BAB III

MIKROGRAFI

3.1 PENDAHULUAN

Semua material logam maupun paduannya mempunyai stuktur mikro yang

berbeda-beda. Antara logam yang satu dengan yang lain mempunyai kekuatan yang

tidak sama. Hal ini dikarenakan berbedanya struktur mikro tersebut. Stuktur mikro

merupakan kumpulan atom-atom yang mempunyai geometri tertentu dan berulang.

Dalam struktur mikro banyak informasi yang didapat antara lain kekuatan suatu

material, ketangguhan serta daya redam yang bisa diserap oleh material hal tersebut.

Struktur mikro ini yang menentukan sifat dan karakteristik dari suatu material. Karena

ukurannya yang sangat kecil, kita tidak bisa melihat struktur mikro tanpa bantuan

mikroskop.

Uji mikrografi merupakan pengujian yang dilakukan terhadap material untuk

memperoleh gambar struktur mikronya. dengan uji mikrografi kita dapat memperoleh

gambar butiran dan mengetahui batas-batas butiran serta bentuk butiran. [6]

3.1.1 Latar Belakang

Mikrografi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk memperoleh gambar

yang menunjukan struktur mikro sebuah logam atau paduan. Melalui proses ini kita

dapat mengetahui struktur dari suatu logam atau paduan dengan memperjelas batas-

batas butir logam sehingga dapat langsung dilihat dengan menggunakan mikroskop dan

diambil gambarnya. Ada 2 macam cara untuk pemeriksaan struktur kristal, dan yang

biasa dilakukan yaitu pemeriksaan makro dan pemeriksaan mikro. [1]

Selain itu, mikrografi menjadi sangat penting karena untuk memproses suatu

bahan kita harus mengetahui sifat dari bahan tersebut. Dengan mengetahui struktur

bahan yang dapat diketahui dengan mikrografi kita dapat mengetahui sifat dari suatu

bahan sehingga kita dapat mengolah suatu bahan menjadi yang kita inginkan. Dengan

demikian kita juga dapat mengetahui karakteristik dari suatu material. [1]

3.1.2 Tujuan Praktikum

Dalam melaksanakan sebuah pengujian tentunya mempunyai tujuan yang

hendak di capai. Adapun tujuan praktikum mikrografi adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui struktur mikro logam dan paduan dengan bantuan mikroskop.

2. Membandingkan struktur mikro logam hasil proses heat treatment dengan struktur

mikro logam dalam keadaan non heat treatment.

3. Mengetahui struktur dan sifat dari suatu material, sehingga material tersebut dapat

dikembangkan lebih jauh.

4. Mengetahui alat dan bahan yang digunakan pada uji mikrografi.

5. Mengetahui urutan pelaksanaan prosedur dalam pengujian mikrografi. [2]

3.2 DASAR TEORI

Mikrografi berasal dari dua kata, yaitu “mikro” yang berarti sangat kecil dan

kata “grafi” yang berarti gambar. Mikrografi adalah gambar yang menunjukan struktur

mikro pada hal ini struktur logam dan paduannya. Ada dua macam pengujian struktur

kristal yang biasa dilakukan yaitu pengujian makro dan mikro.[3]

3.2.1 Pengertian Struktur Mikrografi

Logam adalah suatu unsur yang mempunyai sifat-sifat seperti : kuat, liat, keras,

mengkilat, dan penghantar listrik dan panas. Sifat-sifat metal pada umumnya dapat

digolongkan atas :

a. Sifat-sifat Ekstraktif/kimia (Chemical Properties)

Meliputi cirri-ciri dari komposisi kimia dan pengaruh unsur terhadap metal

(logam).

b. Sifat –sifat mekanik (Mechanical Properties)

Yang disebut sifat mekanik ialah sifat bahan bilamana dipengaruhi gaya dari luar,

yaitu : kekuatan tarik, kuat bengkok, kekerasan, kuat pukul, kuat geser, dan lain-lain.

Sering pula dimasukkan sifat teknologi dari material ialah mampu mesin, mampu cor

dan sebagainya.

c. Sifat – sifat Fisik (Physical Properties)

Meliputi sifat logam yang tidak dipengaruhi oleh tenaga luar, yaitu : berat jenis,

daya hantar listrik dan panas, sifat magnet, dan struktur mikro logam.

Struktur mikro logam merupakan penggabungan dari satu atau lebih struktur kristal.

Pada umumnya logam terdiri dari banyak kristal (majemuk), walaupun ada diantaranya

hanya terdiri dari satu kristal saja (tunggal). Tetapi logam dengan kristal majemuk

memungkinkan pengembangan berbagai sifat-sifat yang dapat memperluas ruang

lingkup pemakaiannya. Dalam logam, kristal sering disebut sebagai butiran. Batas

pemisah antara dua kristal pemisah antara dua kristal disebut batas butir (Grain

Boundary). [7]

Terdapat empat bentuk struktur kristal logam antara lain adalah sebagi berikut :

1. Struktur Kristal Pemusatan Ruang (BCC/Body Centeed Cristal)

Atom terletak disetiap sudut dan ditengah-tengah kubik. Logam yang mempunyai

struktur ini antara lain: kromium, besi, tungsten. Struktur yang terbentuk dari

perpenjangan salah satu dimensi dari BCC disebut BCT (body Centered Tetragonal).

Struktur ini terbentuk dari baja martensit. Sifatnya yaitu keras. [4]

(a) (b)

Gambar 3.1 Struktur kubik pemusatan ruang logam. Bagian (a) gambaran skematik dan

terlihat letak atom pada titik pusat (b) Model bola keras [4]

2. Struktur Kristal Pemusatan Sisi (FCC/Flank Centerd Crystal)

Atom terletak disetiap sudut dan ditengah-tengah seluruh sisi kubik. Logam yang

mempunyai struktur ini yaitu: alumunium, emas, perak, nikel. Mempunyai sifat yang

lebih lunak. [4]

Gambar 3.2 Struktur kubik pemusatan sisi pada logam. Bagian (a) model bola (b)

keras pandangan skematis yang memperlihatkan letak pusat atom [4]

3. Struktur Hexagonal Close Packed (HCP)

Enam atom yang membentuk segi enam diatas dan di bawah struktur mengelilingi

satu atom ditengah, tiga atom lainnya terletak ditengah-tengah struktur. Logam yang

mempunyai struktur ini antara lain magnesium, seng dan titanium. Mempunyai sifat

yang kuat karena letak atomnya yang berdekatan.[4]

Gambar 3.3 Struktur kristal Hexagonal Closed Packed [4]

4. Struktur Body Center Tetragonal (BCT)

BCT memiliki satu atom pusat kubus dan seperdelapan atom pada delapan titik

sudutnya. Sel satuan ini memiliki dua sumbu yang sama panjang dan satu sumbu

berbeda. Sudut antara sumbu pada struktur BCT adalah 90o. [8]

Gambar 3.4 Model Bola Struktur kristal Body Center Tetragonal [9]

3.2.2 Hubungan Struktur Mikro Terhadap Sifat Material Teknik

Sifat – sifat logam, terutama sifat mekanik sangat dipengaruhi oleh struktur

logam disamping komposisi kimianya. Misalnya suatu logam atau paduan (dengan

komposisi kimia tertentu) akan mempunyai sifat mekanik yang berbeda, bila struktur

mikronya diubah.

Struktur mikro dapat diubah dengan jalan memberikan proses perlakuan

panas atau heat treatment pada logam atau logam paduan, selain proses perlakuan

panas, proses deformasi juga dapat mengubah struktur mikro dari logam atau logam

paduan. [3]

3.2.3 Pengujian Struktur Kristal

Mikrografi adalah suatu teknik untuk memperoleh gambar pencitraan yang

memperlihatkan struktur kristal dari sebuah logam dan paduannya sehingga dapat

diketahui sifat dan karakteristik dari material logam tersebut. Dari proses mikrografi ini

kita dapat mengetahui struktur dari suatu logam atau paduan dengan memperjelas batas-

batas butir logam sehingga dapat langsung dilihat dengan menggunakan mikroskop dan

diambil gambarnya.

Ada dua macam cara untuk memeriksa struktur kristal dan yang biasa

dilakukan yaitu pemeriksaan makro dan pemeriksaan mikro. Yang selanjutnya kita akan

membahas tentang pemeriksaan makro dan mikro.

3.2.3.1 Pengujian Struktur Makro

Pengujian struktur makro dari suatu kristal adalah pengujian penampang

dimana bahan dinilai dari besar butir kristal, warna, dan mengkilapnya penampang dari

batang uji atau produk yang dipatahkan. Pengujian yang lainnya adalah dengan jalan

mengetza dan pembesaran struktur kristal, segregasi, dan pemisahan cacat kecil setelah

memoles patahan. Pengujian makro biasanya dilakukan perbesaran yang besarnya di

bawah 50x. [3]

3.2.3.2 Pengujian Struktur Mikro

Untuk mengetahui struktur mikro dari suatu logam pada umumnya pengujian

dilakukan dengan reflek pemendaran (sinar), pada pemolisan atau etsa, tergantung pada

permukaan logam uji polis, dan diperiksa langsung di bawah mikroskop atau dietsa

lebih dulu, baru diperiksa di bawah mikroskop.

Adapun beberapa tahap yang perlu dilakukan sebelum melakukan pengujian

struktur mikro, yaitu:

a. Sectioning/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.

Ada beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang

digunakan, yaitu meliputi sistem proses pematahan, pengguntingan, penggergajian,

pemotongan abrasi (abrasi cutter), gergaji kawat, dan EDM (Electric Discharge

Machining)

Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi

dua, yaitu :

1. Teknik pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan gerinda.

2. Teknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan low speed diamond

saw.

b. Mounting/Pemegangan

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 metal tipis,

potongan yang tipis, dll. Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen-spesimen

tersebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting).

Secara umum syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting adalah :

1. Bersifat inert (tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa)

2. Sifat eksoterimis rendah

3. Viskositas rendah

4. Penyusutan linier rendah

5. Sifat adhesi baik

6. Memiliki kekerasan yang sama dengan sampel

7. Flow ability baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidak teraturan yang

terdapat pada sampel

8. Khusus untuk etsa elektrolitik dan pengujian SEM, bahan mounting harus kondusif.

c. Grinding/Pengamplasan Kasar

Grinding dilakukan dengan menggunakan disc pengamplasan ditutup dengan

Silicon carbide kertas dan air. Ada sejumlah ukuran amplas, yaitu 800, 1000, 1200,

1500, dan 2000 butir silicon carbide per inci persegi. Ukuran 800, menunjukkan

kekasaran dan partikel ini adalah ukuran untuk memulai operasi pengamplasan. Selalu

menggunakan tekanan langsung di pusat sampel.Lanjutkan pengamplasan hingga semua

noda kasar telah dihapus, permukaan sampel rata, dan semua goresan yang pada satu

posisi. Mencuci sampel dengan air dan ganti ke ukuran selanjutnya. Hal ini membuat

mudah untuk dilihat ketika goresan semuanya telah dihapus. Setelah operasi

pengamplasan selesai pada ukuran amplas 2000, cuci sampel dengan air diikuti oleh

alkohol dan keringkan sebelum dipindah ke polish. Atau juga dapat tahap ini ukurannya

800, 1000, 1200, 1500, dan 2000.

Berikut adalah beberapa tahap dalam pengampalasan, yaitu :

1. Persiapan, tahap ini adalah tahap dimana melakukan pemilihan amplas yang

dimulai dengan menggunakan amplas dengan nomor yang paling rendah (kasar)

dan juga ditambah dengan penggunaan air dengan tujuan supaya tidak terjadi

gesekan antara permukaan spesimen dengan amplas yang dapat mengakibatkan

percikan bunga api.

2. Rough Lap, adalah tahap menghaluskan permukaan dari spesimen dengan

menggunakan amplas dari nomor rendah (nomor 200) ke nomor yang paling tinggi

(nomor 2000) sampai permukaan dari spesimen yang diuji rata dan tidak ada lagi

scratch pada material bila dilihat di mikroskop.

d. Polishing

Tahap polishing bertujuan untuk menghasilkan permukaan spesimen yang rata dan

mengkilap, tidak boleh ada goresan yang merintangi selama pengujian.

Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan pada “finish lap“ dilakukan secara

bertahap dimana tahap–tahap tersebut dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat

pemolisan yang lebih halus.

Faktor–faktor yang mempengaruhi antara lain :

1. Kebersihan kain

Faktor ini berpengaruh karena apabila dalam melakukan pembersihan tidak sampai

dalam keadaan bersih maka pada waktu dalam tahap pengetzaan sisa autosol maupun air

dapat terlihat jelas dalam mikroskop. Kain yang biasa digunakan adalah beludru, katun,

dll.

2. Pemolisan

Dalam melakukan pemolisan sebaiknya dilakukan dengan satu arah agar

permukaan spesimen yang dipolis dapat berlangsung dalam waktu yang tidak terlalu

lama dan juga tidak terjadi adanya scratch. Contoh: kain dan beludru.

3. Tekanan

Pada waktu melakukan pemolisan, tekanan juga berpengaruh pada proses

pemolisan sebab apabila terlalu menekan, posisi dari pemolisan mungkin akan berubah.

4. Waktu

Selain ketiga faktor tersebut yang perlu diperhatikan lagi adalah faktor waktu,

dalam melakukan pemolisan kita harus menunggu selama beberapa menit (kurang lebih

lima menit) supaya permukaan spesimen menjadi rata. dan hal ini disesuaikan dengan

setiap campuran logam.

e. Attack (etching)

Etching digunakan dalam metallography untuk memperlihatkan mikrostruktur dari

spesimen dengan menggunaka mikroskop. Spesimen yang akan di-etching harus

dipolish secara teliti dan rata serta bebas dari perubahan yang disebabkan deformasi

pada permukaan spesimen, alur material, pullout, dan goresan.

Meskipun dalam mikrografi beberapa informasi sudah dapat diketahui tanpa proses

etching, tetapi mikrostruktur suatu material biasanya baru dapat terlihat setelah

dilakukan pengetsaan. Hanya reaktan, pori, celah, dan unsur nonmetalik lainya yang

dapat diamati hanya dengan polishing, selebihnya diperlukan etching.

Tabel 3.1 Reaktan untuk proses pengetsaan

Material Reaktan Proses

Besi, baja, besi

paduan

Nital HNO3 1-5 ml, 100 ml

ethanol (95%) atau methanol

(95%)

Dicelup dalam

reaktan selama 1-5

detik, kemudian

dibilas air lalu

dikeringkan.

Aluminium Keller’s HNO3 2,5 ml, HF 1 ml,

HCl 1,5 ml, 95 ml aquades

Teknik Swabing

Dicelup dalam

reaktan selama 1-15

detik, kemudian

Tembaga, kuningan

atau Cu alloy

Stainless steel

Amuntit (Tool steel)

Larutan I :

25 ml NH4OH, 25 ml aquades,

50 ml H2O2 (3%)

Larutan II :

5 gr FeCl3, 50 ml HCl, 100 ml

aquades

Larutan I :

10 ml HNO3, 10 ml Acetic Acid,

5 ml HCl, 2-5 ml crops gliserin

Larutan II :

5 ml HCl, 1 gr picric acid, 100

ml ethanol (95%) dan methanol

(95%)

Larutan I :

Nital HNO3 1-5 ml, 100 ml

ethanol (95%) atau methanol

(95%)

Larutan II :

1 gr picric acid, 100 ml ethanol

(95%) atau methanol (95%)

dibilas dengan air lalu

dikeringkan dan

didiamkan selama 24

jam

Dicelup 1-10 detik,

kemudian dibilas air

lalu dikeringkan

Dicelup atau diswab

beberapa saat (1-10

detik)

Dicelup dalam larutan

selama 1-5 detik,

kemudian dicelup

dalam cairan H2O2

(3%) selama 1-2

detik. Lalu bilas air

dan keringkan

Dicelup dalam

reaktan selama 1-5

detik, kemudian

dibilas air lalu

dikeringkan

Teknik Swabing

Dicelup/diswab 1-10

detik

[2]

f. Foto (pemotretan)

Dimaksudkan untuk mendapatkan gambar dari struktur kristal yang dimaksud.

Untuk mendapatkan foto mikrografi yang tajam, variabel berikut harus terkontrol yaitu

penghilangan getaran, pelurusan pencahayaan, penyesuaian warna cahaya terhadap

korelasi objek, menjaga kejernihan objek, penyesuaian daerah pengamatan, dan lubang

diagram serta kecepatan fokus. [5]

3.2.4 Aplikasi Pengujian Mikrografi

ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN STRUKTUR KRISTAL FERITIK F1

Telah dibuat baja feritik yang tahan karat yang diberi kode F1 dengna metode

pengecoran. Baja ini dibuat dengan bahan-bahan tambang yang digali di Indonesia,

yaitu bahan yang terdiri dari ferro scrap, ferro chrome, ferro mangan, ferro silicon,

yang semuanya dalam bentuk granul. Feritik yang dibuat ini juga diberi sedikit titan ,

dengan kandungan karbon rendah. Pembuatan dimulai dengan menghitung porsi bahan-

bahan tersebut dari data-data spesifikasi yang diberikan, agar spesifikasi komposisi

feritik yang dibuat sesuai dengan yang dikehendaki. Pekerjaan dilanjutkan dengan

memasukan bahan-bahan tersebut kedalam foundry furnace induksi yang memiliki

sistem pemanasan induksi elektromaget. Pengadukan dilakukan secara otomatis dari

siste foundry furnace tersebut. Carian baja yang telah homogen dituang ke dalam ladle

untuk selanjutnya dituang kedalam cetakan pasir. Sebagian baja tahan karat feritik

tersebut dinormalisir dengan homogensiasai pada suhu 1200oC selama 20 jam, dan

dilakukan karakterisasi awal. Hasil pengamatan struktur mikro menunjukan bahwa

permukaan bahan homogen dan batas butirnya tidak begitu terlihat jelas. Pola difraksi

menunjukan bahwa bahan memiliki struktur kristal BCC dengan nilai parameter kisi

hasil analisis Riedveld sekitar 2,8871 A.

Pada bahan feritik hasil pengecoran tampak bahwa struktur mikro lebih

condong ke larutan padat a-ferrite dengan sejumlah karbon yang tinggi pada batas butir

yang mungkin juga membentuka karbida dengan krom. Ini bisa dilihat pada hasil

mikrografi optik dengan perbesaran 200 kali pada gambar 3.5(a). Jika gambar

diperbesar lagi pada perbesaran 400 kali, maka akan terlihat seperti gambar 3.5(b).

Mikrografi optik hasil pemeriksaan struktur mikro pada baja feritik F1 yang

telah dinormalisir dengan proses homogenisasi pada suhu 1200oC selama 20 jam

ditunjukan pada gambar 3.6(a). Tampak bahwa struktur mikro pada bagian permukaan

homogen dengan batas bulir yang jelas terlihat, kosistensi dengan pengamatan struktur

mikro pada gamba 3.5(a) dan gambar 3.5(b). Setelah mengalami homogenisasi dengan

waktu yang lama sehingga terjadi pertumbuhan nutir (grain growth) yang sangat besar,

maka butir menjadi sangat besar, gambar 3.6(b) merupakan pengulangan dari gambar

3.6(a) hanya dengan perbesaran yang berbeda.

Gambar 3.5 Mikrografi optik ingot feritik F1 (a) perbesaran 200 kali (b) perbesaran 400

kali

Gambar 3.6 Mikrografi optik feiritik F1 setelah dihomogenisasi pada suhu 1200oC

selama 20 jam (a) perbesaran 200 kali (b) perbesaran 400 kali

3.3 METODOLOGI PENELITIAN

Dalam suatu pengujian pasti dibutuhkan suatu prosedur untuk memperlancar

pelaksaan pengujian tersebut. Pengujian mikrogarfi pun memerlukan suatu prosedur

(a) (b)

(a) (b)

dalam pelaksanaannya. Prosedur dalam pengujian mikrografi menjelasakan peralatan

pengujian, bahan, langkah percobaan dan diagram alir percobaan.

3.3.1 Diagram Alir

Menyiapkan peralatan dan material uji (spesimen)

Mengamplas permukaan spesimen

Polising permukaan spesimen

tidak

ya

tidak

ya

A

A

Mulai

Permukaan

Tidak ada

Etching

Pemotretan

Gambar 3.7 Diagram alir metode percobaan

3.3.2 Langkah Pengujian

Dalam setiap melakukan setiap kegiatan pengujian tentunya memiliki langkah-

langkah yang harus dikerjakan sesuai dengan ketentuan kegiatan pengujian tersebut agar

mecapai hasil yang diinginkan dan sesuai, serta langkah-langkah kerja tersebut juga

menjaga keselamatan penguji dalam melakukan kegiatan pengujian. Sama halnya

dengan uji mikrografi juga memiliki langkah-langkah kerja sebagai berikut :

1. Menyiapkan material yang akan dilihat struktur mikronya, dan peralatan yang akan

digunakan.

2. Memasang amplas pada mesin pemolis, dimulai dari polis yang paling kasar.

Pengamplasan dilakukan dalam keadaan basah untuk menghilangkan panas dan

pengotor dari benda uji.

3. Setelah cukup rata, mengganti amplas dengan amplas yang agak halus yaitu amplas

nomor 800, kemudian amplas nomor 1200, dan yang terakhir menggunakan amplas

yang paling halus yaitu nomor 2000. Kemudian mempolis dengan menggunakan

autosol.

4. Sebelum melakukan pengetzaan, permukaan benda uji harus sudah halus dan datar.

Pengetzaan dilakukan dengan mencelupkan material ke dalam reaktan beberapa

saat.

5. Mencuci benda uji yang telah dietsa dengan aquades kemudian keringkan sebelum

diamati pada mikroskop.

6. Mempotret gambar apabila gambar yang diperoleh tampak jelas sesuai dengan

pembesaran pada mikroskop. [2]

Selesai

3.3.3 Peralatan Pengujian

Dalam melakukan praktikum mikrografi maka kita tentunya membutuhkan alat

dan bahan sebagai berikut :

3.3.3.1 Alat

Adapaun peralatan yang digunakan dalam praktikum mikrografi adalah :

1. Grinder

Berfungsi untuk menghaluskan spesimen.

Gambar 3.8 Mesin grinder [10]

2. Polisher (Beludru)

Berfungsi sebagai pemolis, menghaluskan lagi spesimen setelah pengampalasan.

Gambar 3.9 Polisher (Beludru) [10]

3. Amplas

Berfungsi untuk menghaluskan permukaan spesimen

Gambar 3.10 Amplas [10]

4. Mikroskop

Berfungsi untuk mengamati spesimen secara mikro dengan perbesaran yang

bervariasi.

Gambar 3.11 Mikroskop [10]

5. Tisu

Berfungsi membersihkan spesimen yang basah basah akibat pengamplasan

6. Gelas Kimia

Berfungsi untuk menyampur HNO3 dengan alkohol

7. Gelas Ukur

Mengukur seberapa banyak HNO3 atau alkohol yang akan digunakan

8. Pipet

Untuk mengambil HNO3 atau alkohol sesuai dengan takaran

Gambar 3.12 Peralatan etsa [10]

9. Pinset

Untuk menjepit spesimen saat dicelupkan dalam reaktan

Gambar 3.13 Pinset [10]

56

78

10. Kamera

Berfungsi untuk mengambil gambar spesimen pada mikroskop.

Gambar 3.14 Kamera [11]

3.3.3.2 Bahan

Adapun bahan yang diguanakan dalam uji mikrografi adalah :

1. Reaktan untuk etza

Berfungsi sebagai etza pada proses pengetza, dengan komposisi campuran HNO3 1-

5 ml, 100 ml ethanol (95%) atau methanol (95%)

(a) (b)

Gambar 3.15 Reaktan (a) HNO3 (b) Ethanol [10]

2. Autosol

Berfungsi untuk mengkilapkan permukaan spesimen.

Gambar 3.16 Autosol [10]

3. Material Uji

Baja ST-40 non perlakuan

Baja ST-40 termasuk baja karbon rendah dengan kandungan karbon kurang dari

0,3%. ST-40 ini menunjukan bahwa baja ini dengan kekuatan tarik kurang dari 40

kg/mm2.

Baja ST-40 ini secara teori mempunyai nilai kekerasan yang lebih rendah

dibandingkan dengan besi cor, dengan adanya perlit dan ferit karena perlit yang ada

lebih banyak dari pada ferit.

Gambar 3.17 Baja ST-40 [10]

Baja ST-60 non perlakuan

Baja ST-60 mempunyai kandungan karbon sekitar 0,564 % yang menunjukan

bahwa baja ST-60 merupakan jenis baja karbon medium. Baja ST-60 ini juga terdapat

mangan 0,697 yang mempunyai sifat keras dan tahan aus.

Gambar 3.18 Baja ST-60 [10]

3.4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari praktikum mikrografi yang dilakukan, dihasilkan beberapa spesimen dari material uji baja ST-40 dan ST-60.

3.4.1 Hasil Pengujian

Hasil dari pengujian baja ST-60 dan ST-40 :

1. Baja ST-40 non perlakuan

(a) (b)

Gambar 3.19 Struktur mikro baja ST-40 (a) perbesaran 100 kali (b) perbesaran 200 kali

Tabel 3.2 keterangan gambar 3.19

Material Baja ST 40 pendinginan udara

Etsa Nital HNO3 dan ethanol

Perbesaran 100 kali, dan 200 kali

2. Baja ST-60 non perlakuan

(a) (b)

Gambar 3.20 Struktur mikro baja ST-60 (a) perbesaran 100 kali (b) perbesaran 200 kali

Tabel 3.3 keterangan gambar 3.20

Material Baja ST 60 non perlakuan

Etsa Nital HNO3 dan ethanol

Perbesaran 100 kaili, dan 200 kali

3.4.2 Analisa Hasil Pengujian

Secara teori ST 60 lebih banyak mempunyai kandungan karbon dari pada ST

40. Hal itu di tunjukan dengan gambar teori 3.20a menunjukan kandungan karbon yang

banyak dari suatu struktur mikro ST 60, hal ini di buktikan secara teori yaitu gambar

3.20b dengan mempunyai gambar yang sama dengan gambar 3.20a yang menunjukan

struktur karbon dari ST 60.dalam gambar terlihat berbeda karena hanya perbedaan

perbesaran dalam mikroskop.

Pengetsaan yang dilakukan sudah tepat dengan larutan yang benar tetapi

gambar pada bagian kiri bawah agak buram atau kurang fokus, ini mungkin dikarenakan

permukaan spesimen yang masih kurang rata. Kerataan permukaan miring sehingga

refleksi sinar tidak seragam.

Secara teori ST 40 memiliki nilai kekerasan yang lebih rendah dari pada ST 60

maupun besi cor. Gambar diatas menunjukkan adanya perlit dan ferit.Dari gambar

diatas secara teori ferrit di tunjukan oleh gambar 3.19a menunjukan warna hitam

sebagai perlit, Sedangkan dalam hasil percobaan ferrit tidak Nampak karena hanya

terlihat struktur karbon yang berwarna kekuningan.

Perbedaan hasil ini dikarenakan pada saat pengetsaan terjadi kesalahan. Terlalu

cepat pencelupan pada saat pengetsaan akan mengakibatkan gambar berbeda dengan

teori yang ada.

3.5 PENUTUP

3.5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari praktikum uji mikrografi adalah sebagai berikut :

1. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui struktur logam dan kandungan karbon

pada logam, sehingga berguna untuk mengetahui sifat sifat logam.

2. Material dengan perlakuan berbeda menunjukkan struktur mikro yang berbeda.

3. Untuk memperoleh hasil pemotretan yang baik diperlukan permukaan material dan

pemolisan yang merata, mengkilap, tanpa goresan, dan bersih dari sisa autosol

maupun air. Selain itu diperlukan juga pengetzaan yang benar agar komponen

paduan dapat terlihat dan dibedakan dengan jelas.

4. Struktur mikro pada specimen kebanyakan teridiri dari perlit (berwarna kelabu yang

berbentuk lamella) dan ferit (berwarna putih tanpa noda)

5. Pada material perlakuan air martensit yang terbentuk mengakibatkan material

bersifat keras dan rapuh.

6. Pada besi cor non perlakuan, perlit dan ferrit terlihat jelas sehingga batas butir pun

terlihat sangat jelas.

7. Pada material kuningan, kadar tembaga yang lebih besar dari seng menyebabkan

kuningan bersifat lunak.

3.5.2 Saran

Dari praktikum uji mikrografi yang telah dilaksanakan praktikan berharap

untuk menjadi lebih baik dalam pelaksanaan praktikum berikutnya. Adapun saran

berikut semoga menjadi masukan untuk lebih baik.

1. Pada saat grinding sebaiknya dilakukan pada satu arah saja, dengan posisi spesimen

tegak lurus terhadap amplas agar permukaan specimen datar sehingga dapat difoto

dengan jelas

2. .Pada proses grinding (penghalusan dan perataan), perlu memperhatikan posisi

tangan dan juga tekanan tangan ke amplas pada material supaya tidak terjadi

goresan. Posisi pada waktu grinding sebaiknya jangan berubah-ubah supaya

permukaan cepat dan rata.

3. Pada proses grinding perlu diperhatikan juga kondisi amplas. Jika amplas terlalu

lama dipakai, amplas bisa menipis dan menyebabkan amplas sobek yang

mengakibatkan spesimen terpental dari pegangan.

4. Setelah selesai grinding kering yaitu grinding dengan menggunakan autosol, jangan

menyentuh permukaan specimen, karena dapat menyebabkan adanya pengotor yang

akan terlihat jelas pada mikroskop cahaya.

5. Dalam melakukan pengetzaan sebaiknya dilakukan dalam waktu yang sesuai untuk

masing-masing spesimen dan langsung mencelupkan benda uji ke air sebagai

penetralan setelah di etza supaya tidak terjadi over etza yang akan mngakibatkan

terbakarnya specimen sehingga butir-butir yang sulit di amati.

DAFTAR PUSTAKA

[1] ASM Metals Handbook Volume 9 - Metallography and Microstructure, 2004

[2] Jobsheet Praktikum Sifat Struktur Material 2014

[3] Callister, William D.1993. Materials Science and Engineering an Introduction

7th. New York: John Wiley & Sons, Inc

[4] George Vander Voort,1984, Metallography Principles And Practice. New York:

McGraw-Hill

[5] http://pwatlas.mt.umist.ac.uk/das6746767/image/?+strukturmikro

[6] http://www.scribd.com/doc/88549555/Mikrografi-Acc

[7] http://edy-metalurgi.blogspot.com/2007/12/struktur-kristal-logam.html

[8] http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/besi-baja-iron-steel/diagram-sistem-

besi-besi-karbida/struktur-kristal-austenit-ferit-martensit-baja/

[9] http://blog.ub.ac.id/okkyardiansyah/files/2012/03/bct1.png

[10] Laboratorium Metalurgi Fisik Teknik Mesin Undip

[11]

http://3.bp.blogspot.com/-esnwPbP23K4/USDkpKjb-XI/AAAAAAAAATk/SRD9d

drAKT4/s1600/sony_w300_side.jpg

[12] Tri Darwinto, A.K. Jahja. 2010. ANALISIS STRUKTUR MIKRO DAN

STRUKTUR KRISTAL FERITIK F1