bab 5 revisi.docx

8/18/2019 BAB 5 REVISI.docx

1/21

LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN

82

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan

BAB V

PENGUJIAN KEMAMPUKERASAN

5.1 Tujuan Pengujian1. Mengetahui kemampukerasan satu bahan.

2. Mengetahui pengaruh suhu pemanasan terhadap kemampukerasan bahan.

3. Mengetahui pengaruh waktu penahanan terhadap kemampukerasan bahan.

4. Mengetahui cara menentukan kemampukerasan bahan.

5.2 Sifat Kemampue!a"an # Hardenability$ Baja

Sifat kemampukerasan adalah ukuran yang menyatakan kemampuan baja

untuk dapat dikeraskan hingga kedalaman tertentu dengan pembentukan

martensite.Sedangkan arti kekerasan adalah ukuran dari pada daya tahan terhadap

deformasi plastis.pabila kita menginginkan fase yang terbentuk adalah martensite

maka kita harus mendinginkan material tersebut secara cepat !quenching). "etapi

harus diingat pula bahwa pendinginan yang terlalu cepat juga harus dihindari# karena

dapat menyebabkan permukaan baja retak.

$ada percobaan kemampukerasan material# kita akan mendapatkan angka

atau nilai kekerasan yang berbeda setelah material tersebut kita beri perlakuan panas.

$erbedaan nilai ini diakibatkan oleh laju pendinginan yang berbeda % beda yang

diterima oleh material tersebut.

5.% Pe&a"anaan Pengujian

5.%.1 A&at 'an Ba(an )ang *igunaan

• Spesifikasi lat yang &igunakan

a' (ertas )osok

&igunakan untuk menghilangkan kotoran dan terak pada benda uji.

)ambar *.1 (ertas )osok

Sumber + ,aboratorium $engujian -ahan "eknik Mesin " /- !201*'

b' $enjepit

&igunakan untuk memindahkan benda uji setelah pemanasan dalam

dapur.


2/21


83


)ambar *.2 $enjepit


c' &apur listrik

&igunakan untuk memberikan pemanasan pada temperatur terhadap

benda uji. Spesifikasi alat+

Merk + penbau ofman

"ipe + 5 60 Voltage + 220 7olt

&aya + 3#3 (

Suhu Maksimal + 1100 o9

-uatan + ustria

)ambar *.3 &apur ,istrik


d' -ejana $endingin ! Jominy'

&igunakan untuk mendinginkan benda uji dengan menyemprotkan air

pada salah satu ujung benda uji.

)ambar *.4 -ejana $endingin


3/21


84

Kelompok 04 Pengujian KemampukerasanSumber + ,aboratorium $engujian -ahan "eknik Mesin " /- !201*'

e) Digital Micro Vickers Hardness Tester

&igunakan untuk mengukur kekerasan. Spesifikasi alat+

Model + ":12

-uatan + 9hina

)ambar *.* Micro Vickers Hardness Tester


f' Stopwatch

&igunakan untuk menghitung waktu.

)ambar *.; Stopwatch


g'


4/21


8*


• (omposisi (imia Spesimen

-ahan yang digunakan adalah baja ssab :;0 dengan komposisi unsur kimia

0#*= 9 !(arbon'# 0.*= Mn !Mangan' dan 0.2*= Si !Silikon'.• $ergeseran "itik Eutectoid

$ergeseran titik eutectoid dipengaruhi oleh unsur paduannya. Sehingga kita

bisa menggambarkan dimana titik pergeserannya. "abel dibawah ini merupakan

komposisinya

"abel *.1 $ergeseran "itik Eutectoid

•

"emperatur Eutectoid

"c > :4#0:3#0

':4#0:3*!':3#0:2:!

+

+ x x

> 4:#1

;1#10:4

"c > :31#02:o 9

(adar (arbon Eutectoid

= 9 > :3*:2:

':4#0:3*!':3#0:2:!

+

+ x x

> 14;2

;1#10:4

= 9 > 0#:3* =

?o ,ogam (omposisi Suhu Eutectoid =9

1 Mn 0#3= :2: 0#:3

2 Si 0#2= :3* 0#:4


5/21


8;


(eterangan + ee39

$ergeseran "itik Eutectoid )ambar *.8 $ergeseran "itik Eutectoid

• -entuk dan &imensi Spesimen

)ambar *.6 -entuk dan &imensi Spesimen

5.%.2 P!+"e'u! Pengujian

da beberapa prosedur dalam pengujian ominy# yaitu +

1. $ermukaaan benda dibersihkan dari kotoran dan terak dengan kertas gosok.

2. Spesimen dipanaskan dan diholding dengan suhu dan waktu tertentu.

3. Spesimen dipindahkkan dari dapur listrik ke bejana pendingin untuk proses

pendinginan. $endinginan dimulai dari salah satu ujung batang.

4. Setelah pendinginan selesai# spesimen dibersihan dengan kertas gosok.

*. Spesimen dibagi menjadi 10 bagian dengan jarakjarak 2@ 4@ ;@ 8@ 10@ 1*@ 20@ 30@

40@ ;0 mm dari ujung yang disemprot.

;. (ekerasan spesimen diukur dengan Micro Vickers Hardness Tester pada jarak

jarak tersebut.


6/21


8:

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan5., -ip+te"a

&alam pengujian ominy ini# akan didapatkan nilai kekerasan yang berbeda

antara daerah yang dekat dengan penyemprotan dengan yang jauh dari daerah

penyemprotan. &aerah yang dekat dengan penyemprotan akan memiliki nilai

kekerasan yang tinggi dan semakin jauh dari penyemprotan maka nilai kekerasannya

akan semakin menurun# karena semakin cepat pendinginan maka kekerasan juga

akan semakin meningkat. Holding dan temperatur saat diberikan perlakuan panas

mempengaruhi kemampukerasan. Semakin lama holding # maka homogenitas struktur

butiran meningkat sehingga kemampukerasannya semakin meningkat. -egitu pula

dengan temperatur# semakin tinggi temperaturnya maka semakin meningkat

kemampukerasannya.


7/21


88

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan5.5 Peng+&a(an *ata

5.5.1 *ata Ke&+mp+

"abel *.2 &ata Spesimen "anpa $erlakuan

?o Ai !7?' Bi !mm' ,n Ai Bi2 Bi ,n Ai

1 3:;.8 2 *.63 4 11.8;

2 3;*.4 4 *.60 1; 23.;0

3 3;1.2 ; *.86 3; 3*.34

4 3*4.1 8 *.8: ;4 4;.6;

* 3*0.4 10 *.8; 100 *8.*6

; 342.1 1* *.84 22* 8:.*3

: 33:.1 20 *.82 400 11;.41

8 326.* 30 *.80 600 1:3.63

6 324.; 40 *.:8 1;00 231.30

10 320.1 ;0 *.:: 3;00 34;.12

C 34;1.3 16* *8.4; ;64* 1131.;3

• Σ Bi ln Ai % aΣ Bi2 % bΣ Bi> 0

1131.;3 % ;64*a % 16*b > 0

;64*aD 16*b > 1131.;3 E !1'

• Σ ln Ai a Σ Bi % nb > 0

*8#4; % 16*a % 10b > 0

16*a D 10b > *8#4;

b > *#8* 16#*a E !2'

• Substitusikan persamaan !2' ke !1'

;64*a D 16*b > 1131.;3

;64*a D 16* ! *#8* 16#*a ' > 1131.;3

;64*a D 1140#:* % 3802#*a > 1131.;3

3142#*a > 6#12

a > 2#6 F 103 > 0#003

• ?ilai a disubstitusikan ke persamaan !2'

b > *#8* 16#*a

b > *#8* 16#* ! 0#003 '

b > *#8* D 0#0*8*

b > *#606


8/21


86


• &ari nilai a dan b yang telah didapat# dimasukkan rumus +

ln A > ln ! eaF D b '

ln A > aF D b

ln A > 0#003 ! F ' D *#6061. ln A1 > 0#003 !2' D *#606

ln A1 > *#603

A1 > 3;;#13

2. ln A2 > 0#003 !4' D *#606

ln A2 > *#86:

A2 > 3;3#64

3. ln A3 > 0#003 !;' D *#606

ln A3 > *#861

A3 > 3;1#::

4. ln A4 > 0#003 !8' D *#606

ln A4 > *#88*

A4 > 3*6#;0

*. ln A* > 0#003 !10' D *#606

ln A* > *#8:;

A* > 3*;#38

;. ln A; > 0#003 !1*' D *#606

ln A; > *#8;4

A; > 3*2#13

:. ln A: > 0#003 !20' D *#606

ln A: > *#846

A: > 34;#86

8. ln A8 > 0#003 !30' D *#606

ln A8 > *#816

A8 > 33;#;4

6. ln A6 > 0#003 !40' D *#606

ln A6 > *#:86

A6 > 32;#;6

10. ln A10 > 0#003 !;0' D *#606

ln A10 > *#:26


9/21


60

Kelompok 04 Pengujian KemampukerasanA10 > 30:#;;

• Iln A1 % !aB1Db'J2 D Iln A2 % !aB2Db'J

2D E D Iln An % !aBnDb'J2

> I !*#63*#603'2

D !*#6*#86:'2

D !*#86*#861'2

D !*#8:*#88*'2

D !*#8;

*#8:;'2

D !*#84*#8;4'2 D !*#82*#846'2 D !*#8*#816'2 D !*#:8*#:86'2 D !*#::

*#:26'2 J

H > :#26F103 D 6F10; D 1F10; D 2#2*F104 D 2#*;F104 D *#:;F104 D 1F10; D

3#;1F104 D 8#1F10* D 1#;81F103

> 0#010481

> 0#01

"abel *.3 &ata Spesimen Jominy 600o9# 300K

?o Ai !7?' Bi !mm' ,n Ai Bi2 Bi ,n Ai

1 1140#: 2 :#03636:388 4 14#0:8:64:8

2 103;#; 4 ;#643:0140; 1; 2:#::480*;2

3 618 ; ;#82216:361 3; 40#63318434

4 83:#* 8 ;#:304212;4 ;4 *3#8433:011

* :60#6 10 ;#;:31:1*38 100 ;;#:31:1*38

; ;:1#4 1* ;#*063;*08* 22* 6:#;404:;2:

: ;2*#: 20 ;#4388:1023 400 128#:::420*

8 *84#* 30 ;#3:0:*;:81 600 161#122:034

6 ;0*#1 40 ;#40*363:34 1;00 2*;#21*:463

10 **3 ;0 ;#31*3*8002 3;00 3:8#6214801

C ::;3#4 16* ;;#248;33;1 ;64* 12*;#036:

• Σ Bi ln Ai % aΣ Bi2 % bΣ Bi> 0

12*;#036: % ;64*a % 16*b > 0

;64*a D 16*b > 12*;#036: E !1'

• Σ ln Ai a Σ Bi % nb > 0

;;#248;33;1% 16*a % 10b > 0

16*a D 10b > ;;#248;33;1

b > ;#;248;33;1 16#*a E !2'


10/21


61


• Substitusikan persamaan !2' ke !1'

;64*a D 16*b > 12*;#036:

;64*a D 16* !;#;248;33;1 16#*a' > 12*;#036:

;64*a D 1261#8* %3802#*a > 12*;#036:3142#*a > 3*#8103

a > 0#0114

• ?ilai a disubstitusikan ke persamaan !2'

b > ;#;248;33;1 16#*a

b > ;#;248;33;1 16#*! 0#0114'

b > ;#;248;33;1D 0#2223

b > ;#84:1;33;1• &ari nilai a dan b yang didapat# dimasukkan ke rumus +

ln A > ln ! eaF D b '

ln A > aF D b

ln A > 0#0114 ! F ' D ;#84:1;33;1

1. ln A1 > 0#0114 !2' D ;#84:1;33;1

ln A1 > ;#8243;33;1

A1 > 620#03248;6

2. ln A2 > 0#0114 !4' D ;#84:1;33;1

ln A2 > ;#801*;33;1

A2 > 866#26263;6

3. ln A3 > 0#0114 !;' D ;#84:1;33;1

ln A3 > ;#::8:;33;1

A3 > 8:6#0206018

4. ln A4 > 0#0114 !8' D ;#84:1;33;1

ln A4 > ;#:**6;33;1

A4 > 8*6#20*8428

*. ln A* > 0#0114 !10' D ;#84:1;33;1

ln A* > ;#:331;33;1

A* > 836#83:4*8:

;. ln A; > 0#0114 !1*' D ;#84:1;33;1

ln A; > ;#;:;1;33;1

A; > :63#30*180*


11/21


62

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan:. ln A: > 0#0114 !20' D ;#84:1;33;1

ln A: > ;#;161;33;1

A: > :46#3*10831

8. ln A8 > 0#0114 !30' D ;#84:1;33;1

ln A8 > ;#*0*1;33;1

A8 > ;;8#;136*;1

6. ln A6 > 0#0114 !40' D ;#84:1;33;1

ln A6 > ;#3611;33;1

A6 > *6;#*:*;;:1

10. ln A10 > 0#0114 !;0' D ;#84:1;33;1

ln A10 > ;#1;31;33;1

A10 > 4:4#64:;3:*

• Iln A1 % !aB1Db'J2 D Iln A2 % !aB2Db'J

2D E D Iln An % !aBnDb'J2

> I0#04;236;33D 0#020203224D 0#00188;*1*D 0#000;*2366D

0#003*66016D 0#02:821;;*D 0#032*0*32: D 0#0180;*126D 0#000202*04D

0#0231;3206J

H

> 0#1:4338;22H > 0#1:4

5.5.2*ata Anta! e&+mp+

Su(u "ama holding e'a

"abel *.4 &ata Spesimen Jominy 600o9# ;0K

"abel *.* &ata Spesimen Jominy 600o9# 120K


12/21


63


"abel *.; &ata Spesimen Jominy 600o9# 180K

"abel *.: &ata Spesimen Jominy 600o9# 240K

Su(u e'a holding "ama

"abel *.8 &ata Spesimen Jominy :*0o9# 300K

?o Ai !7?' Bi !mm'

1 102: 2


13/21


64


2 621#

3

4

3 88;#

4

;

4 886#

;

8

* ::8#

1

10

; :*4#

;

1*

: :13#

2

20

8 :0*#

4

30

6 ;68#

;

40

10 ;41#

3

;0

"abel *.6 &ata Spesimen Jominy 800o9# 300K

?o Ai !7?' Bi !mm'

1 886#; 22 86:#4 4

3 831#1 ;

4 :*6#; 8

* :30#1 10

; :41 1*

: ;2:#: 20

8 ;*1#2 30

6 *6: 40

10 *4*#* ;0

"abel *.10 &ata Spesimen Jominy 8*0o

9# 300K

?o Ai !7?' Bi !mm'


14/21


6*


1 1168#: 2

2 623#1 4

3 82:#6 ;

4 830#1 8

* :;1#6 10

; :*1#4 1*

: :0:#: 20

8 ;*4#1 30

6 ;*;#1 40

10 *4*#* ;0


15/21


6;

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan5./ Pema(a"an

+ $ e r b a n d i n g a n ( e k e r a s a n S p e s i m e n " a n p a $ e r l a k u a n d e n g a n S p e s i m e n $ e r l a k u a n $ a n a s 6 0 0 o 9 H o l d i n g 3 0 0

M e n i t


16/21


6:

Kelompok 04 Pengujian KemampukerasanSecara teori# pengujian ominy bertujuan untuk menunjukkan bahwa terdapat

perbedaan nilai kekerasan spesimen pada tiap titiknya. $ada ujung spesimen yang

lebih dekat dengan penyemprotan akan memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi

dibandingkan dengan yang lebih jauh dari ujung penyemprotan. al ini disebabkan

oleh pendinginan cepat !quenching ' yang hanya dialami oleh ujung spesimen yang

disemprot dan distribusinya semakin menurun jika jarak semakin jauh dari spesimen

yang disemprot oleh air

-erdasarkan grafik *.1# terlihat bahwa tingkat kekerasan pada spesimen tanpa

perlakuan relatif konstan. Sedangkan grafik spesimen dengan perlakuan pada suhu

:*0o9 dan holding 140 menit memiliki gradien yang lebih curam. $ada jarak yang

lebih dekat dengan penyemprotan nilai kekerasannya lebih tinggi daripada jarak yang

lebih jauh dari penyemprotan# yaitu pada jarak 2 mm dari ujung penyemprotan# nilai

kekerasannya 1140#:7?# jarak 4 mm 103;#;7?# jarak ; mm 6187?# jarak 8

mm 83:#*7?# jarak 10 mm :60#67?# jarak 1* mm ;:1#47?# jarak 20 mm

;2*#:7?# jarak 30 mm *84#*7?# jarak 40 mm ;0*#17?# jarak ;0 mm

**37?.

al ini sesuai dengan hipotesa dan teori yang telah dipelajari bahwa semakin

jauh dari ujung penyemprotan maka nilai kekerasannya akan semakin menurun.


17/21


68


)rafik *.2+ $erbandingan (ekerasan Spesimen "anpa $erlakuan dengan Spesimen $erlakuan $anas "emperatur

Sama !600o9'# olding beda


18/21


66

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan$ada pengujian ominy dengan memfokuskan temperatur sama !600o9'

dengan Gariasi holding berbeda bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari holding

terhadap kemampukerasan. Secara teori# semakin lama holding maka semakin tinggi

nilai kemampukerasannya. -erdasarkan teori tersebut# maka urutan kemampukerasan

dari yang paling tinggi ke rendah seharusnya adalah pertama spesimen dengan

perlakuan panas 600o9 holding 300 menit# kedua spesimen dengan perlakuan panas

600o9 holding 240 menit# ketiga spesimen dengan perlakuan panas 600o9 holding

180 menit# keempat spesimen dengan perlakuan panas 600o9 holding 120 menit#

kelima spesimen dengan perlakuan panas 600o9 holding ;0 menit dan keenam

spesimen tanpa perlakuan panas.

"etapi berdasarkan grafik *.2 urutan kemampukerasan dari yang paling tinggi

ke rendah tidak sesuai hipotesa dan teori. /rutan pertama adalah spesimen dengan

holding 180 menit# kedua spesimen dengan holding 300 menit# ketiga spesimen

dengan holding ;0 menit# keempat spesimen dengan holding 240 menit# kelima

spesimen dengan holding 120 menit# sedangkan spesimen tanpa perlakuan cenderung

paling stabil. al ini terlihat berdasarkan interGal kekerasan pada jarak 2 mm dengan

;0 mm. -ila interGal kekerasan semakin kecil maka kemampukerasan semakin baik.

aktor yang dapat mempengaruhi penyimpangan ini adalah akibat suhu air

yang digunakan dalam uji ominy dapat mempengaruhi nilai kekerasan spesimen.

(arena berjalan secara siklus dengan Golume air yang tetap# maka suhu air sebelum

dan sesudah penyemprotan tidak sama dan mengakibatkan ukuran butir pada

spesimen menjadi berbeda. $engujian ominy merupakan pengujian yang tertutup#

sehingga memungkinkan uap air yang dilepaskan spesimen tidak bisa keluar dari

bejana ominy dan melingkupi spesimen saat pendinginan# hal ini mengakibatkan

ukuran butir pada spesimen menjadi berbeda.


19/21


100


rafik *.3+ $erbandingan (ekerasan Spesimen "anpa $erlakuan dengan Spesimen $erlakuan $anas "emperatur

eda#olding sama !300K'


20/21


101

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan$ada pengujian ominy dengan memfokuskan waktu holding sama !300

menit' dengan Gariasi temperatur berbeda bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari

suhu pemanasan terhadap kemampukerasan. Secara teori# semakin tinggi temperatur

maka semakin meningkat kemampukerasannya. &ari teori tersebut# maka urutan

kemampukerasan dari yang paling tinggi ke rendah seharusnya adalah pertama

spesimen dengan perlakuan panas 600o9 holding 300 menit# kedua spesimen dengan

perlakuan panas 8*0o9 holding 300 menit# ketiga spesimen dengan perlakuan panas

800o9 holding 300 menit# keempat spesimen dengan perlakuan panas :*0o9

holding 300 menit# dan kelima spesimen tanpa perlakuan panas.

"etapi berdasarkan grafik *.3 urutan kemampukerasan dari yang paling tinggi

ke rendah tidak sesuai hipotesa dan teori. /rutan pertama adalah spesimen dengan

suhu 600o9# kedua spesimen dengan suhu 8*0o9# ketiga spesimen dengan suhu

:*0o9# keempat spesimen dengan suhu 800o9# kelima spesimen tanpa perlakuan

cenderung paling stabil. al ini terlihat berdasarkan interGal kekerasan pada jarak 2

mm dengan ;0 mm. -ila interGal kekerasan semakin kecil maka kemampukerasan

semakin baik.

aktor yang dapat mempengaruhi penyimpangan ini adalah akibat suhu air

yang digunakan dalam uji ominy dapat mempengaruhi nilai kekerasan spesimen.

(arena berjalan secara siklus dengan Golume air yang tetap# maka suhu air sebelum

dan sesudah penyemprotan tidak sama dan mengakibatkan ukuran butir pada

spesimen menjadi berbeda. $engujian ominy merupakan pengujian yang tertutup#

sehingga uap air yang dilepaskan spesimen tidak bisa keluar dari bejana ominy dan

melingkupi spesimen saat pendinginan# hal ini mengakibatkan ukuran butir pada

spesimen menjadi berbeda. $embersihan terak % terak spesimen yang tidak merata

sebelum pengujian juga mempengaruhi nilai kekerasan pada segmen spesimen yang

tidak bersih tersebut sehingga penyimpangan bisa terjadi.


21/21

102

Kelompok 04 Pengujian Kemampukerasan5.0 Ke"impu&an 'an Sa!an

5.0.1 Ke"impu&an

1. &aerah yang lebih dekat dengan penyemprotan akan memiliki nilai kekerasan

tertinggi dan semakin menjauh nilai kekerasannya akan semakin menurun#

dikarenakan semakin cepat pendinginan maka kekarasan akan semakin

meningkat.

2. Spesimen yang mendapatkan perlakuan panas mempunyai nilai kekerasan yang

lebih tinggi jika dibandingkan dengan spesimen yang tanpa perlakuan panas.

3. -erdasarkan teori temperature pemanasan dan waktu holding mempengaruhi nilai

kekerasannya. "etapi# pada pengujian terdapat penyimpangan nilai kekerasan.

aktor yang menyebabkannya yaitu pertama suhu air yang digunakan dalam uji

ominy. (edua# uap air yang dilepaskan spesimen saat pendinginan tidak bisa

keluar dari bejana ominy dan melingkupi spesimen. (etiga# pembersihan terak %

terak pada spesimen tidak merata.

5.0.2 Sa!an

1.danya perbaikan beberapa alat pengujian guna menambah keakuratan data

pengujian yang dilakukan.

2 $enambahan waktu buka laboratorium# agar tidak mengganggu jadwal kuliah

praktikan dan asisten.

3. Sebaiknya asisten lebih meluangkan waktunya untuk asisteni.

4. Sebaiknya praktikan sebelum asistensi mempelajari materi yang akan

diasistensikan.

bab 5 revisi.docx

Documents