LAPORAN PRAKTIKUM

UJI MEKANIK BAHAN

UJI KEKERASAN

Disusun oleh :

1. Aidil fitransyah

(3213110048)2. Arditya angger PWB (3213110005)3. Banu armanto

(3213110054)4. Dian slamet S

(3213110011)5. Fauzi irfan maulana

(3213110060)POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

TEKNIK MESIN

20151. Tujuan

Untuk mengetahui ketahanan material terhadap deformasi plastis yang diakibatan oleh penekanan material yang lebih keras.2. Dasar Teori

Kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap deformasi plastis (permanen). Deformasi plastis dapat terjadi karena penekanan (penetrasi /indentasi), penggresan (Scratching ) atau penumbukan ( rebound ). Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Berdasarkan prinsip penekanan tersebut, dikenal 3 metode uji kekerasan.

1) Metode GesekMetode ini banyak digunaan dalam dunia metalurgi, tetapi masih dalam dunia mineralogi. Metode ini dikenalkan oleh Friedrich Mohs yaitu dengan membagi kekrasan material di dunia ini berdasarkan skala (yang kemudian dikenal sebagai skala Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang paling rendah, sebagaimana dimiliki oleh material talk, hingga skala 10 sebagai nilai kekerasan tertinggi, sebagaimana dimiliki oleh intan. Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia ini diwakili oleh:1. Talc

2. Gipsum

3. Calcite

4. Fluorite

5. Apatite6. Orthoclase7. Quartz8. Topaz

9. Corondum

10. Diamond

Prinsp pengujian: bila suatu mineral mampu digores oleh Orthoclase (no.6) tetapi tidak mampu digors oleh Apatite (no.5), maka kekerasan mineral tersebut berada antara 5 dan 6. Berdasarkan hal ini, jelas terlihat bahwa metode ini memiliki kekurangan utama berupa ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material. Bila kekerasan mineral-mineral diuji dengan metode lain, ditemukan bahwa nilainilainya berkisar antara 1-9 saja, sedanga nilai 9-10 memiliki rentang yang besar.

2) Metode Elastik/pantulDengan metode ini, kekerasan suatu material ditentukan oleh alat Sceleroscope yang mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan yang dihasilkan mewakili kekerasan benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut, yang ditunjukkan oleh dial pada alat pengukur, maka kekerasan benda uji dinilai semakin tinggi.

3) Metode IndentasiPengujian dengan metode ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan (tergantung jenis indentor dan jenis pengujian. a. Metode BrinellMetode ini diperkenalkan pertama kali oleh J.A Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball) dengan beban dan waktu indentasi tertentu. Prosedur standar pengujian mensyaratkan bola baja dengan diameter 10 mm dan beban 3000 kg untuk pengujian logam-logam ferrous, atau 500 kg untuk logam-logam non-ferrous. Untuk logam-logam ferrous, waktu indentasi biasanya sekitar 10 detik sementara untuk logalogam non-ferrous sekitar 30 detik. Walaupun demikian pengaturan beban dan waktu indentasi untuk setiap material dapat pula ditentukan oleh karakteristik alat penguji. Nilai kekerasan suatu material yang dinotasikan dengan HB tanpa tambahan angka di belakangnya menyatakan kondisi pengujian standar dengan indentor -bola baja 10mm, beban 3000 kg selama waktu 1 15 detik. Untuk kondisi yang lain, nilai kekerasan HB diikuti angka-angka yang menyatakan kondisi pengujian.Contoh:

75 HB 10/500/30 menyatakan nilai kekerasan Brinell sebesar 75 dihasilkan oleh suatu pengujian dengan indentor 10 mm, pembebanan 500 kg selama 30 detik.

Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan oleh.

Dimana P : beban dalam [kg], D: diameter indentor dalam [mm] dan d: diameter jejak dalam [mm].

Gambar. Pengujian kekerasan dengan metode Brinell Jejak penekanan yang relatif besar pada uji kekerasan brinell memberikan keuntungan dalam membagikan secara pukul rata ketidak seragaman lokal. Selain itu, uji brinell tidak begitu dipengaruhi oleh goresan dan kekerasan permukaan dibandingkan dengan uji kekerasan yang lain. Di sisi lain jejak penekanan yang besar ukuranya, dapat menghalangi pemakaian uji ini pada benda uji yang kecil atau tipis.

b. Metode Vickers

Uji kekerasan vickers menggunakan indentor piramida intan yang pada dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar sudut antar permukaan piramida intan yang saling berhadapan adalah 1360.

Nilai ini dipilih karena mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antar diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell (dieter, 1987).Angka kekerasan vickers didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan. Pada prakteknya. Luas ini dihitung dari pengukuran mikroskopik panjang diagonal jejak. VHN dapat ditentukan dari persamaan berikut :

Dengan : P = beban yang digunakan (kg)

D = panjang diagonal rata- rataa (mm)

= sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 1360

Kareana jejak yang dibuat dengan penekanan piramida serupa secara geometris dan tidak terdapat persoalan mengenai ukuranya, maka VHN tidak tergantung kepada beban. Pada umumnya hal ini dipenuhi, kecuali pada beban yang sangat ringan. Beban yang biasanya digunakan pada uji vickers berkisar antara 1 hingga 120 kg. Tergantung pada kekerasan logam yang akan diuji. Hal hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers adalah :1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini sangat lamban.

2. Memerlukan persiapan permukaan benda uji.

3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang diagonalnya.

Gambar pengujian kekerasan dengan metode vickersc. Metode RockwellBerbeda dengan metode Brinell dan Vickers dimana kekerasan suatu bahan dinilai dari diameter/diagonal jejak yang dihasilkan maka metode Rockwell merupakan uji kekerasan dengan pembacaan langsung (direct-reading). Metode ini banyak dipakai dalam industri karena praktis. Variasi dalam beban dan indentor yang digunakan membuat metode ini banyak macamnya. Skala kekerasan Rockwell suatu material harus dispesifikasikan. Contohnya: 82 HRB, yang menyatakan material diukur dengan skala B: indentor 1/6 inchi dan beban 100 kg.

Gambar. Pengujian kekerasan dengan metode RockwellTabel 2Skala kekerasan Rockwell dan huruf awalannya (Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955)

Simbol skala dan huruf awalan

Indentor

Beban penekanan (kg)

Warna dial

B

C

Kelompok 1:

Bola baja 1/16 inchi

Brale

100

150

Merah

Hitam

A

D

E

F

G

H

K

Kelompok 2:

Brale

Brale

Bola baja 1/8 inchi

Bola baja 1/16 inchi

Bola baja 1/16 inchi

Bola baja 1/8 inchi

Bola baja 1/8 inchi

60

100

100

60

150

60

150

Hitam

Hitam

Merah

Merah

Merah

Merah

Merah

L

M

P

R

S

V

Kelompok 3:

Bola baja 1/4 inchi

Bola baja 1/4 -inchi

Bola baja 1/4 inchi

Bola baja 1/2 inchi

Bola baja 1/2 inchi

Bola baja 1/2 inchi

60

100

150

60

100

150

Merah

Merah

Merah

Merah

Merah

Merah

c. Kekerasan Knoop

Merupakan salah satu metode micro-hardness, yaitu uji kekerasan untuk benda uji yang kecil. Nilai kekerasan Knoop adalah pembebanan dibagi dengan luas penampang yang terdeformasi permanent. Jejak yang dihasilkan sekitar 0.01mm 0.1 mm dan beban yang digunakan berkisar antara 5 gr 5 Kg. Permukaan benda uji harus benar-benar halus. Kekerasan Knoop suatu material dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

KHN = FA=PCL2

Dimana F adalah gaya yang diterima (kgf), A luas daerah dari area uji, L adalah panjang diagonal dari hasil indentasi, dan C adalah nilai konstan yang bernilai 0,0728.

3. Alat dan Bahan1) Benda Uji

2) Mikroskop pengukur jejak3) Alat uji kekerasan

NOST-37 ST-45ST-60ST-80AMF

11,951,71,51,41,2500

21,951,71,51,41,2500

31,71,81,61,41,2500

41,81,71,61,61,2500

51,81,51,41,51,2500

HB(ST-37)HB(ST-45)HB(ST-60)HB (ST-80)HB (AM)

136,0951190,8992254,6479296,8527414,9674

136,0951190,8992254,6479296,8527414,9674

190,8992166,4224219,8794296,8527414,9674

166,4224190,8992219,8794219,8794414,9674

166,4224254,6479296,8527254,6479414,9674

Rata-rata157,378184,78237,2637277,6094414,9674

4. Data praktikumUji Kekerasan metode Brinnell

NOHRB (ST-37 )HRC(ST-45)HRC(ST-60)HRC(ST-80)HRC(AM)

192,212,12527,639,2

291,411,328,328,629,5

390,115,927,32640

491,712,221,72839,3

581,913,827,829,142,5

691,916,923,12839,4

790,511,225,625,640,6

870,317,526,224,540,5

989,114,727,428,539,9

1088,412,228,128,638,3

1191,812,429,130,540,4

1291,313,228,32743,7

1392,313,727,427,439,2

1489,514,829,228,840,1

1591,812,926,826,442,4

169121,128,227,540,3

1791,114,427,626,941,6

1892,213,127,928,839,9

1991,31627,527,741,3

2090,115,12828,842,7

Uji Kekerasan Metode Rockwell

Analisis Data

Dari data yang telah didapatkan dapat jelas dilihat bahwa baja mempunyai tingkat kekerasan Brinnel lebih tinggi dari tembaga dan alumunium. Begitu juga tembaga yang lebih tinggi tingkat kekerasannya dari aluminium. Nilai kekerasan ini tentu berhubungan dengan sifat lainnya. Salah satunya adalah sifat kemampukerasan logam. Suatu logam memiliki kemampukerasan yang tinggi jika pada brinnel test, nilai BHN-nya cukup besar. Semakin tinggi nilai BHN nya maka semakin besar kemampuan meterial tersebut untuk dikeraskan.Kesimpulan

Dari pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa :

Kekerasan suatu benda dapat ditentukan dengan melihat atau membandingkan dengan benda lain yang berbeda jenis Besi memiliki kadar kekerasan yang berbeda Pengujian tersebut menggunakan beberapa material yang berbeda jenis dan bentuknya