terdiri atas sepuluh standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores. Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah talk (kekerasan goresan 1), kuku jari mempunyai nilai kekerasan sekitar 2, tembaga yang dilunakkan kekerasannya 3, martensit 7, logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan pada skala Mohs antara 4 sampai 8. Sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. kelemahan dari penilaian kekerasan dengan skala Mohs adalah penilaiannya tidak cocok untuk logam karena interval skala pada nilai kekerasan.
B. Metode Elastis atau Pantulan
Untuk mengetahui nilai kekerasan suatu material dintentukan oleh alat yang dinamakan Scleroscop yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat penguji kekerasan dinamik, mengukur kekerasan yang dinyatakan dengan tinggi lekukan atau tinggi pantulan. Semakin tinggi pantulan maka kekerasan suatu benda uji semakin tinggi.
C. Metode Indentasi
Metode ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan menggunakan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Prinsip kerja dari metode ini dengan menentukan jejak dari indentasi yang dihasilkan. Nilai kekerasan dari suatu bahan dilihat dari kedalaman jejak yang ditinggalkan. Jejak yang ditinggalkan menandakan bahwa logam tersebut telah terdeformasi plastis. Metode indentasi ini di klasifikasikan menjadi 3, yaitu :
1. Metode Brinell
Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball). Hasil penekanan adalah jejak berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya dibawah mikroskop khusus pengukur jejak.
2. Metode Vickers
Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk piramida dengan sudut 136o. Prinsip pengujian adalah sama dengan metode brinell, walaupun jejak yang dihasilkan berbentuk bujur sangkar berdiagonal. Panjang diagonal diukur dengan skala pada mikroskop pengukur jejak. Uji kekerasan Vickers banyak dilakukan pada pekerjaan penelitian karena metode tersebut memberikan hasil berupa skala kekerasan yang kontinu, untuk suatu beban tertentu; dan digunakan pada logam yang sangat lunak, yakni DPHnya 5 hingga logam yang sangat keras, dengan DPH 1500.
3. Metode Rockwell
Metode Rockwell merupakan uji kekerasan dengan pembacaan langsung (direct reading). Metode ini banyak dipakai dalam industri karena pertimbangan praktis. Indentor yang digunakan terbuat dari baja diperkeras berbentuk bola dan selain itu ada juga yang berbentuk kerucut intan. Uji kekerasan Rockwell sangat berguna dan mempunyai kemampuan ulang (reproducible) sejumlah kondisi sederhana yang diperlukan dapat dipenuhi. Uji kekerasan Rockwell ini paling banyak dipergunakan. Hal ini disebabkan oleh sifat–sifatnya yaitu cepat, bebas dari kesalahan manusia, mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja yang diperkeras, dan ukuran lekukannya kecil sehingga bagian yang mendapat perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya tanpa menimbulkan kerusakan. Pengujian ini menggunakan kedalaman lekukan pada beban yang konstan sebagai ukuran kekerasan. Metoda pengujian kekerasan Rockwell yaitu mengindentasi material contoh dengan indentor kerucut intan atau bola baja.
4. Metode Meyer
Meyer mengajukan definisi mengenai kekerasan yang lebih rasional dibanding yang diajukan oleh Brinell, yakni berdasarkan luas proyeksi jejak, bukan luas permukaannya. Tekanan rata-rata antara luas penumbuk (indentor) dan lekukan adalah sama dengan beban dibagi luas proyeksi lekukan. Kekerasan Meyer kurang peka terhadap beban yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell. Untuk bahan-bahan yang mengalami pengerjaan dingin, kekerasan Meyer pada dasarnya tetap dan tidak tergantung pada beban, sedangkan kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah besar.
2.2 PENGUJIAN IMPACT
Material mungkin mempunyai kekuatan tarik tinggi tetapi tidak tahan dengan beban kejut. Untuk menentukannya perlu diadakan pengujian inpact. Ketahanan impact biasanya diukur dengan metode Charpy atau Izood yang bertakik maupun tidak bertakik. Pada pengujian ini, beban diayun dari ketinggian tertentu untuk memukul benda uji, yang kemudian diukur energi yang diserap oleh perpatahannya.
Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba melalui tumbukan. Ketangguhan adalah ukuran suatu energy yang diperlukan untuk mematahkan atau merusak suatu bahan yang diukur dari luas daerah dibawah kurva tegangan regangan. Suatu bahan mungkin memiliki kekuatan tarik yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk kondisi pembebanan kejut. Suatu paduan memiliki parameter ketangguhan terhadap perpatahan yang didefinisikan sebagai kombinasi tegangan kritis dan panjang retak.
Specimen yang digunakan untuk suatu takikan terdiri dari dua buah yang diuji pada suhu normal dan suhu rendah.
Metode-Metode Pengujian
A. Metode Charpy (USA)
Merupakan cara pengujian dimana specimen dipasang secara horizontal dengan kedua ujungnya berada pada tumpuan, sedangkan takikan pada specimen diletakkan di tengah-tengah dengan arah pembebanan tepat diatas takikan.
Kelebihan :
a. Pengerjaannya lebih mudah dipahami dan dilakukan
b. Menghasilkan tegangan uniform di sepanjang penampang
c. Harga alat lebih murah
d. Waktu pengujian lebih singkat
Kekurangan :
a. Hanya dapat dipasang pada posisi horizontal
b. Spesimen dapat bergeser dari tumpuannya karena tidak dicekam
c. Pengujian hanya dapat dilakukan pada specimen yang kecil
d. Hasil pengujian kurang dapat atau tepat dimanfaatkan dalam perancangan karena level tegangan yang diberikan tidak rata.
B. Metode Izood (Inggris)
Merupakan cara dimana specimen berada pada posisi vertical pada tumpuan dengan salah satu ujungnya dicekam dengan arah takikan pada arah gaya tumbukan. Tumbukan pada specimen dilakukan tidak tepat pada pusat takikan melainkan pada posisi agak diatas dari takikan seperti yang tertera pada gambar sbb :
Kelebihan :
a. Tumbukan tepat pada takikan karena benda kerja dicekam
b. Dapat menggunakan specimen dengan ukuran yang lebih besar.
c. Spesimen tidak mudah bergeser karena dicekam pada salah satu ujungnya.
Kerugian :
a. Biaya pengujian yang lebih mahal
b. Pembebanan yang dilakukan hanya pada satu ujungnya, sehingga hasil yang diperoleh kurang baik.
c. Waktu yang digunakan cukup banyak karena prosedur pengujiannya yang banyak, mulai dari menjepit benda kerja sampai tahap pengujian.
Hal-hal yang mempengaruhi impact/ketangguhan bahan :
1. Bentuk takikan
Bentuk takikan amat berpengaruh pada ketangguahan suatu material, karena adanya perbedaan distribusi dan konsentrasi tegangan pada masing-masing takikan tersebut yang mengakibatkan energi impact yang dimilikinya berbeda-beda pula. Berikut ini adalah urutan energi impact yang dimiliki oleh suatu bahan berdasarkan bentuk takikannya.
a) Takikan segitiga
Memiliki energi impact yang paling kecil, sehingga paling mudah patah. Hal ini disebabkan karena distribusi tegangan hanya terkonsentrasi pada satu titik saja, yaitu pada ujung takikan.
b) Takikan segi empat
Memiliki energi yang lebih besar pada takikan segi tifga karena tegangan terdistribusi pada 2 titik pada sudutnya.
c) Takikan Setengah lingkaran
Memiliki nergy impact yang terbesar karena distribusi tegangan tersebar pada setiap sisinya, sehingga tidak mudah patah
2. Kadar Karbon
Material yang memiliki kadar karbon yang tinggi memiliki sifat yang kuat dan getas sehingga membutuhkan energy yang tidak besar sedangkan material yang kadar karbonnya rendah memiliki sifat yang ulet dan lunak sehingga membutuhkan energy yang besar dalam perpatahannya.
3. Beban
Semakin besar beban yang diberikan , maka energi impact semakin kecil yang dibutuhkan untuk mematahkan specimen, dan demikianpun sebaliknya. Hal ini diakibatkan karena suatu material akan lebih mudah patah apabila dibebani oleh gaya yang sangat besar.
4. Temperatur
Semakin tinggi temperature dari specimen, maka ketangguhannya semakin tinggi dalam menerima beban secara tiba-tiba, demikinanpun sebaliknya, dengan temperature yang lebih rendah. Namun temperature memiliki batas tertentu dimana ketangguhan akan berkurang dengan sendirinya.
Grafik dibawah ini akan menunjukkan hubungan antara temperature dengan energi impact, laju patah getas Y (%), beban mulur (P’), dan beban maks. (Kg).
5. Transisi ulet rapuh
hal ini dapat ditentukan dengan berbagai cara, misalnya kondisi struktur yang susah ditentukan oleh system tegangan yang bekerja pada benda uji yang bervariasi, tergantung pada cara pengusiaannya.sehingga harus digunakan system penekanan yang berbeda dalam berbagai persamaan.
6. Efek komposisi ukuran butir
ukuran butir berpengaruh pada kerapuhan, sesuai dengan ukuran besarnya. Semakin halus ukuran butir maka bahan tersebut akan semakin rapuh sedangkan bila ukurannya besar maka bahan akan ulet.
7. Perlakuan panas dan perpatahan
perlakuan panas umumnya dilakukan untuk mengetahui atau mengamati besar-besar butir benda uji dan untuk menghaluskan butir. Sedangkan untuk menambah keuletan suatu bahan dapat dilakukan dengan penambahan logam.
8. Pengerasan kerja dan pengerjaan radiasi
pengerasan kerja terjadi yang ditimbulkan oleh adanya deformasi plastis yang kecil pada temperature ruang yang melampaui batas atau tidak luluh dan melepaskan sejumlah dislokasi serta adanya pengukuran keuletan pada temperature rendah. Pengerasan kerja ini akan menimbulkan berapakah pada logam karena peningkatan komplikasi s akibat pembentukan dislokasi yang saling berpotongan.
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat kita simpulkan sebagai berikut :
Kekerasan adalah ketahanan material terhadap deformasi plastis yang diakibatkan oleh tekanan atau goresan dari benda lain.
Untuk melakukan pengujian kekerasan ada 3 metode, yaitu:
1. Metode goresan
2. Metode elastis atau pantulan ( rebound )
3. Metode indentasi
Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba melalui tumbukan.
Metode-metode pengujian Impact:
1. Metode Charpy
2. Metode Izood
3.2 SARAN
Agar kiranya pembaca dapat memberikan saran dan kritikan yang bersifat membangun demi kebaikan penulisan penulisan makalah selanjutnya. Terima kasih.
DAFTAR PUSTAKA
1. Tri Jaka, IR.. ME. 2012. Materi Kuliah Pengujian Logam. FT Untirta : Cilegon.
2. Fauji. 2010. Pengetahuan Sifat Logam (Fisik & Mekanik).
3. Tim laboratorium metalurgi. 2012. ”Buku panduan praktikum Laboratorium Metalurgi I”, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegon
4. http://pengetahuan-sifat-logam-mekanik-fisik.html
5. http://www.calce.umd.edu/TSFA/Hardness_ad_.htm
http://www.ccitonline.com/mekanika/tiki-kiwi
http://www.google.com/search?ie=UTF-8&oe=UTF 8&sourceid=navclient&gfns=1&q=Material+Teknik.%0B+Pengujian+++Kekerasan+dan+Metalografi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar