acc metfis kelompok 2
DESCRIPTION
laporanTRANSCRIPT
-
LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM METALURGI FISIK
2011/2012
PERLAKUAN PANAS, RECOVERY & RECRYSTALIZATION, KOROSI, METALOGRAFI, JOMINY
KELOMPOK 2
1. Ary Rahman Hakim 1010913010
2. Herman 1010912022
3. Alfatik Moy 1010913003
4. Rezky Syahemi P 1010912023
5. Rian Hidayat 1010912020
6. Ramadhan Adinda S 0810913173
LABORATORIUM METALURGI
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012
-
i
-
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT yang telah memberikan
nikmat kesehatan dan kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan
akhir praktikum Metalurgi Fisik.
Penyelesaian laporan akhir ini tidak lepas dari bantuan dan partisipasi dari
berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Dengan rasa
kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan baik moril maupun
materil.
2. Bapak Prof.Dr.Eng.H.Gunawarman, selaku kepala laboratorium Metalurgi
Fisik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Andalas yang telah
memfasilitasi penulis dalam melakukan praktikum.
3. Bapak Dr.Is Primananda selaku dosen mata kuliah Metalurgi Fisik yang telah
memberikan ilmunya kepada penulis.
4. Ronny Pribadi selaku koordas Laboratorium Metalurgi dan Victor Martin
selaku koorprak Praktikum Metalurgi Fisik.
5. Adi Cahyadi, selaku asisten pembimbing laporan akhir yang telah
membimbing penulis dalam penyelesaian laporan ini.
6. Seluruh Tim Asisten Laboratorium Metalurgi Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Andalas yang telah memberikan bantuan dan arahan
sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini.
7. Rekan- rekan mahasiswa Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Andalas
khususnya angkatan 2010 dan umumnya seluruh angkatan yang ada atas kerja
sama dan bantuan yang telah diberikan kepada penulis dalam penyelesaian
laporan akhir ini.
Laporan akhir ini tidak terlepas dari kekurangan. Oleh karena itu, saran dan
kritik yang membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan laporan ke
depannya. Semoga laporan akhir Metalurgi Fisik ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak.
Padang, April 2012
Tim Penulis
-
iii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN............................................................................ i
KATA PENGANTAR................................................................................... ii
DAFTAR ISI ................................................................................................ iii
DAFTAR GAMBAR.................................................................................. viii
DAFTAR TABEL .........................................................................................ix
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN A - TEORI DASAR MATERIAL
1.1 Struktur mikro material...............................................................1
1.2 Cacat-cacat pada material ...........................................................5
1.3 Sifat-sifat mekanik material ........................................................8
1.4 Mekanisme penguatan material.................................................11
1.5 Diagram fasa ............................................................................15
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN B RECOVERY DAN RECRYSTALLIZATION
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................18
1.2 Tujuan Praktikum........................................................18
1.3 Manfaat.......................................................................18
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Recovery dan Recrystallization .....................19
2.2 Skema Recovery, Recrystallization dan
Grain Growth.............................................................22
2.3 Faktor-faktor yang memperngaruhi Rekristalisasi.......23
2.4 Pengerjaan panas dan pengerjaan dingin ....................23
2.5 Diagram Fasa Fe-Fe3C, Reaksi Invariant,
dan Jenis Fasa dingin........25
-
iv
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ....................................................................28
3.2 Skema Alat.................................................................28
3.3 Prosedur Percobaan....................................................29
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan .................................................30
4.2 Pengolahan Data ........................................................31
4.3 Tabel Hasil Perhitungan .............................................32
4.4 Grafik.........................................................................33
4.5 Analisa.......................................................................34
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .................................................................36
5.2 Saran...........................................................................36
LAMPIRAN.................................................................................37
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN C - JOMINY
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................41
1.2 Tujuan Praktikum........................................................41
1.3 Manfaat.......................................................................41
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Uji Jominy ...................................................42
2.2 Hardenability, Kurva Hardenability dan
Hardenability Band ...................................................43
2.3 Faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras...........44
2.4 Kurva CCT dan TTT .................................................46
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ....................................................................49
3.2 Skema Alat.................................................................49
3.3 Prosedur Percobaan....................................................49
-
vBAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan ..................................................51
4.2 Pengolahan Data .........................................................52
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ..............................................55
4.4 Grafik..........................................................................56
4.5 Analisa........................................................................59
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .................................................................61
5.2 Saran...........................................................................61
LAMPIRAN.................................................................................62
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN D KOROSI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................64
1.2 Tujuan Praktikum........................................................64
1.3 Manfaat.......................................................................64
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Korosi ..........................................................65
2.2 Deret Volta.................................................................65
2.3 Jenis-Jenis Korosi dan Pengendaliannya ....................66
2.4 Metoda Pengendalian Korosi .....................................72
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan .....................................................................75
3.2 Skema Alat..................................................................75
3.3 Prosedur Percobaan.....................................................75
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan ...........................................................77
4.2 Pengolahan Data .........................................................78
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ..............................................79
4.4 Grafik..........................................................................80
-
vi
4.5 Analisa........................................................................82
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .................................................................84
5.2 Saran...........................................................................84
LAMPIRAN.....................................................................85
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN E - METALOGRAFI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang.............................................................91
1.2 Tujuan Praktikum.........................................................91
1.3 Manfaat........................................................................91
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Metalografi ...................................................92
2.2 Tahapan Metalografi .................................................92
2.3 Mikroskop..................................................................98
2.3.1 Mikroskop Optik.................................................98
2.3.2 SEM....................................................................99
2.3.3 TEM .................................................................100
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ...................................................................101
3.2 Skema Alat................................................................101
3.3 Prosedur Percobaan...................................................102
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data ..........................................................................103
4.2 Perhitungan ...............................................................106
4.3 Tabel Hasil Percobaan...............................................109
4.4 Grafik........................................................................110
4.5 Analisa......................................................................101
-
vii
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...............................................................112
5.2 Saran.........................................................................112
LAMPIRAN113
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN F PERLAKUAN PANAS
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..................................................... ....115
1.2 Tujuan Praktikum.....................................................115
1.3 Manfaat ....................................................................115
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Perlakuan Panas .........................................116
2.2 Skematik Proses Perlakuan Panas ............................116
2.3 Jenis-Jenis Pendinginan ...........................................118
2.4 Kurva CCT dan TTT ................................................120
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ...................................................................123
3.2 Skema Alat................................................................123
3.3 Prosedur Percobaan...................................................124
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan .........................................................125
4.2 Perhitungan ...............................................................126
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................130
4.4 Grafik........................................................................131
4.5 Analisa......................................................................132
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...............................................................134
5.2 Saran.........................................................................134
LAMPIRAN...................................................................................135
-
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 0.1 Sel Satuan BCC.. 1
Gambar 0.2 Sel Satuan FCC .. 2
Gambar 0.3 Sel Satuan HCP ................................................................. 3
Gambar 0.4 Sel satuan lainnya .............................................................. 4
Gambar 0.5 Butir .................................................................................... 5
Gambar 0.6 Kristal................................................................................. 5
Gambar 0.7 Cacat titik ........................................................................... 6
Gambar 0.8 Dislokasi sisi ...................................................................... 6
Gambar 0.9 Dislokasi ulir ...................................................................... 7
Gambar 0.10 Cacat bidang ..................................................................... 7
Gambar 0.11 Retakan.............................................................................. 8
Gambar 0.12 Diagram fasa...................................................................... 9
Gambar 0.13 Kurva kekuatan.................................................................. 9
Gambar 0.14 Kurva keuletan................................................................... 10
Gambar 0.15 Kurva ketangguhan............................................................ 10
Gambar 0.16 Kurva Modulus Elastisitas ................................................. 10
Gambar 0.17 Kurva Kelentingan............................................................. 11
Gambar 0.18 Solid Solution Strengthening.............................................. 12
Gambar 0.19 Second Phase Hardening ................................................... 12
Gambar 0.20 Precipitation Hardening ................................................... 13
Gambar 0.21 Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries.......... 13
Gambar 0.22 Dispersion Hardening........................................................ 14
Gambar 0.23 Strain Hardening ............................................................... 14
Gambar 0.24 Penguatan dengan tekstur .................................................. 15
Gambar 0.25 Martensite Strengthening ................................................... 15
Gambar 1.1 Proses recovery.................................................................... 20
Gambar 1.2 Proses rekristalisasi.............................................................. 21
Gambar 1.3 Skematik recovery dan rekristalisasi .................................... 22
Gambar 1.4 Diagram Fasa Fe-F3C........................................................... 26
Gambar 1.5 Tungku Induksi.................................................................... 28
-
ix
Gambar 1.6 Mesin Uji Keras Rockwell.................................................... 28
Gambar 1.7 Ultimate Testing Machine .................................................... 29
Gambar 1.8 Grafik Pengaruh Deformasi Terhadap Kekerasan Material... 33
Gambar 1.9 Grafik Pengaruh Temperatur Terhadap Kekerasan Material . 33
Gambar 1.10 Penumpukan dan perbanyakan dislokasi ............................ 37
Gambar 1.11 Grafik Gibbs Free Energy.................................................. 37
Gambar 1.12 Anihilasi ............................................................................ 38
Gambar 1.13 Poligonisasi ....................................................................... 38
Gambar 1.14 Skematik Recovery dan Rekristalisasi ................................ 39
Gambar 2.1 Kurva Hardenability ............................................................ 43
Gambar 2.2 Hardenability band.............................................................. 44
Gambar 2.3 Kurva CTT dan TTT............................................................ 46
Gambar 2.4 Skema Alat Uji Jominy....................................................... 49
Gambar 2.5 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 4 ...................................... 56
Gambar 2.6 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 5 ...................................... 56
Gambar 2.7 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 6 ...................................... 57
Gambar 2.8 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 7 ...................................... 57
Gambar 2.9 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 8 ...................................... 58
Gambar 3.1 Korosi Seragam ................................................................... 66
Gambar 3.2 Korosi Sumuran................................................................... 67
Gambar 3.3 Korosi Celah........................................................................ 67
Gambar 3.4 Korosi Batas Butir ............................................................... 68
Gambar 3.5 Korosi Tegangan ................................................................. 69
Gambar 3.6 Korosi Erosi......................................................................... 70
Gambar 3.7 Selectif Corrosion ................................................................ 70
Gambar 3.8 Korosi Galvanik................................................................... 71
Gambar 3.9 Skema Proteksi Katodik....................................................... 72
Gambar 3.10 Skema Alat ........................................................................ 75
Gambar 3.11 Grafik Wloss vs Voltase Larutan NaOH............................... 80
Gambar 3.12 Grafik mmpy vs Voltase Larutan NaOH............................. 80
Gambar 3.13 Grafik Wloss vs Voltase Larutan NaCl ................................ 81
Gambar 3.14 Grafik mmpy vs Voltase Larutan NaCl............................... 81
-
xGambar 3.15 Grafik Wloss vs voltase........................................................ 88
Gambar 4.1 Proses Fracturing ............................................................... 92
Gambar 4.2 Hand Saw ........................................................................... 93
Gambar 4.3 Band Saw............................................................................ 93
Gambar 4.4 Power Hack Saw................................................................. 94
Gambar 4.5 Proses Shearing .................................................................. 94
Gambar 4.6 Proses Abrasive Cutting ...................................................... 95
Gambar 4.7 Proses Electrical Discharge Machine (EDM) ...................... 95
Gambar 4.8 Mechanical mounting ......................................................... 96
Gambar 4.9 Polymer mounting............................................................... 96
Gambar 4.10 Grinding Machine............................................................. 97
Gambar 4.11 Polishing Machine ............................................................ 97
Gambar 4.12 Electro Polishing .............................................................. 97
Gambar 4.13 Mikroskop Optik............................................................... 99
Gambar 4.14 SEM (Scanning Elektron Microscope) ............................... 99
Gambar 4.15 TEM (Transmision Elektron Microscope) .......................... 100
Gambar 4.16 Skema Alat Metalografi .................................................... 101
Gambar 4.17 Struktur Mikro Material ..................................................... 103
Gambar 4.18 Pemotongan horizontal ...................................................... 104
Gambar 4.19 Pemotongan Vertikal ......................................................... 105
Gambar 5.1 Skema Proses Heat Treatment ............................................. 116
Gambar 5.2 Kurva CTT dan TTT............................................................ 120
Gambar 5.3 Skema Uji Heat Treatment................................................... 123
Gambar 5.4 Grafik HRC ......................................................................... 131
Gambar 5.5 Grafik BHN......................................................................... 131
Gambar 5.6 Diagram TTT baja eutectoid ................................................ 135
Gambar 5.7 Diagram CCT baja eutectoid................................................ 135
Gambar 5.8 Diagram fasa daerah pemanasan baja ................................... 136
-
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Kekerasan Spesimen .32
Tabel 2.1 Data percobaan . 51
Table 2.2 Hasil Percobaan .... 51
Tabel 2.3 Dividing Factor. 53
Tabel 2.4 Data hasil percobaan 55
Tabel 3.1 Data Percobaan Larutan NaOH 77
Tabel 3.2 Data Percobaan Larutan NaCl ...... 77
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan....79
Tabel 4.1 Perbedaan Macam macam Mikroskop Optik ...100
Tabel 4.2 Tabel Horizontal.....109
Tabel 4.3 Tabel Vertikal.....109
Tabel 5.1 Tujuan dan Temperatur Pemanasan Proses Perlakuan Panas....117
Tabel 5.2 Data hasil percobaan......125
Tabel 5.3 Hasil perhitungan.......130
-
TEORI DASAR
ASISTEN : ADI CAHYADI
-
TEORI DASAR
1.1 Struktur Mikro Material
Material adalah segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati
ruangan. Material Teknik adalah segala bahan yang digunakan dalam bidang
keteknikan (kerekayasaan).
Struktur mikro material terbagi atas :
a. Atom
Merupakan suatu unsur terkecil dari material yang tidak dapat
dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa.
b. Sel Satuan
Merupakan susunan dari beberapa atom yang teratur dan
mempunyai pola yang berulang. Sel satuan terdiri dari kubus
(BCC, FCC, dan HCP), hexagonal, tetragonal, triklin, monoklin,
dan sebagainya. Adapun sel satuan yang berbentuk kubus antara
lain :
1. BCC (Body Centered Cubic)
Adanya pemusatan satu atom di tengah-tengah kubus.
Gambar 0.1Sel satuan BCC
Jumlah atom (n) = (1/8) x 8 + 1 = 2
4R = a3a = (4/3) R
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012
Kelompok 2
APF (Atomic Packing Factor
68
2
Volume
APF
2. FCC (Face Centered Cubic
Adanya pemusatan satu atom di setiap sisi kubus.
Jumlah atom (n) = 1/8 x (8) + x (6) = 4
APF (Atomic Packing Factor
74
4
Volume
APF
ran akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Atomic Packing Factor)
%68
68.08
3
.34/
R./34.2
satuanselVolume
atomVolume.n
3
3
R
Face Centered Cubic)
Adanya pemusatan satu atom di setiap sisi kubus.
Gambar 0.2 Sel satuan FCC
Jumlah atom (n) = 1/8 x (8) + x (6) = 4
4R = a2 a = 4/2 x R
Atomic Packing Factor)
%74
74.06
2
.24/
R./34.4
satuanselVolume
atomVolume.n
3
3
R
teori dasar
2
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 3
3. HCP (Hexagonal Closed Package)
Gambar 0.3 Sel satuan HCP
Jumlah atom (n) = (3x1) + (12 x 1/6) + (2 x ) = 6
Tinggi = 1,633 a
Luas alas = 6 x luas segitiga
= 6 x (1/2 a x a sin 60)
= 3a2 sin 60
Volume sel satuan = a x t
= 3a2 sin 60 x 1,633 a
= 4,24 a3 ; a = 2 R
= 4,24 (2R)3
= 33,94 R3
APF (Atomic Packing Factor)
%74
74.0
94,33
R./34.6
satuanselVolume
atomVolume.n
3
3
R
APF
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 4
Adapun bentuk sel satuan yang lainnya dapat kita lihat melalui tabel
dibawah ini :
Gambar0.4 Sel satuan lain dari HCP
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012
Kelompok 2
c. Butir
Merupakan kumpulan dari
orientasi sama dalam 2 dimensi.
d. Kristal
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan
orientasi sama dalam 3 dimensi.
1.2 Cacat-cacat pada Material
Cacat pada material
pada material terbagi atas :
1. Cacat titik
Cacat titik adalah cacat berupa titik pada material.
a. Vacancy (kekosongan), yaitu cacat yang terjadi akibat adanya
kekosongan atom dalam susunan atom.
b. Subtitusi/pergantian, yaitu cacat yang terjadi akibat adanya pergantian
atom pada susunan atom.
c. Intertisi adalah cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang
menyusup dalam susunan atom. Intertisi terbagi atas:
Self Intertisipada susunan atom yang berasal dari atom itu sendiri.
ran akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Butir
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan
orientasi sama dalam 2 dimensi.
Gambar 0.5 Batas butir
Kristal
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan
orientasi sama dalam 3 dimensi.
Gambar 0.6 Kristal
pada Material
pada material merupakan ketidaksempurnaan pada material. Cacat
pada material terbagi atas :
Cacat titik adalah cacat berupa titik pada material. Cacat titik terbagi atas :
(kekosongan), yaitu cacat yang terjadi akibat adanya
kekosongan atom dalam susunan atom.
Subtitusi/pergantian, yaitu cacat yang terjadi akibat adanya pergantian
atom pada susunan atom.
Intertisi adalah cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang
menyusup dalam susunan atom. Intertisi terbagi atas:
ntertisi, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip
pada susunan atom yang berasal dari atom itu sendiri.
teori dasar
5
sel satuan yang memiliki arah dan
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan
ketidaksempurnaan pada material. Cacat
Cacat titik terbagi atas :
(kekosongan), yaitu cacat yang terjadi akibat adanya
Subtitusi/pergantian, yaitu cacat yang terjadi akibat adanya pergantian
Intertisi adalah cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang
, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 6
Impurity, yaitu adanya atom asing yang menyusup pada susunan atom yang bersifat mengganggu.
Gambar 0.7 Cacat titik pada material
2. Cacat Garis/Dislokasi
Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat kekosongan
pada sebaris atom. Dislokasi terbagi atas dislokasi sisi dan dislokasi ulir.
a. Dislokasi sisi, adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya tegak
lurus terhadap garis dislokasi. (Dislocation line).
Gambar 0.8 Dislokasi sisi
b. Dislokasi Ulir, yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya sejajar
terhadap arah garis dislokasi (Dislocation line).
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 7
Gambar 0.9 Dislokasi ulir
3. Cacat Bidang
Cacat bidang yaitu ketidak sempurnaan material pada sebidang struktur
atom. Contohnya;
Twinning Batas butir
Gambar 0.10 Cacat bidang
4. Cacat Ruang
Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom yaitu
timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat dilihat secara
langsung.
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 8
Contohnya :
Porositas Retak Rongga
Gambar 0.11 Cacat ruang
1.3 Sifat-sifat Mekanik Material
Sifat material secara umum dapat diklasifikasikan seperti di bawah ini :
1. Sifat Fisik
Sifat yang telah ada pada material, contoh : warna,
massa jenis, dimensi, bau, dan lain-lain.
2. Sifat Kimia
Sifat material yang berhubungan dengan komposisi
kimia, contoh : kemolaran, kemolalan, dan konsentrasi.
3. Sifat Teknologi
Sifat material yang muncul akibat mengalami proses
pemesinan, contoh : mampu tempa.
4. Sifat Termal
Sifat material yang dipengaruhi oleh temperature,
contoh : konduktifitas termal, titik beku dan titik didih.
5. Sifat Optik
Sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan,
contoh : rasioaktifitas, dan mampu dibiaskan.
6. Sifat Akustik
Sifat material yang berhubungan dengan bunyi, contoh
nya mampu meredam bunyi.
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 9
7. Sifat Magnetik
Sifat material untuk merespon medan magnet, contoh :
mampu menyimpan magnet.
8. Sifat Mekanik
Sifat material yang muncul akibat pembebanan
mekanik.
Adapun sifat mekanik pada material antara lain :
a. Kekerasan
kemampuan material untuk menahan deformasi plastis
lokal akibat penetrasi di permukaan
b. Kekuatan
Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis
secara menyeluruh.
Gambar 0.12 Kurva kekuatan
c. Keuletan
Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis
maksimum sampai material itu patah.
Gambar 0.13 kurva keuletan
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 10
d. Kelentingan
Besarnya energi yang diserap material selama
deformasi elastis berlangsung.
Gambar 0.14 Kurva kelentingan
e. Ketangguhan
Besarnya energi yang diserap material sampai
material tersebut patah.
Gambar 0.15 Kurva ketangguhan
f. Modulus Elastisitas
Merupakan ukuran kekakuan material.
Gambar 0.16 Kurva modulus elastisitas
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012
Kelompok 2
1.4 Mekanisme Penguatan Material
1. Penguatan Larut Padat
Penguatan dengan cara menambahkan sejumlah atom lain (atom asing)
dalam sebuah gugusan atom induk
semua unsur pemadu terlarut padat dalam logam induk.
dapat larut padat intertisi
asing berukuran besar (d > 0.15D)
kecil (d < 0.15D) akan larut padat interstisi
diameter atom pelarut (atom induk)
2. Penguatan dengan Fasa Kedua
Penguatan fasa
menghasilkan fasa kedua (
Fasa kedua bersifat keras (kuat) dan getas
meningkat dengan bertambahnya jumlah (fraksi berat) fasa kedua
yang menghasilkan (memiliki) fasa kedua:
Baja (Steel)
Besi (Fe) yang dipadu dengan karbon (C) menghasilkan fasa kedua
senyawa Fe3C (sementit) disamping fasa utama
Fasa ferrit bersifat lebih lunak dan ulet seda
rapuh.
ran akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
1.4 Mekanisme Penguatan Material
Penguatan Larut Padat
Penguatan dengan cara menambahkan sejumlah atom lain (atom asing)
dalam sebuah gugusan atom induk. Pemaduan dalam jumlah tertentu dimana
erlarut padat dalam logam induk. Atom atom asing tersebut
intertisi atau substitusi tergantung pada ukurannya. Bila atom
(d > 0.15D), maka larut padat substitusi. Kalau berukuran
5D) akan larut padat interstisi (d = diameter atom terlarut, D =
meter atom pelarut (atom induk).
Gambar 0.17 Penguatan larut padat
2. Penguatan dengan Fasa Kedua
Penguatan fasa kedua terjadi ketika penambahan unsur paduan
menghasilkan fasa kedua (second phase) atau fasa sekunder.
Fasa kedua bersifat keras (kuat) dan getas. Kekerasan (kekuatan) material
meningkat dengan bertambahnya jumlah (fraksi berat) fasa kedua. Contoh
yang menghasilkan (memiliki) fasa kedua:
Besi (Fe) yang dipadu dengan karbon (C) menghasilkan fasa kedua
sementit) disamping fasa utama ferrit () larut padat dalam bersifat lebih lunak dan ulet sedangkan sementit sangat keras tapi
teori dasar
11
Penguatan dengan cara menambahkan sejumlah atom lain (atom asing) ke
Pemaduan dalam jumlah tertentu dimana
Atom atom asing tersebut
tergantung pada ukurannya. Bila atom
maka larut padat substitusi. Kalau berukuran
(d = diameter atom terlarut, D =
kedua terjadi ketika penambahan unsur paduan
Kekerasan (kekuatan) material
Contoh paduan
Besi (Fe) yang dipadu dengan karbon (C) menghasilkan fasa kedua
) larut padat dalam (Fe) .
ngkan sementit sangat keras tapi
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 12
Gambar 0.18 Roda gigi dengan penguatan fasa kedua
3. Penguatan Presipitat
Merupakan penambahan atom asing ke material utama. Keberadaan
persipitat akan menghambat pergerakan dari dislokasi
Gambar 0.19 Penguatan presipitat
4. Penguatan Dispersi
Logam paduan bisa ditingkatkan kekerasannya dengan penambahan
partikel oksida yang akan menghalangi pergerakan dari dislokasi. Partikel oksida
tidak larut dalam matriknya pada suhu tinggi. Penambahan partikel Al2O3 pada
produk SAP (sintered aluminium product) akan memberikan kekuatan yang lebih
tinggi dibandingkan padual Al biasa pada suhu tinggi.
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 13
Gambar 0.20 penguatan dispersi
5. Penguatan dengan Penghalusan Butir/Sub-butir
Batas butir adalah penghalang dislokasi atau disebut juga penghalang
terjadinya slip. Kemampuan menghalangi bertambah dengan peningkatan sudut
mis-orientasi butir (angle of misorientation). Butir halus mempunyai batas butir
lebih banyak sehingga penghalang dislokasi lebih banyak dan lebih susah
terjadinya slip akhirnya material menjadi lebih kuat. Makin halus ukuran butir
maka bidang slip akan semakin pendek sehingga dislokasi akan cepat sampai ke
batas butir. Semakin halus ukuran butir maka material akan semakin kuat.
Gambar 0.21 Penguatan penghalusan butir
6. Pengerasan Regangan
Untuk masing masing kenaikan regangan plastis, dibutuhkan tegangan
yang lebih besar untuk menggerakkan dislokasi dibandingkan sebelumya karena
dislokasi telah banyak yang sampai kebatas butir. Ini berarti logam bertambah
kekerasan dan kekuatannya.
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 14
Gambar 0.22 Penguatan regangan
7. Penguatan dengan Tekstur
Proses defornasi akan menyebabkan butir-butir dari logam mengarah pada
orientasi tertentu. Logam yang orientasi kristalnya mengarah pada orientasi
tertentu dikatakan memiliki tekstur kristalografis. Dengan adanya orientasi yang
tertentu tersebut, maka logam tidak lagi bersifat isotrop melainkan justru bersifat
anisotrop khususnya dalam hal kekuatannya
isotropi anisotropi
Gambar 0.23 Penguatan dengan tekstur
8. Pengerasan Martensit
Martensit memiliki susunan atom BCT sehingga dislokasi menjadi susah
untuk bergerak. Baja dipanaskan sampai fasa austenit lalu dilakukan pendinginan
cepat sehingga atom-atom karbon pada austenit tidak sempat berdifusi keluar,
akibatnya austenit akan bertransformasi menjadi martensit yang memiliki sel
satuan BCT. Kekerasan martensit akan semakin tinggi dengan semakin banyaknya
atom karbon yang larut didalamnya
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 15
.
Gambar 0.24 Penguatan martensit
1.5 Diagram Fasa
Gambar 0.25 Diagram Fasa
1. Definisi Diagram Fasa
Diagram fasa adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal,seperti air.
Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur.diagram
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 16
fasa pada ruang tekanan-temperatur menunjukan garis kesetimbangan atau
sempadan fase antara tiga fase padat,cair,gas.
2. Pengertian fasa
Fasa adalah bagian homogen dari sistem yang mempunyai kharakteristik
fisik dan kimia yang uniform. Contoh fasa ,material murni,larutan padat,larutan
cair dan gas
3. Reaksi invariant adalah reaksi yang melibat kan tiga fasa dimana dua fasa
menjadi satu fasa atau sebaliknya.
Terdapat 3 titik invariant yang penting yaitu :
1. Titik eutectoid
Dimana pada titik ini terjadi perubahan 1 fasa padat menjadi 2 fasa
padat atau sebaliknya
2. Titik eutectic
Dimana pada titik ini terjadi perubahan 1 fasa cair menjadi 2 fasa padat
atau sebaliknya
3 .Titik perritic
Dimana pada titik ini terjadi perubahan 1 fasa cair di tambah 1 fasa
padat menjadi 1 fasa padat atau sebaliknya.
Fasa Tunggal :
Ferit ()o Kelarutan C maksimal 0,022 %
o Suhu < 912 OC
o Cukup Ulet
Austenit ()o Kelarutan C maksimal 2,14 %
o Suhu 912 OC - 1394 OC
o Ulet
Besi()o Kelarutan C maksimal 0,1 %
o Suhu 1394 OC 1493 OC
Sementit (Fe3C)
-
Laporan akhir metallurgy fisik 2011/2012 teori dasar
Kelompok 2 17
o Intermetalik
o Kandungan C = 6,67 %
o Keras dan Getas
Fasa Campuran :
Perlit o Campuran Ferit + Sementit
o Kandungan C 0,76 %
o Suhu < 727 OC
Ledeburito Austenit + Sementit
o Kandungan C 4,3 %
o Suhu 727 OC- 1147 OC
-
RECOVERY DAN RECRYSTALIZATION
ASISTEN : ADI CAHYADI
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 18
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam sebuah industri diperlukan material yang berkualitas, agar produk
yang dibuat lebih sempurna. Pada dasarnya sifat material yang digunakan adalah
keras, sedangkan material dengan tingkat kekerasan yang rendah tidak begitu
diperlukan dan terlebih dahulu ditingkatkan kekerasannya, Untuk itu diperlukan
proses pengerasan. Dan salah satu cara meningkatkan kekerasan yaitu dengan metode
recovery dan rekristalisai.
Oleh karena itu, kita sebagai mahasiswa khususnya teknik mesin harus
mengetahui cara dan fungsi pengolahan yang harus dilakukan.
1.2 Tujuan Pratikum
1. Mengetahui pengaruh tingkat deformasi plastis terhadap kekerasan
logam.
2. Mengetahui pengaruh temperatur pemanasan terhadap kekerasan
logam setelah mengalami deformasi plastis.
1.3 Manfaat
Dalam pratikum ini, manfaat yang kita peroleh yaitu kita mengetahui
bagaimana proses recovery dan rekristalisasi ini, kita juga dapat mengetahui
bagaiman pengaruh temperatur terhadap kekerasan material dan tingkat reduksi yang
berbeda-beda.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 19
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Recovery dan Rekristalisasi
Material logam bila dideformasi pada temperatur terutama pada temperatur
kamar menunjukan perubahan sifat mekanismenya. Bentuk butir berubah dari bentuk
sebelumnya dari equaxe grain menjadi elongated grain sehingga kekerasan dan
kekuatannya bertambah. Hal ini disebabkan pertambahan dislokasi lebih banyak dari
pada pengurangan dislokasi akibatnya secara termodinamika logam tidak berada
dalam kesetimbangan atau tidak stabil dimana adanya peningkatan energi dalam yang
tersimpan pada dislokasi.
Seiring dengan peningkatan temperatur terjadi pengurangan energi dalam
dimana adanya pengurangan kerapatan dislokasi akibat terjadinya proses ambilisi dari
dua dislokasi yang berbeda jeni tanpa diikutipertumbuhan butir baru, sedangkan
dislokasi berjenis sama akan membentuk susunan teratur sehingga terjadi proses
poligonisasi dengan sudut orientasi rendah, proses poligonisasi ini dikenal sebagai
proses pemulihan (recovery). Pada proses recovery ini kekuatan dan kekerasan
material tidak berubah.
Sejalan dengan peningkatan temperatur terjadi pertumbuhan butir di daerah-
daerah yang paling tinggi tingkat energi dalamnya yang tersimpan dalam dislokasi.
Pertambahan butir baru ini dikenal dengan rekristalisasi. Butir menjadi halus di
banding butir sebelum di rekristalisasi. Dalam hal ini terjadi penurunan kekerasan,
kekuatan, dan terjadi peningkatan elongation bahan.
Biasanya pertumbuhan butir baru ini kebanyakan terjadi pada daerah batas
butir lama karena di sana terjadi penumpukan dislokasi. Seperti diketahui bahwa
batas butir merupakan salah satu penyebab terhalanganya pergerakan dislokasi.
Kristal yang mengalami deformasi plastis mempunyai lebih banyak energi dari pada
kristal yang tidak mempunyai regangan karena mengandung dislokasi dan cacat-cacat
titik.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012
Kelompok 2
Bila ada kesempatan, atom
lebih sempurna. Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal dipanaskan dan
melalui suatu proses yang disebut
suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali atom
butiran-butiran yang lebih sempurna.
Pada proses rekristalisasi atom
Penataan kembali ini lebih mudah pada suhutinggi bahkanterjadi penurunan
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300
yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hamp
Sebaliknya contoh yang dibiarkan selam satu
memiliki kekuatan yang didapat sewaktu paada 75%. Jadi dapat kita tarik kesimpulan
bahwa :
Recovery yaitu proses pemulihan material
penurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur bu
salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
berkurang tetapi tegangan sisa turun banyak.
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Bila ada kesempatan, atom-atom akan bergerak dan membentuk susunan yang
lebih sempurna. Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal dipanaskan dan
melalui suatu proses yang disebut anealling. Getaran termal kisi yang besar dari pada
suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali atom-atom dan membentuk
butiran yang lebih sempurna.
Pada proses rekristalisasi atom-atom bergerak dan menata diri kembali.
ini lebih mudah pada suhutinggi bahkanterjadi penurunan
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300 C selama satu jam. Contoh
yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hampir semua terkristalisasi.
contoh yang dibiarkan selam satu jam pada suhu dibawah 200
memiliki kekuatan yang didapat sewaktu paada 75%. Jadi dapat kita tarik kesimpulan
yaitu proses pemulihan material. Selama proses pemulihan terjadi
penurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur butir, dilokasi-dislokasi yang
salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
berkurang tetapi tegangan sisa turun banyak.
Gambar1.1 proses recovery
Recovery and Recrystallization
20
atom akan bergerak dan membentuk susunan yang
lebih sempurna. Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal dipanaskan dan
. Getaran termal kisi yang besar dari pada
atom dan membentuk
atom bergerak dan menata diri kembali.
ini lebih mudah pada suhutinggi bahkanterjadi penurunan
C selama satu jam. Contoh
r semua terkristalisasi.
jam pada suhu dibawah 200 C tetap
memiliki kekuatan yang didapat sewaktu paada 75%. Jadi dapat kita tarik kesimpulan
Selama proses pemulihan terjadi
dislokasi yang
salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 21
Rekristalisasi yaitu pertumbuhan butir baru. Proses rekristalisasi bisa terjadi
pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan material terdeformasi minimal
50%. Deformasi bisa dilakukan dengan proses pembentukan yaitu pengerolan,
ekstrusi, penempaan. Penyebab rekristalisasi adalah adanya energi dari tumpukan
kerapatan dislokasi. Sehingga terjadi peningkatan energi dalam, atom cenderung
untuk kembali pada tingkat energi rendah dengan cara membentuk butir baru.
Gambar 1.2 proses rekristalisasi
Proses rekristalisasi diklasifikasikan menjadi:
DinamikRekristalisasi yang terjadi selama berlangsungnya deformasi. Terjadi
pada pengerjaan panas
Statik Rekristalisasi terjadi setelah pemberian deformasi
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 22
2.2 Skematik Recovery Dan Rekristalisasi
Berikut ini adalah skematik dari proses recovery dan rekristalisasi.
Gambar 1.3 skematik recovery dan rekristalisasi
Dari skematik diatas dijelaskan dimana pada proses rekristalisasi terjadi
penurunan kekerasan, dan peningkatan elongation bahan. Sedangkan pada proses
recovery, kekuatan dan kekerasan material tidak berubah.
Dari skema juga dapat dijelaskan bahwa sebelum material mengalami
recovery, semua sifat mekanik pada material berada dalam keadaan normal, namun
pada waktu pengerolan atau pemberian deformasi terhadap material, terjadi
perubahan sifat mekaniknya. Pada waktu pemberian deformasi tersebut terjadi
peningkatan harga kekerasan, kekuatan, dan tegangan sisa, sedangkan keuletan
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 23
material tersebut berkurang. Adapun ukuran butirnya menjadi lebih kecil dan pipih
dari semula. Dengan penambahan temperatur setelah proses pemberian deformasi,
terjadi pertumbuhan butir baru pada material yang menyebabkan nilai kekerasan,
kekuatan dan tegangan sisa menjadi menurun, sedangkan keuletannya meningkat.
Pertumbuhan butir baru inilah yang disebut dengan rekristalisasi. Butir baru ini
lambat laun menjadi besar, akhirnya sifat material kembali kepada bentuk semula.
2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Rekristalisasi
Jumlah deformasi Semakin besar jumlah deformasi maka semakin mudah rekristalisasi terjadi
TemperaturSemakin tinggi temperatur maka material lebih cepat mencapai rekristalisasi.
Waktu Semakin lama waktu rekristalisasi maka persentasi yang terkristalisasi juga
semakin banyak.
Ukuran butirSemakin kecil ukuran butir awal, maka makin banyak batas butir maka
setelah deformasi akan mudah terjadi rekristalisasi.
Komposisi (Paduan)Rekristalisasi mudah terjadi pada paduan dibandingkan pada logam murni.
2.4 Pengerjaan Dingin Dan Pengerjaan Panas
Pada proses recorvery dan rekristalisasi ada dua jenis pengerjaan, yaitu:
1) Pengerjaan Dingin(Cold Working)
Didalam pengerjaan dingin ini temperatur yang digunakan dibawah temperatur
rekristalisasi (T kerja < T rekristalisasi), T kerja 0,3 T melt. Pada pengerjaan dingin, material mengalami deformasi plastis sehingga keuletan material menjadi
turun sedangkan kekuatan dan kekerasan material mengalami peningkatan. Ada
beberapa kekurangan dan kelebihan dalam proses pengerjaan dingin ini.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 24
Kelebihan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:
Peningkatan kekuatan cukup berarti Peningkatan sifat mampu mesin Kualitas permukaan halus Tidak terbentuk terak oksida Ketelitian dimensi
Kekurangan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:
Terjadi tegangan sisa Butir yang pecah dan adanya distorsi Keuletan rendah Daya pembentukan besar Kaang-kadang efek strain hardening tidak disukai
2) Pengerjaan Panas(Hot Working)
Pada pengerjaan panas ini temperatur yang digunakan diatas temperatur
rekristalisasi (T kerja > T rekristalisasi), T kerja 0,6 T melt. Dimana pada proses pengerjaan panas ini, material mengalami perubahan struktur mikronya yang mana
keuletan dari material tersebut meningkat sedangkan kekuatan dan kekerasannya
mengalami penurunan. Pengerjaan panas ini dilakukan didalam tungku pada
temperature tiggi. Adapun kelebihan dan kekurangan dari pengerjaan panas ini yaitu :
Kelebihan pengerjaan panas :
Daya pembentukan rendah Peningkatan kekuatan rendah Porositas dapat dikurangi Ketidak murnian logam terpecah dan tersebar Adanya sedikit penghalusan butir
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 25
Kekurangan pengerjaan panas :
Butuh pemanasan Mudah terbentuk terak Kualitas permukaan kurang bagus Ketelitian dimensi sulit dikontrol Umur perkakas rendah
2.5 Diagram Fasa Fe-Fe3C, Reaksi Invariant, dan Jenis Fasa
Diagram fasa merupakan diagram yang memperlihatkan fasa yang terbentuk
bila dua fasa dipadukan. Fasa adalah sistem homogen yang mempunyai karakteristik
fisik dan kimia yang sama. Pada diagram fasa dapat dilihat fasa-fasa yang ada,
temperatur material, komposisi masing-masing fasa, dan fraksi fasa.
Reaksi invariant adalah reaksi yang melibatkan tiga fasa dimana dua fasa
menjadi satu fasa atau sebaliknya.
Terdapat tiga titik invariant yang penting yaitu :
1. Titik eutektoid
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa padat menjadi dua
fasa padat, atau sebaliknya.
(s) (s) + Fe3C(s)
2. Titik eutektik
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair menjadi dua fasa
padat, atau sebaliknya.
L(c) (s) + Fe3C(s)
Pada kadar C 4,3% dan suhu 1148oC terjadi reaksi eutektik yaitu
pembentukan fasa austenit (2,11% C), sementiti (6,67% C) dari fasa
cair (4,3% C). Campuran anatara austenit dengan sementit disebut
ledeburit.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 26
3. Titik peritik
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair ditambah stu fasa
padat menjadi satu fasa padat, atau sebaliknya.
L(c) + (s) (s)
Pembentukan besi-dendrit dan liquid dari fasa austenit. Selubility limit
merupakan batas karbon maksimum didalam paduan Fe3C yaitu
6,67%, jika tidak larut maka akan timbul grafhit (karbon bebas, tidak
berikatan dengan Fe)
Gambar 1.4 Diagram Fasa Fe-F3C
Fasa terbagi tiga, yaitu :
1. Fasa tunggal
a. Liquid (L)
Dalam diagram fasa, semua karbon larut padat dalam Fe ketika
fasanya liquid.
b. Ferrit () mempunyai kelarutan karbon maksimum 0.025 % pada 727 oC
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 27
mempunyai sel satuan BCC terbentuk pada temperature ruang sampai 910 oC
c. Austenit () mempunyai kelarutan C maksimum 2,1 % pada 910 oC mempunyai sel satuan FCC
d. Besi-dendrit () Sama dengan ferrit, hanya temperatur yang berbeda.
2. Fasa Ganda
Fasa yang terdiri dari dua buah fasa tunggal, contoh : + , + , dan + .
3. Fasa Campuran
Gabungan antara fasa tunggal dengan fasa sementit(Fe3C), contoh :
+ Fe3C, + Fe3C, dan + Fe3C.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 28
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
1.Spesimen
2.Tungku
3.Gergaji
4.Gerinda
5.Alat uji tekan
6.Alat uji keras
3.2 Skema Alat
Gambar1.5 Tungku Induksi Gambar1.6 Mesin Uji Keras Rockwell
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 29
Gambar1.7 Ultimate Testing Machine
3.3 Prosedur Percobaan
1. Siapkan spesimen dan segala peralatan pendukung untuk proses penekanan.
2. Tekan tujuh buah spesimen untuk regangan yang sama, 1 = 20% penekanan pada suhu kamar.
3. Potong dua satu buah spesimen yang arah potongnya tegak lurus terhadap gaya
penekanan. Ukur distribusi kekerasan mulai dari satu sisi melewati bagian
tengah smpai ke sisi berikutnya.
4. Kemudian panaskan 6 spesimen yang tersisa dalam tugku untuk T = 200 C,
300 C, 350 C, 400 C, 450 C, dan 500 C masing-masing selama 15 menit
dan kemudian celupkan kedalam air.
5. Lakukan dengan cara yang sama untuk spesimen yang dideformasi dengan 2 = 70%
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 30
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
1.Deformasi 20%
a. Kekerasan Sebelum Dipanaskan (HRA)
Titik 1 = 16 Titik 2 = 16,5 Titik 3 = 16 Titik 4 = 15,5 Titik 5 = 14
2.Deformasi 30%
a. Kekerasan Sebelum Dipanaskan (HRA)
Titik 1 = 12 Titik 2 = 15 Titik 3 = 15 Titik 4 = 15,5 Titik 5 = 15
b. Kekerasan Setelah Dipanaskan (HRA) , T = 450oC
Titik 1 = 12 Titik 2 = 15 Titik 3 = 15 Titik 4 = 15,5 Titik 5 = 15
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 31
4.2 Perhitungan
1.Deformasi 20%
a. Kekerasan Sebelum Dipanaskan (HRA)
Titik 1 = 16 , BHN = - Titik 2 = 16,5 , BHN = - Titik 3 = 16 , BHN = - Titik 4 = 15,5 , BHN = - Titik 5 = 14 , BHN = -
2.Deformasi 30%
a. Kekerasan Sebelum Dipanaskan (HRA)
Titik 1 = 12 , BHN = - Titik 2 = 15 , BHN = - Titik 3 = 15 , BHN = - Titik 4 = 15,5 , BHN = - Titik 5 = 15 , BHN = -
b. Kekerasan Setelah Dipanaskan (HRA) , T = 450oC
Titik 1 = 12 , BHN = - Titik 2 = 15 , BHN = - Titik 3 = 15 , BHN = - Titik 4 = 15,5 , BHN = - Titik 5 = 15 , BHN = -
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 32
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Tabel1.1 Kekerasan Spesimen
Deformasi
Kekerasan Sebelum
Dipanaskan
Kekerasan Setelah
Dipanaskan
HRA BHN HRA BHN
20%
16 -16.5 -16 -
15.5 -14 -
30%
12 - 92.5 -15 - 90 -15 - 92 -
15.5 - 88 -15 - 94.4 -
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 33
4.4 Grafik
Gambar1.8 Grafik Pengaruh Deformasi Terhadap Kekerasan Material
Gambar1.9 Grafik Pengaruh Temperatur Terhadap Kekerasan Material
02468
1012141618
0 1 2 3 4 5 6
KEKE
RASA
N(H
RA)
TITIK
GRAFIK PENGARUH DEFORMASI TERHADAP KEKERASAN MATERIAL
20%
30%
0102030405060708090
100
0 1 2 3 4 5 6
KEKE
RASA
N(H
RA)
TITIK
GRAFIK PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP KEKERASAN MATERIAL
T = 450 C
T kamar
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 34
4.5 Analisa
Pada pratikum recovery and recrystallization,digunakan 2 buah spesimen
pengujian baja dengan perlakuan yang berbeda. Untuk mencapai recovery,
rekristalisasi dan grain growth diperlukan suatu proses pembentukan (forming) dan
pada kali ini proses yang digunakan adalah dengan menekan spesimen menggunakan
mesin freis hidrolik. Penekanan dilakukan dengan deformasi 20% dan 30%.
Spesimen dengan deformasi 20% akan berbeda kekerasanya dibandingkan
spesimen dengan deformasi 30%. Secara teori,deformasi 30% akan menghasilkan
kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan deformasi 20% karena ukuran butir
spesimen dengan deformasi 30% akan lebih halus disbanding deformasi 20%.Namun
,hasil pratikum tidak menunjukkan hal demikian. Hasil pratikum menunjukkan bahwa
spesimen dengan deformasi 30% memiliki kekerasan yang lebih rendah dibandingkan
deformasi 20%.Hal ini menunjukkan adanya kesalahan dalam melakukan
percobaan,kesalahan ini disebabkan oleh kurang halusnya atau kurang ratanya
spesimen saat melakuakn uji keras sehingga akurasi dalam pengujian yang dilakukan
berkurang,dan kesalahan ini juga dapat disebabkan ketidak telitian dan ketidak hati -
hatian pratikan dalam melakukan percobaan yakni dalam pembacaa skala pada mesin
uji keras Rockwell Hardness Tester dan kekurang terampilan pratikan dalam
penggunaan alat tersebut.
Setelah dideformasi spesimen dengan deformasi 30% akan dibagi 2 untuk
mendapatkan 2 perlakuan.Bagian 1 dibiarkan pada temperatur kamar dan bagian lain
diberi perlakuan panas.Sebagaimana telah disebutkan sebelumnya bagian 1 telah
dilakukan uji keras pada temperatur kamar,dan hasilnya kekerasanya akan bernilai
lebih rendah dibandingkan dengan menggunakan deformasi 20%.Sedangkan bagian
lain yang diberikan perlakuan panas sampai temperatur 450oC,dan kemudian di
quenching. Dari percobaan yang dilakukan spesimen yang telah diberi perlakuan
panas memiliki kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesimen yang
dibiarkan pada temperatur kamar.Hal ini Sesuai dengan teori yang mana material
yang telah di quenching akan lebih tinggi nilai kekerasanya disbanding yang
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 35
dibiarkan saja, karena quenching akan menghasilkan fasa martensit yang bersifat
keras dang getas.
Dalam pengkorvesian nilai kekerasan HRA ke BHN,pratikan mengalami
hambatan karena nilai HRA yang didapatkan tidak memilki nilai BHN yang cocok
atau nilai BHN nya tidak didapatkan,hal ini disebabkan karena nilai HRA yang
didapatkan diluar range yang ada yakni terlalu tinggi dan terlalu rendah,sehingga
tidak dapat dikonversikan ke BHN.Penyebab utama hal ini adalah karena material
yang digunakan terlalu lunak atau karena komposisi material yang digunakan tidak
homogen. Selain itu juga dapat disebabkan karena ketidak telitian dan ketidak hati -
hatian pratikan dalam melakukan percobaan yakni dalam pembacaan skala Rockwell
pada pengujian keras material tersebut.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 36
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dalam pratikum kali ini yaitu :
1. Tingkat deformasi palstis berbanding terbalik dengan kekerasan material
yang digunakan.Semakin besar deformasi plastis yang diberikan
kekerasan material akan menurun,begitupun sebaliknya.
2. Material yang diberikan perlakuan panas setelah deformasi akan memiliki
nilai kekerasan yang lebih tinggi dibanding material tanpa perlakuan
panas (temperatur kamar).
3. Terjadi kesalah dalam percobaan saat mengetahui tinggkat deformasi
plastis terhadap kekerasan material karena hasil yang didapatkan tidak
Sesuai dengan teori yang ada
5.2 Saran
Pada pratikum kali ini pratikan disarankan agar memahami bahwa
pemanasan dan reduksi yang berbeda sangat mempengaruhi nilai kekerasan,
agar lebih hati-hati dalam melakukan pengujian serta praktikan harus teliti
dalam mengukur spesimen sebelum dn setelah proses penekanan.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 37
LAMPIRAN
TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM
1. Mekanisme penumpukan dan perbanyakan dislokasi :
Mekanisme penumpukan dislokasi terjadi karena adanya pembebanan. Dislokasi-
dislokasi yang ada menumpuk dan terkonsentrasi pada satu tempat hingga
terjadilah strain hardening umumnya penumpukan dislokasi merupakan dislokasi
yang terhambat pergerakannya.
Gambar1.10 penumpukan dan perbanyakan dislokasi
2. Grafik Gibbs Free Energy
SOLID LIQUID Critical point
1 atm
GAS 0 0.0098 100
L
L + S
S
Gambar1.11 Grafik Gibbs Free Energy
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 38
Grafik menunjukkan kesetimbangan logam akan berada pada fas yang sesuai
tergantung dari temperatur logam itu sendiri.
3. Fenomena anihilasi yaitu peristiwa menghilangnya dislokasi karena bentuk
dislokasi tidak sama tapi kongruen.
Fenomena poligonisasi yaitu peristiwa mantul atau bertolaknya dislokasi karena
bentuk dislokasi adalah sama.
Gambar :
Gambar1.12 Anihilasi Gambar 1.13 poligonisasi
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 39
TUGAS SETELAH PRAKTIKUM
1. Skematik Recovery dan Rekristalisasi :
Annealing temperature ( F )
recovery rekristalisasi grain growth
pradeformasi postdeformasi
Gambar1.14 Skematik Recovery dan Rekristalisasi
Pengertian :
Dari skematik diatas dijelaskan dimana pada proses rekristalisasi terjadi penurunan
kekerasan, dan peningkatan elongotion bahan. Sedangkan pada proses recovery
kekuatan dan kekerasan material tidak berubah.
Pada saat mengalami deformasi, tegangan sisa mengalami kenaikan, begitu pula
dengan kekuatan dan kekerasan juga mengalami kenaikan yang cukup drastis.
Sedangkan keuletan material saat mengalami deformasi malah menurun. Pada
peristiwa recovery, nilai kekuatan dan kekerasan cenderung stabil, sedangkan
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Recovery and Recrystallization
Kelompok 2 40
tegangan sisa menurun dan keuletan mengalami kenaikan. Selanjutnya pada
peristiwa rekristalisasi tegangan sisa beserta kekuatan dan kekerassannya
cenderung mengalami penurunan, akan tetapi nilai keuletannya meningkat.
Perubahan yang terjadi cenderung kembali ke posisi semula pada peristiwa grain
growth. Begitu juga halnya dengan keuletan, kekerasan, kekuatan, ukuran butir
dan tegangan sisa. Semuanya kembali ke keadaan sebelum di deformasi seiring
dengan pertumbuhan ukuran butir.
2. Range temperatur transisi terjadi penurunan kekerasan adalah 400 F 950 F. Break point antara kekuatan dan elongasi adalah pada temperatur 700 F dengan tensile strerngth 475 Mpa range salah satu pilhan dan break point akan terjadi
pada salah satu pilihan temperatur pemanasan yang digunakan.
3. Material tidak perlu/tidak bisa terkristalisasi jika regangan atau deformasinya nol.
Hal yang menyebabkan terkristalisasinya suatu material adalah akibat pemanasan
material yang terdeformasi, kalau seandainya tidak terdeformasi karena istilah
rekristalisasinya tidak ada.
4. Penyearah besar deformasi terhadap kecepatan temperatur rekristalisasi :
Semakin besar deformasi yang diberikan dan semakin besar atau semakin tinggi
pula temperatur pemanasan makam material makin cepat mengalami rekristalisasi
namun tingkat kekuatan dan kekerasannya menurun.
-
JOMINY
ASISTEN : VICTOR MARTIN
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 41
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri kita membutuhkan material yang kuat untuk suatu
produk. Material yang keras sangat menentukan kualitas produk yang kita buat.
Kekerasan suatu logam bisa ditingkatkan dengan beberapa cara, salah satunya
dengan cara melakukan perlakuan termal pada logam tersebut.
Untuk mengetahui sifat mampu keras dari logam dapat kita lakukan
percobaan Jominy. Setelah logam dipanaskan, dilakukan pendinginan dengan
menyemprotkan air pada ujung spesimen dan dilakukan uji keras.
1.2 Tujuan Praktikum
1. Mengetahui sifat mampu keras dari baja;
2. Membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.
1.3 Manfaat
Ada beberapa manfaat yang dapat kita dapatkan setelah melakukan
praktikum Jominy, yaitu :
1. Dapat mengetahui sifat mampu keras dari baja;
2. Dapat membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 42
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Uji Jominy
Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis
lokal akibat penetrasi dipermukaan. Peningkatan kekerasan bergantung pada sifat
mampu keras dari baja itu sendiri. Sifat mampu keras merupakan kemampuan
material untuk ditingkatkan kekerasannya dengan serangkaian perlakuan panas.
Sifat mampu keras dari baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatan
pendinginan.
Tidak semua baja dapat dinaikkan kekerasannya. Baja karbon menengah
dan baja karbon tinggi dapat dikeraskan, sedangkan baja karbon rendah tidak
dapat dikeraskan. Kandungan karbon yang tinggi mempercepat terbentuknya fasa
martensit yang menjadi sumber dari kekerasan dari baja. Kekerasan maksimum
hanya dapat dicapai bila terbentuknya martensit 100%. Baja dapat bertransformasi
dari austenit ke ferrit dan karbida. Transformasi terjadi pada suhu tinggi sehingga
kemampuan kekerasannya rendah.
Percobaan Jominy, bertujuan untuk mengetahui Hardenability suatu
logam. Cara untuk mengetahuinya adalah:
1. Bila laju pendinginan dapat diketahui, kekerasan dapat lansung dibaca dari
kurva kemampuan keras.
2. Bila kekerasan dapat diukur, laju pendinginan dari titik tersebut dapat
diperoleh.
Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampai
suhu transformasi ( austenit ) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat
dipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah,
sehingga menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkan
kecepatan pendinginan ditiap bagian spesimen berbeda-beda. Pada bagian yang
terkena air mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurun
kebagian yang tidak terkena air. Dari hasil pengukuran kekerasan tiap-tiap bagian
dari spesimen akan didapatkan kurva Hardenability Band.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 43
2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band
Gambar 2.1 Kurva Hardenability
Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa fasa pearlit didapatkan pada suhu
antara 5000 C dengan 7000 C jika dipanaskan pada suhu austenite.
Sifat mampu keras dapat digambarkan dalam bentuk kurva yaitu kurva
Hardenability Band. Kurva Hardenability Band menggambarkan range-range
sifat mampu keras suatu logam. Jadi, kekerasan suatu material akan berada dalam
range tersebut jika dilakukan proses pemanasan. Kurva diatas menyatakan fasa
yang terjadi pada specimen sampai temperature austenite yang diuji jominy.
Dimana pada bagian yang terkena semprotan air mengalami pendinginan cepat,
dapat dilihat pada grafik dengan nilai HRC paling tinggi dengan fasa martensit.
Kemudian dengan seiringnya peningkatan jarak dari ujung menuju pangkal
specimen memiliki penurunan angka kekerasan. Hal ini disebabkan pada bagian
tersebut tidak mengalami quenching / pendinginan nya lambat. Hal tersebut dapat
dilihat dari perubahan fasa pada grafik yang ditunjukkan, yaitu dari fasa martensit,
fasa martensit dan perlit, fine perlit dan perlit.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 44
Gambar 2.2 Hardenability band
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras
Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material adalah:
1. Kecepatan pendinginan
Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam
akan menjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan
dengan beberapa cara yaitu:
a. Annealing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding
kemudian dibiarkan dingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan
material yang lebih lunak dari semula.
b. Normalizing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding
kemudian didinginkan di udara.
c. Quenching
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding
kemudian dilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 45
Medianya adalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan
material yang lebih keras dari semula.
2. Komposisi kimia
Komposisi kimia menentukan Hardenability Band. Karena komposisi
material menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia
yang menyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut
3. Kandungan karbon
Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras
material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki
kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk
martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi.
Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan
dengan beberapa perlakuan, yaitu:
a. Carborizing
Yaitu proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan
karbon pada permukaan baja.
b. Nitriding
Yaitu proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan
material.
c. Carbonitriding
Yaitu proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk
meningkatkan kekerasan material.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 46
2.4 Kurva CCT dan TTT
Gambar 2.3 Kurva CTT dan TTT
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 47
Dari kurva CCT di atas dapat kita lihat beberapa perbedaan. Pada baja
Hypoeutektoid ada dua fasa yang terbentuk matertensit dan perlit. Terbentuk fasa
Martensite + perlit setelelah melewati garis perlit start dan martensite finish.
Perlite 100%
Terbentuk karena pada saat pendinginan spesimen tidak melewati fasa martensite
awal dan martensite finish.
Pada baja eutektoid tebentuk tiga fasa setelah dilakukan pendinginan. Fasa
pertama yang terbentuk yaitu martensite 100%, pendinginan dengan membiarkan
baja di udara mengasilkan fasa martensite + perlite. Sedangkan pendinginan
didalam tungku atau secara lambat menghasilkan perlite 100%.
Pada baja hyper eutektoid juga terbentuk tiga, sama seperti pada baja
eutektoid. Tetapi pada baja hyper eutektoid waktu yang dibutuhkan agak lama.
Kurva TTT (Time Temperature Transformation) adalah suatu diagram yang
menghubungkan transformasi austenit terhadap waktu dan temperatur. Kurva ini
menggambarkan proses pendinginan dengan melakukan holding. Setelah
spesimen mencapai suhu austenit (727 oC) dilakukan holding terlebih dahulu
gunanya agar semua bagian spesimen benar-benar mendapat panas yang sama.
Proses perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur baja yang
diinginkan agar cocok dengan penggunaan yang direncanakan. Struktur yang
diperoleh merupakan hasil dari proses transformasi dari kondisi awal. Proses
transformasi ini dapat dibaca dengan menggunakan diagram fasa namun untuk
kondisi tidak setimbang diagram fasa tidak dapat digunakan, untuk kondisi seperti
ini maka digunakan kurva TTT. Melalui kurva ini dapat dipelajari kelakuan baja
pada setiap tahap perlakuan panas, diagram ini juga dapat digunakan untuk
memperkirakan struktur dan sifat mekanik dari baja yang di-quench dari
temperatur austenite. Kurva ini menunjukan dekomposisi austenit dan berlaku
untuk macam baja tertentu. Baja yang mempunyai komposisi berlainan akan
mempunyai diagram yang berlainan, selain itu besar butir austenit, adanya inclusi
atau elemen lain yang terkandung juga mempunyai pengaruh yang sama.
Pada kurva TTT untuk baja hypoeutectoid terbentuk 2 fasa martensit
dan perlit, Fasa M + P terbentuk setelah melewati garis Pstart dan Mfinish. P
100% terbentuk setelah melewati Pfinish dan tidak melewati Mstart dan Mfinish.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 48
Pada baja eutectoid terbentuk fasa 100% M, M + B dan 100%P, 100%M
terbentuk setelah melewati Mstart dan Mfinish, M +B terbentuk setelah melewati
garis Mfinish dan Bfinish, 100%P terbentuk setelah melewati Pfinish.
Pada baja hypereutectoid terbentuk 3 fasa 100%M , M + B dan 100%P.
100%M terbentuk setelah melewati Mstart and Mfinish . M + B terbentuk setelah
melewati Bstart dan Mfinish. 100%P terbentuk setelah melewati Pfinish.
Keterangan : M = Martensite
P = Perlite
B = Bainite
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 49
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
1. Aparatus Jominy
2. Tungku Pemanas
3. Spesimen ( ASSAB 760 )
4. Air
5. Mesin Uji Rockwell
6.3.2 Skema Alat
Gambar 2.4 Skema Alat Uji Jominy
6.3.3 Prosedur Percobaan
1. Buat skema pemanasan spesimen dalam tungku,meliputi pilihan
temperatur austenite, dan lamanya waktu pemanasan dan penahanan
temperatur.
2. Bersihkan spesimen dan masukkan spesimen ke dalam tungku.
3. Hidupkan tungku dan set proses pemanasan menurut skema yang telah
direncanakan.Proses pemanasan dimulai.
4. Proses pemanasan selesai, spesimen dipasang pada kedudukan yang
telah disediakan (gunakan sarung tangan, penjepit dan sepatu
pengaman).
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 50
5. Spesimen dikikir rata dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan
Rockwell.
6. Kekerasan spesimen diukur pada setiap posisi dengan interval inchi.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 51
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
Nama Spesimen : Assab 760
Table 2.1 Data Percobaan
Komposisi %C %Mn %Si
Maximum 0.5 0.6 0.3
Minimum 0.4 0.45 0.25
Table 2.2 Hasil Percobaan
Titik
Pengujian
Jarak Kekerasan (HRC)
1 0.25 16
2 0.5 14
3 0.75 15
4 1 12
5 1.25 9
6 1.50 9
7 1.75 12
8 2 7
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 52
4.2 Perhitungan
Pada Butir 7
1. Diameter Ideal (DI) berdasarkan tabel
% Maksimum = 0.5 DI Maksimum = 0.2402 inchi
% Minimum = 0.4 DI Minimum = 0.282 inchi
2. Multiply Factor berdasarkan tabel 2
% Mn maksimum = 0.6 MF Mn maksimum = 2.94
% Mn minimum = 0.45 MF Mn minimum = 2.48
% Si maksimum = 0.3 MF Si maksimum = 1.20
% Si minimum = 0.25 MF Mn minimum = 1.16
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC maksimum = (DI max) x (MF Mn max) x (MF Si max)
= 0.2402 x 2.94 x 1.20
= 0.8474
DIC minimum = (DI min) x (MF Mn min) x (MF Si min)
= 0.282 x 2.48 x 1.16
= 0.81126
4. Initial Hardness (IH) berdasarkan tabel 3
% C maksimum = 0.5 % IH maksimum = 62
% C minimum = 0.4 % IH maksimum = 57
5. Dividing Factor (DF)
DIC maksimum = 0.8474
DIC minimum = 0.81126
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 53
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Table 2.3 Dividing Factor
Posisi DF max DFmin
0.25 2.1 2.25
0.5 3.15 3.30
0.75 3.7 3.825
1 4.05 4.15
1.25 4.25 4.35
1.5 4.45 4.55
1.75 4.60 4.725
2 4.85 4.95
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 54
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 55
Tabel 2.4 Data hasil percobaan
Posisi HRC HRC min HRC max
0.25 16 25.33333 29.52381
0.5 14 17.27273 19.68254
0.75 15 14.90196 16.75676
1 12 13.73494 15.30864
1.25 9 13.10345 14.58824
1.5 9 12.52747 13.93258
1.75 12 12.06349 13.47826
2 7 11.51515 12.78351
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 56
4.4 Grafik
Gambar2.5 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 4
Gambar2.6 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 5
05
10152025303540
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Keke
rasa
n (H
RC)
Posisi (inchi)
GRAFIK KEKERASAN vs POSISIbutir 4
HRC
HRC MIN
HRC MAX
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Keke
rasa
n (H
RC)
Posisi (inchi)
GRAFIK KEKERASAN vs POSISIbutir 5
HRC
HRC MIN
HRC MAX
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 57
Gambar2.7 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 6
Gambar2.8 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 7
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Keke
rasa
n (H
RC)
Posisi (inchi)
GRAFIK KEKERASAN vs POSISIbutir 6
HRC
HRC MIN
HRC MAX
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Keke
rasa
n (H
RC)
Posisi (inchi)
GRAFIK KEKERASAN vs POSISIbutir 7
HRC
HRC MIN
HRC MAX
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 58
Gambar2.9 Grafik Kekerasan Vs Posisi butir 8
0
5
10
15
20
25
30
35
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Keke
rasa
n (H
RC)
Posisi (inchi)
GRAFIK KEKERASAN vs POSISIbutir 8
HRC
HRC MIN
HRC MAX
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 59
4.5 Analisa
Pratikum Uji Jominy dilakukan untuk mengetahui sifat mampu kers
suatu logam, yaitu kemampuan logam untuk ditingkatkan kekerasannya
melelui serangkaian perlakuan panas. Adapun spesimen yang digunakan
adalah Asab 760 dan perlakuan panas yang diberikan adalah memanaskan
spesimen hingga temperatur austenite, kemudian diholding dan diquenching
dengan semprotan air biasa pada ujung spesimen. Karena yang mendapat
semprotan air adalah ujung spesimen, maka seharusnya kekerasan yang
paling tinggi berada pada ujung spesimen (kepala spesimen) dan kekerasan
akan menurun seiring pertambahan jarak dari ujung spesimen. Hal ini
disebabkan laju pendinginan di ujung spesimen lebih cepat dari bagian
lainnya.
Dalam pratikum, untuk menguji mampu kersa spesimen, diambil 8
titik pada spesimen mulai dari kepala hingga ekor spesimendengan interval
inchi. Pengujian dilakukan dengan menghaluskan permukaan spesimen yang
akan diuji terlebih dahulu dan kemudian diuji keras dengan Rockwell
Hardness Tester. Dari 8 titik yang diuji kekerasannya, terlihat grafik bahwa
secara umum kekerasan spesimen makin menurun seiring dengan
pertambahan jarak dari ujung spesimen. Hal ini sesuai denga teori bahwa
bagian paling ujung spesimen akan memiliki kekerasan yang lebih tinggi dan
akan menurub jika jaraknya semakin jauh dari bagian ujung tersebut.
Namun, nilai kekerasan yang dilihat (HRC) dari pratikum banyak
yang tidak sesuai dengan range kekerasan yang ada. Dari 8 titik yang diuji
kekerasannya, hanya 2 titik yang masuk dalam range kekrasan secara teori,
yaitu titik 3 dengan posisi 0,75 inchi dan titik 7 dengan posisi 1,75 inchi dari
spesimen, sedangkan titik lain berada didalam range kekerasan.
Hal ini tidak sesuai denganteori karena berdasarkan teori, nilai
kekerasan suatu spesimen harus berada didalam range kekerasan , yaitu
diantara HRC max dan HRC min. Ketidaksesuaian antara pratikum dan teori
ini menunjukkan terdapatnya kesalahan dalam pratikum. Kesalahan dapat
terjadi karena faktor manusia dan faktor alat. Faktor manusia dapat
disebabkan oleh kurang hati hatinya dan kurang terampil dalam
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 60
mengamplas dan menggerinda permukaan spesimen sehingga spesimen
menjadi kurang rata atau kurang halus. Selain itu kesalah juga timbul karena
ketidaktelitian pratikan dalam membaca skala yang ditunjukkan Rockwell
Hardness Tester serta ketidaktelitian pratikan dalam membaca tabel jominy.
Faktor alat disebabkan oleh komposisi karbon pada spesimen kurang
homogen. Selain itu juga bisa disebabkan oleh tungku yang pengeturan
temperaturnya kurang memenuhi standar sehingga pemanasan tidak mencapai
suhu austenit atau melebihi temperatur yang diinginkan.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 61
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Kekerasan baja yang paling besar adalah pada ujung baja, yaitu
bagian yang lebih dulu didinginkan. Kekerasan menurun seiring semakin jauh
jarak dari ujung baja.
Dalam pratikum, hasil yang didaptkan tidak sesuai dengan teori,
seharusnya harga kekerasan menurun dari jarak 1/4 inchi sampai 8/4 inchi.
Dari kurva hardenability, dapat dilihat harga kekerasan spesimen diantara
HRC max dan HRC min secara teoritis, tetapi ada beberapa titik yang berada
pada range tersebut.
5.2 Saran
Adapun beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pratikum uji
jominy ini diantaranya :
Sebelum dipanaskan, usahakan spesimen sudah dalam keadaan bersih Dalam membaca tabel harus teliti agar nilai yang didaptkan lebih
akurat.
Dalam uji keras, usahakan spesimen rata.
-
Laporan Akhir Metallurgy Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 2 62
LAMPIRAN
TUGAS SEBELUM PRATIKUM
1. Perbedaan sifat mampu keras dengan kekerasan adalah sifat mampu keras
merupakan kemampuan logam untuk menerima peningkatan kekerasan
melalui serangkaian proses perlakuan panas, sedangkan kekerasan
merupakan kemampuan logam untuk menahan deformasi palstis likal
akibat adanya penetrasi dipermukaan.
2. Apa yang disebut dengan kurva hardenability dan hardenability band.
Kurva Hardenability adalah Suatu kurva yang diperoleh dari pengujian
yang memperoleh sifat mampu keras dari suatu logam, sedangkan
Hardenability Bands adalah Suatu kurva yang memperlihatkan range-
range mampu keras dari suatu logam yang didapat dari perhitungan.
.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras,
Kecepatan pendinginan Annealing , dilakukan dengan cara membiarkan spesimen dalam
tungku sehingaa material lebih lunak dari semula
Normalizing, dilakukan dengan cara membiarkan spesimen dingindi udara sehingga sifat material kembali ke bentuk