5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Katup buang

Katup adalah komponen penting dalam proses pembakaran bahan bakar di

dalam silinder. Katup berfungsi sebagai pintu gerbang pemasukan bahan bakar

dan pembuangan gas sisa pembakaran, yang mana waktu pembukaan dan

penutupan katup diatur sesuai dengan mekanisme katup (Naresh, 2012), fungsi

lain katup buang adalah mentransfer panas dari ruang bakar ke saluran

pembuangan. Ketika mesin bekerja, temperatur katup buang mencapai 650°C,

sedangkan temperatur katup masuk 250°C (Willard W. Pulkrabek, 2003). Untuk

lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.1 sebagai berikut :

Gambar 2.1. Suhu pada ruang bakar (satuan celcius) mesin menurut SI pada

kondisimesin normal stabil (Willard W. Pulkrabek, 2003)

Katup (valve) mempunyai susunan dan bentuk tertentu yang ditunjukan pada

Gambar 2.2. katup buang sepeda motor 4 Tak dan 2 Tak mempunyai parameter-

parameter sebagai berikut:

a) Pressure-temperature ratings (nilai tekanan temperatur)

b) Corrosion resistance requirements (syarat ketahanan korosi)

c) Thermal shock (pemanasan secara cepat)

6

d) Physical shock (perubahan fisik)

e) Line stresses (tegangan garis)

f) Fire hazards (bahaya terbakar)

Gambar 2.2. Bagian- bagian katup (Singaiah, G, 2012)

2.2. Kerusakan pada katup

Katup bekerja secara kontinyu pada temperatur tinggi yang menyebabkan

fatigue dan kerusakan (Naresh, 2012). Katup buang bekerja pada temperatur

ekstrim antara 650°C - 810°C, bagaimana pada Gambar 2.3 (Larry Carley, 2005),

sedangkan katup masuk pada temperatur 400°C- 550°C (Ika dkk, 2010). Katup

buang terpapar temperatur tinggi dan secara mekanis mengalami tegangan

berlebih. Selain itu, katup buang selalu kontak dengan gas buang hingga mudah

mengalami korosi dan mengakibatkan retak (Ravindra, 1989) yang ditampilkan

Gambar 2.4. Karena alasan ini katup buang jauh lebih peka terhadap korosi dan

terbakar dibanding katup masuk (Nurten, 2010).

Deposit terbentuk pada katup buang berasal dari reaksi bahan bakar dan

oli. Sulfur, vanadium dan sodium yang terkandung dalam bahan bakar teroksidasi

selama proses pembakaran dan membentuk sulfur dioksida, sulfur trioksida,

sodium oksida dan vanadium pentaoksida. Pada temperatur 550oC, garam-garam

deposit akan mencair dan mengalir sepanjang batas butir, kemudian larut dalam

7

lapisan proteksi mengakibatkan korosi sepanjang butir pada katup buang (Nanda,

2003).

Gambar 2.3. Distribusi panas pada kepala katub buang (SEB, 2010)

Gambar 2.4. Korosi disebabkan gas buang pada katub buang (Ravindra. P., 2012)

Material katup buang sepeda motor yang mempunyai kandungan unsur

Mangan (Mn) besar berpengaruh terhadap ketahanan aus dan meningkatkan

ketahanan korosi (Ravindra. P., 1989). Sedangkan Material katup buang yang

punya kandungan unsur Mangan paling rendah akan mudah aus dan lecet (Ika

dkk., 2010). Baja mangan tinggi memiliki ketahanan terhadap luka lecet yang

diperlihatkan Gambar 2.5. Mangan berinteraksi dengan sulfur dalam baja tahan

8

karat untuk membentuk sulfida mangan. Morfologi dan komposisi sulfida ini

dapat memiliki efek besar pada ketahanan korosi (ASM. vol., 01., 2005).

Gambar 2.5. Luka lecet pada katup buang sepeda motor (Peter J., 2009)

2.3. Material Katup

Awal tahun 1900 katup telah dibuat dari campuran logam baja. Selanjutnya

tahun 1950 material katup yang paling umum adalah PPH Baja Tahan-Karat (21-

4N, 12-12, 23-8) dan tahun 1970-1980 dikembangkan logam campuran nikel,

stellite dan triboloy (www.CMCManufacturing.com). Pada bulan oktober 1998

salah satu produsen katup menciptakan katup masuk dan buang dengan material

titanium paduan Tib yang disebut Metal Matrick Composite (MMC) dari Toyota

Motor Corporation (Furuta, 2001)

Menurut Yamagata (2005), Katup masuk terbuat dari baja JIS-SUH3 fasa

martensitic atau mempunyai sifat keras. Sedangkan katup buang terbuat dari baja

JIS-SUH35 yang mempunyai fasa austenitic. Material katup buang sepeda motor

memiliki kombinasi dua fasa yaitu austenit dan ferit atau disebut Duplex

Stainless Steel (DSS). DSS akan memiliki sifat kekuatan dan ketangguhan yang

tinggi serta ketahanan korosi yang sangat baik. Selain dua sifat di atas duplex juga

mudah untuk difabrikasi dan mudah di las (Sanchez. R et.al., 2002).

Baja merupakan paduan yang terdiri dari besi, karbon dan unsur lainnya.

Besi dikenal sebagai Ferrite yang mempunyai format kristal di bawah titik

leburnya, Salah satu berbentuk atom BCC (body centered cubic) stabil di bawah

suhu kamar untuk 912°C (1675°F) dan dari 1394°C (2540°F) kepada titik lebur

1530°C (2785°F) (ASM vol.1, 2005).

Lecet

9

Karbon merupakan salah satu unsur terpenting karena dapat meningkatkan

kekerasan dan kekuatan baja (Calister, 2007). Baja merupakan logam yang paling

banyak digunakan dalam teknik, dalam bentuk plat, lembaran, pipa, batang, profil

dan sebagainya (Amstead dkk,1995)

Baja tahan karat / Stainless Steel dibagi menjadi lima kelompok :

1. Baja tahan karat martensitic.

2. Baja tahan karat ferritic.

3. Baja tahan karat austenitic.

4. Baja tahan karat duplex (ferritic - austenitic).

5. Baja tahan karat precipitation hardening.

2.3.1. Kriteria Katup Buang

Menurut Afham dkk (2012) Material katup buang harus mempunyai kriteria

sebagai berikut :

1. Tahan temperatur tinggi sampai 700°C.

2. Tahan tekanan tinggi sampai 500 MPa.

3. Memiliki kekuatan besar dengan massa kecil.

4. Tahan terhadap oksidasi.

5. Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan korosi.

6. Material mudah didapatkan.

Penggabungan dua unsur baja dan nikel dapat meningkatkan kekerasan dan

kekuatan tarik dari material, dimana bisa dilihat pada Gambar 2.6. Material ini

memenuhi kriteria katup buang sepeda motor mulai dari tahan temperatur tinggi,

korosi, tahan lama pada tekanan tinggi, oksidasi, lecet (Afham. M. et, al, 2012).

Unsur Cr dan Ni mampu bekerja pada tekanan dan temperatur tinggi

sampai pada suhu 810oC (D.N. Gideon et al, 1962). Hubungan Ni, Cr terhadap

temperatur ditampilkan pada Gambar 2.7.

10

Gambar 2.6. Hubungan nikel dan baja terhadap kekuatan tarik (Afham. M. et, al,

2012).

Gambar 2.7. Hubungan nikel dan kromium terhadap temperatur kerja (Afham.

M. et, al, 2012).

11

Sedangkan sifat mekanik katup buang sepeda motor yang masuk jenis

Duplex Stainless Steel (DSS) diterangkan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Sifat mekanik Duplex Stainless Steel (Afham. M. et, al, 2012).

2.3.2. Klasifikasi Baja

Sifat dari baja karbon tergantung dari seberapa besar karbon yang

dikandungnya. Berdasarkan kadar karbonnya baja dikelompokkan sebagai berikut

(Surdia, dkk, 2000) :

1. Baja karbon rendah (Low CarbonSteel), kandungan kadar karbon kurang

dari 0,3%.

2. Baja karbon sedang (Medium CarbonSteel), kandungan kadar karbon antara

0,3-0,45%.

3. Baja karbon tinggi (High CarbonSteel), kandungan kadar karbon antara

0,45-1,7%.

2.3.3. Baja Paduan / Alloy Steel

Berdasarkan persentase paduannya

1. Baja paduan rendah

Bila jumlah unsur tambahan selain karbon lebih kecil dari 8%.

12

2. Baja paduan tinggi

Bila jumlah unsur tambahan selain karban lebih dari atau sama dengan 8%

seperti baja HSS (High Speed Steel) atau SKH 53 (JIS) atau M3-1 (AISI).

Sumber lain menyebutkan:

1. Low alloy steel (baja paduan rendah), elemen paduannya ≤ 2,5 %.

2. Medium alloy steel (baja paduan sedang), elemen paduannya 2,5-10 %.

3. High alloy steel (baja paduan tinggi), elemen paduannya > 10 %.

Tabel 2.2. Spesifikasi baja paduan (JIS) dan komposisi kimia untuk material

katup. CYAUTO Symbols

JIS

SAE

BS

C

Si

Mn

P

S

Ni

Cr

W SNCM4 4140 EN49 0.43 0.35 0.85 0.03 0.03 - 1.2 SNCM7 8645 AEN10

0D 0.40 0.04 0.65 0.03 0.35 0.9 0.75

SNCM8 4030 EN24 0.44 0.35 0.70 0.03 0.035 1.7 1.4 A SUH3 0.45 2.5 0.6 0.03 0.03 0.6 12.0 H SUH11 HNV

3 EN52 0.5 3.0 0.6 0.03 0.035 0.5 8.5

B SUH35 (21-N4)

EV8 349S54 0.58 0.35 10.00 0.04 0.045 4.5 22.0

EN54 0.50 1.75 1.20 0.045 0.045 10.0 14.0 SUH4 ENV

6 EN59 0.85 2.25 0.60 0.03 0.03 1.65 20.5

DIN 1.4882 EV9 0.45 2.5 0.6 0.03 0.03 14.0 15.0 DIN 1.4718 0.4 3.50 0.6 0.03 0.03 0.6 9.5

(Sumber : CYATO AUTOPART.CO.LTD)

Seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2.2. simbol – simbol diatas antara lain :

1. W Chromium-Manganium-Molybdenum-Steel (JIS SCM4) berlaku untuk katup masuk.

2. H Silicon-Chromium (Silichrome 1) (JIS SUH11) berlaku untuk katup masuk saja.

3. A Silicon-Manganium-Molybdenum-Steel (JIS SUH3) berlaku untuk katup masuk.

4. B Chromium-Mangane Tinggi Baja Austenitic ( JIS Baja SUH35) (anti magnetic 21-4N) berlaku untuk katup buang.

13

Baja karbon rendah memiliki sifat pengerjaan yang baik seperti sifat

keuletan, sifat mampu tempa, kelunakan dan mampu mesin yang baik. Untuk

pemakaian pada suhu tinggi baja sejauh mungkin bebas dari nitrogen dengan jalan

menambahkan Al tetapi tidak melebihi 300 gr/ton baja cair (Wiryosumarto, 2008).

2.3.4. Baja Tahan Karat / Stainless Steel

Stainless Steel (SS) adalah paduan besi dengan minimal 12 % kromium.

Komposisi ini membentuk lapisan pelindung anti korosi (protective layer) yang

merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi secara spontan.

Tentunya harus dibedakan mekanisme protective layer ini dibandingkan baja yang

dilindungi dengan coating (misal seng dan cadmium) ataupun cat.

Sifat Stainless Steel (SS) antara lain:

1. Tahan temperatur rendah maupun tinggi.

2. Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil.

3. Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan aus.

4. Tahan terhadap oksidasi.

5. Kuat dan dapat ditempa.

6. Mudah dibersihkan, mengkilat dan tampak menarik

Adapun Material katup buang yang termasuk golongan steel dapat dilihat

pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Spesifikasi Steel dan komposisi kimia untuk material katup (Krzysztof,

2012)

Paduan

C Cr Ni Mn Si ASTM A 743 0.5-1.0 10.0-11.0 5.0-7.0 0.4-0.6 1.0-2.0

X33CrNiMnN 0.28-0.38 22.0-24.0 7.0-9.0 1.5-3.5 0.50-1.0

X50CrMnNiNbN 0.45-0.55 20.0-22.0 3.50-5.50 8.0-10.0 < 0.45

X53CrMnNiNbN 0.48-0.58 20.0-23.0 3.25-4.50 8.0-10.0 < 0.25

X55CrMnNiN 0.50-0.60 19.5-21.5 1.50-2.75 7.0-10.0 < 0.25

14

Kategori SS tidak halnya seperti baja lain yang didasarkan pada persentase

karbon tetapi didasarkan pada struktur metalurginya. Lima golongan utama SS

adalah Austenitic, Ferritic, Martensitic, Duplex dan Precipitation Hardening SS.

1. Austenitic Stainless Steel

Austenitic SS mengandung sedikitnya 16% Chrom dan 6% Nickel (grade

standar untuk 304), sampai ke grade Super Autenitic SS seperti 904L (dengan

kadar Chrom dan Nickel lebih tinggi serta unsur tambahan Mo sampai 6%).

Molybdenum (Mo), Titanium (Ti) atau Copper (Co) berfungsi untuk

meningkatkan ketahanan terhadap temperatur serta korosi. Austenitic cocok juga

untuk aplikasi temperature rendah disebabkan unsur Nickel membuat SS tidak

menjadi rapuh pada temperatur rendah.

2. Ferritic Stainless Steel

Kadar Chrom bervariasi antara 10,5 - 18 % seperti grade 430 dan 409.

Ketahanan korosi tidak begitu istimewa dan relatif lebih sulit di

fabrikasi/machining. Tetapi kekurangan ini telah diperbaiki pada grade 434 dan

444 dan secara khusus pada grade 3Cr12.

3. Martensitic Stainless Steel

SS jenis ini memiliki unsur utama Chrom (masih lebih sedikit jika

dibanding Ferritic SS) dan kadar karbon relatif tinggi misal grade 410 dan 416.

Grade 431 memiliki Chrom sampai 16% tetapi mikro strukturnya masih

martensitic disebabkan hanya memiliki Nickel 2%. Grade SS lain misalnya 17-

4PH/ 630 memiliki tensile strength tertinggi dibanding SS lainnya. Kelebihan dari

grade ini, jika dibutuhkan kekuatan yang lebih tinggi maka dapat di hardening.

4. Duplex Stainless Steel

Duplex SS seperti 2304 dan 2205 (dua angka pertama menyatakan

persentase Chrom dan dua angka terakhir menyatakan persentase Nickel)

memiliki bentuk mikrostruktur campuran austenitic dan Ferritic. Duplex ferritic-

austenitic memiliki kombinasi sifat tahan korosi dan temperatur relatif tinggi atau

secara khusus tahan terhadap Stress Corrosion Cracking. Meskipun kemampuan

Stress Corrosion Cracking-nya tidak sebaik ferritic SS tetapi ketangguhannya

jauh lebih baik (superior) dibanding ferritic SS dan lebih buruk dibanding

15

Austenitic SS. Sementara kekuatannya lebih baik dibanding Austenitic SS (yang

di annealing) kira-kira 2 kali lipat. Sebagai tambahan, Duplex SS ketahanan

korosinya sedikit lebih baik dibanding 304 dan 316 tetapi ketahanan terhadap

pitting corrosion jauh lebih baik (superior) dibanding 316. Ketangguhannya

Duplex SS akan menurun pada temperatur dibawah - 50oC dan diatas 300oC.

5. Precipitation Hardening Steel

Precipitation hardening stainless steel adalah SS yang keras dan kuat

akibat dari dibentuknya suatu presipitat (endapan) dalam struktur mikro logam.

Sehingga gerakan deformasi menjadi terhambat dan memperkuat material SS.

Pembentukan ini disebabkan oleh penambahan unsur tembaga (Cu), Titanium

(Ti), Niobium (Nb) dan alumunium (Al). Proses penguatan umumnya terjadi pada

saat dilakukan pengerjaan dingin (cold work). Perbandingan masing-masing sifat

dari grade SS ditunjukkan pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Perbandingan Sifat Mekanik Berbagai Jenis Stainless Steel

2.3.5. High Strength Low Alloy Steel (HSLA)

Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti bocor,

tahan terhadap abrasi, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet, sifat mampu

mesin yang baik dan sifat mampu las yang tinggi (weldability). Untuk

mendapatkan sifat-sifat di atas maka baja ini diproses secara khusus dengan

menambahkan unsur-unsur seperti: tembaga (Cu), nikel (Ni), Chromium (Cr),

Molybdenum (Mo), Vanadium (Va) dan Columbium.

2.4. Duplex Stainless Steel

Duplex Stainless Steel (DSS) adalah material dengan kombinasi dua fasa

yaitu austenite dan ferrite. Hadirnya fasa austenite dalam duplex membuat

Jenis

Stainless

Steel

Respon

Magnet

Ketahanan

Korosi

Metode

Hardening

Ke-liat-an

(Ductility)

Ketahanan

Temperatur

Tinggi

Ketahanan

Temperatur

Rendah

Kemampuan

Welding

Austenitic Tdk Sgt Tinggi Cold Work Sgt Tinggi Sgt Tinggi Sgt Tinggi Sgt Tinggi

Duplex Ya Sedang Tidak ada Sedang Rendah Sedang Tinggi

Ferritic Ya Sedang Tidak ada Sedang Tinggi Rendah Rendah

Martensitic Ya Sedang Q & T Rendah Rendah Rendah Rendah

16

material ini tangguh dan ulet sedangkan fasa ferit memberikan sifat ketahanan

korosi namun ketangguhannya rendah. Sehingga DSS akan memiliki sifat

kekuatan dan ketangguhan yang tinggi serta ketahanan korosi yang sangat baik.

Selain dua sifat di atas duplex juga mudah untuk difabrikasi dan mudah di las.

Kemampuan untuk di las dan karakteristik pengelasan DSS lebih baik dari feritic

SS, tetapi secara umum tidak lebih baik dari material austenitic.

Produk DSS diperoleh dengan beberapa proses pengerjaan seperti

pengecoran (casting), tempa (forging), extrusi dan canai (rolling). Secara umum

sifat DSS dapat dicapai untuk kesetimbangan fasa dalam rentang 30 sampai 70%

ferrite dan austenite. Namun, DSS paling banyak memiliki komposisi yang

seimbang antara ferrite dan austenite, dimana untuk produksi komersial saat ini

lebih banyak penambahan austenite untuk alasan ketangguhan dan karakteristik

fabrikasi yang lebih baik. Untuk menjaga kesetimbangan kedua fasa di atas

bergantung pada komposisi paduan dan perlakuan panas. Dalam proses

pengerjaannya, untuk memprediksi struktur mikro yang diinginkan (austenite dan

ferrite) dapat merujuk pada diagram Schaeffler-DeLong di Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Diagram Schaeffler-DeLong menunjukkan struktur mikro yang

terbentuk pada komposisi paduan tertentu (Sourmail, T. et. Al., 2004).

Elemen-elemen paduan penstabil ferit disebut Chrom-equivalents dan

elemen-elemen penstabil austenit di sebut Nickel-equivalents dengan formula:

Cr-equivalent = Cr + Mo + 1.5Si + 0.5Nb [wt%] (1)

Ni-equivalent = Ni + 30(C+N) + 0.5Mn [wt%] (2)

17

DSS dapat di aplikasikan pada rentang temperatur intermediate dari

temperatur ambient sampai beberapa ratus derajat Farenheit (tergantung

lingkungan), dimana ketahanan terhadap asam dan larutan klorida di persyaratkan.

DSS dapat di aplikasikan pada sektor onshore dan offshore industri minyak dan

gas sebagai sistem pemipaan, (process piping, seawater piping, tube & pipe

fittings, instrumentation & hydraulic tubing), heat exchanger dan reaction vessel

karena sifatnya yang tahan korosi dan memiliki kekuatan yang tinggi.

2.4.1. Unsur-Unsur Penting Paduan Duplex Stainless Steels

1. Chromium (Cr)

Kromium adalah unsur pembentuk ferrite, yang berarti penambahan

kromium menstabilkan struktur BCC besi. Jumlah minimum krom sekitar 10.5%

penting untuk membentuk lapisan pasif krom stabil yang berguna untuk

melindungi baja dari mild atmospheric corrosion. Efek kromium ini penting

karena pengaruhnya pada pembentukan dan penghilangan scale oksida yang

dihasilkan dari perlakuan panas atau pengelasan.

2. Molibdenum (Mo)

Molibdenum berfungsi untuk mendukung kromium dalam ketahanan

korosi klorida tehadap SS. Ketika kandungan krom dalam SS sedikitnya 18%,

penambahan molybdenum menjadi tiga kali lebih efektif seperti penambahan

krom dalam melawan pittingdan crevice corrosion. Di lingkungan klorida,

Molibdenum (Mo) adalah unsur pembentuk ferrite dan juga meningkatkan

kecenderungan SS membentuk fasa intermetalik yang merusak. Oleh karena itu

kandungan Molibdenum dibatasi kurang dari 4% dalam DSS.

3. Nitrogen

Nitrogen meningkatkan ketahanan pitting dan crevicecorrosion pada

austenitic dan DSS. Nitrogen adalah unsur penting pembentuk austenite dan bisa

menggantikan nikel dalam austenitic SS. Unsur pembentuk ferit, kromium dan

molibdenum, diseimbangkan dengan unsur pembentuk austenite nickel dan

nitrogen, untuk mendapatkan struktur duplex.

18

4. Nickel

Nickel adalah unsur penstabil austenit, yang berarti penambahan nikel pada

besi paduan dapat meningkat ketahanan terhadap tegangan-retak dan korosi. Juga

terbentuknya unsur penstabil austenite untuk mempromosikan perubahan struktur

kristal dari BCC (ferritic) ke FCC (austenitic) yang dijelaskan pada Gambar 2.9

(ASM. vol. 01., 2003).

Gambar 2.9. Penambahan nikel, struktur kristal berubah dari Body Centered Cubic (tanpa nikel) menjadi Face-Centered Cubic (sedikitnya 8% nickel)

(International Molybdenum Association., 2009)

Penambahan nikel menunda pembentukan fasa intermetalik yang merusak

pada austenitic ss tetapi nikel kurang efektif dibanding nitrogen pada DSS.

Sruktur FCC membuat austenitic stainless steels memiliki ketangguhan tinggi.

Kehadirannya dari sekitar setengah struktur mikro duplex meningkatkan

ketangguhan duplex dibanding Ferritic SS (Sourmail, T. et. Al., 2004). Untuk

penambahan unsur nikel akan mengubah strukturmikro dari material besi paduan

yang diperlihatkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10. Peningkatan kandungan nikel merubah struktur mikro Stainless Steel dari Ferritic (kiri) menjadi Duplex (tengah) menjadi Austenitic (kanan)

(Sourmail, T. et. Al., 2004)

19

2.4.2. Diagram fasa Fe-Cr-Ni

Diagram fasa ternari besi-kromium-nikel menjelaskan sifat metalurgi DSS.

Pada konsentrasi 68% besi (Gambar 2.8. Diagram Schaeffler-DeLong)

mengilustrasikan bahwa paduan ini membeku sebagai ferit (α), sebagiannya

kemudian berubah menjadi austenit (γ) pada suhu sekitar 1000°C (1832°F)

tergantung pada komposisi paduan. Disana ada perubahan lebih jauh dalam

kesetimbangan ferrite–austenite pada temperatur rendah.

Efek peningkatan nitrogen juga ditunjukkan dalam Gambar 2.10. Efek

positif nitrogen lainnya adalah meningkatkan temperatur dimana austenit mulai

terbentuk dari ferit. Oleh karena itu, bahkan pada laju pembekuan cepat,

keseimbangan level austenit dapat dicapai. Pada generasi kedua DSS, efek ini

mengurangi masalah kelebihan ferit pada daerah HAZ. Secara termodinamik,

karena austenit terbentuk dari ferit, maka tidak mungkin untuk paduan menuju

kesetimbangan austenit. Namun, karena proses pembekuan ke temperatur rendah

akan membentuk fasa-fasa yang merugikan seperti karbida, nitrida, sigma dan

fasa intermetalik lainnya pada struktur mikro. Hal ini harus dihindari karena fasa-

fasa tersebut bersifat getas, dan mengurangi ketangguhan duplex.

Gambar 2.11. Diagram fasa terner Fe-Cr-Ni pada kandungan 68% besi. Perubahan kecil pada kandungan nikel dan kromium membuat pengaruh yang

besar pada jumlah austenite dan ferrite dalam duplex stainless steels (Sourmail, T. et. Al., 2004).

Perubahan kecil pada kandungan nikel dan kromium membuat pengaruh

yang besar pada jumlah austenite dan ferrite yang ditampilkan pada Gambar 2.11

(Sourmail, T. et. Al., 2004). Untuk strukturmikro baja paduan yang mengandung

unsur nikel dan kromium lebih kecil menjadikan banyak terbentuk ferit.

20

Sedangkan baja paduan yang mengandung unsur nikel dan kromium lebih besar,

maka banyak terbentuk austenite. Secara termodinamik, austenit terbentuk dari

ferit, maka tidak mungkin untuk paduan menuju kesetimbangan austenite yang

ditampilkan pada Gambar 2.12 (Zucato. I., 2002) Namun, karena proses

pembekuan ke temperatur rendah akan membentuk fasa-fasa yang merugikan

seperti karbida, nitrida, sigma dan fasa intermetalik lainnya pada struktur mikro.

Gambar 2.12. Strukturmikro Material 2205 dengan keseimbangan fasa ferit (F) dan austenite (A). untuk tanda panah menunjukan precipitasi fasa sigma (Zucato.

I., 2002)

2.5. Sifat-sifat material

1. Komposisi Kimia

Proses pengujian komposisi berlangsung dengan pembakaran bahan

menggunakan elektroda dimana terjadi suhu rekristalisasi, dari suhu

rekristalisasi terjadi penguraian unsur yang masing-masing beda warnanya.

Penentuan kadar berdasar sensor perbedaan warna. Proses pembakaran

elektroda ini tidak lebih dari tiga detik. Pengujian komposisi dapat dilakukan

untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dengan melihat persentase

unsur yang ada.

Untuk mengetahui komposisi logam cair dilakukan inspeksi logam

cair. Alat uji yang digunakan CE meter atau spektrometer. Seperti yang

dijelaskan sebelumnya setelah diketahui komposisi logam cair dengan

pengujian komposisi dilakukan proses penyesuaian untuk mencapai

komposisi yang sesuai dengan standar. Pada Gambar 2.13 ada tiga bagian

utama proses pengujian komposisi yaitu (Hendri, 2002).

21

1. Furnace berisi logam cair yang dilebur dari beberapa raw material.

2. Standar material yang menentukan kandungan komposisi masing-masing

unsur yang ditetapkan.

3. Proses pengujian komposisi yang menggunakan CE meter dan

Spectrometer.

Gambar 2.13 Ilustrasi proses pengujian komposisi dan proses penyesuaian

(Hendri, 2002)

2. Struktur Mikro

Mikrografi adalah metode yang digunakan untuk memperoleh gambar

yang menunjukkan struktur mikro pada hal ini struktur logam dan paduannya.

Dengan pengujian mikrografi ini kita dapat mengetahui struktur dari suatu

logam dengan memperjelas batas-batas butir logam. Dalam setiap butir,

semua sel satuan teratur dalam satu arah dan satu pola tertentu.

Batas butir mempunyai lima derajat kebebasan, Pada batas butir antara

dua butir yang berdekatan terdapat daerah transisi yang tidak searah dalam

kedua butiran tadi. Batas butir dapat kita anggap berdimensi dua, bentuknya

mungkin melengkung dan sesungguhnya memiliki ketebalan tertentu yaitu

antara dua sampai tiga jarak atom. Ketidak seragaman orientasi antara butiran

yang berdekatan menghasilkan tumpukan atom yang kurang efisien sepanjang

batas.

22

Struktur mikro sangat penting dalam suatu logam dalam suatu logam

yang diperlukan untuk mengetahui sifat-sifat dari logam tersebut.

Strukturmikro pada baja akan mempengaruhi sifat-sifat mekanik dan juga

sifat fisik. Struktur matrik pada baja antara lain:

a) Ferrite (besi alpha)

b) Austenit (besi gamma)

c) Besi Delta

d) Cementit (Karbida besi)

e) Bainit

f) Martensit

g) Perlit

Struktur mikro adalah struktur terkecil yang terdapat dalam suatu

bahan yang keberadaannya tidak dapat di lihat dengan mata telanjang, tetapi

harus menggunakan alat pengamat struktur mikro diantaranya; mikroskop

cahaya, mikroskop electron, mikroskop field ion, mikroskop field emission

dan mikroskop sinar-X. Penelitian ini menggunakan mikroskop cahaya,

adapun manfaat dari pengamatan struktur mikro ini adalah:

1. Mempelajari hubungan antara sifat-sifat bahan dengan struktur dan cacat pada bahan.

2. Memperkirakan sifat bahan jika hubungan tersebut sudah diketahui. Langkah-langkah untuk melakukan pengamatan struktur mikro dapat memakai referensi ASTM E3 dari persiapan sempel dan prosedur pengujian mikroskop sebagai berikut :

a. Cutting (Pemotongan) Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskopik

merupakan hal yang sangat penting. Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang hendak dilakukan. Pada umumnya bahan komersil tidak homogen, Sehingga satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap representatif.

Pengambilan sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sampel yang sesuai dengan kondisi rata-rata bahan atau kondisi di tempat-tempat tertentu (kritis) yang mana ditunjukan pada

23

Gambar 2.14 dengan memperhatikan kemudahan pemotongan pula. Secara garis besar, pengambilan sampel dilakukan pada daerah yang akan diamati mikrostruktur maupun makrostrukturnya. Sebagai contoh, untuk pengamatan struktur mikro material yang mengalami kegagalan.

Maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan (pada daerah kritis dengan kondisi terparah), untuk kemudian dibandingkan dengan sampel yang diambil dari daerah yang jauh dari daerah gagal. Perlu diperhatikan juga bahwa dalam proses memotong, harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan. Oleh karena itu, setiap proses pemotongan harus diberi pendinginan yang memadai.

Gambar 2.14 Metode menentukan lokasi pemotongan untuk menentukan

area yang dimikrografi (ASTM Handbook E18, 2002).

Ada beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang digunakan, yaitu meliputi proses pematahan, pengguntingan, penggergajian, pemotongan abrasi (abrasive cutter), gergaji kawat, dan EDM (Electric Discharge Machining) yang bisa dilihat pada Tabel 2.5.

Symbol in diagram Suggested designation

A Rolled Surface

B Direction of rolling

C Rolled edge

D Plannar edge

E Longitudinal section perpendicular to rolled surface

F Transverse section

G Radial longitudinal section

H Tangential longitudinal section

24

Tabel 2.5. Macam-macam pisau pemotong material (ASTM E18, 2002)

Sumber : ASTM Handbook E18, 2002

Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi

menjadi dua, yaitu:

Teknik pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan

gerinda

Teknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan

diamond saw

b. Mounting

Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sulit untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan akhir. Sebagai contoh adalah spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran logam tipis, potongan yang tipis dan lain-lain. Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen-spesimen tersebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting). Secara umum syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting adalah :

Bersifat inert (tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa)

Sifat eksoterimis rendah

Hardness HV Materials abrasive Bond Bond Hardness

Up to 300 non-ferrous (Al, Cu) SiC P or R Hard

Up to 400 non-ferrous (Ti) SiC P or R med hard

Up to 400 soft ferrous Al2O3 P or R Hard

Up to 500 Medium soft ferrous Al2O3 P or R med hard

Up to 600 Medium hard ferrous Al2O3 P or R Medium

Up to 700 hard ferrous Al2O3 P or R&R med soft

Up to 800 very hard ferrous Al2O3 P or R&R Soft

> 800 extremely hard ferrous CBN P or R Hard

more brittle ceramics diamond P or R very hard

tougher ceramics diamond M ext hard P – phenolic R&R - resin and rubber

R – rubber M – Metal

25

Viskositas rendah

Penyusutan linier rendah

Sifat adesif baik

Memiliki kekerasan yang sama dengan sampel

Flowabilitas baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk

ketidakteraturan yang terdapat pada sampel

Khusus untuk etsa elektrolitik dan pengujian SEM, bahan mounting

harus kondusif

Media mounting yang dipilih haruslah sesuai dengan material dan jenis reagen etsa yang akan digunakan. Pada umumnya mounting menggunakan material plastik sintetik. Materialnya dapat berupa resin (castable resin) yang dicampur dengan hardener atau bakelit. Penggunaan castable resin lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana dibandingkan bakelit, karena tidak diperlukan aplikasi panas dan tekanan.

Namun bahan castable resin ini tidak memiliki sifat mekanis yang baik (lunak) sehingga kurang cocok untuk material-material yang keras. Teknik mounting yang paling baik adalah menggunakan thermosetting resin dengan menggunakan material bakelit. Material ini berupa bubuk yang tersedia dengan warna yang beragam.

c. Grinding (Pengamplasan)

Tabel 2.6. Ukuran grit amplas standart Eropa dan USA (ASTM E18, 2002)

FEPA ANSI/CAMI Grit Number Size (µm) Grit Number Size (µm)

P120 125.0 120 116.0 P150 100.0 180 78.0 P240 58.5 …. …. P320 46.2 …. …. P360 40.5 280 42,3 P500 30.2 …. …. P600 25.8 360 27.3 P800 21.8 400 22.1 P1000 18.3 500 18.2 P1500 12.6 800 11.5 P2000 10.3 1000 9.5 P2500 8.4 1500 8.0

not found in the FEPA granding system

ANSI - Amirican National Standart institute

CAMI - Coated abrasives manucfacturers institute

FEPA - european federation of abrasive producers

26

Sampel yang baru saja dipotong, atau sampel yang telah terkorosi

memiliki permukaan yang kasar. Permukaan yang kasar ini harus diratakan agar pengamatan struktur mudah untuk dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas amplas yang ukuran butir abrasifnya dinyatakan dengan mesh. Urutan pengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah (150 mesh) ke nomor mesh yang tinggi (2000 mesh) bisa dilihat pada Tabel 2.6. Ukuran grit pertama yang dipakai tergantung pada kekasaran permukaan dan kedalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan.

Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian air. Air berfungsi sebagai pemindah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul yang dapat merubah struktur mikro sampel dan memperpanjang masa pemakaian kertas amplas. Penggunaan air dan langkah-langkah pengamplasan bisa dilihat pada Tabel 2.7. untuk pengamplasan material lunak. Hal lain yang harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah pengamplasan, maka arah yang baru adalah 450 atau 900 terhadap arah sebelumnya.

Tabel 2.7. Persiapan uji mikrografi material lunak dibawah 45 HRC (ASTM Handbook E18, 2002).

Surface Lubricant Abrasive type/size

ANSI (FEPA) time sec

force N

(lbf)

Platen

RPM3 Rotation

planar grinding

paper/stone Water

120-320 (p120-400)

grit SiC/al2O3 15-45 20-30(5-8) 200-300 00O

free grinding heavy

nylon clotch

compotible

lubricant 6-15 µm diamond 160-300 20-30(5-8) 100-150 00O

rought polishing low

nap cloth

compotible

lubricant 3-6 µm diamond 120-300 20-30(5-8) 100-150 00O

final polishing

med/high nap clotch

compotible

lubricant 1 µm diamond 60-120 10-20(3-5) 100-151 00O

synthetic suede Water

0.04 µm diamond

colloidall silica or

0.05 or 0.05 mm

alumina

30-60 20-30(5-8) 100-152 Contra

27

d. Polishing (Pemolesan)

Setelah diamplas sampai halus, sampel harus dilakukan pemolesan.

Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus

bebas goresan dan mengkilap seperti cermin dan menghilangkan

ketidakteraturan sampel hingga orde 0.01 μm. Permukaan sampel yang akan

diamati di bawah mikroskop harus benar-benar rata. Apabila permukaan

sampel kasar atau bergelombang, maka pengamatan struktur mikro akan

sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop

dipantulkan secara acak oleh permukaan sampel.

Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu

kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus. Ada 3 metode pemolesan

antara lain yaitu sebagai berikut :

1. Pemolesan elektrolit kimia

Hubungan rapat arus dan tegangan bervariasi untuk larutan elektrolit

dan material yang berbeda dimana untuk tegangan, terbentuk lapisan

tipis pada permukaan, dan hampir tidak ada arus yang lewat, maka

terjadi proses etsa. Sedangkan pada tegangan tinggi terjadi proses

pemolesan.

2. Pemolesan kimia mekanis

Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang

dilakukan serentak di atas piringan halus.

Partikel pemoles abrasif dicampur dengan larutan pengetsa yang umum

digunakan.

3. Pemolesan elektro mekanis (Metode Reinacher)

Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada

piring pemoles. Metode ini sangat baik untuk logam mulia, tembaga,

kuningan, dan perunggu.

e. Etching (Etsa)

Etsa merupakan proses penyerangan atau pengikisan batas butir

secara selektif dan terkendali dengan pencelupan ke dalam larutan pengetsa

baik menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel, sehingga

28

detil struktur yang akan diamati akan terlihat dengan jelas dan tajam. Untuk

beberapa material, struktur mikro baru muncul jika diberikan zat etsa.

Sehingga perlu pengetahuan yang tepat untuk memilih zat etsa yang tepat.

1. Etsa kimia

Merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia, lihat

Tabel 2.8. dimana zat etsa yang digunakan ini memiliki karakteristik

tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan

diamati.

Tabel 2.8. Jenis-jenis etsa kimia pada uji mikrografi material (ASTM

Handbook E18, 2002).

6H HCL plus 2 gl

hexametylene tetamine immerse specimentin solution for 1 to 15 min. good for steels.cleaning action can

be enhanced by light brushing or by brief (5 s) periods in an ultrasonic cleaner

3 mL HCL

use a fresh solution at room temperature. Use in an ultrasonic cleaner for about 30

s

4 mL 2-Butyne-, 4

diolinhibitor

50 mL water

49 mL water wash speciment in alcohol for 2 min in ultrasonic cleaner before and after a 2 min

ultrasonic cleaning period with the inhibeted acid bath 49 mL HCL

2 mL Rodine -50 Inhibitor

6 g sodium cyanide electrolytic rust removal solution. Use under a hood with care. Use 100-mA/cm2

current density for up to 15 min 5 g sodium sulphite

100 mL distiled water

10 g ammonium citrate use solution heated to 30oC (86F)

100 mL distiled water

70 mL orthophosphoric acid recommended for removin oxides from aluminum alloy fracture ( some sources

claim that only organic solvent shoild be used) 32 g chromic acid

130 mL water

8 0z endox 214 powder use electrolytically at 250-mA/cm2current density for 1 min with a Pt cathoda to

remove oxidation products. Wash in ultrasonic cleaner with the solution for 1 min.

repeat this cycle several times if necessary.use under a hood 1000 mL cold water ( add

small amount of photo-flo)

ASTM Handbook E18, 2002

29

2. Elektro etsa (Etsa Elektrolitik)

Merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektroetsa. Cara ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu pengetsaan. Etsa jenis ini biasanya khusus untuk stainless steel karena dengan etsa kimia susah untuk medapatkan detil strukturnya.

f. Pengamatan Struktur Makro dan Mikro

Pengamatan metalografi dengan mikroskop dapat dibagi dua, yaitu :

1. Makro yaitu pengamatan struktur pembesaran 10-100 kali. 2. Mikro yaitu pengamatan struktur pembesaran di atas 100 kali. Selanjutnya pengamatan dapat dilakukan dengan Microscope electron Untuk Gambar 2.15 menunjukan material katup yang akan di mikrografi. Mengetahui jenis dan jumlah / distribusi strukturmikro yang menjadi salah satu alat dalam control kualitas bahan, karena sifat bahan akan dipengaruhi oleh struktur mikronya.

Gambar 2.15. Katup buang Honda, Yamaha, dan Kawasaki 110

Metode perhitungan besar butir

Ada tiga metode yang direkomendasikan ASTM, yaitu : 1. Metode Perbandingan

Foto struktur mikro bahan dengan perbesaran 100X dapat dibandingkan

dengan grafik ASTM E11 dapat ditentukan besar butir. Nomor besar

butir ditentukan dengan rumus :

N–2n-1

Dimana N adalah jumlah butir per inch2 dengan perbesaran 100X.

Metode ini cocok untuk sampel dengan butir beraturan.

30

2. Metode intercept

Plastik transparan dengan grid (bergaris kotak-kotak) diletakkan di atas

foto atau sampel. Kemudian dihitung semua butir yang berpotongan

pada akhir garis dianggap setengah. Perhitungan dilakukan pada tiga

daerah agar mewakili. Nilai diameter rata-rata ditentukan dengan

membagi jumlah butir yang berpotongan dengan panjang garis. Metode

ini cocok untuk butir yang tidak beraturan.

3. Metode Planimetri

Metode ini menggunakan lingkaran yang umumnya memiliki 5000

mm2 perbesaran. Sehingga ada sedikitnya 75 butir yang berada di dalam

lingkaran. Kemudian hitung jumlah total semua butir dalam lingkaran

ditambah setengah dari jumlah butir yang berpotongan dengan

lingkaran.

3. Kekerasan Logam

Kekerasan merupakan ketahanan suatu material terhadap penetrasi

material lain. Pada umumnya kekerasan menyatakan ketahanan terhadap

deformasi, dan untuk logam dengan sifat tersebut merupakan ketahanannya

terhadap deformasi plastik atau deformasi permanen. Ada 2 (dua) tipe

pengidentasian, yaitu statik dan dinamis. Test identasi statik yang umumnya

dipakai merupakan pengidentasian yang dilakukan pada permukaan material

dengan beban tertentu. Sedangkan test identasi dinamik meliputi beban bebas

yang dijatuhkan yang memberikan impak terhadap material. Berikut ini metode-

metode pengujian logam :

a) Metode Brinell

Penetrator yang digunakan berupa bola baja yang dikeraskan

dengan diameter 0,625 s/d 10 mm dan standard beban 0,97 s/d 3000 Kgf.

Lama penekanan 10 s/d 30 detik. Bola harus berupa baja yang dikeraskan,

ditemper, dan dengan kekerasan minimum 850 VPN.

Kekerasan yang diberikan merupakan hasil bagi beban penekan

dengan keras permukaan lekukan bekas penekanan dari bola baja yang

ditunjukan pada Gambar 2.16.

31

Gambar 2.16. Metode Brinell (Callister,2007).

22 -2

dDDDFHB

Dimana : HB = Nilai kekerasan Brinell

F = Beban yang diterapkan (Kg)

D = Diameter bola (mm)

d = diameter (mm)

Diameter lekukan diukur pada kaca pembesar dengan menggunakan

mistar yang sesuai dengan pembesarannya. HB dilihat langsung dalam

Tabel 2.9. yang tertera pada body preparat. Bola baja hanya digunakan

untuk mengetes baja yang dikeraskan, besi tuang kelabu dan non logam.

Tabel 2.9. Standar Uji Brinell (ASTM E-10,1990)

Diameter Bola

(mm)

Beban ( kg ) Daerah Angka

Kekerasan

10 mm 3000 96 s/d 600

10mm 1500 48 s/d 300

10mm 500 16 s/d 100

32

b) Metode Rockwell

Pengujian kekerasan Rockwell didasarkan pada kedalaman

masuknya penekan benda uji. Nilai kekerasan dapat langsung dibaca

setelah beban utama dihilangkan. Untuk menghitung nilai kekerasan

Rokwell dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

eHR -E=

Dimana: HR = nilai kekerasan Rockwell

E = konstanta tergantung pada bentuk identor.

e = perbedaan antara dalamnya penembusan,

Untuk itulah digunakan Tabel 2.10 Skala Kekerasan Rockwell yang memperlihatkan skala yang digunakan untuk tipe-tipe material tertentu.

Tabel 2.10. Skala Kekerasan Rockwell (Callister,2007).

Skala Beban Mayor (Kg) Tipe Indentor Tipe Material Uji

A 60 1/16” bola intan kerucut Sangat keras, tungsten, karbida

B 100 1/16” bola Kekerasan sedang, baja karbon rendah dan sedang, kuningan, perunggu

C 150 Intan kerucut Baja keras, paduan yang dikeraskan, baja hasil tempering

D 100 1/8” bola Besi cor, paduan alumunium, magnesium yg dianealing

E 100 Intan Kerucut Baja kawakan

F 60 1/16” bola Kuningan yang dianealing dan tembaga

G 150 1/8” bola Tembaga, berilium, fosfor, perunggu

H 60 1/8” bola Pelat alumunium, timah

K 150 ¼” bola Besi cor, paduan alumunium, timah

L 60 ¼” bola Plastik, logam lunak

M 100 ¼” bola Plastik, logam lunak

R 60 ¼” bola Plastik, logam lunak

S 100 ½” bola Plastik, logam lunak

V 150 ½” bola Plastik, logam lunak

33

Pengujian kekerasan Rockwell memiliki dua metode yang biasa

digunakan yaitu:

1) Metode dengan Kerucut (HRC)

Pada percobaan dengan metode ini menggunakan identer

kerucut untuk penekanan ke material (Gambar 2.17) dengan besar

nilai kekerasan HRC. Skala HRC memiliki nilai kekerasan 0

sampai 100,

Gambar 2.17. Diagram mekanisme uji kekerasan Rockwell

(Callister,2007).

Namun pengujian untuk material tersebut dapat dilakukan dengan

menggunakan mesin khusus yang memiliki kapasitas beban 1-30

kg. Metode ini hanya cocok untuk bahan-bahan dengan susunan

yang homogen. Gambar 2.18 menunjukan bagan pengujian

Rockwell Cone atau HRC :

Gambar 2.18. Bagan Pengujian HRC (Callister,2007).

34

2) Metode dengan Peluru (HRB)

Metode ini pada dasarnya sama dengan metode kerucut.

Hanya saja metode ini menggunakan penetrator sebuah peluru.

Berikut ini adalah bagan pengujian Rockwell Ball atau HRB

(Gambar 2.19)

Gambar 2.19. Bagan Pengujian HRB (Callister,2007).

3) Metode Rockwell Superficial

Perbedaannya dengan Rockwell biasa adalah dalam beban

minor dan beban mayor. Pada Rockwell Superficial, beban minor

adalah 3 kg, sedangkan beban mayor adalah 15, 30 dan 45 kg

diperlihatkan pada Tabel 2.11.

Tabel 2.11. Skala Superficial Rockwell (Callister,2007).

Scale Simbol Identor Mayor Load 15 N Diamond 15 30 N Diamond 30 45 N Diamond 45 15 T 1/16 in ball 15 30 T 1/16 1n ball 30 45 T 1/16 in ball 45 15 W 1/8 in ball 15 30 W 1/8 in ball 30 45 W 1/18 in ball 45

35

c) Metode Vickers

Metode ini mirip dengan metode brinell tetapi penetrator yang

dipakai berupa intan berbentuk piramida dengan dasar bujur sangkar dan

sudut puncak 1360 (Gambar 2.16). Maka pada bahannya terdapat bekas

pijakan dari intan tersebut. Cetakan ini bertambah besar hanya jika

bahannya bertambah lunak, dan jika bebannya bertambah besar. Beban

yang digunakan biasanya 1 s/d 120 kg.

Gambar 2.20. Cara Pengukuran Diameter Pada Identor Vickers (Callister,2007)

Perhitungan dengan metode vikers:

221 DDD

2854,1

DF

HV =

Dimana : F = Beban yang ditetapkan

D = Panjang diagonal rata-rata

D1 = Panjang diagonal 1

D2 = Panjang diagonal 2

D = Panjang diagonal rata-rata