Tugas Material Teknik

Klasifikasi heat treatmentDOSEN :DEDY MASNUR, S.T., M.Eng

DISUSUN OLEH:

Kelompok : 5

1. AHMAD SYAIFUDIN 2. HAROYAN 3. KRIST MAMRE SARAGIH 4. MADI HARTO SILALAHI5. SAHAT P SIMARMATA

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS RIAU2014

KATA PENGANTAR

BismillahirrahmanirrahimAssalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh,Puji syukur kita ucapakan kehadirat ALLAH SWT yang telah memberikan rahmat-Nya kepada kita semua dan salawat beriring salam kita sampaikan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW karena berkat perjuangan Beliaulah kita dapat merasakan kehidupan yang penuh dengan ilmu dan teknologi seperti saat sekarang ini. Penulis memanjatkan puji syukur Alhamdulillah yang tak terhingga padaNya. Hanya dengan kehendak-Nya semata penulis dapat menyelesaikan penulisan dan penyusunan Makalah Material Teknik.Dengan Rahmat Allah SWT yang tidak pernah berhenti mengalir pada makhluknya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan Makalah yang berjudul UJI TARIK DAN UJI KEKERASAN. Laporan ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang Material Teknik.Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan Makalah ini, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kebaikan kita semua dan untuk penulis khususnya. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca, Amin.Wasssalam.

Pekanbaru, 5 Maret 2014

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARiDAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBARiiDAFTAR TABELiiBAB I2PENDAHULUAN21.1 Latar Belakang21.2 Tujuan2BAB II2TEORI DASAR22.1 UJI TARIK22.1.1 Sifat Mekanik Material22.1.2 Sifat Sifat Tarik22.1.3.Kurva Tegangan-Regangan22.2 UJI KEKERASAN22.2.1 Metode Pengujian Brinnell22.2.2 Metode Pengujian Vickers22.2.3 Metode Pengujian Rockwell2

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Alat uji tarik2Gambar 2. 3 Kurva tegangan dan regangan titik Y merupakan titik luluh2Gambar 2. 4 kekuatan tarik dan titik patah2Gambar 2. 5 keuletan2Gambar 2. 6 Kurva tegangan regangan2Gambar 2. 7 Mekanisme perpatahan2Gambar 2. 8Perpatahan ulet2Gambar 2. 9 perpatahan ductile2Gambar 2. 10 Patahan Brittle2Gambar 2. 11 Alat uji kekerasan2Gambar 2. 12Pengujian kekerasan2Gambar 2. 13 Pengujian Brinell2Gambar 2. 14Perumusan untuk pengujian Brinell2Gambar 2. 15 Pengujian Vickers2Gambar 2. 16 Bentuk indentor Vickers2Gambar 2. 17Pengujian Rockwell2Gambar 2. 18 Prinsip kerja metode pengukuran Rockwell2

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Rockwell Hardness scales2

iv

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangBanyak material yang terdapat di sekitar kita, dan telah menjadi bagian dari pola berpikir manusia bahkan telah menyatu dengan keberadaan kita. Apakah hakikat bahan atau material itu? Bahan dengan sendirinya merupakan bagian dari alam semesta, secara terperinci bahan adalah benda yang dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk. Seperti : logam, keramik, semikonduktor, polimer, gelas, dielektrik serat, kayu, pasir, batu berbagai komposit dan lain-lain.Pada dasarnya bahan atau material mempunyai beberapa sifat yangdiklasifikasikan menjadi sifat mekanik, sifat fisik dan sifat kimia.Kekuatan suatu struktur desain material sangat dipengaruhi oleh sifat fisik materialnya, oleh karena itu diperlukan pengujian untuk mengetahui sifat-sifat tersebut, salah satunya adalah pengujian tarik (Tensile test). Dalam dunia manufaktur pengetahuan tentang sifat-sifat fisik suatu bahan sangat penting, khususnya dalam mendesain dan menentukan proses manufakturnya. Pengujian tarik merupakan jenis pengujian material yang paling banyak dilakukan karena mampu memberikan informasi representatif dari perilaku mekanis material. Pengujian tarik sangat simple, relatif murah dan sangat memenuhi strandar. Pada dasarnya percobaan tarik ini dilakukan untuk menentukan respons material pada saat dikenakan beban atau deformasi dari luar (gaya-gaya yang diberikan dari luar, yang dapat menyebabkan suatu material mengalami perubahanstruktur, yang terjadi dalam kisi kristal material tersebut). Dalamhal ini akan ditentukan seberapa jauh perilaku inheren, yaitusifat yang lebih merupakan ketergantungan atas fenomenaatomic maupun mikroskopik dan bukan dipengaruhi bentuk danukuran benda uji.Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yangberbeda, bagi insinyur metalurgi kekerasan adalah ketahanan material terhadappenetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran daritegangan alir, untuk insinyur lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadapmekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai itu adalah ketahanan terhadapgoresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna kepada ketahanan materialterhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak konsep kekerasan material yangdipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapatdihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji.

1.2 TujuanAdapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai brikut :1. Memahami kurva tegangan-regangan hasil uji tarik dari beberapa jenis logam2. Mendeskripsikan titik-titik penting (batas proporsionalitas, batas elastis, titik luluh, daerah necking dan sebagainya) dalam kurva tegangann regangan yang menjelaskan. 3. Mengetahui macam-macam metode pengujian kekerasan serta aplikasinya4. Mengetahui prosedur dan standar pengujian kekerasan5. Mengetahui kelebihan dan kekurangan metode metode pengujian kekerasan6. Mengetahui angka kekerasan suatu bahan.7. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan.8. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan.

BAB IITEORI DASAR

2.1 UJI TARIKKekuatan suatu struktur desain material sangat dipengaruhi oleh sifat fisik materialnya, oleh karena itudiperlukan pengujian untuk mengetahui sifat-sifat tersebut, salah satunya adalah pengujian tarik (Tensile test). Dalam duniamanufaktur pengetahuan tentang sifat-sifat fisik suatu bahansangat penting, khususnya dalam mendesain dan menentukanproses manufakturnya. Uji Tarikmerupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan akan dapat diketahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman(grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi(highly stiff).Banyak hal yang dapat dipelajari dari hasiluji tarik. Bila suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) dilakukan penarikan secara terus-menerus sampai putus, maka akan didapatkan profil tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut

Gambar 2. 1 Alat uji tarikPengujian tarik merupakan jenispengujian material yang paling banyak dilakukan karena mampumemberikan informasi representatif dari perilaku mekanismaterial. Pengujian tarik sangat simple, relatif murah dan sangatmemenuhi strandar. Pada dasarnya percobaan tarik ini dilakukanuntuk menentukan respons material pada saat dikenakan bebanatau deformasi dari luar (gaya-gaya yang diberikan dari luar,yang dapat menyebabkan suatu material mengalami perubahanstruktur, yang terjadi dalam kisi kristal material tersebut). Dalamhal ini akan ditentukan seberapa jauh perilaku inheren, yaitusifat yang lebih merupakan ketergantungan atas fenomenaatomic maupun mikroskopik dan bukan dipengaruhi bentuk danukuran benda uji.Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang terhadap beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.Stress adalahbeban dibagi luas penampang bahanStrain adalahpertambahan panjang dibagi panjang awal bahanJika dirumuskanmaka, Stress (Tegangan Mekanis): = F/A , F = gaya tarikan, A = luas penampang Strain (Regangan): = L/L , L = Pertambahan panjang, L = Panjang awalMaka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:

E = /

Eadalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap.Ediberi nama"Modulus Elastisitas"atau"Modulus Young". Kurva yang menyatakan hubungan antarastraindan stressseperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve).Prinsip pengujian ini yaitu sampel atau benda uji denganukuran dan bentuk tertentu diberi beban gaya tarik sesumbuyang bertambah besar secara kontinyu pada kedua ujungspecimen tarik hingga putus, bersamaan dengan itu dilakukanpengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji.Tegangan yang dipergunakan pada kurva adalah teganganmembujur rata-rata dari pengujian tarik. Pada spesimen panjangbagian tengahnya biasanya lebih kecil luas penampangnyadibandingkan kedua ujungnya, agar patahan terjadi pada bagiantengah. Panjang ukur (gauge length) adalah daerah dibagiantengah dimana elongasi diukur atau alat extensometerdiletakkan untuk pengukuran. Data yang diukur secara manual,yakni diameter specimen luas penampang A, dan data yangterekam dari mesin tarik, berupa beban F yang diberikan (loadcell) dan strain yang terbaca (extensometer), direduksi menjadikurva tegangan-regangan.2.1.1 Sifat Mekanik Materiala). Batas proposionalitas (Proportionality Limit)Dedefinisikan sebagai daerah dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan Linier Pada kurva tegangan-regangan pada gambar 2.1 diatas, titik P merupakan batas proposionalitas.b). Batas elastis (elastic limit)Didefinisikan sebagai daerah dimana bahan akankembali kepada panjang semula bila tegangan luardihilangkan. Daerah proporsionalitas merupakan bagian daribatas elastik. Bila beban terus diberikan tegangan maka bataselastis pada akhimya akan terlampaui sehingga bahan tidakkembali seperti ukuran semula. Batas elastis merupakan titikdimana tegangan yang diberikan akan menyebabkanterjadinya deformasi plastis untuk pertama kalinya.Kebanyakan material teknik mempunyai batas elastis yang hampir berhimpitan dengan batas proporsionalitasnya.

c). Titik Luluh (Yield Point) dan Kekuatan Luluh (YieldStrength)Didefinisikan sebagai batas dimana sebuah materialakan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahanbeban. Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahanmenunjukkan mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh(yield stress).

Gambar 2. 2 Kurva tegangan dan regangan titik Y merupakan titik luluhGejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logamlogam ulet dengan struktur kristal BCC dan FCC yang membentuk interstitial solid solution dari atom-atom karbon, boron, hidrogen dan oksigen. Interaksi antar dislokasi dan atom-atom tersebut menyebabkan baja ulet seperti mild steel menunjukan titik luluh bawah (lower yield point) dan titik luluh atas (upper yield point).

2.1.2 Sifat Sifat Tarik1. Luluh dan Kekuatan Luluh Titik luluh terjadi pada daerah dimana deformasi plastis mudah terjadi pada logam grafik - berbelok secara bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan kurva - dari linier ke lengkung. Titik ini di sebut batas proporsional ( titik p pada gambar). Pada kenyataannya titik p ini tidak bisa ditentukan secara pasti. Kesepakatan di buat dimana di tarik garis lurus paralel, dengan kurva - dengan harga = 0.002. Perpotongan garis ini dengan kurva - didefinisikan sebagai kekuatan luluh y.

2. Kekuatan Tarik Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik maksimum dan kemudian menurun sampai akhirnya patah. Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum pada kurva - . Hal ini berhubungan dengan tegangan maksimum yang bisa di tahan struktur pada kondisi tarik

Gambar 2. 3 kekuatan tarik dan titik patah3. Keuletan Mengukur derajat deformasi plastis pada saat patah. Bahan yang mengalami sedikit atau tidak sama sekali deformasi plastis di sebut rapuh.

Gambar 2. 4 keuletan

4. Resilience Adalah kapasitas material untuk menyerap energi ketika mengalami deformasi elastis dan ketika beban dilepaskan, energi ini juga dilepaskan. Modulus resilience, Ur : adalah energi regang persatuan volume yang diperlukan sehingga material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ketitik luluh.Material yang mempunyai sifat resilience adalah material yang mempunyai tegangan luluh tinggi (y ) dan modulus elastisitas rendah. Contoh : alloy untuk pegas.

2.1.3.KurvaTegangan-ReganganKurvategangan-reganganmerupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. Kurva yang menyatakan hubungan antarastraindan stressseperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve).

Gambar 2. 5 Kurva tegangan regangan

Keterangan gambar:1. Pada pembebanan dari nol sampai mencapai titik proporsional limit, grafik masih merupakan garis lurus. Pada daerah proporsional limit ini, apabila besarnya pembebanan dibawah rentanganproporsional limitmaka benda uji hanya mengalami deformasi plastis. Jadi jika gaya itu ditiadakanmaka benda uji akan masih dapat kembali ke panjang mula-mula.Elastic limitmerupakan batas antara deformasi elastik dan deformasi plastik. Bila besarnya pembebanan melampau elastik limit ini maka grafik yang terbentuk ini merupakan garis lengkung. Karena antara nol hinggaproporsional limitmerupakan garis lurus, maka berlaku hubungan Tegangan dibagi dengan Regangan sama dengan Konstant, sama denganModulus Elastisitas(Young Modulus).2. Apabila tegangan sudah mencapai titikYields Stressmaka benda uji sudah mulai nampak adanya pengecilan penampang. Dan ternyata pula pada titik tersebut benda uji mengalami pertambahan panjang dengan sendirinya walaupun besarnya beban tidak ditambah.Yields Stressdapat juga disebut denganYeild Point(Batas Lumer). Tetapi pada umumnya banyak logam yang tidak memiliki titikatau batas lumer yang jelas, terutama pada logam-logam yang rapuh. Pada diagram Tegangan-Regangan dari jenis logam tersebut titik lumer ditentukan dari harga tegangan dimana benda uji dari logam tersebut memperoleh perpanjangan (pertambahan panjang) permanen sebesar 0,2% dari panjang mula-mula. Tegangan ini biasanya dimanakan Tegangan Net 0,2 dan merupakan dasar untuk menentukanYield Stress.3. Apabila pembebanan sudah mencapai titikUltimate Stress(Batas Patah) maka tegangan ini merupakan tegangan tarik maksimum yang mampu ditahan oleh benda uji tersebut. Pada titik tersebut, benda uji sudah menunjukan gejala-gejala patah berupa retakan-retakan. Retakan-retakan yang sudah mulai timbul pada titikUltimate Stressakan semakin bertambah besar dan akhirnya benda uji akan patah pada titikFracture Stress.Istilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan berpedoman pada hasil uji tarik seperti pada Gambar 2.3:

Batas elasticE(elastic limit), Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnyahampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan nol Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku. Batas proporsionalp(proportional limit). Titik di mana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis. Deformasi plastis(plastic deformation). Perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Tegangan luluh (yield stress). adalah tegangan mekanis pada titik ini. Tegangan tarik maksimum(UTS, Ultimate Tensile Strength) merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.

Perlu untuk diingat bahwa satuan SI untuk tegangan(stress)adalah Pa (Pascal, N/m2) dan strain adalah besaran tanpa satuan.Selanjutnya akan kita bahas beberapa istilah lain yang penting seputar interpretasi hasil uji tarik.

Kelenturan(ductility)Merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat deformasi plastis yang terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji tarik. Bahan disebut lentur(ductile)bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari 5%, bila kurang dari itu suatu bahan disebut getas(brittle).Derajat kelentingan(resilience) Derajat kelentingan didefinisikan sebagai kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase perubahan elastis. Sering disebut dengan Modulus Kelentingan(Modulus of Resilience), dengan satuanstrain energy per unit volume(Joule/m3atau Pa). Dalam Gbr.1, modulus kelentingan ditunjukkan oleh luas daerah yang diarsir.Derajat ketangguhan(toughness)Kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase plastis sampai bahan tersebut putus. Sering disebut dengan Modulus Ketangguhan (modulus of toughness). Dalam Gbr.5, modulus ketangguhan sama dengan luas daerah dibawah kurva OABCD.Pengerasan regang(strain hardening)Sifat kebanyakan logam yang ditandai dengan naiknya nilai tegangan berbanding regangan setelah memasuki fase plastis.Tegangan sejati , regangan sejati(true stress, true strain)Dalam beberapa kasus definisi tegangan dan regangan seperti yang telah dibahas di atas tidak dapat dipakai. Untuk itu dipakai definisi tegangan dan regangan sejati, yaitu tegangan dan regangan berdasarkan luas penampang bahan secarareal time.

2.1.4.ModePatahan MaterialSampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapatampilan perpatahan seperti ditunjukkan oleh Gambar di bawahini :

Gambar 2. 6 Mekanisme perpatahanPengamatan kedua tampilan perpatahan ulet dan getasdapat dilakukan baik dengan mata telanjang maupun denganbantuan stereoscan macroscope. Pengamatan lebih detil dimungkinkan dengan penggunaan SEM (Scanning ElectronMicroscope).a. Perpatahan UletPerpatahan ulet umumnya lebih disukai karena bahan ulet umumnya lebih tangguh dan memberikan peringatan lebihdahulu sebelum terjadinya kerusakan.

Gambar 2. 7 Perpatahan uletTampilan foto SEM dari perpatahan ulet diberikan oleh Gambar berikut :

Gambar 2. 8 perpatahan ductile

b. Perpatahan GetasPerpatahan getas memiliki ciri-ciri mempunyai ciri-ciri yang berbeda dengan perpatahan ulet. Pada perpatahan getas tidakada atau sedikit sekali terjadi deformasi plastis pada material.Perpatahan jenis ini merambat sepanjang bidang- bidangkristalin membelah atom- atom material. Pada material yanglunak dengan butir kasar akan ditemukan pola chevrons atau fanlike pattern yang berkembang keluar dari daerah kegagalan.Material keras dengan butir halus tidak dapat dibedakansedangkan pada material amorphous memiliki permukaanpatahan yang bercahaya dan mulus.

Gambar 2. 9 Patahan Brittle2.2 UJI KEKERASANPengujianKekerasanadalahsatudarisekianbanyakpengujian yang dipakai, karenadapatdilaksanakanpadabendauji yang keciltanpakesukaranmengenaispesifikasi.Kekerasan (Hardness) adalahsalahsatusifatmekanik (Mechanical properties) darisuatu material. Kekerasansuatu material harusdiketahuikhususnyauntuk material yang dalampenggunaanyaakanmangalamipergesekan (frictional force) dandinilaidariukuransifatmekanis material yang diperolehdari DEFORMASI PLASTIS (deformasi yang diberikandansetelahdilepaskan, tidakkembalikebentuksemulaakibatindentasiolehsuatumendasebagaialatuji. Dalamhalinibidangkeilmuan yang berperanpentingmempelajarinyaadalahIlmuBahanTeknik (Metallurgy Engineering). Mengapadiperlukanpengujiankekerasan? Di dalamaplikasimanufaktur, material terutamasematadiujiuntukduapertimbangan: yang manapunkerisetkarakteristiksuatu material barudanjugasebagaisuatucekmutuuntukmemastikanbahwacontoh material tersebutmenemukanspesifikasikualitastertentu .

Gambar 2. 10 Alat uji kekerasanKekerasan suatu bahan mempunyai banyak arti tergantung pihak-pihak yang telah berpengalaman dan mencoba mendefinisikan kekerasan. Definisi kekerasan secara umum adalah ketahanan material terhadap deformasi akibat penetrasi di permukaan.Beberapa definisi yang di pakai untuk menyatakan kekerasan bahan adalah : Ketahanan terhadap goresan, merupakan cara yang lama dalam usaha pengukuran kekerasan suatu material. Pengukuran dilakukan dengan cara menggoreskan material yang lebih keras, dalam hal ini digunakan intan. Kekerasan material di urut dalam sepuluh skala yang pertama di kemukakan oleh Mohs. Ketahanan terhadap deformasi plastis terhadap lekukan (cara penekanan), yaitu kekerasan di ukur dengan pemberian beban lokal melalui sebuah penekanan (indentor). Cara yang sering digunakan adalah cara penekanan Brinell,Vikers,Rockwell, Meyer dll. Besarnya energi yang diserap pada pembebanan dinamik.Kekerasan suatu bahan sangat di pengaruhi oleh unsur paduannya. Nilai kekerasan ini juga dapat berubah bila bahan mengalami proses pengerjaan dingin (cold work) dan perlakuan panas.Kekerasan juga didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 3 macam metode pengujian kekerasan, yakni :1. Brinnel (HB / BHN)2. Rockwell (HR / RHN)3. Vikers (HV / VHN)

Gambar 2. 11Pengujian kekerasan

2.2.1 Metode Pengujian BrinnellPengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dari nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Jika diameter Identor 10 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 3000 N sedang jika diameter Identornya 5 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 750 N. Dalam Praktiknya, pengujian Brinnel biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HB 5 / 750 / 15 hal ini berarti bahwa kekerasan Brinell hasil pengujian dengan bola baja (Identor) berdiameter 5 mm, beban Uji adalah sebesar 750 N per 0,102 dan lama pengujian 15 detik. Mengenai lama pengujian itu tergantung pada material yang akan diuji. Untuk semua jenis baja lama pengujian adalah 15 detik sedang untuk material bukan besi lama pengujian adalah 30 detik.

Gambar 2. 12 Pengujian Brinell

Gambar 2. 13 Perumusan untuk pengujian BrinellDimana :D= Diameter bola (mm)d= impression diameter (mm)F= Load (beban) (kgf)HB= Brinell result (HB)Pengujian kekerasan brinell menggunakan bola baja dengan diameter 10 mm dan beban 3000 kg. Hal ini sesuai dengan ASTM E 10 yang menggunakan beban 3000 kg untuk hard metal, 1500 kg untuk intermediate hardness, dan 500 kg untuk soft material. Beban di berikan kepada spesimen selama 30 detik, kemudian diameter di ukur dengan menggunakan mikroskop untuk menentukan harga kekerasan brinell.Angka kekerasan brinell (BHN) =

2.2.2 Metode Pengujian VickersPengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 136 Derajat yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

Gambar 2. 14 Pengujian Vickers

Gambar 2. 15 Bentuk indentor VickersPengujian kekerasan dengan metode vickers menggunakan indentor berupa pyramid intan yang membentuk sudut 136o (ASTM E 92). Masa indentor berfariasi antara 1 120 kg. Uji keras vikers diterima secara luas untuk keperluan riset maupun penelitian karena nilai kekerasan vikers menyediakan rentang nilai yang luas. Sehingga vikers ini dapat di gunakan pada material lunak dan material yang keras sekalipun. Harga kekerasan vikers atau VHN (Vickers Hardness Number) adalah :VHN =

2.2.3 Metode Pengujian RockwellMetode pengujian kekerasan yang paling banyak dipakai adalah metode Rockwell. Terdapat dua macam pembebanan dalam pengujian kekerasan Rockwell, yaitu beban minor dan beban mayor. Beban minor sebesar 10 kg, dan beban mayor yang besarnya bervariasi antara 60, 100, dan 150 kg. Selain variasi pada beban mayor, dapat pula dilakuakan variasi pada jenis dan dimensi indentornya. Prosedur pengujian Rockwell ini di standarkan menurut ASTM E 18.a. Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah :HRa (Untuk material yang sangat keras)b. HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.c. HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak 120 derjat dan beban uji sebesar 150 kgf.Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji (speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

Gambar 2. 16 Pengujian Rockwell

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode Rockwell dijelaskan pada gambar 2.17, yaitu :1. benda uji ditekan oleh indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan beban mayor (major Load F1) pada langkah 2 dan pada langkah 3 beban mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F yang terlihat pada Gambar 2.17.Besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis material yang akan di uji, jenis-jenisnya bisa dilihat pada Tabel 1.

Gambar 2. 17 Prinsip kerja metode pengukuran Rockwell

Tabel 1 Rockwell Hardness scales

ScaleIndentorF0(kgf)F1(kgf)F(kgf)EJenis Material Uji

ADiamond cone105060100Exremely hard materials, tugsen carbides, dll

B1/16" steel ball1090100130Medium hard materials, low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu, dll

CDiamond cone10140150100Hardened steels, hardened and tempered alloys

DDiamond cone1090100100Annealed kuningan dan tembaga

E1/8" steel ball1090100130Berrylium copper,phosphor bronze, dll

F1/16" steel ball105060130Alumunium sheet

G1/16" steel ball10140150130Cast iron, alumunium alloys

H1/8" steel ball105060130Plastik dan soft metals seperti timah

K1/8" steel ball10140150130Sama dengan H scale

L1/4" steel ball105060130Sama dengan H scale

M1/4" steel ball1090100130Sama dengan H scale

P1/4" steel ball10140150130Sama dengan H scale

R1/2" steel ball105060130Sama dengan H scale

S1/2" steel ball1090100130Sama dengan H scale

V1/2" steel ball10140150130Sama dengan H scale

DAFTAR PUSTAKA

Callister W.D.,Material Science and Engineering : An Introcuction, Jhon Willey & Sons.Dieter.,G.E.,Mechanical Metelurgy,Mc-Graw-Hill Book Cowww.alatuji.com/article/detail/3/what-is-hardness-test-uji-kekerasanwww.drajadestu.name/2010/05/pengujian-kekerasan-material.html