1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan makin tingginya pemanfaatan material logam dalam kehidupan sehari – hari

terutama dunia industri, maka untuk memenuhi tuntutan. Suatu material logam perlu suatu

pengujian – pengujian terhadap material tersebut, sehingga di ketahui sifat – sifat fisik

maupun mekanik suatu material. Dengan mengetahui sifat – sifat material maka kita dapat

menentukan sifat – sifat mana yang harus dipetahankan ataupun di hilangkan sesuai dengan

fungsi material itu sendiri salah satu pengujian yang dapat di lakukan adalah metallographic

examination test.

1.2 Maksud dan Tujuan

Tujuan penggunaan ini adalah untuk mengetahui struktur kristal yang terbentuk dari

berbagai material yang mempunyai unsur paduan yang berbeda. Dengan mengetahui struktur

kristal suatu material maka kita dapat mengetahui atau membandingkan kekuatan material,

hal ini di kerenakan setiap struktur kristal mempunyai sifat – sifat yang berbeda.

1.3 Batasan Permasalahan

1. Membandingkan dengan teori yang ada, khususnya teori dan praktik langsung

dilaboratorium.

2. Laporan ini dipusatkan pada penelitian metallographic examination test.

2

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Struktur mikro Besi dan Baja

Pada baja ada berbagai macam fasa yang mungkin terbentuk akibat suatu proses heat

treatment. Dimana setiap fasa yang terbentuk memiliki sifat – sifat khusus. Ferit mempunyai

sel satuan kubus pusat badan atau Body Centered Cubus (BCC). Menunjukkan molar yang

jelas dan menjadi getas pada temperatur rendah. Austenit mempunyai sel satuan kubus pusat

muka atau Fase Centered Cubus (FCC). Menunjukkan titik molar yang jelas tanpa kegetasan

pada keadaan dingin. Akan tetapi kalau berupa fasa menstabil bias berubah menjadi α1 pada

temperature rendah dengan pengerjaan matensit adalah fasa larutan padat lewat jenuh dari

carbon.

Dalam sel satuan tetragonal pusat badan atau Body Centered Tetragonal (BET) makin

tinggi derajat kelewat jenuhan carbon makin besar perbandingan satuan sumbu sel satuannya

matensit tersebut, bainit mempunyai sifat – sifat antara lain martensit dan ferit.

Sesuai dengan keaneka ragaman strukturnya maka dapat diperoleh berbagai sifat baja

termasuk kekuatan dan keuletan, faktor – faktor yang menentukan sifat – sifat mekanik

adalah macam fasa adalah unsur paduan dalam fasa banyak fasa ukuran dan bentuk senyawa

untuk mendapatkan sifat–sifat mekanik yang didinginkan perlu mendapat struktur yang cocok

dengan komponen kimia dan perlakuan panas yang tepat. Sepeti di tunjukkan pada Tabel 2.1

di bawah ini.

Tabel 2.1 Fasa Yang ada Pada Baja

Fasa dan Simbol Stuktur Penjelasan

Menurut

Kristal

Austenit ( γ )

FCC

Fasa magnetic dan Stabil pada

temperatur tinggi

Ferit ( α ) BCC Stabil pada temperatur rendah

kelarutan padat terbatas dapat

berada bersama Fe3C ( simentit )

atau lainnya

3

Bainit (α ) BCC Austenit metastabil di dinginkan

dengan laju pendinginan cepat

tertentu terjadi hanya presipitasi

Fe3C unsur paduan lainnya tetap

larut

Martensit (α1 ) BET Fasa metastabil terbentuk dengan

laju pendinginan cepat semua

unsur paduan masih larut

Menurut

Keadaan

Perlit Lapisan ferit dan Fe3C

Widmanstaetten Y dan X dalam orientasi pada

persipitasi ferit

Dendrit Berbentuk cabang – cabang seperti

pohon struktur ini terbentuk

karena segregasi carbon pada

pembekuan

Sorbit Sorbit adalah perlit

Trostit Trostit adalah bainit nama ini tidak

banyak dipakai

2.2 Struktur Butir

Struktur mikro akan disajikan dalam bentuk gambar seperti di bawah ini :

Gambar 2.2 Struktur mikro low carbon steel

4

Struktur mikro low carbon steel

Warna hitam perlit (73%) dan warna putih ferit (27%) Ini adalah mikro dari

baja karbon tinggi, juga dikenal sebagai baja ringan. Ini berisi sekitar 0,1% berat C,

dicampur dengan besi. Baja ini memiliki dua unsur utama, yaitu ferit dan perlit.

Daerah berwarna terang mikro adalah ferit. Batas butir antara butir ferit dapat terlihat

cukup jelas. Daerah gelap perlit tersebut. Hal ini terdiri dari campuran denda ferit dan

besi karbida, yang dapat dilihat sebagai tekstur "cacingan". Anda juga dapat melihat

bintik-bintik kecil dalam butir ferit. Ini adalah inklusi atau kotoran seperti oksida dan

sulfida. Sifat dari baja tergantung pada mikrostruktur. Penurunan ukuran butir dan

mengurangi jumlah perlit meningkatkan kekuatan, keuletan dan ketangguhan baja.

Inklusi juga dapat mempengaruhi ketangguhan. Misalnya, mereka dapat mendorong

perpatahan ulet. Baja ringan merupakan bahan yang sangat serbaguna dan berguna.

Hal ini dapat bekerja dan mesin menjadi bentuk kompleks, memiliki biaya rendah

dan sifat mekanik yang baik.

5

2.3 Diagram Fasa Fe - C

oC

1600

A Cairan

B

1400

γ + L

1200 a

1145oC b C

γ E 4,23 %

1000

c

800

α 720oC

0,85 %

600 0,035 % d

0 C (%)

1 2 3 4 5

Keterangan gambar di atas :

1. a = Austenit proetektik (fasa dendrite γ)

2. b = Austenit proetektik + Sel eutektik (γ + grafit)

3. c = Austenit (γ) + grafit

4. d = Perlit (α + Fe3C) + grafit

6

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1.`Metallographic Examination Test

Metallography adalah suatu pengetahuan yang khusus mempelajari struktur logam

dan paduan sehubungan dengan sifat – sifat fisik dan mekanis. Dalam metallography dikenal

ada penelitian makroskopic dan mikroskopic. Penelitian mikroskopis menggunakan

mikoskop optic, bahkan mikroskop electron (SEM, TEM ).

Pembesaran dengan cara ke dua sampai ribuan kali. Praktikan harus melakukan

penelitian mikroskopis dari baja – baja dan almunium yang telah mengalami heat treatment

memakai mikroskop optic sehingga diperoleh gambar – gambar struktur baja yang

bersangkutan untuk kemudian di teliti lebih lanjut hubungan gambar mikrostruktur tersebut

dengan sifat – sifat baja dan setiap praktikum wajib memberikan penilaian alasannya.

3.2.Alat-Alat yang Digunakan

1. Grinding belt.

2. Kertas amplas dan pemegangnya.

3. Metallographic polishing table.

4. Metallographic polishing cloths.

5. Metallographic polishing obrasives.

6. Bejana untuk etching reagents.

7. Etching reagents.

8. Mikroskop metallorgi.

9. Kamera.

10. Film.

11. Printing paper dan alat-alat cetak foto.

12. Benda kerja

7

3.3.`Langkah – Langkah Kerja

1. Untuk memperoleh permukaan benda uji yang memenuhi syarat agar dapat di

teliti dibawah microskop maka di perlukan kegiatan – kegiatan persiapan benda

uji :

Memotong, dan mengikir.

Menggosok kasar dengan amplas no 120 dalam satu arah permukaan benda

kerja yang di teliti.

Menggosok kasar lanjutan dengan kertas amplas no 240 dengan arah lurus

pergerakan pertama.

Penggosokan halus permukaan tersebut dengan kertas amplas no 500 dengan

arah yang sama.

Penggsokan halus lanjutan dengan kertas amplas no 1000 dengan arah yang

sama.

Memoles permukaan tersebut pada piringan pertama dan dilapisi dengan

polishing clath fuighat. kehalusan pertama memakai obat poles yang sama

dilakukan pada metallographic polishing table.

Melanjutkan polshing tersebut pada piringan kedua yang berputar cepat tetapi

dengan lapisan polishing cloth dengan tingkat kehalusan kedua.

Melanjutkan polishing pada piringan ketiga dan berakhir di lapisi dengan

polishing cloth fughat kehalusan ketiga( paling halus).

Memeriksa permukaan tersebut sampai licin di bawah mikroskop untuk

memastikan apakah pekerjaan – pekerjaan sebelumnya telah di lakukan

dengan benar sehingga permukaan logam benar – benar telah memenuhi syarat

untuk di etsa yang harus dinyatakan siap oleh asisten.

2. Meng-etsa permukaan yang telah memenuhi syarat dengan bahan etsa (etching

reagents ) yang merupakan campuran antara HNO3 + Alkhohol 95% (untuk

baja).Meletakkan permukaan yang telah dietsa tersebut di bawah microskop optic

dengan pembesaran 100X.

Memotret struktur mikro.

Film hasil pemotretan dicuci dan di cetak.

8

Tujuan dan Pengertian Metallographic Examination Test adalah Untuk mengetahui

struktur mikro dari logam ( baja SUP9). Sehingga dapat di ketahui sifat – sifat dari

logam tersebut

3.4.`Data Praktikum

Data yang diperoleh dari praktikum adalah berupa foto-foto struktur mikro beberapa

material:

1. Foto 1 (Baja suhu kamar)

Disajikan dengan menggunakan pembesaran 100X.

Foto 1.1 Warna hitam adalah perlit, warna putih adalah ferit

9

2. Foto 2 (Besi Suhu Kamar)

Disajikan dengan menggunakan pembesaran 100X.

Foto 1.2 Warna hitam adalah perlit, warna putih adalah ferit

3. Foto 3 (Alumunium Suhu Kamar)

Disajikan dengan menggunakan pembesaran 100X.

Foto 1.3 Warna hitam adalah perlit, warna putih adalah ferit

10

3.5. Analisa Data Hasil Foto Strukturmikro

Dari hasil pengamatan mikrokoskopic diperoleh foto-foto dari struktur mikro beberapa

material :

1. Foto 1 BAJA SUP 9 TANPA PROSES HARDENING

a. Dilihat dengan strukturnya pada foto 1 merupakan struktur mikro dengan kadar

karbon 0,8 %.

b. Pada foto tampak adanya bulatan perlit yang berwarna hitam berada pada permukaan

baja dan warna putih adalah ferit.

c. Dikarenakan adanya perlit yang berbentuk bulat maka konsentrasi tegangan yang

terjadi sangat kecil,sehingga kekuatanya cukup baik.

d Dikarenakan sifatnya yang kuat maka material ini dapat digunakan untuk berbagai

keperluan,misal pipa-pipa,rol penggiling dan konstruksi teknik sipil.

3.6. Pembahasan

Ferit adalah larut padat C dalam Fe dan perlit yaitu komposisi eutectoid di mana Fe

berlapis – lapis dengan Fe3C. Besi cor paling banyak dipakai sebagai bahan industri yang

merupakan sumber sangat besar, dimana sebagian ditentukan oleh nilai ekonominya, tetapi

yang paling penting karena sifat – sifatnya yang berfariasi missal baja SUP9.

1. Untuk penjelasan foto struktur mikro baja SUP9 tanpa proses hardening diatas adalah

bagian yang berwarna hitam ialah perlit dan bagian putih ialah ferit dengan kadar

karbon 0,8 %Untuk baja SUP9 dengan proses hardening termasuk baja kekuatan tarik

tinggi karena struktur mikronya terutam ferit dan perlit, baja tersebut terutama

diperkuat dengan jalan penambahan unsure – unsure paduan dan penghalus butir

melalui pengerolan sehingga perlit yang terbentuk bulat maka konsentrasi tegangan

yang terjadi sangat kecil, sehingga kekuatannya sangat baik maka baja ini banyak

digunakan untuk pembuatan pipa – pipa, kontruksi baja yang memerlukan kekuatan

yang tinggi..

11

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari hasil praktikum dapat kita ambil beberapa kesimpulan:

1. Ukuran butir sangat menentukan sifat kekerasan pada suatu bahan makin kecil

butirannya maka material akan semakin keras namun getas. Namun sifat getas itu

dapat diperbaiki dengan proses temper.

2. Jenis fasa yang terbentuk juga sangat mempengaruhi sifat mekanik material, misal:

ferrit memiliki sifat tegangan yang tinggi namun getas pada temperatur rendah.

3. Kesempurnaan dalam mengahaluskan spesimen sangat mempengaruhi foto yang

didapatkan, selain itu pemfokusan lensa yang kurang tepat di hasilkan foto yang

kurang jelas

4.2. Saran

1. Diharapkan mengerti Dalam memilih bahan untuk kebutuhan khusus dapat

memperoleh material yang kekerasannya sesuai dengan melihat ukuran butir.

2. selain bahan dengan kekerasan mahasiswa juga agar dapat mengetahui jenis-jenis

fasa yang terbentuk dari material

3. Agar dalam dunia bekerja nanti dalam penghalusan spesimen lebih di haluskan agar

memperoleh hasil yang maaksimal

12

DAFTAR PUSTAKA

Lawrence H. Van Vlack, “Element of Material Science”, Mc Graw Hill.

Douglas F. Mias and John B. s., “Hand Book of Engineering Materil”

George L. Kehl, “The Priciples of Metallografic Laboratory Practice”.

http://pwatlas.mt.umist.ac.uk/internetmicroscope/micrographs/microstructures/low-

carbon-steel.html

http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=ktn&NM=235

http://products.asminternational.org/fach/data/fullDisplay.do?database=faco&record=984

&trim=false