bab i heat treatment

5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 1/22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari karakteristik struktur dari

logam atau paduan. Mikroskop merupakan peralatan yang paling penting untuk

mempelajari struktur mikro suatu logam. Mikroskop memungkinkan untuk

menghitung ukuran butir, distribusi dari fasa-fasanya dan inklusi yang memiliki efek

yang besar terhadap sifat logam. Fasa adalah suatu kondisi dimana komponen

kimianya sama. Struktur mikro adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan

bantuan alat, dalam hal ini mikroskop optik yang dijadikan sebagi alat dalam

pengujian ini, sedangkan struktur makro adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat

dengan cara visual/kasat mata.

Pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu metalografi makro, yaitu

penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 1000 kali, dan metalografi

mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali. Pada analisa

mikro digunakan mikroskop optik untuk menganalisa strukturnya. Berhasil tidaknya

analisa ini ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin sempurna preparasi benda uji,

semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.

Pada dasarnya pengujian metalografi mencakup dua spesimen pengujian,

antara lain : pengujian merusak atau Destructive Test (DT) yang mencakup pengujian

tarik dan tekan, pengujian kekerasan, pengujian impak, uji charpy dan relaksasi

tegangan, uji kelelahan dan pengujian keausan. Yang kedua adalah pengujian yang

tidak merusak atau Non Destructive Test (NDT) yang menggunakan metode

ultrasonik, metode magnetik, metode akustik, metode radiografi dan yang terakhir

adalah pemeriksaan visual.

Logam mempunyai sifat-sifat istimewa yang menjadi dasar penggunaanya.

Salah satu sifat yang dimiliki oleh logam adalah sifat mekanik. Sifat-sifat mekanik

yang dimiliki oleh logam antara lain kekuatan, kekerasan, ketangguhan, keuletan,

mampu bentuk, dan mampu las. Sifat-sifat mekanik tersebut dipengaruhi oleh



beberapa faktor, antara lain komposisi kimia, perlakuan yang diberikan, dan struktur

butirnya.

Struktur butir yang terdapat pada suatu logam dipengaruhi oleh perlakuan

yang diterima oleh logam tersebut, yang akan mempengaruhi pada sifat mekanik

logamnya, misalnya pengerolan pada suatu logam maka struktur butir logam tersebut

akan laminar (memanjang) dan sifat kekerasannya akan naik. Contoh lain hasil dari

heat treatment, dengan mengamati struktur butirnya selain gambaran sifat

mekaniknya yang dapat diketahui, fasa yang ada juga dapat diketahui.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan percobaan ini adalah untuk mempelajari struktur mikro dari suatu

logam yang telah dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakan mikroskop

optik.

1.3 Batasan Masalah

Pada percobaan ini logam yang akan dipelajari struktur mikronya adalah Baja

AISI 1045 sebelum dilakukan proses perlakuan panas (base metal ), dikuens didalammedia air, media oli dan baja AISI 1045 yang dinormalising. Proses mounting

menggunakan bakelit denganukuran amplas yang dipakai grid 600,800, 1000, 1200

dan 1500.

1.4 Sistematika Penulisan

Penulisan laporan ini dibagi menjadi enam bab. Bab I menjelaskan mengenai

latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, sistematika penulisan. Bab II

menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat dari

percobaan yang dilakukan, Bab III menjelaskan mengenai metode penelitian, Bab IV

menjelaskan mengenai data percobaan, Bab V menjelaskan mengenai pembahasan

dan Bab VI menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan. Selain itu juga di

akhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban

pertanyaan dan tugas serta terdapat juga blangko percobaan.

BAB II



TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Metalografi

Metalografi adalah salah satu ilmu tentang logam yang mempelajari dan

menyajikan struktur mikro maupun topografi logam, fasa-fasa, ukuran butir dan

distribusinya, serta sifat-sifat logam serta paduannya dengan menggunakan peralatan

mikroskop. Metalografi merupakan pengujian dan pengamatan terhadap strukutur

butir suatu logam. Dalam pengamatan secara metalografi dapat diperoleh gambaran

struktur butiran suatu logam. Pengujian metalografi harus menggunakan bantuan dari

mikroskop optik.

Metalografi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang struktur makro dan

mikro dari suatu logam, bisa juga diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang

sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material atau logam.Sebelum kita berbicara

jauh tentang ilmu metalografi ada baiknya kita mulai dengan desain pengujian,

pengujian yang ideal harus mempunyai arti (meaningfull ), dapat dipercaya (reliable),

dapat dilakukan kembali (reproducible), diketahui presisinya (of known precision),

dan ekonomis (econonomical ). Ada dua masalah dalam tahap pemilihan material,

antara lain :

1. Pengaturan prosedur fisik (diuraikan dalam standar)

2. Penentuan jumlah spesimen (berdasarkan standar atau pengalaman) sebagai contoh

adalah material pelat hasil giling (rolling plate) harus dibuat dalam 3 arah

pengujian, yang pertama untuk casting metal , forging metal dan yang ketiga

adalah heat treated metal yang mana kesemuanya itu harus dilakukan denganrepresentataif.

Sebelum kita menguji suatu material logam, yang harus dipertimbangkan

adalah dalam tahap pemotongan ( shearing, punching, flame cutting ) tidak boleh

membuat cacat awal pada material logam uji, dimensi atau toleransi spesimen harus

tercatat dan yang terakhir adalah penandaan (marking ) harus dilakukan karena

ditakutkan akan terjadi kekeliruan pada saat benda uji atau logam akan diuji.



Karena pada dasarnya tujuan dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan

sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material logam maka sangat penting sekali kita

harus mempertimbangkan design dari suatu struktur atau mesin maka yang harus kita

lakukan adalah melihat kekutan dari mesin yang akan kita coba, untuk menjalankan

fungsinya secara aman dan baik. Contoh sebuah crane harus medukung ( support )

beban tanpa terjadi perpatahan atau tanpa pembengkokan (bending ) sehingga tidak

mempersulit operator crane.

Kekuatan atau strength adalah kemampuan dari struktur atau komponen untuk

tahan terhadap pembebanan tanpa terjadi kerusakan ( failure) yang disebabkan oleh

tegangan eksternal ataupun deformasi berlebihan. Sedangkan mechanical propertis

adalah sesuatu yang berhubungan dengan sifat elastis ataupun plastis material

terhadap suatu pembebanan yang diberikan.Pada dasarnya sifat mekanis material

melipiti : kekutan ( strength), kekakuan ( stiffness), elastisitas, plastisitas, resilience

dan ketangguhan (toughness). Kekuatan diukur melalui tegangan yang terjadi pada

material dalam kondisi tertentu.

Kekakuan ( stiffnes) adalah besarnya deformasi elastis yang terjadi dibawah

pembebanan dan diukur melalui modulus elastis. Elasticity (elastisitas) adalahkemampuan suatu material untuk berdeformasi tanpa terjadinya perubahan permanen

setelah tegangan dilepaskan. Plasticity (plastisitas) adalah kemampuan material untuk

berdeformasi permanen tanpa terjadi perpatahan. Ukuran plastisitas biasanya

ditunjukan dengan besarnya keuletan (ductility). Resilience adalah energi yang diserap

material didaerah elastis. Ketangguhan (taughness) adalah energi yang dibutuhkan

untuk mematahkan material.

2.2 Klasifikasi sifat-sifat logam

Sifat-sifat yang ada pada logam meliputi sifat fisik dan sifat mekanik, tetapi

yang akan dibahas pada uraian kali ini hanya meliputi sifat mekanis dari suatu logam.

Sifat mekanis terbagi menjadi dua yang sangat berpengaruh sekali terhadap keadaan

dari suatu material logam, yaitu sifat mekanik daerah plastis dan sifat mekanis daerah

elastis.



1. Sifat mekanik daerah elastis

Kekuatan elastis ( yield strength) yaitu kemampuan suatu bahan untuk

menerima beban tanpa terjadi deformasi plastis, untuk logam yang getas titik yield

dicari dengan off set metode yaitu tarik garis sejajar dengan garis elatis dari titik

regangan 0,2% atau 3,5% hingga memotong kurva. Kekakuan ( stiffness) yaitu

kemampuan suatu bahan pada daerah elastis dan hanya mengalami deformasi elastis

tetapi hanya sedikit. Parameter kekakuan adalah modulus young (E), dirumuskan

sebagai berikut . Resilien yaitu kemampuan menyerap energi tanpa terjadi deformasi

plastis, parameternya adalah modulus of resilience dirumuskan sebagai berikut : 2/2.E

2. Sifat mekanik daerah plastis

Tensile strength adalah suatu kemampuan bahan untuk menerima beban tanpa

menjadi putus, kekuatan seiring dengan kekerasan akan mempengaruhi UTS

(Ultimate Tensile Strength), UTS besar maka kekerasannya akan meningkat. Keuletan

(ductility) adalah kemampuan suatu bahan untuk deformasi plastis tanpa patah,

keuletan dinyatakan dengan % perpanjangan dan % pengurangan luas penampang.

Ketangguhan (toughness) adalah banyaknya energi yang diperlukan untuk

mematahkan satu satuan volume suatu bahan, secara grafik adalah luas penampang

dibawah kurva dari uji tarik.

Dalam tahapan pengerjaan, sebelum material logam diuji suatu material harus

diukur terlebih dahulu. Disini pengukuran tidak hanya ditekankan pada panjang, lebar

dan tinggi dari material saja, akan tetapi meliputi sudut, volume, massa, gaya,

tekanan, interval waktu, temperatur, arus listrik, tegangan listrik dan tahanan listrik.

Setiap pengukuran kecuali perhitungan (counting ) selalu terdapat variasi kesalahan

dan ini harus terkontrol atau diketahui sehingga pengujian dapat disebut sebagi

material logam yang mempunyai kepresisian dan keakuratan yang nyata.

2.3 Pengamatan metalografi

Fase adalah suatu kondisi dimana komponen kimianya sama. Struktur mikro adalah

suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan bantuan alat, dalam hal ini mikroskop



optik yang dijadikan sebagi alat dalam pengujian ini, sedangkan struktur makro

adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan cara visual/kasat mata.

Pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu : metalografi makro, yaitu

penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 1000 kali, sedangkan

metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali.

Pengamatan metalografi dibagi menjadi 2, yaitu :

a. Metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10-500

kali.

b. Metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000

kali.

Pada analisa mikro digunakan mikroskop optik untuk menganalisa

strukturnya. Berhasil tidaknya analisa ini ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin

sempurna preparasi benda uji, semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.

Tahapan persiapan benda uji metalografi secara umum adalah sebagai berikut :

a. Memilih atau mengambil spesimen

Ada tiga cara dalam memilih dan mengambil spesimen dari sifat dan tujuan

penyelidikan :

1. Kontrol kualitas

2. Analisa keruasakan

3. Keperluan penelitian

b. Pemotongan benda uji

Pemotongan jangan sampai merusak struktur bahan akibat gesekan alat potong

dengan benda uji. Untuk menghindari pemanasan setempat dapat digunakan air

sebagai pendingin. Selain itu juga perlu menghindari perubahan bentuk spesimenakibat beban alat pemotongan.



Pada dasarnya ada tiga arah pemotongan :

1. Arah memanjang

2. Arah menyilang

3. Arah sejajar

c. Mounting

Dilakukan untuk benda uji yang kecil dan tipis sehingga memudahkan pemegang

benda uji. Proses mounting biasanya menggunakan bakelit.

d. Pengampelasan

Dilakukan pada permukaan yang hendak diamati. Dimulai dari amplas yang paling

kasar (#400, #600, dan #800) sampai amplas yang paling halus (#1000 dan #1200)

dengan posisi tegak lurus sekitar 90 o terhadap benda uji. Pada proses pengampelasan

memakai mesin berputar, yang digunakan sebagai medianya adalah ampelas dengan

tingkat kekasaran yang berbeda. Selama proses pengampelasan benda uji harus dialiri

secara terus-menerus untuk menghindari terjadinya panas. Hasil yang diperoleh

permukaan spesimen dengan goresan yang searah, halus dan homogen..

e. Polishing

Dilakukan untuk menghilangkan goresan-goresan yang masih ada bekas

pengampelasan yang halus. Pemolesan dilakukan dengan bahan poles seperti pasta

gigi atau autosol, dan aluminium oksida. Tujuan polishing yaitu untuk mendapatkan

permukaan spesimen yang memenuhi syarat untuk diperiksa di bawah mikroskop.

f. Etsa

Dilakukan untuk mengikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat

diamati dengan jelas dengan menggunakan mikroskop optik. Pada dasarnya ada

perubahan atau perkembangan struktur mikro yang terjadi selama proses etsa,

dikarenakan :



1. Perbedaan warna akibat distribusi struktur mikro.

2. Jenis kekerasan yang berbeda.

g. Proses Pencucian

Proses pencucian benda uji dilakukan setelah proses pengampelasan,

polishing, dan setelah etsa. Proses pencucian paling bersih menggunakan alkohol

kemudian dikeringkan. Selain alkohol dapat juga menggunakan air bersih dan

aquades untuk mencuci benda uji.

h. Analisa

Proses analisa dilakukan dibwah mikroskop optik. Spesimen yang telah memenuhi

syarat diamati dibawah mikroskop optik. Berhasil atau tidaknya dalam

mengidentifikasi dan mengamati mikro struktur, lebih banyak ditentukan oleh

pengetahuan dan pengalaman mengenai berbagai logam dan paduan.

Mikroskop cahaya pada semua cabang metalurgi fisik, kegunaan mikroskop

amat besar. Yang amat sederhana adalah mikroskop cahaya yang terdiri dari tiga

bagian pokok :

Lensa Pemantul ( illuminator ), untuk memantulkan permukaan logam.

Lensa Objektif, yang mempunyai daya pisah.

Lensa Mata (eye lens), untuk memperbesar bayangan yang terbentuk oleh lensa

objektif.

Pengujian mikroskop dilakukan setelah pemolesan selesai dan setelah selesai

proses etsa. Proses etsa dilakukan dengan bantuan larutan kimia yang sesuai dapat

memberikan gambaran seperti kelarutan dan ukuran butir, distribusi fase, hasil

deformasi plastis dan eksistensi dari pengotor dan cacat-cacat. Proses kimia atau etsa

permukaan, mula-mula memperlihatkan batasan butir tetapi lebih lanjut etsa akan

memperlihatkan bayangan yang berbeda antara satu butir dengan butir yang lain. Hal

ini menunjukkan bahwa larutan etsa tidak mengikis permukaan logam seluruhnya

melainkan sepanjang bidang-bidang kristalografi tertentu. Bagian yang memiliki



orientasi yang sama kemudian terdapat dalam butir, dan karena setiap butir memiliki

orientasi yang berbeda dari butir-butir sekitarnya, setiap butir akan menentukan sinar

kelensa objektif pada mikroskop dan hasilnya akan timbul sinar, sementara butir-butir

disekitarnya memantulkan semua sinar kelain arah dan tampak lebih gelap.

(a) (b)

Normal Microskop Object Reflecting

Gambar 2.1 Susunan skematis sistem mikroskop

BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Diagram Alir Percobaan

Mounting

Rough Grinding #600, #800,

Benda uji

AISI 1045

Fine Grinding #1000,#1200 dan #1500

polishing

Etching dengan larutan nital

Pengamatan dibawah mikroskop

Data

Pembahasann

Literatur

Kesimpulan

Gambar 3.1 Diagram alir percobaan metalografi



3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat yang digunakan

1. Benda uji

2. Blower

3. Penjepit spesimen

4. Mesin mounting

5. Palu

6. Mesin poles

7. Mikroskop optik

8. Mesin heat treatment 9. Kompresor

3.2.2 Bahan yang digunakan

1. Benda Uji

2. Kertas amplas 600#, 800#, 1000#, 1200#.dan 1500#

3. Air

4. Etanol

5. Alumina

6. Nital

7. Bakelit

8. Waks

9. Kapas

3.3 Prosedur Percobaaan

A. Prosedur Percobaan Metalografi



1. Mempersiapkan benda uji AISI 1045 yang belum di heat treatment, sampel

yang sudah dikuens dengan oli, sampel yang dikuens dengan air dan sampel

yang sudah dinormalising.

2. melakukan mounting pada benda uji yang telah dipotong dengan

menggunakan bakelit.

3. Benda uji diamplas kasar pada permukaan yang akan diamati. menggunakan

amplas dengan ukuran 600#, dan 800#. Cara pengamplasan yaitu menekan

permukaan benda uji yang akan diamati ke amplas lalu menggerakkan maju

sambil memberikan tekanan secukupnya. Selama pengamplasan, gerakan

amplas hanya satu arah. Dalam mengamplas memberikan air pendingin,

sehingga geram-geram dapat hilang. Jika ingin merubah arah muka,

menggunakan arah tegak lurus terhadap arah sebelumnya jangan lupa

bersihkan dulu dengan air,

4. Setelah pengamplasan kasar selesai, melakukan pengamplasan halus,

sebelumnya spesimen dibersihkan dengan air. Prosedur pengamplasan harus

sama dengan pengamplasan kasar. Amplas yang digunakan yaitu 1000#, 1200

# dan 1500#.

5. membersihkan dengan air, kemudian melakukan poles kasar. Secara berkala

lihat permukaan yang dipoles.

6. Lalu melakukan poles halus dengan menggunakan alumina, mengoleskan

alumina sedikit keatas kain poles, lalu melakukan langkah seperti poles kasar,

jika permukaan telah selesai seperti cermain dan tidak ada goresan maka

pemolesan telah selesai.

7. membersihkan permukaan benda uji dengan menggunakan air dan alkohol

(etanol ) untuk mengilangkan lemak dan benda uji telah siap untuk dietsa. Cara

etsa yaitu: mencelupkan permukaan yang akan diteliti kedalam larutan etsa

selama kurang lebih 5 detik. Lalu mengangkat dan membersihkan dengan

blower . Benda uji yang telah dietsa jangan sampai tergores dan terkena lemak.

(menggunakan larutan nital 2%).

B. Prosedur Precobaan Identifikasi Struktur Mikro

1. menaruh sample pada tempat prepat, dimana sebelumnya bagian belakang

sample ditetempeli lilin (waks).



2. meletakkan benda uji diatas meja objektif mikroskop optik.

3. menyalakan lampu mikroskop dan menentukan pembesaran lensa objektif.

4. mengatur fokus lalu mengamati struktur mikro dan menggambarkan apa yang

terjadi.

5. Setelah selesai mengambil kembali benda uji dari meja objektif dan

mematikan lampu fokus.

BAB IV

DATA HASIL PERCOBAAN

4.1 Data Hasil Percobaan

Dari percobaan yang telah dilakukan mengenai pengujian impak, maka

diperoleh data hasil pengujian seperti yang terdapat dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data hasil percobaan

BAB V

PEMBAHASAN

5.1 Pembahasan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka didapatkan bentuk struktur

mikro yang berbeda tergantung kepada perlakuan panas yang diberikan

1.Sampel yang tidak dilakukan pengerjaan panas

Bahan :AISI 1045 (0,45%C)

Perlakuan :Tidak di heat treatment

Kekerasan : 16 HRC

Bahan:Base Metal Bahan:kuens dengan air

Bahan:dinormalising Bahan: dikuens dengan oli



1. Sampel yang Normalizing

Bahan : Baja 0,4% C

Perlakuan : Normalizing

Pembesaran : 500 kali

Beban pengujian : 150 kgf

Kekerasan rata-rata : 53 HRC

Normalising merupakan suatu proses perlakuan panas dimana logam dibiarkan

dingin diudara. Nilai kekerasan yang didapat pada pengujian dengan menggunakan

metode Rockwell skala C adalah 53 HRC. Pada pengamatan struktur mikronya

5.2.2 Quenching Oli

Bahan : Baja 0,4% C

Perlakuan : Quenching oli



Kekerasan rata-rata : 44,67 HRC

Struktur mikro : Martensit

Pada pengamatan kedua, benda uji yang menggunakan metode pengujian

sebelumnya artinya yang dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakan

metode quenching media oli didapatkan hasil struktur mikro yang berbeda dengan

pengamatan benda uji yang pertama dan kedua, pada pengamatan ini struktur mikro

yang diperoleh adalah martensit, perlakuan panas dengan media oli terlihat putih

bening disertai dengan garis-garis sebagai fasa martensit.



Karena pada metode quenching ini, proses pendinginannya dilakukan dengan

menggunakan oli dan dilakukan dengan cepat maka sifat fisik dari baja hasil

pengujian ini keras sekali, oleh karena struktur mikro yang terkandung didalam benda

uji ini mengandung martensit maka kita bisa menyimpulkan baja jenis ini keras sekali.

5.2.3 Quenching Air

Bahan : Baja 0,4% C

Perlakuan : Quenching Air



Kekerasan rata-rata : 56,12 HRC

Struktur mikro : Martensit

Pada pengamatan kedua, benda uji yang menggunakan metode pengujian

sebelumnya artinya yang dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakanmetode quenching media air didapatkan hasil struktur mikro yang berbeda dengan

pengamatan benda uji yang pertama yang paling banyak mempengaruhi adalah

paduan antara ferrite dengan martensit, karena pada metode quenching proses

pendinginannya dilakukan dengan mengunakan air dan dilakukan dengan sangat cepat

maka sifat fisik dari baja hasil pengujian ini sangat keras sekali, oleh karena struktur

mikro yang terkandung didalam benda uji ini mengandung martensit maka kita bisa

menyimpulkan baja jenis ini sangat keras sekali.

5.1.4 Tidak dilakukan Heat Treatment

Bahan : SS 400 (0,18% C)

Perlakuan : Tidak dilakukan

Heat Treatment




Struktur mikro : Ferrit

Pada pengamatan keempat, benda uji yang tidak menggunakan metode

pengujian sebelumnya artinya tidak dilakukan proses perlakuan panas didapatkan

hasil struktur mikronya ferrite.

Pada dasarnya pengamatan seperti yang tersebut di atas sudah bisa dikatakan

baik, karena benda uji pada pengamatan ini tidak dilakukan proses perlakuan panas

terlebih dulu beda halnya apabila benda uji ini dilakukan proses perlakuan panas,

tetapi karena kita menguji dan mengamati benda kerja yang mana pada proses

pengujian ini harus ada suatu benda uji yang memiliki karakteristik yang berbeda dan

ini diperlukan pada setiap kali kita menguji suatu benda kerja.

Di sini jelas terlihat bahwa benda uji yang sebelumnya dilakukan proses laku

panas akan sangat berbeda dengan benda uji yang sama sekali tidak menggunakan

proses laku panas, pada pengamatan ini menghasilkan struktur mikro yang sudah

terdapat kandungan ferrit. Di bawah ini digambarkan diagram fasa Fe3C yang

mencakup keterangan dari beberapa pembentukan yang terjadi pada hasil pengujian.

Gambar 2. Diagram fasa Fe3C

Gambar 3. Diagram TTT

Berdasarkan gambar diatas kita dapat menjelaskan sifat mekanik dari masing-masing

fasa yang terbentuk dengan bantuan diagram dan beberapa literature yang sesuai

dengan standart yang digunakan.

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil percobaan yang dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan

diantaranya :



1. Pada hasil dari normalising terbentuk dari ferrite dan cementite yang sedikit,

dan kemudian terbentuk pearlite yang lebih banyak.

2. Pada hasil dari full annealing terbentuk fasa ferrite yang lebih banyak dan

pearlite yang lebih sedikit. Hasil dari full annealing sifatnya lunak.

3. Pada hasil dari quenching terbentuk martensite sehingga sifatnya lebih keras.

4. Proses heat treatment yang diberikan berbeda maka komposisi fasanya juga

akan berbeda.

5. Waktu pendinginan yang berbeda akan menyebabkan komposisinya berbeda.

6. Dengan bantuan mikroskop optik memakai pembesarannya 500x sudah dapat

melihat struktur mikronya.

7. Bila hasil komposisi fasanya yang terbentuk adalah martensite maka sifatnya

akan keras, bila komposisi utamanya adalah ferrite maka akan lunak.

8. Untuk mendapatkan sifat akhir yang keras dapat menggunakan quenching .

9. Untuk mendapatkan sifat akhir yang lunak dapat menggunakan full annealing.

DAFTAR PUSTAKA

1. Davis, H.E, dan G.E, Troxell, “The Testing and Inspection of Engineering

Material”, Mc. Graw-Hill, New York, 1964.

2. Avner, S.H., “ Introduction to Physical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New

York, 1964.

3. ” Buku panduan praktikum laboratorium metalurgi II ”, Fakultas Teknik

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, cilegon, Banten, 2007.

4. Lakhtin, Y.,” Engineering Physical Metallurgy”, MIR Published, Moscow,

1968.

5. Van Der Voort, “Metallography Principles and Practices”.

6. Thelning, 1984, “Steel and its heat treatment ”, Buttherworths.



LAMPIRAN

A. Jawaban Pertanyaan dan Tugas

1. Pada percobaan Metalografi, suatu tekstur struktur fasa akan muncul setelah

sample dietsa, mengapa hal ini dapat terjadi? Jelaskan mekanismenya!

Jawab :

Etsa dilakukan untuk mengikis daerah batas butir sehingga struktur bahan

dapat diamati dengan jelas dibawah mokroskop optik. Apabila tidak dilakukan

etsa maka kita akan kesulitan dalam hal pengamatan benda uji karena benda uji

hasil polishing belum tentu kelihatan benar-benar halus oleh karena itu masih

perlu dilakuakn etsa.

Mekanismenya adalah sebagai berikut : menyelupkan benda uji yang

akan diteliti kedalam larutan etsa selama kurang lebih 5 detik, kemudian diangkat

dan dibersihkan dengan blower .

2. Apa yang dimaksud dengan Mounting ? Mengapa diperlukan proses Mounting !

Jawab :

Mounting (pembingkaian) adalah suatu proses yang dilakukan pada uji

metalografi yang hanya bisa dilakukan untuk benda uji yang kecil dan tipis

sehingga memudahkan kita pada saat pemegangan benda uji. Karena benda pada

pengamatan ini mengunakan benda uji yang kecil maka kita memerlukan proses

mounting sebagai proses pembantunya.

3. Apa manfaat pengujian metalografi dan bagaimana aplikasinya dalam dunia

industri?

Jawab :

Ilmu metalografi adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur makro

dan mikro dari suatu logam, dan bisa juga diartikan sebagai ilmu yang

mempelajari tentang sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material atau logam,



manfaatnya kita bisa melihat struktur apa yang terkandung dalam suatu material

logam dan tahapan apa yang harus kita lakukan untuk memproduksi suatu

material logam dengan kekuatan yang kita inginkan sesuai dengan pengujian.

Aplikasi dalam dunia industri pada pengujian metalografi adalah bisa

digunankan untuk mengetahiu kadar kekuatan dari suatau material logam dan

unsur atau paduan apa yang harus digunakan untuk menghasilkan logam dengan

kekuatan yang kita inginkan, karena tujuan pada uji metalografi disini adalah

untuk mendapatkan struktur mikro dari suatu logam maka aplikasi yang sering

dipakai dalam dunia industri adalah bagaimana mendapatkan suatu material

dengan kekuatan yang diinginkan.

4. Sebutkan hasil metalogarafi jenis-jenis besi tuang dan bagaimana sifat

mekanisnya:

Jawab :

Besi tuang kelabu adalah besi tuang kelabu mempunyai bidang patah

berwarna abu-abu dan didalam besi tuang sebagian dari karbon (C) merupakan

karbon bebas atau disebut grafit yang berbentuk pelat-pelat tipis yang tersebar.

Lamel-lamel grafit ini sebetulnya merupakan retak–retak halus sehingga

mengurangi sifat-sifat mekanis, kuat tariknya rendah dan regangannya hampir

tidak ada. Besi tuang kelabu lebih mudah dituang dari pada baja, oleh karena

temperatur tuangnya lebih rendah dan sifat pengerutannya lebih kecil.

Besi tuang malabel : besi tuang ini mempunyai garfit berbentuk bundar-

bundar atau berbentuk bola seperti pada besi tuang nodular dan mempunyai sifat

mekanis yang lebih baik.

Besi tuang nodular : besi tuang nodular adalah jenis besi tuang yang

mampu tempa yang kuat dan ulet.

5. Bagaimana pembentukan struktur martensite dan bainite?

Jawab:



• Mekanisme pembentukan bainit

Bainit tidak berbentuk lamellar seperti perlit tetapi berupa sementit

platelet yang terperangkap dalam ferrit yang sangat halus. Bainit memiliki

kekerasan 40-60 HRB, lebih kuat dari perlit lebih tangguh dan lebih ulet dari

martensit. Bainit terbentuk dimulai, pada pendinginan setelah melewati

temperature A1 austenit (FCC) akan mengalami transformasi allotropik menjadi

besi alpha (BCC) dan karena besi alpha tidak bisa melarutkan karbon dalam

jumlah banyak maka karbon yang sebelumnya diaustenit akan keluar dari larutan

dan membentuk inti sementit dibatas butir austenit. Semakin banyak karbon yang

keluar dari austenit membentuk sementit, austenit disekitar sementit makin sedikit

karbon dan akan menjadi ferrit.

Ada gaya dorong yang mendorong atom-atom besi gamma untuk

merubah posisinya agar menjadi besi alpha. Makin rendah temperaturnya dibawah

A1 makin besar gaya dorongnya, sehingga sebagian austenit akan membentuk

ferrit.

Karena austenit kaya akan karbon sedang ferrit sebaliknya maka

karbon yang terperangkap secara difusi akan keluar membentuk sementit pada

arah bidang kristallografi tertentu dari ferrit yang terbentuk, struktur ini disebut

bainit. Cara pembentukan bainit dilakuakn dngan memanaskan baja sampai

temperatur austenit kemudian didinginkan dengan cepat sampai dibawah hidung

diagram TTT dan diatas garis Ms, serta dibiarkan pada temperatur tersebut sampai

transformasi selesai.

Mengenai hal ini dibawah dijelaskan dan digambarkan diagram TTT

dari mekanisme pembentukan bainit, bainit terbentuk dari austenit yang langsung

bertransformasi dengan austenit membentuk bainit. Ingat bainit terbentuk karena

adanya proses transformasi dari pearlite menjadi austenite dan langsung

bertransformasi membentuk bainit, begitu pula dengan pembentukan yang dialami

oleh martensite akan sama mekanismenya tetapi akan berbeda dalam hal

bertransformasi.

Diagram TTT



• Mekanisme pembentukan martensit

Karena austenit kaya akan karbon sedang ferrit sebaliknya maka

karbon yang terperangkap secara difusi akan keluar membentuk sementit pada

arah bidang kristallografi tertentu dari sementit yang terbentuk, struktur ini

disebut martensit. Cara pembentukan martensit dilakukan dengan memanaskan

baja sampai temperatur austenit kemudian didinginkan dengan cepat sampai diatas

hidung diagram TTT dan diatas garis Ms, serta dibiarkan pada temperatur tersebut

sampai transformasi selesai.

Transformasi dari austenit menjadi martensite berlangsung dengan

mengeluarkan sejumlah panas sehingga reaksi eutektoid berlangsung secara

isothermal. Temperatur akan turun lagi bila reaksi eutektoid sudah selesai.

Pada temperatur yang lebih rendah lagi maka sudah tidak lagi ada

perubahan fase pada garis A1 yang terjadi adalah reaksi eutektoid yaitu austenit

menjadi martensite, sedang ferit yang sudah ada (ferrit proeutektoid) tidak

mengalami perubahan. Semakin tinggi kadar karbon (dalam range baja

hipoeutektoid) maka jumlah martensitnya akan semakin banyak dibandingkan

dengan perlit.

Mekanisme pembentukan martensit bisa langsung dilihat dari diagram

dibawah ini.

Mekanisme pembentukan martensit

Pada temperature dibawah garis A1 tidak akan terjadi lagi transformasi

dari austenit menjadi martensite, dimana pada temperature kamar struktur terdiri

dari perlit yang terbungkus jaringan sementit.

6. Sebutkan macam-macam larutan etsa dan sebutkan penggunaannya dari larutan

etsa tersebut?

Jawab :

Nital, banyak digunakan untuk mengetsa daerah batas butir sehingga

struktur bahan dapat diamati dengan jelas dibawah mikroskop optik.



Alkohol, banyak digunakan untuk membersihkan daerah bekas

pemolesan yang kelihatannya tidak teratur dan masih bergelombang, sehingga

didapatkan benda uji yang memiliki daerah/struktur bahan yang mengkilap atau

licin.

7. Zat etsa apa yang digunakan untuk pengamatan material berikut :

a. Kuningan

b. Besi tuang putih

c. Baja 0,2 %

Sebutkan pula fasa-fasa yang diharapkan terbentuk setelah ditambah zat etsa!

Jawab :

a. Kuningan

Zat etsa yang digunakan adalah nalkohol. Zat yang diharapkan adalah

austenit.

b. Besi tuang putih

Zat etsa yang digunakan adalah nital. Zat yang diharapkan adalah pearlit.

c. Baja 0,2 %

Zat etsa yang digunakan adalah nital. Zat yang diharapkan adalah

martensit

Lampiran B Gambar Alat dan Bahan

Mesin Polishing Compressor

Baja karbon



Mikroskop optik

bab i heat treatment

Documents