LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM MATERIAL TEKNIKPERTEMUAN V( METALOGRAFI )

Oleh :

Nama: M.Iqbal. T 123030008 Zaenal Nur. A 123030018 Suhada A.M 123030037 Septiana N 123030045Tanggal: 30 Mei 2013Kelompok: 04Assisten : Try Ady Wibowo

LABORATORIUM MATERIAL TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS PASUNDANBANDUNG2013

BAB IPENDAHULUAN1.1. Tujuan 1. Mengetahui teknik preparasi spesimen metalografi2. Mengetahui berbagai jenis material melalui struktur mikronya3. Mengetahui hubungan setruktur mikro dan sifat sifat material/logam1.2. Prosedur pengujian1. Menyiapkan komponen yang akan di periksa2. Memotong bagian komponen menjadi spesimen kecil3. Menyiapkan bahan dan peralatan untuk keperluan mounting apabila diperlukan4. Menggerinda spesimen secara tahap dari grit kasar hingga halus (80, 200, 400, 800, 1000, 1500, dan 2000)5. Memoles spesimen 9poles makro dan poles mikro) dengan menggunakan pasta alumunia6. Pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia tertentu (tergantung pada jenis material/logam)7. Pemeriksaan dengan mikroskop1.3. Sistematika penulisanBAB I PENDAHULUAN1.1. Tujuan1.2. Prosedur pengujian1.3. Sistematika penulisan BAB II DASAR TEORI2.1. Pengertian metalografi2.2. Langkah-langkah metalografi2.3. Manfaat metalografi2.4. Kristal2.5. Diagram fasa2.6. Macam-macam struktur yang ada pada baja

BAB III TUGAS PENDAHULUAN3.1. Soal3.2. JawabanBAB IV PENGOLAHAN DATA4.1. Tugas pendahuluanBAB V ANALISA DAN KESIMPULAN5.1. Analisa5.2. KesimpulanBAB VI SARAN6.1. SaranDAFTAR PUSTAKA

BAB IIDASAR TEORI2.1. Pengertian MetalorgiMetalografi adalah suatu teknik atau metode persiapan material untuk mengukur, baik secara kuantitatif maupun kualitatif dari informasi-informasi yang terdapat dalam material yang dapat diamati, seperti fasa, butir, komposisi kimia, orientasi butir, jarak atom, dislokasi, topografi dan sebagainya.Pada metalografi, secara umum yang akan di amati adalah dua hal yaitu : a. Struktur makro adalah struktur dari logam yang terlihat secara makro pada permukaan yang dietsa dari spesimen yang telah dipoles.b. struktur mikro adalah struktur dari sebuah permukaan logam yang telah disiapkan secara khusus yang terlihat dengan menggunakan perbesaran minimum 25x.2.2. Langkah-Langkah MetalografiAdapun secara garis besar langkah-langkah yang harus dilakukan pada metalografi adalah :a. Pemotongan (Sectioning)Proses Pemotongan merupakan pemindahan material dari sampel yang besar menjadi spesimen dengan ukuran yang kecil. Pemotongan yang salah akan mengakibatkan struktur mikro yang tidak sebenarnya karena telah mengalami perubahan.Kerusakan pada material pada saaat proses pemotongan tergantung pada material yang dipotong, alat yang digunakan untuk memotong, kecepatan potong dan kecepatan makan. Pada beberapa spesimen, kerusakan yang ditimbulkan tidak terlalu banyak dan dapat dibuang pada saat pengamplasan dan pemolesan.

b. Pembingkaian (Mounting)Pembingkaian seringkali diperlukan pada persiapan spesimen metalografi, meskipun pada beberapa spesimen dengan ukuran yang agak besar, hal ini tidaklah mutlak. Akan tetapi untuk bentuk yang kecil atau tidak beraturan sebaiknya dibingkai untuk memudahkan dalam memegang spesimen pada proses pngamplasan dan pemolesan.Sebelum melakukan pembingkaian, pembersihan spesimen haruslah dilakukan dan dibatasi hanya dengan perlakuan yang sederhana detail yang ingin kita lihat tidak hilang. Sebuah perbedaan akan tampak antara bentuk permukaan fisik dan kimia yang bersih. Kebersihan fisik secara tidak langsung bebas dari kotoran padat, minyak pelumas dan kotoran lainnya, sedangkan kebersihan kimia bebas dari segala macam kontaminasi. Pembersihan ini bertujuan agar hasil pembingkaian tidak retak atau pecah akibat pengaruh kotoran yang ada.Dalam pemilihan material untuk pembingkaian, yang perlu diperhatikan adalah perlindungan dan pemeliharaan terhadap spesimen. Bingkai haruslah memiliki kekerasan yang cukup, meskipun kekerasan bukan merupakan suatu indikasi, dari karakteristik abrasif. Material bingkai juga harus tahan terhadap distorsi fisik yang disebabkan oleh panas selama pengamplasan, selain itu juga harus dapat melkukan penetrasi ke dalam lubang yang kecil dan bentuk permukaan yang tidak beraturan.

c. Pengerindaan, Pengamplasan, dan PemolesanPada proses ini dilakukan penggunaan partikel abrasif tertentu yang berperan sebagai alat pemotongan secara berulang-ulang. Pada beberapa proses, partikel-partikel tersebut dsisatukan sehingga berbentuk blok dimana permukaan yang ditonjolkan adalah permukan kerja. Partikel itu dilengkapi dengan partikel abrasif yang menonjol untuk membentuk titik tajam yang sangat banyak.Perbedaan antara pengerindaan dan pengamplasan terletak pada batasan kecepatan dari kedua cara tersebut. Pengerindaan adalah suatu proses yang memerlukan pergerakan permukaan abrasif yang sangat cepat, sehingga menyebabkan timbulnya panas pada permukaan spesimen. Sedangkan pengamplasan adalah proses untuk mereduksi suatu permukaan dengan pergerakan permukaan abrasif yang bergerak relatif lambat sehingga panas yang dihasilkan tidak terlalu signifikan.

d. Pengetsaan (Etching)Pengetsaan dilakukan dalam proses metalografi adalah untuk melihat struktur mikro dari sebuah spesimen dengan menggunakan mikroskop optik. Spesimen yang cocok untuk proses etsa harus mencakup daerah yang dipoles dengan hati-hati, yang bebas dari deformasi plastis karena deformasi plastis akan mengubah struktur mikro dari spesimen tersebut.Proses etsa untuk mendapatkan kontras dapat di klasifikasikan atas :a. Etsa tidak merusakEtsa tidak merusak terdiri atas etsa optik dan perantaraan kontras dari struktur dengan pencampuran permukaan secara fisik terkumpul pada permukaan spesimen yang telah dipoles. Pada etsa optik digunakan teknik pencahayaan khusus untuk menampilkan struktur mikro. Beberapa metode etsa optik adalah pencahayaan gelap (dark field illumination), polarisasi cahaya mikroskop (polarized light microscopy) dan differential interfence contrast.b. Etsa merusakEtsa merusak adalah proses perusakan permukaan spesimen secara kimia agar terlihat kontras atau perbedaan intensitas dipermukaan spesimen. Etsa merusak terbagi dua metode yaitu :

Phisical Etching Pada etsa elektrokimia dapat diasumsikan korosi terpaksa, dimana terjadi reaksim serah terima elektron akibat adanya beda potensial daerah katoda dan anoda. Beberapa proses yang termasuk etsa elektokimia adalah etsa endapan (precipitation etching), metode pewarnaan panas (heat tinting), etsa kimia (chemical etching) dan etsa elektrolite (electrolytic etching). Etsa fisikPada etsa fisik dihasilkan permukaan yang bebas dari sisa zat kimia dan menawarkan keuntungan jika etsa elektrokimia sulit dilakukan. Etsa ion dan etsa termal adalah teknik etsa fisik yang mengubah morfologi permukaan spesimen yang telah dipoles.2.3. Manfaat MetalografiAdapun beberapa manfaat utama dari proses metalografi adalah sebagai berikut :a. Mengamati perubahan struktur mikro akibat proses yang dilakukan ditujukan terutama untuk pengontrolan kualitas komponen.b. Menganalisis perubahan struktur mikro, dimensi cacat, penjalaran retak dan menghubungkannya dengan prediksi kerusakan komponen.

2.4. KristalSebagaimana diketahui unit dari logam adalah atom dan molekul, unit ini akan membentuk jaringan terkecil yang disebut sel atau Kristal. Kristal-kristal yang mempunyai orientasi sama akan membentuk butiran, ada mulanya butiran 9grain) itu terdiri dari suatu jenis kristal yang sama dan dapat pula merupakan campuran antara dua jenis atau lebih dari Kristal tersebut.Orientasi Kristal antara yang satu dengan yang lain berbeda-beda. Hal ini menghasilkan batas butiran yang merupakan pertemuan antara dua orientasi Kristal, dengan demikian batas butiran yang memiliki energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan butiran yang ada didalam. Hal ini disebabkan susunan atom pada batas-batas butir agak renggang dan tidak beraturan. Logam yang sempurna memiliki butiran tinggi (single cristaline metal), tetapi logam dengan butiran tunggal sulit didapat. Pada umumnya logam tehknik mempunyai butiran majemuk (polly crystallimetal). Adanya butiran majemuk merupakan cacat dari logam, atau disebut juga cacat permukaan (urface defect). Cacat lain logam adalah jenis garis (line defect), yaitu hilangnya 5 atom atau molekul pada molekul Kristal, atau adanya atom lebih besar pada struktur Kristal. Adanya cacat tersebut akan menghambat proses diskalasi pada saat logam mengalami diformasi plastis. Hambatan tersebut mengakibatkan sifat cacat-cacat tersebut, dengan kata lain cacat-cacat tersebut akan memperbaiki sifat mekanis material tersebut.

Batas butir merupakan cacat permukaan yang dapat menahan gerakan diskalasi. Bila logam memiliki batas butir dalam jumlah yang besar menunjukkan bahwa logam tersebut memiliki sifat mekanis.

2.5. Diagram fasaDiagram fasaadalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperature dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon. Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua operasioperasi perlakuan panas.Fungsi diagram fasaadalah memudahkan memilih temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik proses anil, normalizing maupun proses pengerasan. Baja adalah paduan besi dengan karbon maksimal sampai sekitar 1,7%.paduan besi diatas 1,7% disebut cast iron.Perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur mikro dan sifat yang di inginkan. Struktur mikro dan sifat yang diinginkan dapat diperoleh melalui proses pemanasan dan proses pendinginan pada temperatur tertentu.2.6. Macam-macam struktur yang ada pada baja1. FeritFerit adalah larutan padat karbon dan unsur paduan lainya pada besi kubus pusat badan (Fe). Ferit terbentuk akibat proses pendinginan yang lambat dari austenit baja hypotektoid pada saat mencapai A3 . ferit bersifat sangat lunak ,ulet dan memiliki kekerasan sekitar70 - 100 BHN dan memiliki konduktifitas yang tinggi.2. SementitSementit adalah senyawa besi dengan karbon yang umum dikenal sebagai karbida besi dengan prosentase karbon 6,67%C. yang bersifat keras sekitar5 68 HRC3. PerlitPerlit adalah campuran sementit dan ferit yang memiliki kekerasan sekitar 10-30HRC . Perlit yang terbentuksedikit dibawah temperatur eutektoid memiliki kekerasan yang lebihrendah dan memerlukan waktu inkubasi yang lebih banyak.4. BainitBainit merupakan fasa yang kurang stabil yang diperoleh dari austenit pada temperatur yang lebih rendah dari temperature transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari transformasi ke martensit.5. MartensitMartensit merupakan larutan padat dari karbon yanglewat jenuh pada besi alfa sehingga latis-latis sel satuanya terdistorsi. Karbon adalah unsur penyetabil austenit. Kelarutan maksimum dari karbon pada austenit adalah sekitar 1,7% (E) pada 1140 0C, Sedangkan kelarutan karbon pada ferit naik dari 0% pada 910 0C menjadi 0,025% pada 723 0C.pada pendinginan lanjut, kelarutan karbon pada ferrit menurun menjadi 0,08% pada temperatur kamar.Kegunaan dari baja tergantung dari sifat-sifatnya yang sangat bervariasi yang diperoleh melalui pemaduan dan penerapan proses perlakuan panas. Sifat mekanik dari baja sangat tergantung pada struktur mikronya, sedangkan struktur mikro sangat mudah diubah melalui proses perlakuan panas.Beberapa jenis baja memiliki sifat-sifat yang tertentu sebagai akibat penambahan unsur paduan. Salah satu unsur paduan yang sangat penting yang dapat mengontrol sifat baja adalah karbon (C). Jika besi dipadu dengan karbon, transformasi yang terjadi pada rentang temperatur tertentu erat kaitanya dengan kandungan karbon. Berdasarkan pemaduan antara besi dan karbon, karbon di dalam besi dapat berbentuk larutan atau berkombinasi dengan besi membentuk karbida besi (Fe3C).

BAB IIITUGAS PENDAHULUAN1. 2. 3. 3.1. Soal1. Apa tujuan atau manfaat pengamatan metalografi ?2. Sebutkan langkah-langkah pengamatan metalografi mulai dari pengambilan sample pengamatan metalografi3. Apa yang dimaksud dengan diagram fassa dan sebutkan jenis-jenis dan skematisnya4. Gambarkan diagram fassa bagi dan karbon yang dilengkapi dengan fassa-fassa dan temperature yang penting5. Coba anda gambarkan skematis struktur mikro 3 buah jenis logam/paduan dan berikan keterangan fassanya3.2. Jawaban 1. a. Mengamati perubahan struktur mikro b. Menganalisis perubahan struktur mikro1. 2. a. Letakan sampel pada preparat, berikan lilin pada bagian bawah sampleb. Ratakan letak sample dengan alat penekanan samplec. letakan sample pada atas meja objektif mikroskop opticd. Nyalakan lampu mikroskope. Tentukan pembesaran dengan yang terkecil terlebih dahuluf. Tentukan pembesaran yang diinginkan dengan mengatur lensa objektif g. Atur fokush. Amati mikro struktur yang ada dan gambarkan pada lembar datai. Setelah selesai ambil kembali dari meja objektif dan matikan lampu mikroskop3. Diagram fassa adalah suatu proses untuk mengetahui fassa-fassa suatu material atau paduan pada komposisi dan perubahan temperature tertentu.Jenis-jenis diagram fassa adalah sebagai berikut :

a. Diagram fassa biner

b. Diagram fassa tarner

c. Diagram fassa tunggal

4. Diagram fassa

5.

BAB IVPENGOLAHAN DATA4.1 Tugas praktikumGaris 1, panjang fasa Perlit : 54Garis 2, panjang fasa Perlit : 36Garis 3, panjang fasa Perlit : 48Garis 4, panjang fasa Perlit : 30 Garis 5, panjang fasa Perlit : 32Panjang rata-rata : 40Jumlah fasa Perlit : Jumlah fasa Ferit = 48,71% Kandungan karbon (%C) : 0,68%

Garis 1, panjang fasa Perlit : 16Garis 2, panjang fasa Perlit : 20Garis 3, panjang fasa Perlit : 19Garis 4, panjang fasa Perlit : 11 Garis 5, panjang fasa Perlit : 17Panjang rata-rata : 16,5Jumlah fasa Perlit : Jumlah fasa Ferit = 78,84% Kandungan karbon (%C) : 0,29%

Garis 1, panjang fasa Perlit : 18Garis 2, panjang fasa Perlit : 10Garis 3, panjang fasa Perlit : 18Garis 4, panjang fasa Perlit : 18 Garis 5, panjang fasa Perlit : 16Panjang rata-rata : 16Jumlah fasa Perlit : Jumlah fasa Ferit = 78,66% Kandungan karbon (%C) : 0,29%

Buatan larutan nital 3%Asam Nitrat, = 10 mlEthanol, = 90 mlTabel. 4.1. Data fernit dan perlitN0% CFerit (%)Perlit (%)

10,0596,773,23

20190,329,68

30,277,4122,59

40,364,5135,49

50,451,6148,39

60,538,7061,03

70,625,8074,02

80,712,9087,01

90,80100

Kurva jumlah ferit/Perlit vs %C

Kurva 4.1. Kurva jumlah ferit/perlit vs %c

BAB VANALISA DAN KESIMPULAN5.1AnalisaKorelasi antara jumlah ferlit dan perlit %C :-Ferit : Semakin besar jumlah ferite (%) maka kandungan karbon semakin kecilPerlite : semakin besar jumlah perlite (%) maka semakin besar jumlah kandungan karbonnya.Hubungan antara %C dengan kekasaran baja:semakin kadar karbon pada suatu mmaterial (baja) maka semakin tinggi tingkat kekerasan material (baja) tersebut.Hubungan antara ukur butir dan kekuatan/kekasaran baja : semakin besar ukuran butir baja semakin keras baja tersebut.5.2Kesimpulan Pada praktikum kali ini yakini praktikum teknik Metralografi,kita dapat mengetahuim hubungan stuktur mikro dengan sifat-sifat material.

BAB VISARAN6.1Saran -Tingkatkan kinerja asisten dosen-Tingkatkan perawatan pada mesin uji

DAFTAR PUSTAKA http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/metalografi/ http://teknikmanajemenindustri.wordpress.com/2011/03/24/metalografi/

DAFTAR PUSTAKA