laporan uji kekerasan

UNIVERSITAS TADULAKO

2011

LAPORAN UJI KEKERASAN JURUSAN TEKNIK MESIN

MARDHIANSYAH H. A.

F 331 10 131

TEKNIK MESIN UNIVERSITAS TADULAKO PALU, SULAWESI TENGAH

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Mengingat masih banyak bahan material logam yang

dipergunakan dalam berbagai industri, maka diperlukan penelitian

atau pengujian tingkat kekerasan (Hardness) dari bahan logam.

Sehingga kita dapat meningkatkan kekerasan dari bahan logam

tersebut. Oleh sebab itu, kami selaku mahasiswa yang berkelut

dalam bidang ini diharapkan nantinya dapat mencari solusi guna

meningkatkan kekerasan dari pada bahan logam.

Selain itu, dengan mengetahui tingkat kekerasan suatu

bahan logam kita dapat dengan mudah mengaplikasikan bahan

tersebut lebih sesuai, karena sesuai dengan hasil kekerasan yang di

peroleh.

1.2 TUJUAN

Untuk mengetahui kekerasan suatau logam atau paduannya

dengan cara penekanan setelah mengalami perlakuan panas dan

didinginkan dengan beberapa media pendinginan. Berikut metode

pengujian yang digunakan, yaitu :

Rockwell

Vickers

Brinell


BAB II

TEORI DASAR

2.1 METODE PENGUJIAN KEKERASAN

Dalam pengujian kekerasan ( Hardness test ) kita biasa

menggunakan 3 metode pengujian (Rockwell, Vickers, & Brinell). Namun

dalam praktikum yang kami lakukan di Lab. Uji Material, Teknik Mesin

UNTAD hanya menggunakan 2 metode yaitu : Uji Brinell, dan Uji Vickers.

2.1.1 METODE BRINELL

Cara Brinell ini dilakukan dengan penekanan sebuah bola

(Bola Brinell) yang terbuat dari baja chrom yang telah disepuh,

kepermukaan benda uji tanpa sentakan. Tekanan yang digunakan berupa

gaya tekan statis. Permukaan yang diuji harus bersih dan rata. Setelah

gaya tekan ditiadakan dan bola Brinell dikeluarkan dari bekas (lekukan)

yang terjadi, maka diameter paling atas dari lekukan tadi diukur secara

teliti untuk kemudian dipakai sebagai dasar perhitungan kekerasan benda

Uji.

Pengujian kekerasan Brinell dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Pengujian Kekerasan Brinell

Apabila diameter bola penekanan dinyatakan dengan (D),

beban yang digunakan dengan (P) dan diameter bekas penekanan dengan

(d), maka dapat diperoleh angka kekerasan Brinell adalah beban P (kg)

dibagi luas bidang (mm2) penekanan yang merupakan deformasi tetap


sebagai akibat penekanan. Angka tersebut dapat diperoleh dengan rumus

berikut :

2.1.2 METODE VICKERS

Kekerasan ini diukur dengan menggunakan alat uji Hardness

Tester. Dalam pengujian kekerasan Vickers digunakan pyramid intan

dengan sudut bidang 136o sebagai penekan. Kekerasan Vickers ditentukan

dengan membagi beban dengan luas permukaan bekas penekanan (VHN).

Besarnya beban yang digunakan pada pengujian Vickers berkisar antara

1-120 Kg. Pengujian ini banyak dilakukan pada proses penelitian, karena

metode ini dapat memberikan hasil berupa skala kekerasan yang kontinyu

untuk suatu suatu beban tertentu, dan dapat dapat digunakan pada logam

yang sangat lunak sampai dengan bahan yang sangat keras. Jejak injakan

dari penetrator yang ditimbulkan relative sangat kecil sehingga tidak

menimbulkan kerusakan yang berarti dan dapat digunakan untuk

pengukuran kekerasan bahan-bahan yang tipis. Sedangkan kerugian dari

penggunaan metode ini adalah kurang sesuai untuk bahan–bahan yang

kurang homogen, memerlukan waktu persiapan relative cukup lama dan

diperlukan permukaan benda uji yang benar-benar halus, rata serta

permukaan bagian atas dan bawah harus benar-benar sejajar karena jejak

injakannya kecil.

Pengukuran panjang diagonal jejak injakan telah dilakukan

maka nilai kekerasan Vickers dapat ditentukan dengan persamaan sebagai

berikut :

Atau dapat disederhanakan menjadi :

Dengan VHN = Harga kekerasan vickers (kg/mm2)

P = beban penekanan (Kg)


L = Diagonal injakan penetrator (mm)

Ø = sudut permukaan piramida yang berhadapan (136o)

Gambar 2. Uji kekerasan Vickers

2.1.3 METODE ROCKWELL

Prinsip pengujian pada metode ini adalah dengan menekan

penetrator kedalam benda kerja dengan pembebanan dan kedalaman

indentasi memberikan harga kekerasan yaitu perbedaan kedalaman

indentasi yang didapatkan dari beban mayor dan minor. Pengujian dengan

Rockwell C memakai penetrator Speroconical Diamond (permata

berbentuk kerucut) dengan sudut puncak kerucut 120o dengan beban

minor 10 Kg dan beban mayor 150 Kg atau beban awal Fo = 10Kg dengan

1360

d2

½ d.21/2

d1

680

1/4d


beban tambahan F1 = 140Kg. beban total F = 150Kg. Kekerasan Rockwell

dapat di tulis :

HR = E – e

Dengan E = jarak antara indentor saat diberi minor load dan

zero reference line yang untuk tiap jenis indentor

berbeda-beda.

e = jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi

dengan 0,002 mm

HR = besarnya nilai kekerasan dengan metode

hardness Rockwell

Mesin uji kekerasan dengan metode Rockwell dipakai karena :

Digunakan untuk mengatur benda kerja yang dikeraskan

(ditreatment)

Mesin uji kekerasan Rockwell dapat memberikan harga kekerasan

secara langsung dari benda kerja yang ditest pada penunjuk

(indicator) sehingga membuat waktu pengujian relatif lebih cepat.


BAB III

PROSEDUR PENGUJIAN

Siapkan spesimen yang akan di uji berupa silinder baja dengan

diameter 10 mm yang telah mendapatkan perlakuan panas dan di

dinginkan dengan media pendinginan solar dan minyak tanah serta

spesimen standar.

Permukaan spesimen yang kasar terlebih dahulu di haluskan

dengan amplas menggunakan alat paper disc.

Ratakan permukaan spesimen uji secara sempurna dengan bantuan

paper disc.

Spesimen diletakkan diatas landasan alat dan permukaan spesimen

diberi penekanan dengan alat Universal Hardness Tester.

Melalui screen fokusnya, ukurlah diameter dan diagonal indentasi

dari uji Brinell dan Vickers yang terjadi selama 30 detik penekanan.

Catatlah semua hasil pengukuran dan pengamatan.


BAB IV

ALAT DAN BAHAN

4.1 Alat yang digunakan

Gambar 1. Universal Hardness Tester Gambar 2. Kunci L

Gambar 3. Mistar ukur (perbesaran 70x)


Gambar 4. Paper Disc

4.2 Bahan yang digunakan

Gambar 5. Penekan Bola Baja Gambar 6. Penekan Intan

(Brinell) (Vickers)


Gambar 7. Spesimen Uji


BAB V

TABEL HASIL PENGUJIAN

Alat Uji Kekerasan = Universal Hardness Tester

Indentor

=

Beban Penekanan (Kg)

= 187.5

diameter (d) mm = 5

Bahan Pengujian

Diameter Indentasi (mm)

Harga Kekerasan Brinell (Kg/mm2)

Rata - rata (Kg/mm2)

Solar

1 1.38 115.002

116.600

2 1.34 122.660

3 1.35 120.683

4 1.33 124.682

5 1.47 99.971

Minyak Tanah

1 1.4 111.414

106.808

2 1.41 109.676

3 1.45 103.074

4 1.4 111.414

5 1.48 98.465

Standar

1 1.5 95.541

96.416

2 1.5 95.541

3 1.48 98.465

4 1.49 96.989

5 1.5 95.541


Alat Uji Kekerasan Dan Sistem Uji

= Vickers Test

Indentor

=

Beban Penekanan (Kg) = 60

Bahan Uji ke

Diagonal Indentasi

(mm)

Diagonal Indentasi Rata-rata

(mm)

Harga Kekerasan

Vickers (Kg/mm2)

Harga Kekerasan

Vickers Rata-rata (Kg/mm2)

d1 d2

Solar

1 1.35 1.35 1.350 61.037

59.785

2 1.32 1.34 1.330 62.887

3 1.4 1.5 1.450 52.908

4 1.35 1.37 1.360 60.143

5 1.38 1.3 1.340 61.951

Minyak Tanah

1 1.43 1.44 1.435 54.020

54.786

2 1.35 1.35 1.350 61.037

3 1.5 1.45 1.475 51.130

4 1.39 1.44 1.415 55.558

5 1.42 1.5 1.460 52.186

Standar

1 1.5 1.48 1.490 50.106

51.224

2 1.5 1.45 1.475 51.130

3 1.48 1.5 1.490 50.106

4 1.46 1.42 1.440 53.646

5 1.47 1.48 1.475 51.130


BAB VI

PERHITUNGAN UJI KEKERASAN

6.1 PERHITUNGAN UJI BRINELL

6.1.1 SPESIMEN SOLAR

Diketahui : P = 187,5 Kg

D = 2,5 mm

d = 1,35 mm

6.1.2 SPESIMEN MINYAK TANAH


D = 2,5 mm

d = 1,45 mm


6.1.3 SPESIMEN STANDAR


D = 2,5 mm

d = 1,45 mm


6.2 PERHITUNGAN UJI VICKERS

6.2.1 SPESIMEN SOLAR

Diketahui :

P = 60 kg

d = 1,45 mm (d1=1,4; d2=1,5)

6.2.2 SPESIMEN MINYAK TANAH

Diketahui :

P = 60 kg

d = 1,475 mm (d1=1,45; d2=1,5)

6.2.3 SPESIMEN STANDAR

Diketahui :

P = 60 kg

d = 1,49 mm (d1=1,48; d2=1,5)


GRAFIK HASIL PENGUJIAN BRINELL DAN VICKERS

0.000

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

0 1 2 3 4 5 6

Nila

i Bri

ne

ll

Jumlah Pengujian

Grafik Perbandingan Hardness Pengujian BrinellSpesimen Uji

Solar

Minyak Tanah

Standar

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

0 1 2 3 4 5 6

Nila

i Vic

kers

Jumlah Pengujian

Grafik Perbandingan Hardness Pengujian VickersSpesimen Uji

Solar

Minyak Tanah

Standar


BAB VII

PEMBAHASAN PERHITUNGAN

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan selama praktikum

kami melakukan perhitungan berdasarkan persamaan yang diberikan

dalam hal ini pengujian kekerasan Brinell dan Vickers, bahan yang

mempunyai tingkat kekerasan tertinggi adalah material yang mengalami

perlakuan khusus (diberi media pendingin solar dan minyak tanah).

Hal ini terjadi karena material tersebut dibuat melebur pada suhu

920o C kemudian didinginkan secara medium (medium cooling) sehingga

lebih banyak unsur carbon (C) yang terperangkap didalam spesimen uji.

Berikut ini data hasil pengujian Brinell dan Vickers :

Pengujian Brinell

o Solar = 120,026 kg/mm2

o Minyak Tanah = 102,954 kg/mm2

o Standar = 98,293 kg/mm2

Pengujian Vickers

o Solar = 52,908 kg/mm2

o Minyak Tanah = 51,130 kg/mm2

o Standar = 50,106 kg/mm2


BAB VIII

PENUTUP

8.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian Brinell dan Vickers kami dapat

menyimpulkan bahwa material yang mempunyai kekerasan tertinggi

adalah material dengan perlakuan panas. Hal ini terjadi karena pada

proses pendinginan dengan media pendinginan solar dan minyak tanah,

banyak terdapat unsur carbon yang terperangkap dalam spesimen uji.

Sebaliknya hal ini tidak terjadi pada spesimen uji uji standar. Atau dengan

kata lain kekerasan berbanding terbalik terhadap keuletannya (ductility).

8.2 SARAN

Jika hal ini memungkinkan alangkah baiknya diameter spesimen uji

lebih diperbesar agar pada pengujian Brinell dan Vickers jarak antara

diameter dan diagonal indentasi tidak saling berhimpit, karena hal ini

dapat mempengaruhi konsentrasi struktur Kristal didaerah sekitar bekas

penekanan.

laporan uji kekerasan

Documents