Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5

on

  • 1,542 views

 

Statistics

Views

Total Views
1,542
Views on SlideShare
1,542
Embed Views
0

Actions

Likes
1
Downloads
138
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5 Laporan akhir pratikum metalurgi fisik kelompok 5 Document Transcript

  • LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM METALURGI FISIK 2011/2012PERLAKUAN PANAS, RECOVERY & RECRYSTALLIZATION, METALOGRAFI, JOMINY, KOROSI, KELOMPOK 5 1. ARISMON SAPUTRA (1010913040) 2. BACOK DAMORA SAPUTRA (1010911001) 3. FRISSANDY REZVOZANO (1010912050) 4. IMAM AIDIL AMRI (1010913021) 5. ZUL AULIA MARSHAL (1010913030) LABORATORIUM METALURGI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2012
  • KATA PENGANTAR Puji beserta syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telahmemberikan segala rahmat serta karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikanLaporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik di Laboratorium Metalurgi. Laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan dalam meyelesaikankuliah berserta praktikum Metalurgi Fisik dari awal hingga selesai. PraktikumMetalurgi Fisik adalah salah satu komponen penting dalam proses belajar-mengajar, terutama kaitannya dengan pengembangan keahlian praktis dankemampuan analitis yang sangat dibutuhkan bagi para lulusan pada saat terjun kedalam dunia kerja sebagai seorang sarjana teknik. Pelaksanaan dan penyusunan laporan ini tidak mungkin terlaksana tanpabantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis inginmenyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof.Dr.-Eng H. Gunawarman sebagai kepala Laboratorium Metalurgi Fisik. 2. Bapak Prof.-Ing H. Hairul Abral, Bapak Prof. Dr.-Eng. H.Gunawarman dan Bapak Dr. Is Primananda yang telah memberikan pengetahuan dasar pada mata kuliah metalurgi fisik. 3. Ronny Pribadi selaku koordinator asisten, Victor Martin. selaku koordinator praktikum, Ahmad Fadhil Adli selaku asisten pembimbing kelompok 5 serta asisten-asisten yang telah memberikan bimbingan selama penyusunan laporan akhir ini. 4. Rekan-rekan kelompok 5 Jurusan Teknik Mesin Angkatan 2010 yang telah memberikan saran dan bantuannya, serta semua pihak yang membantu kami baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya, kamimengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan laporan akhir ini. Padang, April 2012 Penulis ii
  • DAFTAR ISI HalLEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iKATA PENGANTAR ................................................................................. iiDAFTAR ISI ............................................................................................... iiiDAFTAR TABEL ....................................................................................... viiiDAFTAR GAMBAR ................................................................................... ixPEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN A. TEORI DASAR A.1 Struktur Mikro Material ......................................................... 1 A.2 Sifat Material ......................................................................... 5 A.3 Cacat Material ...................................................................... 8 A.4 Diagram Fasa......................................................................... 11 A.5 Mekanisme Penguatan Material ............................................. 13PEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN B. RECOVERY DAN RECRYSTALLIZATION BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................... 19 1.2 Tujuan Praktikum....................................................... 19 1.3 Manfaat...................................................................... 19 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Recovery dan Rekristalisasi........................... 20 2.2 Skematik Recovery dan Rekristalisasi......................... 22 2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Rekristalisasi....... 23 2.4 Pengerjaan Panas dan Pengerjaan Dingin ................... 24 BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan ................................................................... 27 3.2 Skema Alat................................................................ 27 3.3 Prosedur Percobaan .................................................... 28 iii
  • BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Percobaan ................................................ 29 4.2 Pengolahan Data ....................................................... 30 4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 32 4.4 Grafik........................................................................ 32 4.5 Analisa...................................................................... 34 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................ 35 5.2 Saran.......................................................................... 35LAMPIRAN BPEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN C. UJI JOMINY BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................... 36 1.2 Tujuan Praktikum....................................................... 36 1.3 Manfaat...................................................................... 36 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Uji Jominy .................................................... 37 2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band ............ 38 2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras......................................................................... 39 2.4 Kurva CCT dan TTT ................................................. 41 BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan ................................................................... 43 3.2 Skema Alat................................................................ 43 3.3 Prosedur Percobaan................................................... 43 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Percobaan ................................................. 45 4.2 Pengolahan Data ....................................................... 45 4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 58 iv
  • 4.4 Grafik........................................................................ 59 4.5 Analisa...................................................................... 60 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................ 62 5.2 Saran.......................................................................... 62 LAMPIRAN CPEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN D. KOROSI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang............................................................ 63 1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 63 1.3 Manfaat....................................................................... 63 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Defenisi Korosi ........................................................... 64 2.2 Deret Volta ................................................................. 65 2.3 Jenis-Jenis Korosi dan Pengendaliannya...................... 65 2.4 Metoda Pengendalian Korosi....................................... 72 BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan .................................................................... 74 3.2 Skema Alat................................................................. 74 3.3 Prosedur Percobaan .................................................... 74 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Percobaan ................................................. 76 4.2 Pengolahan Data ....................................................... 77 4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 79 4.4 Grafik........................................................................ 80 4.5 Analisa...................................................................... 81 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................ 82 5.2 Saran.......................................................................... 82 LAMPIRAN D v
  • PEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN E. METALOGRAFI BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang............................................................ 83 1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 83 1.3 Manfaat....................................................................... 83 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Metalografi .................................................... 84 2.2 Tahapan Metalografi ................................................... 84 2.3 Turunan Mikroskop..................................................... 90 2.3.1 Mikroskop Optik ................................................ 90 2.3.2 SEM (Scanning Electron Microscope)................ 91 2.3.3 TEM (Transmission Electron Microscope) ......... 92 BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan .................................................................... 95 3.2 Skema Alat................................................................. 95 3.3 Prosedur Percobaan .................................................... 96 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Percobaan .......................................................... 97 4.2 Perhitungan ................................................................ 99 4.3 Tabel Hasil Percobaan ............................................... 102 4.4 Grafik ........................................................................ 103 4.5 Analisa ...................................................................... 104 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................... 106 5.2 Saran ......................................................................... 106 LAMPIRAN E vi
  • PEMBATASLEMBAR ASISTENSIBAGIAN F. PERLAKUAN PANAS BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang............................................................ 107 1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 107 1.3 Manfaat....................................................................... 107 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Perlakuan Panas............................................. 108 2.2 Skematik Proses Perlakuan Panas................................ 108 2.3 Jenis – Jenis Pendinginan ............................................ 111 2.4 Kurva CCT dan TTT ................................................... 112 BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan .................................................................... 115 3.2 Skema Alat................................................................. 115 3.3 Prosedur Percobaan .................................................... 116 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Percobaan ......................................................... 117 4.2 Perhitungan Dan Pembahasan ................................... 117 4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 119 4.4 Grafik........................................................................ 120 4.3 Analisa..................................................................... 121 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ................................................................ 123 5.2 Saran.......................................................................... 123 LAMPIRAN F DAFTAR PUSTAKA vii
  • DAFTAR TABELTabel B.1 Hasil Percobaan Recovery dan Recrystalization ............................ 29Tabel C.1 Komposisi Kimia........................................................................... 45Tabel C.2 Hasil Percobaan Uji Jominy........................................................... 45Tabel C.3 Hasil Perhitungan Uji Jominy ........................................................ 58Tabel D.1 Hasil Perhitungan Percobaan 1....................................................... 79Tabel D.2 Hasil Perhitungan Percobaan 2....................................................... 79Tabel E.1 Perbedaan Mikroskop Optik, TEM, dan SEM ................................ 91Tabel E.2 Titik Potong Horizontal.................................................................. 99Tabel E.3 Titik Potong Vertikal ..................................................................... 99Tabel E.4 Hasil Perhitungan Metalografi........................................................ 102Tabel F.1 Hasil percobaan perlakuan panas.................................................... 117Tabel F.2 Hasil perhitungan perlakuan panas ................................................. 119 viii
  • DAFTAR GAMBARGambar A.1 Sel satuan BCC ....................................................................... 1Gambar A.2 Sel satuan FCC........................................................................ 2Gambar A.3 Sel satuan HCP........................................................................ 3Gambar A.4 Macam-macam sel satuan........................................................ 4Gambar A.5 Butir........................................................................................ 5Gambar A.6 Kristal ..................................................................................... 5Gambar A.7 Kurva Kekuatan ...................................................................... 6Gambar A.8 Kurva Keuletan ....................................................................... 7Gambar A.9 Kurva Ketangguhan................................................................. 7Gambar A.10 Kurva Modulus Elastisitas....................................................... 7Gambar A.11 Kurva Kelentingan .................................................................. 8Gambar A.12 Cacat Titik............................................................................... 9Gambar A.13 Dislokasi Sisi........................................................................... 9Gambar A.14 Dislokasi Ulir .......................................................................... 10Gambar A.15 Cacat Bidang ........................................................................... 10Gambar A.16 Retakan ................................................................................... 11Gambar A.17 Diagram Fasa .......................................................................... 12Gambar A.18 Solid Solution Strengthening.................................................... 13Gambar A.19 Second Phase Hardening......................................................... 14Gambar A.20 Precipitation Hardening.......................................................... 14Gambar A.21 Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries ................ 15Gambar A.22 Dispersion Hardening ............................................................. 16Gambar A.23 Strain Hardening..................................................................... 16Gambar A.24 Penguatan Dengan Tekstur ...................................................... 17 ix
  • Gambar A.25 Martensite Strengthening......................................................... 18Gambar B.1 Proses Recovery......................................................................... 21Gambar B.2 Proses Rekristalisasi ................................................................. 22Gambar B.3 Skematik Recovery dan Rekristalisasi........................................ 23Gambar B.4 Proses Rolling ........................................................................... 26Gambar B.5 Tungku ...................................................................................... 27Gambar B.6 Alat Uji Keras ........................................................................... 27Gambar C.1 Kurva Hardenability dan Hardenability Band ........................... 38Gambar C.2 Hardenability band dan Hardenabilitiy ..................................... 39Gambar C.3 Kurva CCT dan TTT Baja Hypoeutektoid.................................. 41Gambar C.4 Kurva CTT dan TTT Baja Eutektoid.......................................... 41Gambar C.5 Kurva CTT dan TTT Baja Hypereutectoid................................. 41Gambar C.6 Skema Alat Uji Jominy ............................................................. 43Gambar D.1 Korosi Sel Gavanik ................................................................... 64Gambar D.2 Deret Volta................................................................................ 65Gambar D.3 Korosi Seragam ....................................................................... 66Gambar D.4 Korosi Sumuran ........................................................................ 67Gambar D.5 Korosi Celah ......... ................................................................... 68Gambar D.6 Korosi Batas Butir ................................................................... 68Gambar D.7 Korosi Tegangan ....................................................................... 69Gambar D.8 Korosi Erosi .............................................................................. 70Gambar D.9 Korosi Selektif ....................................................................... 71Gambar D.10 Korosi Galvanik ...................................................................... 71Gambar D.11 Korosi pada kapal laut ............................................................. 72Gambar D.12 Skema Alat.............................................................................. 74 x
  • Gambar E.1 Fracturing ................................................................................ 84Gambar E.2 Sawing...................................................................................... 84Gambar E.3 Shearing ................................................................................... 85Gambar E.4 Abrasive cutting........................................................................ 85Gambar E.5 Electrical Discharge Machine .................................................. 86Gambar E.6 Water Jet Cutting...................................................................... 86Gambar E.7 Mechanical Mounting............................................................... 87Gambar E.8 Polymer Mounting .................................................................... 87Gambar E.9 Grinding................................................................................... 88Gambar E.10 Pemolesan Elektrolit Kimia ..................................................... 88Gambar E.11 Pemolesan Kimia Mekanis....................................................... 89Gambar E.12 Pemolesan Elektro Mekanis..................................................... 89Gambar E.13 Mikroskop Optik ..................................................................... 90Gambar E.14 Skematik Alur SEM................................................................. 91Gambar E.15 SEM (Scanning Electron Microscope) .................................... 92Gambar E.16 Skematik Alur TEM ................................................................ 93Gambar E.17 TEM (Transmision Electron Microscope)................................ 93Gambar E.18 Skema Alat............................................................................ ... 95Gambar F.1 Kurva Heat Treatment ............................................................... 109Gambar F.2 Diagram Fasa Fe-Fe3C .............................................................. 109Gambar F.3 Diagram CCT dan TTT pada baja Hypoeutectoid....................... 112Gambar F.4 Diagram CCT dan TTT pada baja Eutectoid .............................. 113Gambar F.5 Diagram CCT dan TTT pada baja Hypereutectoid ..................... 113Gambar F.6 Tungku ...................................................................................... 115Gambar F.7 Rockwell Tester......................................................................... 115 xi
  • TEORI DASAR ASISTEN :AHMAD FADHIL ADLI
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar TEORI DASARA.1 Struktur Mikro Material Sebelum membahas tentang struktur mikro dari suatu material, kita harusterlebih dahulu mengetahu secara umum apa itu material. Secara umum, material merupakan segala sesuatu yang memiliki massadan menempati ruang. Sedangkan untuk material teknik itu sendiri adalah bahanyang digunakan dalam bidang keteknikan.Struktur mikro material terdiri atas : 1. Atom Adalah bagian terkecil dari suatu material yang tidak dapat dibagi lagi dengan reaksi kimia biasa. 2. Sel Satuan Adalah susunan dari atom-atom yang tersusun secara teratur serta memiliki pola berulang. Sel satuan juga tebagi atas beberapa jenis, antara lain :  BCC ( Body Centered Cubic ) Adanya pemusatan satu atom di tengah-tengah kubus. Gambar A.1 Sel Satuan BCC Untuk mencari APF ( Atomic Packing Factor ) ( 4r ) 2  a 2  2a 2 4r  3a 2 4r  a 3 4r a 3Kelompok 5 1
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar APF  1   4 3   x8   1 x r  8     3 =  4r       3 3 =  0,68  68% 8  FCC ( Face Centered Cubic ) Adanya pemusatan satu atom di setiap sisi kubus. Gambar A.2 Sel Satuan FCC Mencari APF ( Atomic Packing Factor ) ( 4r ) 2  a 2  a 2 4 r  2a 2 4r  a 2 4r a 2 APF =  1   1  4 3   x8    x6   x r  8     2  3 =   4r     2 2 =  0, 7 4  7 4 % 6  HCP (Hexagonal Closed Package)Kelompok 5 2
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar Gambar A.3 Sel Satuan HCP n atom = (3 1) + 12 + 2 =6 Cara perhitungan APF dari HCP : Volume sel satuan = luas alas x tinggi Tinggi = 1,633a Luas alas = 6 x luas segitiga = 6 x (1/2 a x a sin 60) = 6 x (1/2 a2 sin 60) = 3a2 sin 60 Volume sel satuan = 3a2 sin 60 x 1,633a = 4,899a3 sin 60 = 4,24a3 a = 2R, maka : Volume sel satuan = 4,24(2R)3 = 4,24 x 8R3 = 33,94 R3 APF = Vol. Atom/ Vol. Sel Satuan = (n atom x 4/3 πr3)/a3 = (6 x 4/3 πr3)/33,94r3 = 25,13/33,94 = 0,74 = 74%Kelompok 5 3
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar  Macam-macam Sel Satuan Lainnya Gambar A.4 Macam-Macam Sel SatuanKelompok 5 4
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 3. Butir Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi sama dalam 2 dimensi. Gambar A.5 Butir 4. Kristal Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi sama serta dapat dilihat dalam bentuk 3 dimensi. Gambar A.6 KristalA.2 Sifat Material Adapun sifat-sifat dari material adalah sebagai berikut : sifat 1. Sifat fisik Merupakan sifat yang telah ada pada material, dapat dilihat secara langsung ataupun dengan alat ukur. Contohnya adalah warna, massa jenis, dimensi, dll. 2. Sifat kimia Merupakan sifat material yang terjadi akibat adanya reaksi dengan lingkungan. Contohnya adalah korosi. 3. Sifat teknologi Sifat material yang muncul akibat mengalami proses pe muncul pemesinan. Contohnya adalah mampu tempa, mampu cor, dan mampu las.Kelompok 5 5
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 4. Sifat termal Sifat material yang dipengaruhi oleh temperatur. Contohnya adalah konduktivitas termal, titik beku, dan titik didih. 5. Sifat optik Sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan. Contohnya adalah gelombang, rasioaktivitas, dan pembauran cahaya. 6. Sifat akustik Sifat material yang berhubungan dengan bunyi. Contohnya adalah intensitas bunyi, cepat rambat bunyi, dan kemampuan pantulan bunyi. 7. Sifat magnetik Sifat magnetik adalah sifat material untuk merespon medan magnet. Contohnya adalah feromagnetik, induksi magnet. 8. Sifat mekanik Sifat material yang ada akibat dari pembebanan. Sifat mekanik ini terbagi atas :  Kekuatan Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh. Gambar A.7 Kurva Kekuatan  Kekerasan Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat penetrasi di permukaan.  Keuletan Regangan plastis maksimum yang diterima suatu material hingga material patah.Kelompok 5 6
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar Gambar A.8 Kurva Keuletan  Ketangguhan Besarnya energi yang diserap material sampai material tersebut patah. Gambar A.9 Kurva Ketangguhan  Modulus Elastisitas Merupakan ukuran kekakuan material dengan membandingkan tegangan dan regangan pada wilayah elastis. Gambar A.10 Kurva Modulus ElastisitasKelompok 5 7
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar  Kelentingan Besarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis berlangsung dan akan kembali kebentuk semula bila pembebanan dihentikan. Gambar A.11 Kurva KelentinganA.3 Cacat Material Adalah ketidaksempurnaan dari suatu material. Cacat pada material terbagiatas : 1. Cacat Titik ( Point Defect ) Merupakan cacat dari suatu material yang terjadi pada satu atom dari suatu susunan atom. Cacat titik juga terbagi atas : - Kekosongan ( Vacancy ) Cacat titik ini terjadi akibat adanya atom yang hilang dari suatu susunan atom. - Subtitusi / pergantian Cacat yang terjadi akibat adanya pergantian atom pada susunan atom. - Intertisi Cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang menyusup dalam susunan atom. Intertisi terbagi atas:Kelompok 5 8
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar - Self Intertisi, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip pada susunan atom yang berasal dari atom itu sendiri. - Impurity, yaitu adanya atom asing yang menyusup pada susunan atom yang bersifat mengganggu. Gambar A.12 Cacat Titik 2. Cacat Garis / Dislokasi Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat kekosongan pada sebaris atom. Dislokasi terbagi atas dislokasi sisi dan dislokasi ulir.  Dislokasi sisi (Dislocation line). Adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya tegak lurus terhadap garis dislokasi. Gambar A.13 Dislokasi SisiKelompok 5 9
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar  Dislokasi Ulir Yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya sejajar terhadap arah garis dislokasi. Gambar A.14 Dislokasi Ulir 3. Cacat Bidang Cacat bidang yaitu ketidaksempurnaan material pada sebidang struktur atom. Contoh cacat bidang, yaitu ;  Twinning (kembaran): orientasi dari butir yang searah dibatas butir.  Batas butir: adanya perbedaan orientasi antar butir yang mengakibatkan adanya celah diantara perbedaan orintasi tersebut. Gambar A.15 Cacat bidangKelompok 5 10
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 4. Cacat Ruang Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom yaitu timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat dilihat secara langsung. Contoh dari cacat ruang, yaitu:  Porositas  Retak Gambar A.16 RetakanA.4 Diagram Fasa Fasa adalah sistem yang mempunyai karakteristik fisik dan kimia yangsama Diagram fasa merupakan diagram yang memperlihatkan fasa yang terbentukbila dua fasa dipadukan. Pada diagram fasa dapat dilihat fasa-fasa yang ada,temperatur material, komposisi masing-masing fasa, dan fraksi fasa Reaksi invariant adalah reaksi yang melibatkan tiga fasa dimana dua fasamenjadi satu fasa atau sebaliknya. Terdapat tiga titik invariant yang penting yaitu : 1. Titik eutektoid Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa padat menjadi dua fasa padat, atau sebaliknya. γ(s) α(s) + Fe3C(s) 2. Titik eutektik Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair menjadi dua fasa padat, atau sebaliknya. L(c) γ(s) + Fe3C(s) Pada kadar C 4,3% dan suhu 1148oC terjadi reaksi eutektik yaitu pembentukan fasa austenit (2,11% C), sementiti (6,67% C) dari fasa cair (4,3% C). Campuran anatara austenit dengan sementit disebut ledeburit.Kelompok 5 11
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 3. Titik peritik Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair ditambah stu fasa padat menjadi satu fasa padat, atau sebaliknya. L(c) + δ(s) γ(s) Pembentukan besi-dendrit dan liquid dari fasa austenit. Selubility limit besi merupakan batas karbon maksimum didalam paduan Fe3C yaitu 6,67%, jika tidak larut maka akan timbul grafhit (karbon bebas, tidak berikatan dengan Fe) Gambar A.17 Diagram FasaFasa Tunggal :  Ferit (α) o Kelarutan C maksimal 0,022 % o Suhu < 912 OC o Cukup Ulet  Austenit (γ) o Kelarutan C maksimal 2,14 % o Suhu 912 OC - 1394 OC o UletKelompok 5 12
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar  Besi (δ) o Kelarutan C maksimal 0,1 % o Suhu 1394 OC – 1493 OC  Sementit (Fe3C) o Intermetalik o Kandungan C = 6,67 % o Keras dan GetasFasa Campuran :  Pearlit o Campuran Ferit + Sementit o Kandungan C 0,76 % o Suhu < 727 OC  Ledeburit o Austenit + Sementit o Kandungan C 4,3 % o Suhu 727 OC- 1147 OCA.5 Mekanisme Penguatan Material 1. Solid Solution Strengthening Atom-atom asing yang larut padat baik secara intertisi maupun subtitusi akan menimbulkan medan tegangan disekitarnya, dislokasi- dislokasi yang juga memiliki medan tegangan disekitarnya jika harus lewat disekitar atom asing ini akan terhambat pergerakannya sehingga dibutuhkan tegangan yang lebih besar untuk bisa mendeformasi material tersebut (logam lebih kuat) Gambar A.18 Solid Solution StrengtheningKelompok 5 13
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 2. Penguatan dengan Fasa kedua (Second Phase Hardening) Penambahan unsur paduan pada logam sering kali menghasilkan bahan fasa kedua yang berupa senyawa. Sebagai contoh Fe yang dipadu dengan carbon akan memiki fasa ferit dan senyawa Fe3C (sementit). Fasa ferit bersifat lunak dan ulet sedangkan sementit sangat keras tapi rapuh. ementit Fe e + unsur C Fe3C Gambar A.19 Second Phase Hardening 3. Precipitation Hardening Penguatan presipitat adalah proses perlakuan panas yang guatan memanfaatkan kemampuan endapan kotoran intermetalik nano dan mikro untuk menghambat penciptaan dan penyebaran cacat kisi, seperti dislokasi. Dengan demikian, ini presipitat sangat memperkuat matriks logam. Persipitaty merupakan penambahan atom asing ke material utama. merupakan Keberadaan persipitat akan menghambat pergerakan dari dislokasi. Gambar A.20 Precipitation HardeningKelompok 5 14
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar 4. Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries Pergerakan dislokasi akan terhambat karena adanya butir dan batas butir, semakin sulit dislokasi bergerak pada suatu material berarti material tersebut semakin susah dideformasi Butir logam merupakan kumpulan sel satuan yang memiliki orentasi yang sama, pada saat mengalami deformasi maka dislokasi akan bergerak pada bidang slipnya dan berusaha mencapai permukaan luar. Karena orientasi satu butir berbeda terhadap yang lainnya, maka orientasi bidang slip juga berbeda. Akibat dari semua itu ialah dibutuhkan tegangan yang yang lebih besar untuk menggerakkan dislokasi melewati batas butir. Gambar A.21 Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries 5. Dispersion Hardening Logam paduan bisa ditingkatkan kekerasannya dengan penambahan partikel oksida yang akan menghalangi pergerakan dari dislokasi Partikel oksida tidak larut dalam matriknya pada suhu tinggi. Penambahan partikel Al2O3 pada produk SAP (sintered aluminium product) akan memberikan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan padual Al biasa pada suhu tinggi.Kelompok 5 15
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar Gambar A.22 Dispersion Hardening 6. Strain Hardening Sewaktu logam mengalami deformasi maka banyak dislokasi yang sampai ke batas butir dan sebagian dislokasi lainnya saling bertemu atau berpotongan sehingga akan mengakibatkan reaksi dislokasi yang susah bergerak. Hasil reaksi dislokasi yang susah bergerak ini akan menghambat gerakan dislokasi selanjutnya bila mengalami deformasi Dan hasil dari reaksi-reaksi dislokasi akan memperbanyak dislokasi melalui Mekanisme Frank Read, dengan demikian maka deformasi plastis akan menaikkan kerapatan dislokasi serta memperbanyak reaksi dislokasi yang tidak bisa bergerak. Gambar A.23 Strain Hardening 7. Penguatan dengan tekstur Proses deformasi akan menyebabkan butir-butir dari logam mengarah pada orientasi tertentu. Logam yang orientasi kristalnya mengarah pada orientasi tertentu dikatakan memiliki tekstur kristalografis.Kelompok 5 16
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar Dengan adanya orientasi yang tertentu tersebut, maka logam tidak lagi bersifat isotrop melainkan justru bersifat anisotrop khususnya dalam hal kekuatannya Dari segi aspek mikro, maka gerakan dislokasi yang mudah terjadi pada ferit akan terhalang oleh Fe3C. Dengan demikian dapat disimpulakn baja dengan kadar karbon lebih tinggi memilki kekerasan yang lebih tinggi juga, karena memiliki Fe3C yang lebih banyak. isotropi anisotropi Gambar A.24 penguatan dengan tekstur 8. Martensite Strengthening Martensit memiliki susunan atom BCT sehingga dislokasi menjadi susah untuk bergerak Baja dipanaskan sampai fasa austenit lalu dilakukan pendinginan cepat sehingga atom-atom karbon pada austenit tidak sempat berdifusi keluar, akibatnya austenit akan bertransformasi menjadi martensit yang memiliki sel satuan BCT Kekerasan martensit akan semakin tinggi dengan semakin banyaknya atom karbon yang larut didalamnyaKelompok 5 17
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar Gambar A.25 Martensite StrengtheningKelompok 5 18
  • RECOVERY &RECRYSTALLIZATION ASISTEN :REZKI FIRMANSYAH
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recristalization BAB I PENDAHULUAN1.1 LatarBelakang Di dalam sebuah industri diperlukan material yang berkualitas, agarproduk yang dibuat lebih sempurna.Pada dasarnya sifat material yang digunakanadalah keras, sedangkan material dengan tingkat kekerasan yang rendah tidakbegitu diperlukan dan terlebih dahulu ditingkatkan kekerasannya,Untukitudiperlukan proses pengerasan. Dan salah satu cara meningkatkankekerasan yaitu dengan metode recovery dan recrystalization. Oleh karena itu, kita sebagai mahasiswa khususnya teknik mesin harusmengetahui cara dan fungsi pengolahan yang harus dilakukan.1.2 TujuanPratikum 1. Mengetahui pengaruh tingkat deformasi plastis terhadap kekerasan logam 2. Mengetahui pengaruh temperatur pemanasan terhadap kekerasan logam setelah mengalami deformasi plastis.1.3 Manfaat Dalam praktikum ini, manfaat yang kita peroleh yaitu kita mengetahuibagaimana proses recovery dan recrystalization ini, kita juga dapat mengetahuibagaimana pengaruh temperatur terhadap kekerasan material dan tingkat reduksiyang berbeda-beda. 19
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recristalization BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Defenisi Recorvery dan Recrystalization Material logam bila dideformasi pada temperatur terutama pada temperaturkamar menunjukan perubahan sifat mekanismenya. Bentuk butir berubah daribentuk sebelumnya dari equaxe grain menjadi elongated grain sehinggakekerasan dan kekuatannya bertambah. Hal ini disebabkan pertambahan dislokasilebih banyak dari pada pengurangan dislokasi akibatnya secara termodinamikalogam tidak berada dalam kesetimbangan atau tidak stabil dimana adanyapeningkatan energi dalam yang tersimpan pada dislokasi. Seiring dengan peningkatan temperatur terjadi pengurangan energi dalamdimana adanya pengurangan kerapatan dislokasi akibat terjadinya proses ambilisidari dua dislokasi yang berbeda jenis tanpa diikuti pertumbuhan butir baru,sedangkan dislokasi berjenis sama akan membentuk susunan teratur sehinggaterjadi proses poligonisasi dengan sudut orientasi rendah, proses poligonisasi inidikenal sebagai proses pemulihan (recovery). Pada proses recovery ini kekuatandan kekerasan material tidak berubah. Sejalan dengan peningkatan temperatur terjadi pertumbuhan butir didaerah-daerah yang paling tinggi tingkat energi dalamnya yang tersimpan dalamdislokasi.Pertambahan butir baru ini dikenal dengan recrystalization.Butirmenjadi halus di banding butir sebelum di recrystalization.Dalam hal ini terjadipenurunan kekerasan, kekuatan, dan terjadi peningkatan elongation bahan. Biasanya pertumbuhan butir baru ini kebanyakan terjadi pada daerah batasbutir lama karena disana terjadi penumpukan dislokasi. Seperti diketahui bahwabatas butir merupakan salah satu penyebab terhalangnya pergerakan dislokasi.Kristal yang mengalami deformasi plastis mempunyai lebih banyak energi daripada kristal yang tidak mempunyai regangan karena mengandung dislokasi dancacat-cacat titik. 20
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 tikum Recovery dan Recrystallization Bila ada kesempatan, atom-atom akan bergerak dan membentuk susunan atomyang lebih sempurna. Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristaldipanaskan dan melalui suatu proses yang disebut anealling. Getaran termal kisi .yang besar dari pada suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembaliatom-atom dan membentuk butiran-butiran yang lebih sempurna. atom butiran Pada proses recry rystalization atom-atom bergerak dan menata diri kembali.Penataan kembali ini lebih mudah pada suhu tinggi bahkan terjadi penurunankekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300ºC selama satu jam.Contoh yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hampir semua hampterkristalisasi. Sebaliknya contoh yang dibiarkan selama satu jam pada suhu Sebaliknydibawah 200ºC tetap memiliki kekuatan yang didapat sewaktu pada 75%. Jadi adadapat kita tarik kesimpulan bahwa : Recovery yaitu proses pemulihan material. Selama proses pemulihan terjadipenurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur butir, dilokasi dilokasi-dislokasiyang salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikitberkurang tetapi tegangan sisa turun banyak. Gambar B.1 : Proses recovery Rekristalisasi yaitu pertumbuhan butir baru.Proses rekristalisasi bisa baru Prosesterjadi pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan materialterdeformasi minimal 50%. Deformasi bisa dilakukan dengan proses pembentukanyaitu pengerolan, ekstrusi, penempaan.Penyebab rekristalisasi adalah adanyaKelompok 5 21
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallizationenergi dari tumpukan kerapatan dislokasi. Sehingga terjadi peningkatan energidalam, atom cenderung untuk kembali pada tingkat energi rendah dengan caramembentuk butir baru. Gambar B.2 : Proses rekristalisasi Proses rekristalisasi diklasifikasikan menjadi:  Dinamik Rekristalisasi yang terjadi selama berlangsungnya deformasi. Terjadi pada pengerjaan panas  Statik Rekristalisasi terjadi setelah pemberian deformasi2.2 Skematik Recovery Dan Recrystalization Berikut ini adalah skematik dari proses recovery dan recrystalization.Kelompok 5 22
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization GambarB.3 :Skematik recovery dan recrystalization Dari skematik diatas dijelaskan dimana pada proses rekristalisasi terjadipenurunan kekerasan, dan peningkatan elongation bahan.Sedangkan pada prosesrecovery, kekuatan dan kekerasan material tidak berubah. Dari skema juga dapat dijelaskan bahwa sebelum materialdirecovery,semua sifat mekanik pada material berada dalam keadaannormal,namun pada waktu pengerolan atau pemberian deformasi terhadapmaterial, terjadi perubahan sifatmekaniknya. Pada waktu pemberian deformasitersebut terjadi peningkatan harga kekerasan, kekuatan, dan tegangansisa,sedangkan keuletan material tersebut berkurang.Adapun ukuran butirnyamenjadi lebih kecil dan pipih dari semula. Dengan penambahan temperaturesetelah proses pemberian deformasi, terjadi pertumbuhan butir baru padamaterial yang menyebabkan nilai kekerasan, kekuatan dan tegangan sisa menjadimenurun, sedangkan keuletannya meningkat. Pertumbuhan butir baru inilah yangdisebut dengan rekristalisasi. Butir baru ini , akhirnya sifat material kembalikepada bentuk semula.2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Rerkristalisasi 1. Jumlah deformasi Semakin besar jumlah deformasi maka semakin mudah rekristalisasi terjadiKelompok 5 23
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization 2. Temperatur Semakin tinggi temperatur maka material lebih cepat mencapai rekristalisasi. 3. Waktu Semakin lama waktu rekristalisasi maka persentasi yang terkristalisasi juga semakin banyak. 4. Ukuran butir Semakin kecil ukuran butir awal, maka makin banyak batas butir maka setelah deformasi akan mudah terjadi rekristalisasi. 5. Komposisi (paduan) Rekristalisasi mudah terjadi pada paduan dibandingkan pada logam murni.2.4 Pengerjaan Dingin Dan Pengerjaan Panas Pada proses recovery dan recrystalization ada dua jenis pengerjaan, yaitu: a. Pengerjaan dingin Di dalam pengerjaan ding ini temperatur yang digunakan dibawah temperatur rekristalisasi (T kerja< T rekristalisasi), T rekristalisasi adalah 0.3 kali T melt. Pada pengerjaan dingin, material mengalami deformasi plastis sehingga keuletan material menjadi turun sedangkan kekuatan dan kekerasan material mengalami peningkatan. Ada beberapa kekurangan dan kelebihan dalam proses pengerjaan dingin ini. Kelebihan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:  Peningkatan kekuatan cukup berarti  Kualitas permukaan halus  Tidak terbentuk terakoksida Kekurangan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:  Terjadi tegangansisa  Butir yang pecah dana dan yadistorsi  Keuletan rendahKelompok 5 24
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization  Daya pembentukan besar  Kadang-kadang efek strain hardening tidak disukai b. Pengerjaan panas Pada pengerjaan panas ini temperatur yang digunakan diatas temperatur rekristalisasi (T kerja > T rekristalisasi), T kerja ≤ 0,6 T melt. Dimana pada proses pengerjaan panas ini, material mengalami perubahan struktur mikronya yang mana keuletan dari material tersebut meningkat sedangkan kekuatan dan kekerasannya mengalami penurunan. Pengerjaan panas ini dilakukan didalam tungku pada temperatur tinggi. Adapun kelebihan dan kekurangan dari pengerjaan panas ini yaitu : Kelebihan pengerjaan panas :  Daya pembentukan rendah  Peningkatan kekuatan rendah  Porositas dapat dikurangi  Ketidakmurnian logam terpecah dan tersebar  Adanya sedikit penghalusan butir Kekurangan pengerjaanpanas :  Butuh pemanasan  Mudah terbentuk terak  Kualitas permukaan kurang bagus  Ketelitian dimensi sulit dikontrol  Umur perkakas rendahKelompok 5 25
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization Proses Rolling GambarB.4 :Proses rollingKelompok 5 26
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization BAB. III METODOLOGI3.1 Peralatan 1. Spesimen 2. Tungku 3. Gergaji 4. Gerinda 5. Alat uji tekan 6. Alat uji keras3.2 Skema Alat Gambar B.5 :Tungku Gambar B.6 :Alat uji kerasKelompok 5 27
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization3.3 Prosedur Percobaan 1. Siapkan spesimen dan semua peralatan pendukung untuk proses penekanan 2. Tekan tujuh buah spesimen untuk regangan yang sama,Ɛ = 20%penekanan dilakukan pada temperatur kamar 3. Potong dua spesimen pada bidang tengah, dengan arah tegak lurus terhadap gaya penekanan. Tandai dan ukur distribusi kekerasan pada masing-masing setengah potongan. 4. Kemudian panaskan setengah potongan spesimen yang lainnyadalam tungku (T = 200oC,300oC, 350oC, 400oC, 450oC, dan 500oC) selama 15 menit lalu dicelupkan ke dalam air.(Peralatan wajib : sarung tangan, penjepit, dan sepatu pengaman). Bersihkan dan ukur distribusi kekerasan 5. Lakukan dengan cara yang sama untuk deformasi Ɛ = 30%Kelompok 5 28
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization BAB. IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil Percobaan Tabel B.1 Hasil Percobaan Recovery dan Recrystalization Kekerasan Kekerasan setelah dipanaskan sebelum (HRC) Deformasi dipanaskan 450 (HRC) 52,5 50,5 20% 48 51,5 53 49,5 43.5 51 43 30% 56 45 56,5 47 58 40,5Data hasil percobaan Deformasi sebelum dipanaskan setelah dipanaskan 52,5 50,5 20% 48 51,5 53 49,5 45,5 51 43 30% 56 45 56,5 47 58 40,5Kelompok 5 29
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization Deformasi sebelum dipanaskan (HRC) BHN 52,5 505 50,5 480 20% 48 450 51,5 493,3 53 Deformasi sebelum dipanaskan (HRC) BHN 49,5 469,5 51 486,6 30% 56 56,5 58 Deformasi setelah dipanaskan (HRC) BHN 45,5 427,7 43 399,6 30% 45 421,8 47 442,1 40,54.2 Pengolahan Data 51,7 49,6 49,8 473 51,5 X 493 49,5 X 469,5 51,1 488 49,1 465 51,5 488 46,1 433 57 x 486,6 45,5 X 427,75 50,5 480 45,3 426 43,6 405 45,3 426 43 x 399,6 45 X 421,8 42,7 397 44,5 413 47,7 446 47 x 442,1 46,8 441Kelompok 5 30
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization = e(In 6,08 − 0,2) = e(1,8 − 0,2) = e1,6 = 4,95 cmPenekanan = = 6,08 – 4,95 = 1,13 cmSudah ditekan = 5,61 cm = e(In 4,01 − 0,31) = e1,08 = 2,94 cmPenekanan = = 4,01 – 2,94 = 1,87 cmSudah ditekan = 3,67 cmKelompok 5 31
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization4.3 Tabel Hasil Perhitungan ∑ h h AhTabel Perhitungan 20% 6,08 4,95 1,13 30% 4,01 2,94 1,874.4 Grafik Percobaan 1. Deformasi 20% Deformasi 20 % sebelum dipanaskan 60 58 56 54 HRC 52 Suhu Kamar 50 48 46 44 Posisi Titik 2. Deformasi 30% Deformasi 30 % sebelum dinapanaskan 60 58 56 54 HRC 52 Suhu Kamar 50 48 46 44 Posisi TitikKelompok 5 32
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization Deformasi 30 % setelah dipanaskan 48 46 44 HRC 42 HRC 40 38 36 1 2 3 4 5 Posisi TitikKelompok 5 33
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization4.5 Analisa Dari pratikum yang telah dilakukan didapatkan data yang setalah dilakukan perhitungan dan grafik didapatkan hasil yang sama dengan teori yang telah ada. Dari hasil deformasi yang dilakukan pada kedua spesimen dengan temperatur kamar nilai HRC yang didapatkan dari 5 titik pengujian pada umumnya nilai HRC E = 30% lebih keras pada E = 20%. Walaupun nilai pada titik pengujian 1 Pada E =30% lebihkecil dari nilai pada pengujian 1 pada E = 20%, tapi secara keseluruhan nilai kekerasan deformasi E = 30% lebih keras dibandingkan E = 20% pada temperatur kamar, jadi pratikum yang telah dilakukan sesuai dengan teori. Sedangkan darisegi temperatur hanya dilakukan pengujian pada spesimen E =30% pada temperatur 450 c. Dari hasil data didapatkan bahwa hasilnya sesuai dengan teori dimana spesimen yang berada ditemperatur kamar memiliki kekerasan yang lebih tinggi dari spesimenpada temperatur 450 c. Ini disebabkan karena spesimen yang mengalami deformasi dan kemudian dipanaskan, maka akan mengalami penurunan kekerasan. Kecilnya nilai kekerasan pada titik pengujian 1 E = 30% dari pada titik pengujian 1 E = 20% kemungkinan disebabkan oleh spesimen yang tidak rata. Dimana hal ini akan menyababkan kesalahan pada pengujian HRC dengan mesin rokwell.Kelompok 5 34
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dalam praktikum kali ini yaitu : Material yang mengalami deformasi plastis akan mengalami peningkatan kekerasan, semakin tinggi tingkat deformasi yang diberikan maka semakin keras material tersebut. Jika material yang telah dideformasi dilakukan heat treatmen dan proses quencing, maka nilai kekerasan akan menurun dibandingkan dengan spesimen yang hanya dilakukan deformasi plastis saja.5.2 Saran Ratakan permukaan spesimen dengan baik agar pada saat pengujian kekerasan akan mendapatkan hasil yang baik. Pisahkan spesimen dengan baik agar tidak terjadi kesalahan atau pertukaran spesimen.Kelompok 5 35
  • Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan RecristalizationLAMPIRAN B Tugas Sebelum Praktikum 1. Penumpukan dan perbanyakan dislokasi Penumpukan dapat terjadi karena deformasi ketika di deformasi material akan mengalami penumpukan dislokasi. 2. Grafik Gibbs Free Energy Grafik yang memperlihatkan energi sisa pada material setelah material di deformasi 3. Fenomena Onihilasi dan Poligonisasi Onihilasi : Perulangan dislokasi yang berlawanan jenis Poligonisasi : Penumpukan dislokasi pada beberapa butir 18
  • Tugas Setelah Praktikum1. Dari gambar diatas. Proses recrystallization terjadi penurunan kekerasan dan peningkatan elongation dan recovery kekuatan dan kekerasan material tdak berubah. Pada Deformasi, tegangan sisa meningkat , kekuatan dan kekerasan juga naik tetapi keuletan menurun. Pada recovery kekuatan dan kekerasan stabil, sedangkan tegangan sisa menurun dan keuletan dan kekerasan cenderung naik. Selanjutnya pada recrystallization, tegangan sisa dan kekuatan mengalami penurunan tetapi keuletan naik, perubahan yang terjadi kembali ke keadaan semula setelah terjadi peristiwa grain growth.2. Pada temperature 200 o C kekerasan dan kekuatan material hanya sedikit. Penurunan kekerasan terjadi karena terbentuknya butir baru pada batas butir, hal ini disebabkan karena adanya deformasi yang mengakitbatkan penumpukan dislokasi pada batas butir. Akibatnya energi dalam pada daerah batas butir meningkat.3. Tidak dapat terkristalisasi apabila regangan nol, karena regangan nol berarti tidak bisa terjadi perbedaan apa-apa pada logam dan tidak ada perlakuan gaya pada logam tersebut.4. Semakin besar energi dalam akan meningkat karena jumlah dislokasi yang semakin banyak sehingga material tidak stabil dan mudah terkristalisasi pada peningkatan temperatur terjadi pengurangan energi dalam sehingga kerapatan dislokasi berkurang.Kelompok 5 19
  • JOMINY ASISTEN :RONNY PRIBADI
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Dalam dunia industri kita membutuhkan material yang kuat untuk suatuproduk. Material yang keras sangat menentukan kualitas produk yang kita buat.Kekerasan suatu logam bisa ditingkatkan dengan beberapa cara, salah satunyadengan cara melakukan perlakuan termal pada logam tersebut. Untuk mengetahui sifat mampu keras dari logam dapat kita lakukanpercobaan Jominy. Setelah logam dipanaskan, dilakukan pendinginan denganmenyemprotkan air pada ujung spesimen dan dilakukan uji keras.1.2 Tujuan Praktikum 1. Mengetahui sifat mampu keras dari baja; 2. Membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.1.3 Manfaat Ada beberapa manfaat yang dapat kita dapatkan setelah melakukanpraktikum Jominy, yaitu : 1. Dapat mengetahui sifat mampu keras dari baja; 2. Dapat membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.Kelompok 5 36
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi Uji Jominy Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastislokal akibat penetrasi di permukaan. Peningkatan kekerasan bergantung pada sifatmampu keras dari baja itu sendiri. Sifat mampu keras merupakan kemampuanmaterial untuk ditingkatkan kekerasannya dengan serangkaian perlakuan panas.Sifat mampu keras dari baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatanpendinginan. Tidak semua baja dapat dinaikkan kekerasannya. Baja karbon menengahdan baja karbon tinggi dapat dikeraskan, sedangkan baja karbon rendah tidakdapat dikeraskan. Kandungan karbon yang tinggi mempercepat terbentuknya fasamartensit yang menjadi sumber dari kekerasan dari baja. Kekerasan maksimumhanya dapat dicapai bila terbentuknya martensit 100%. Baja dapat bertransformasidari austenit ke ferrit dan karbida. Transformasi terjadi pada suhu tinggi sehinggakemampuan kekerasannya rendah. Percobaan Jominy, bertujuan untuk mengetahui Hardenability suatulogam. Cara untuk mengetahuinya adalah:1. Bila laju pendinginan dapat diketahui, kekerasan dapat langsung dibaca dari kurva kemampuan keras.2. Bila kekerasan dapat diukur, laju pendinginan dari titik tersebut dapat diperoleh. Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampaisuhu transformasi ( austenit ) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapatdipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah,sehingga menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkankecepatan pendinginan ditiap bagian spesimen berbeda-beda. Pada bagian yangterkena air mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurunkebagian yang tidak terkena air. Dari hasil pengukuran kekerasan tiap-tiap bagiandari spesimen akan didapatkan kurva Hardenability Band.Kelompok 5 37
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band Gambar C.1 Kurva Hardenability dan Hardenability Band Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa fasa perlit didapatkan pada suhuantara 5000 C dengan 7000 C jika dipanaskan pada suhu austenit. Sifat mampu keras dapat digambarkan dalam bentuk kurva yaitu kurvaHardenability Band. Kurva Hardenability Band menggambarkan range-rangesifat mampu keras suatu logam. Jadi, kekerasan suatu material akan berada dalamrange tersebut jika dilakukan proses pemanasan. Kurva diatas menyatakan fasa yang terjadi pada spesimen sampaitemperatur austenit yang diuji jominy. Dimana pada bagian yang terkenasemprotan air mengalami pendinginan cepat, dapat dilihat pada grafik dengannilai HRC paling tinggi dengan fasa martensit. Kemudian dengan seiringnya peningkatan jarak dari ujung menujupangkal spesimen memiliki penurunan angka kekerasan. Hal ini disebabkan padaKelompok 5 38
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominybagian tersebut tidak mengalami quenching / pendinginan nya lambat. Haltersebut dapat dilihat dari perubahan fasa pada grafik yang ditunjukkan, yaitu darifasa martensit, fasa martensit dan perlit, fine perlit dan perlit. Gambar C.2 Hardenability band2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material adalah:1. Kecepatan pendinginan Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam akan menjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu: a. Annealing Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding kemudian dibiarkan dingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan material yang lebih lunak dari semula. b. Normalizing Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding kemudian didinginkan di udara.Kelompok 5 39
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy c. Quenching Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding kemudian dilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media. Medianya adalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan material yang lebih keras dari semula.2. Komposisi kimia Komposisi kimia menentukan Hardenability Band. Karena komposisi material menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia yang menyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut3. Kandungan karbon Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi. Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan dengan beberapa perlakuan, yaitu: a. Carborizing Yaitu proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan karbon pada permukaan baja. b. Nitriding Yaitu proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan material. c. Carbonitriding Yaitu proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk meningkatkan kekerasan material.Kelompok 5 40
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy2.4 Kurva CCT dan TTT 1. Baja Hypoeutectoid a. Kurva CCT b. Kurva TTT Gambar C.3 Kurva CCT dan TT Baja Hypoeutectoid 2. Baja eutectoid a. Kurva CCT b. Kurva TTT Gambar C.4 Kurva CCT dan TTT Baja Eutectoid 3. Baja Hypereutectoid a. Kurva CCT b. Kurva TTT Gambar C.5 Kurva CCT dan TTT Baja HypereutectoidKelompok 5 41
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy Dari kurva CCT di atas dapat kita lihat beberapa perbedaan. Pada bajaHypoeutektoid ada dua fasa yang terbentuk matertensit dan perlit. Terbentuk fasaMartensite + perlit setelelah melewati garis perlit start dan martensite finish.Perlite 100%Terbentuk karena pada saat pendinginan spesimen tidak melewati fasa martensiteawal dan martensite finish. Pada baja eutektoid tebentuk tiga fasa setelah dilakukan pendinginan. Fasapertama yang terbentuk yaitu martensite 100%, pendinginan dengan membiarkanbaja di udara mengasilkan fasa martensite + perlite. Sedangkan pendinginandidalam tungku atau secara lambat menghasilkan perlite 100%. Pada baja hyper eutektoid juga terbentuk tiga, sama seperti pada bajaeutektoid. Tetapi pada baja hyper eutektoid waktu yang dibutuhkan agak lama. Pada kurva TTT, setelah spesimen mencapai suhu austenit (727 oC) dilakukanholding terlebih dahulu gunanya agar semua bagian spesimen benar-benarmendapat panas yang sama.Kelompok 5 42
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy BAB III METODOLOGI3.1 Peralatan 1. Aparatus Jominy 2. Tungku Pemanas 3. Spesimen ( ASSAB 760 ) 4. Air 5. Mesin Uji Rockwell3.2 Skema Alat Gambar C.6 Skema Alat Uji Jominy3.3 Prosedur Percobaan 1. Buat skema pemanasan spesimen dalam tungku,meliputi pilihan temperatur austenit, dan lamanya waktu pemanasan dan penahanan temperatur. 2. Bersihkan spesimen dan masukkan spesimen ke dalam tungku. 3. Hidupkan tungku dan set proses pemanasan menurut skema yang telah direncanakan. Proses pemanasan dimulai.Kelompok 5 43
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 4. Proses pemanasan selesai, spesimen dipasang pada kedudukan yang telah disediakan (gunakan sarung tangan, penjepit dan sepatu pengaman). 5. spesimen dikikir rata dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan Rockwell. 6. Kekerasan spesimen diukur pada setiap posisi dengan interval ¼ inchi.Kelompok 5 44
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil Percobaan Tabel C.1 Komposisi Kimia Komposisi %C % Mn % Si Maximum 0.5 0.6 0.3 Minimum 0.4 0.45 0.25 Tabel C.2 Hasil Percobaan Uji Jominy Titik Pengujian Jarak Kekerasan (HRC) 1 1 cm 27.5 2 1 cm 20 3 1 cm 18.5 4 1 cm 15 5 1 cm 12 6 1 cm 9 7 1 cm 7 8 1 cm 54.2 Pengolahan Data  Butir 4 1. Diameter Ideal (DI) % C max = 0,5 DI max = 0.305 % C min = 0,4 DI min = 0.275 2. Multiplying Factor (MF)  Mn %Mn max = 0,6 MF max = 2,95 %Mn min = 0,45 MF min = 2,45Kelompok 5 45
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy  Si %Si max = 0,3 Si max = 1,2 %Si min = 0,25 Si min = 1,15 3. Diameter Ideal Critical (DIC) DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max = 0.305 x 2.95 x 1.20 = 1.078 DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min = 0.275 x 2.45 x 1.15 = 0.775 4. Initial Hardness (IH) % C max = 0,5 IH max = 62.5 % C min = 0,4 IH min = 57.5 5. Dividing Factor Posisi DF max DF min 1 1.80 2.35 2 2.80 3.35 3 3.40 3.85 4 3.75 4.20 5 3.95 4.40 6 4.15 4.60 7 4.30 4.75 8 4.55 5.00 6. HRCKelompok 5 46
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 JominyKelompok 5 47
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy  Butir 5 1. Diameter Ideal (DI) % C max = 0,5 DI max = 0.282 % C min = 0,4 DI min = 0.252 2. Multiplying Factor (MF)  Mn %Mn max = 0,6 MF max = 2,95 %Mn min = 0,45 MF min = 2,42  Si %Si max = 0,3 Si max = 1,2 %Si min = 0,25 Si min = 1,15 3. Diameter Ideal Critical (DIC) DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max = 0.282 x 2.95 x 1.20 = 0.998 DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min = 0.252 x 2.42 x 1.15 = 0.701Kelompok 5 48
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 4. Initial Hardness (IH) % C max = 0,5 IH max = 62.5 % C min = 0,4 IH min = 57.5 5. Dividing Factor Posisi DF max DF min 1 1.90 2.25 2 2.95 3.30 3 3.55 3.80 4 3.90 4.15 5 4.10 4.30 6 4.30 4.55 7 4.50 4.70 8 4.70 4.95Kelompok 5 49
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy  Butir 6 1. Diameter Ideal (DI) % C max = 0,5 DI max = 0.262 % C min = 0,4 DI min = 0.234Kelompok 5 50
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 2. Multiplying Factor (MF)  Mn %Mn max = 0,6 MF max = 2,94 %Mn min = 0,45 MF min = 2,4  Si %Si max = 0,3 Si max = 1,2 %Si min = 0,25 Si min = 1,15 3. Diameter Ideal Critical (DIC) DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max = 0.262 x 2.94 x 1.20 = 0.924 DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min = 0.234 x 2.4 x 1.15 = 0.645 4. Initial Hardness (IH) % C max = 0,5 IH max = 62.5 % C min = 0,4 IH min = 57.5 5. Dividing Factor Posisi DF max DF min 1 1.95 2.40 2 3.00 3.50 3 3.55 3.95 4 3.90 4.30 5 4.10 4.50 6 4.30 4.75 7 4.45 4.90 8 4.70 5.00Kelompok 5 51
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 JominyKelompok 5 52
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy  Butir 7 1. Diameter Ideal (DI) % C max = 0,5 DI max = 0.245 % C min = 0,4 DI min = 0.217 2. Multiplying Factor (MF)  Mn %Mn max = 0,6 MF max = 2,95 %Mn min = 0,45 MF min = 2,45  Si %Si max = 0,3 Si max = 1,2 %Si min = 0,25 Si min = 1,15 3. Diameter Ideal Critical (DIC) DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max = 0.245 x 2.95 x 1.20 = 0.867 DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min = 0.217 x 2.45 x 1.15 = 0.611Kelompok 5 53
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 4. Initial Hardness (IH) % C max = 0,5 IH max = 62.5 % C min = 0,4 IH min = 57.5 5. Dividing Factor Posisi DF max DF min 1 2 2.35 2 3.25 3.35 3 3.6 3.85 4 3.95 4.25 5 4.15 4.4 6 4.35 4.6 7 4.55 4.75 8 4.75 5Kelompok 5 54
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy  Butir 8 1. Diameter Ideal (DI) % C max = 0,5 DI max = 0.222 % C min = 0,4 DI min = 0.198Kelompok 5 55
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy 2. Multiplying Factor (MF)  Mn %Mn max = 0,6 MF max = 2,95 %Mn min = 0,45 MF min = 2,4  Si %Si max = 0,3 Si max = 1,2 %Si min = 0,25 Si min = 1,15 3. Diameter Ideal Critical (DIC) DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max = 0.222 x 2.95 x 1.20 = 0.786 DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min = 0.198 x 2.4 x 1.15 = 0.546 4. Initial Hardness (IH) % C max = 0,5 IH max = 62.5 % C min = 0,4 IH min = 57.5 5. Dividing Factor Posisi DF max DF min 1 2.4 3 2 3.45 3.85 3 3.95 4.3 4 4.3 4.6 5 4.45 4.8 6 4.7 5 7 4.85 5 8 5 5Kelompok 5 56
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 JominyKelompok 5 57
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy4.3 Tabel Hasil Perhitungan Butir no 8 Tabel C.3 Hasil Perhitungan Uji Jominy Posisi HRC Max HRC Min HRC Praktikum 1 26.04 19.17 27.5 2 18.12 14.94 20 3 15.82 13.37 18.5 4 14.53 12.5 15 5 14.04 11.98 12 6 13.29 11.5 9 7 12.89 11.5 7 8 12.5 11.5 5Kelompok 5 58
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy4.4 Grafik Hardenability Band 30 25 20 HRC 15 HRC Max HRC Min 10 HRC Praktikum 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TitikKelompok 5 59
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy4.5 Analisa Pada percobaan jominy ini, bertujuan untuk mengetahui sifat kemampu kerasan dari baja dengan serangkaian perlakuan panas ke material atau baja tersebut. Pada praktikum kali ini, pemanasan dilakukan pada temperatur 9100 C. Setelah itu dilakukan pendinginan dengan menyemprotkan air pada salah satu ujung dari baja tersebut. Setelah spesimen dingin, spessimen tersebut di amplas lalu di gerinda, hal ini bertujuan untuk meratakan permukaan spesimen. Selanjutnya baru material di uji keras dengan mesin Rockwell untuk mendapatkan harga kekerasan dari baja tersebut. Uji keras dilakukan pada 8 titik dengan jarak 1 cm antara titik satu dengan titik yang lain. Dari 8 titik tersebut didapat angka kekerasan sebagai berikut : Titik 1 -> 27.5 Titik 2 -> 20 Titik 3 -> 18.5 Titik 4 -> 15 Titik 5 -> 12 Titik 6 -> 9 Titik 7 -> 7 Titik 8 -> 5 Dari hasil diatas, dapat dilihat bahwa besar kekerasan di ujung material memiliki kekerasan yang paling besar, lalu berangsur menurun terus sampai ke pangkal material yang memiliki angka kekerasan paling rendah. Selanjutnya dari hasil perhitungan yang telah dicari, didapat besar HRC max adalah sebagai berikut : Titik 1 -> 26.04 Titik 2 -> 18.12 Titik 3 -> 15.82 Titik 4 -> 14.53 Titik 5 -> 14.04Kelompok 5 60
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy Titik 6 -> 13.29 Titik 7 -> 12.89 Titik 8 -> 12.5 Sedangkan HRC min yang didapat adalah sebagai berikut : Titik 1 -> 19.17 Titik 2 -> 14.94 Titik 3 -> 13.37 Titik 4 -> 12.5 Titik 5 -> 11.98 Titik 6 -> 11.5 Titik 7 -> 11.5 Titik 8 -> 11.5 Secara teori, seharusnya harga HRC praktikum berada diantara besar HRC max dan HRC min. Tetapi pada prakteknya, terdapat beberapa titik yang tidak sesuai dengan teori. Ada yang HRC max nya berada di bawah HRC prakikum dan ada pula HRC min yang berada diatas HRC praktikum, hal ini dapat dilihat dengan jelas dari grafik. Kesalahan ini mungkin disebabkan karena kekurang telitian praktikan dalam membaca tabel / grafik dividing factor, besar HRC max dan HRC min yang di dapat tidak akurat.Kesalahan juga dapat disebabkan karena ketidak telitian praktikan saat melakukan uji keras, sehingga HRC yang di dapat menjadi tidak akurat.Kelompok 5 61
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan Kekerasan baja yang paling besar adalah pada ujung baja yaitu bagian yang didinginkan lebih dulu dengan air. Kekerasan nya menurun seiring dengan semakin jauhnya jarak dari ujung baja atau semakin dekat dengan pangkal baja.5.2 Saran Untuk praktikan selanjutnya agar pada saat pengamplasan spesimen, agar mengamplasnya sampai rata agar pada saat uji keras mendapatkan hasil yang akurat. Dan pada saat mencari perhitungan agar teliti dalam membaca tabel/grafik yang ada supaya hasil yang di dapat akurat.Kelompok 5 62
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 JominyLAMPIRAN C Tugas Sebelum Praktikum1. Perbedaan sifat mampu keras dengan kekerasan adalah : Sifat mampu keras merupakan kemampuan logam untuk menerima peningkatan kekerasan melalui serangkaian perlakuan panas. Sedangkan kekerasan merupakan kemampuan logam untuk menahan deformasi plastis local akibat adanya penetrasi di permukaan.2. Kurva Hardenability : Kurva yang diperoleh dari pengujian yang memperlihatkan sifat mampu keras logam. Hardenability band : Kurva yang menunjukkan range-range mampu keras dari logam hasil perhitungan teoritis.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras : 1. Kecepatan pendingin Semakin cepat pendinginan, maka logam akan semakin keras. 2. Kandungan Karbon Semakin banyak karbon yang terkandung dalam suatu logam, maka makin keras logam tersebut. 3. Komposisi KimiaKelompok 5 63
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy Tugas Setelah Praktikum1. Faktor-faktor yang mempengaruhi hardenability : 1. Laju Pendinginan Terbukti bahwa bagian ujung specimen memiliki kekerasan yang paling tinggi disebabkan oleh semprotan air pada ujung specimen tersebut. 2. Kandungan Karbon Semakin tinggi atau banyak nya kandungan karbon, maka material akan semakin keras2. Ketika baja di quenching, maka baja tersebut akan menjadi getas. Jadi untuk mengurangi tingkat kegetasan yang berlebihan, maka dilakukan proses secondary hardening dan tempering pada baja melalui heat treatment.Kelompok 5 64
  • KOROSI ASISTEN :LANANG AIDIL
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Dalam dunia kerja kita akan berhadapan dengan masalah-masalahterutama dengan material yang digunakan dalam kegiatan indutri. Material sangatmendukung hasil kerja nantinya. Sebagai contoh, apabila material kita mangalamikerusakan maka hal ini dapat mengakibatkan terganggunya kerja nantinya. Secaraumum kerusakan material di dalam dunia indutri disebabkan oleh adanyaperistiwa korosi pada material tersebut. Korosi merupakan suatu masalah besaryang tidak dapat dihilangkan. Tetapi korosi hanya dapat diperlambat lajunya.Untuk itu sebagai mahasiswa Teknik Mesin harus bisa mengetahui apa-apa sajayang mengakibatkan terjadinya korosi, jenis-jenis korosi yang terjadi padamaterial tersebut serta cara mencegah dan meminimalisir terjadinya korositersebut.1.2 Tujuan 1. Memahami prinsip dasar korosi 2. Mengetahui fenomena-fenomena yang terjadi pada korosi galvanik dua sel 3. Memahami pengaruh lingkungan terhadap logam1.3 Manfaat Dengan adanya praktikum korosi ini, diharapkan kita dapat mengetahuifenomena-fenomena yang terjadi pada peristiwa korosi. Selain itu juga diharapkanagar dapat mengetahui jenis-jenis korosi dan cara mengatasinya.Kelompok 5 63
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Defenisi Korosi Secara umum defenisi dari korosi adalah perusakan material secara kimiaatau elektrokimia dengan lingkungan. Selain itu korosi juga didefinisikan sebagaidegradasi material (logam dan paduannya) akibat reaksi kimia denganlingkungan. Contoh perusakan kimia adalah pengkaratan yang terjadi akibat gaspada temperatur tinggi, sedangkan reaksi elektrokimia dapat dilihat pada selgalvanik. Adapun syarat terjadinya korosi adalah :  Adanya katoda,  Adanya anoda,  Adanya lingkungan. Tanpa adanya salah satu syarat di atas maka korosi tidak akan terjadi.Korosi tidak dapat dihilangkan tetapi hanya dapat diminimalisir pertumbuhannya. Pada proses korosi ada dua reaksi yang menyebabkan terjadinya korosiyaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Pada reaksi oksidasi akan terjadipelepasan elektron oleh material yang lebih bersifat anodik. Sedangkan reaksireduksi adalah pemakaian elektron oleh material yang lebih bersifat katodik.Proses korosi secara galvanik dapat kita lihat pada gambar berikut : Gambar D.1 Korosi sel galvanikKelompok 5 64
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Pada reaksi di atas dapat dilihat dimana Cu bertindak sebagai katodamengalami pertambahan massa dengan melekatnya elektron pada Cu. SedangkanZn bertindak sebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yangditandai dengan lepasnya elektron dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaanelektron ini harus mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkunganadalah asam sulfat. Jika ada dua buah unsur yang dicelupkan dalam larutanelektrolit yang dihubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalamikorosi adalah material yang lebih anodik.2.2 Deret Volta Untuk mengetahui unsur yang lebih anodik dan lebih katodik dapat kitalihat pada deret Volta. Berikut deret Volta : Anodik Katodik Gambar D.2 Deret Volta Selain contoh reaksi sebelumnya kita juga dapat lihat peristiwa korosilainnya yaitu pada peristiwa pengkaratan (korosi) logam Fe mengalami oksidasidan oksigen (udara) mengalami reduksi. Rumus kimia dari karat besi adalahFe2O3 . xH2O dan berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu daribesi itu berlaku sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi. Fe(s) -----> Fe2+(aq) +2e E = +0,44V O2(g) + 2H2O(l) +4e ----> 4OH E = +0,40V Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi membentukion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3 .xH2O.2.3 Jenis-Jenis Korosi dan PengendaliannyaKorosi dapat dibagi (digolongkan) berdasarkan :A. Berdasarkan sifatnya : 1. Korosi Aktif Korosi aktif adalah korosi yang terjadi dengan cepat.Kelompok 5 65
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Ciri-ciri dari korosi aktif ini antara lain :  Mudah melepaskan ion.  Mudah menempel di tangan. Contoh : Paku yang berkarat. 2. Korosi Pasif Korosi pasif adalah korosi yang terjadi lambat. Ciri-ciri dari korosi pasif ini antara lain :  Sulit melepaskan ion.  Sulit menempel di tangan. Contoh : Korosi pada AlB. Berdasarkan reaksi :  Reaksi kimia : misalnya pengkaratan oleh gas.  Reaksi Elektrokimia : misalnya menggunakan larutan galvanik.C. Berdasarkan tempat terjadinya korosi : 1. Uniform or general attack corrosion (korosi seragam) Korosi seragam adalah korosi yang terjadi pada permukaan material akibat bereaksi dengan oksigen. Biasanya korosi seragam ini terjadi pada material yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas yang tinggi Gambar D.3 Korosi seragamKelompok 5 66
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Cara pengendalian dari korosi seragam adalah :  Dengan melakukan pelapisan dengan cat atau dengan material yang lebih anodik.  Melakukan inhibitas dan cathodic protection. 2. Piting Corossion (Korosi Sumuran atau kawah) Korosi sumuran adalah korosi yang terjadi akibat cacat pada permukaan material seperti celah atau lubang kecil. Pada daerah cacat ini akan lebih anodik dibandingkan permukaan material sehingga korosi akan menuju bagian dalam material. Gambar D.4 Korosi sumuran Cara pengendalian korosi sumuran adalah :  Hindari permukaan logam dari cacat goresan.  Perhalus permukaan material.  Hindari variasi yang sedikit pada komposisi material. 3. Crevice Corrosion (korosi celah) Korosi celah adalah korosi yang ditemukan pada daerah berkonsentrasi rendah atau korosi yang terjadi pada celah yang terbentuk akibat pendempetan material. Pada celah, kadar oksigen lebih rendah dari lingkungannya sehingga elektron akan berpindah pada kadar oksigen yang tinggi sehingga terjadi korosi. Korosi celah sering terjadi pada sambungan paku.Kelompok 5 67
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Gambar D.5 Korosi celah Cara pengendalian korosi celah :  Hindari pemakaian sambungan paku keling atau baut, gunakan sambungan las.  Gunakan gasket non absorbing (lapisan pembatas di celah sambungan yang terbuat dari karet atau semacamnya).  Usahakan menghindari daerah dengan aliran udara. 4. Intergranular Corrosion (Korosi batas butir) Korosi batas butir adalah korosi yang terjadi pada atau di sepanjang batas butir dan batas butir bersifat anodik dan bagian tengah butir bersifat katodik. Korosi ini terjadi akibat presipitasi dari pengotor seperti kromium di batas butir, yang menyebabkan batas butir menjadi rentan terhadap serangan korosi. Dimana presipitat krom karbida terbentuk karena karbon meningkat yang ada di sekitarnya, sehingga krom di sekitarnya akan berkurang dan terjadi korosi. Proses terbentuknya presipitat karbon karbida disebut sentisiasi. Gambar D.6 Korosi batas butirKelompok 5 68
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Cara pengendalian korosi batas butir adalah :  Turunkan kadar karbon dibawah 0,03%.  Tambahkan paduan yang dapat mengikat karbon.  Pendinginan cepat dari temperatur tinggi.  Pelarutan karbida melalui pemanasan.  Hindari pengelasan. 5. Stress Corossion (korosi tegangan) Korosi tegangan adalah korosi yang disebabkan adanya tegangan tarik yang mengakibatkan terjadinya retak. Tegangan ini disebabkan pada temperatur dan deformasi yang berbeda. Berikut retak serta bentuk penjalarannya yang diakibatkan oleh korosi tegangan : Gambar D.7 Korosi tegangan Cara pengendalian korosi tegangan adalah :  Turunkan besarnya tegangan.  Turunkan tegangan sisa termal.  Kurangi beban luar atau perbesar area potongan. 6. Errosion Corrosion (korosi erosi) Korosi erosi adalah korosi yang disebabkan oleh erosi yang mengikis lapisan pelindung material , zat erosi itu dapat berupa fluida yang mengandung material abrasive. Korosi tipe ini sering ditemui pada pipa- pipa minyak.Kelompok 5 69
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi ini antara lain : • Jenis logam. • Perlakuan panas dan arah pergerakan butir. • Persentase ketidaksamaan, material yang lebih anodik. • Area permukaan anodik dan katodik. • Temperatur. • Persentase larutan elektrolit. • Kesediaan oksigen. Gambar D.8 Korosi erosi Cara pengendalian korosi erosi :  Menghindari partikel abrasive pada fluida.  Mengurangi kecepatan aliran fluida.  Mengurangi aliran turbulen. 7. Selective Corrosion (korosi selektif) Selective corrosion adalah korosi yang menyerang unsur di dalam logam akibat perbedaan potensial unsur utamanya. Korosi ini disebabkan karena komposisi yang tidak merata pada material. Korosi ini biasa terjadi pada pipa-pipa besi cor.Kelompok 5 70
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Gambar D.9 Korosi selektif Cara pengendalian korosi selektif :  Menghindari komposisi yang berbeda dari material penyusun. 8. Korosi Galvanik Korosi galvanik adalah korosi yang terjadi pada dua logam yang berbeda jenis jika dihubungkan. Korosi ini juga terjadi karena pasangan elektrikal pada dua logam atau paduan logam yang memiliki perbedaan komposisi. Logam yang lebih anodik akan terkorosi sementara logam lainnya yang lebih katodik akan terlindungi. Posisi logam pada deret volta akan menentukan apakah suatu logam lebih anodik atau katodik. Gambar D.10 Korosi Galvanik Cara pengendalian korosi galvanik adalah :  Hindari pemakaian 2 jenis logam yang berbeda.  Pergunakan logam yang lebih anodik dengan rasio yang lebih besar dibanding logam katodik.Kelompok 5 71
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi  Lapisi pada pertemuan dua logam yang berbeda jenis.  Gunakan logam ketiga yang lebih anodik.2.4 Metode Pengendalian Korosi Metoda-metoda yang dilakukan dalam pengendalian korosi adalah : 1. Menekan terjadinya reaksi kimia atau elektrokimianya seperti reaksi anoda dan katoda. 2. Mengisolasi logam dari lingkungannya. 3. Mengurangi ion hidrogen di dalam lingkungan yang dikenal dengan mineralisasi. 4. Mengurangi oksigen yang larut dalam air. 5. Mencegah kontak dari dua material yang tidak sejenis. 6. Memilih logam-logam yang memiliki unsur-unsur yang berdekatan. 7. Mencegah celah atau menutup celah. 8. Mengadakan proteksi katodik, dengan menempelkan anoda umpan. Proteksi katodik adalah cara mengevaluasi korosi dengan memberi umpan anodik sehingga bila terjadi korosi maka umpan katodik (dalam hal ini berbentuk lapisan/paku) yang akan terkorosi terlebih dahulu. Gambar D.11 Korosi pada kapal lautKelompok 5 72
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi Pengendalian korosi pada lambung kapal baja di bawah air laut umumnyadilakukan dengan cara pelapisan cat dan pemasangan zinc- anode. Dalam hal initelah dilakukan studi tentang efektifitas pengendalian korosi dengan pelapisan catdan pemasangan zinc – anode. Pelat baja lambung kapal yang diteliti, sesuai sertifikasi klasifikasiperkapalan yang dilindungi dengan pelapisan cat dan pemasangan zinc – anode,direndam dalam air laut secara alami selama kurang lebih enam bulan. Untukmengetahui efektifitas pengendalian korosi dilakukan pengamatan dan pengujianmaterial-material yang dipergunakan dengan pengukuran difraksi sinar – X, tesadhesi, tes hardness dan perhitungan laju korosinya. Setelah dilakukan penelitiandiperoleh cara yang cocok dan umur dari metode pengendalian korosi yangsesuai dengan kondisi di lingkuangan perairan di Indonesia, yaitu pengendaliankorosi yang dikombinasi dengan pengecatan dan pemasangan anoda korban yanglebih efektif.Kelompok 5 73
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi BAB III METODOLOGI3.1 Peralatan 1. Timbangan. 2. Gelas Reaksi. 3. Stopwatch. 4. Larutan kimia. 5. Alat Uji Korosi Galvanik3.2 Skema Alat Gambar D.12 Skema Alat3.3 Prosedur Percobaan 1. Siapkan spesimen. 2. Bersihkan dan keringkan spesimen. 3. Siapkan jembatan garam (NaCl terlarut dalam agar-agar komersial) sebagai penghubung antara dua sel. 4. Siapkan larutan elektrolit sebagai media korosif. Ukur pH larutan menggunakan pH meter. (Jenis larutan yang digunakan : NaOH 1M, HCl 1M dan air laut). 5. Timbang massa awal spesimen. 6. Susun alat uji dan spesimen.Kelompok 5 74
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi 7. Hidupkan power supply. Atur potensial yang diberikan. (Variasi potensial : 10, 15 dan 20 Volt). 8. Celupkan spesimen ke dalam larutan selama 15 menit. 9. Amati apa yang terjadi. 10. Setelah selesai, hitung luas permukaan yang terendam. 11. Bersihkan spesimen dengan gundar plastik (plastic brush) dan air mengalir kemudian keringkan spesimen dengan hairdryer. 12. Timbang massa akhir spesimen. 13. Laju korosi spesimen dihitung sesuai ASTM G1-03Kelompok 5 75
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil Percobaan A. Percobaan 1 • Reaksi : - Katoda : Cu2+ + 2e → Cu(s) - Anoda : Al(s) → Al3+ + 3e • Larutan yang digunakan : NaOH 1 M No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g) 10 7,23 7,2 1 Cu 15 7,18 7,17 15 10 10,01 10,01 2 Al 15 9,57 9,57 B. Percobaan 2  Reaksi : - Katoda : Cu2+ +2e → Cu(s) - Anoda : Al(s) → Al3+ +3e • Larutan yang digunakan : Air laut No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g) 10 7,49 7,39 1 Cu 15 7,27 7,26 15 10 9,91 9,92 2 Al 15 10,14 10,17Kelompok 5 76
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi4.2 Pengolahan Data Densitas Al = 2,7 gr/cm3 Densitas Cu = 8,92 gr/cm3A. Percobaan 1 Luas total = 2 (5 x 2,13) + 2 x (0,17 x 5) + (2,13 x 0,17) = (2 x 10,65) + 1,7 + 0,364 = 23,3621 cm2 1. V = 10 volt Wloss = mawal - makhir = 10,01 – 10,01 = 0 mmpy = 87,6 Wloss DAT = 0 2. V = 10 volt Wloss = mawal - makhir = 10,01 – 10,01 = 0 mmpy = 87,6 Wloss DAT = 0B. Percobaan 2 Luas total = {2 x (5 x 2,1) + 2 x (0,18 x 5) + (2,1 x 0,18)} = 21 + 1,8 + 0,378 = 23,178 cm2Kelompok 5 77
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi 1. V = 10 volt Wloss = 9,91 – 9,92 = -0,01 g = -1 mg mmpy = 87,6 Wloss DAT = 87,9 (-1) (2,7) (23,361) (0,25) -87,9 = 15,768675 = -5,56 2. V = 15 volt Wloss = 10,14 – 10,17 = -0,03 g = -3 mg mmpy = 87,6 Wloss DAT = 87,9 (-3) (2,7) (23,361) (0,25) = -262,8 15,76867 = -16,67Kelompok 5 78
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi4.3 Tabel Hasil Perhitungan A. Percobaan 1 Tabel D.1 Hasil Perhitungan Percobaan 1 No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g) 10 7,23 7,2 1 Cu 15 7,18 7,17 15 10 10,01 10,01 2 Al 15 9,57 9,57 B. Percobaan 2 Tabel D.2 Hasil Perhitungan Percobaan 2 No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g) 10 7,49 7,39 1 Cu 15 7,27 7,26 15 10 9,91 9,92 2 Al 15 10,14 10,17Kelompok 5 79
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi4.4 Grafik A. Grafik Wloss vs Voltase Grafik Wloss vs Voltase 0,01 0,00 -0,01 10 15 -0,01 Wloss (gr) Al -0,02 Fe -0,02 -0,03 -0,03 -0,04 Voltase (v) B. Kurva mmpy vs Voltase Kurva mmpy vs Voltase 2,00 0,00 -2,00 10 15 -4,00 -6,00 Al mmpy -8,00 Fe -10,00 -12,00 -14,00 -16,00 -18,00 Voltase (volt)Kelompok 5 80
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi4.4 Analisa Pada pratikum kali, kami melakukan pengujian tentang laju korosi danmelakukan kalkulasi terhadapnya. Spesimen yang digunakan pada pratikum iniadalah Cu sebagai katoda dan Al sebagai anoda. Pengujian kecepatan laju korosidilakukan dengan menggunakan metode uji korosi galvanik. Pada percobaanpertama kita menggunakan larutan Naoh 1 M, sedangkan pada percobaan keduakita menggunakan air laut. Berdasarkan teori, Al digunakan sebagai anoda bila dipasangkan denganCu yang berlaku sebagai katoda dalam jembatan garam uji korosi galvanik. Bisadilihat pada deret volta, posisi Al lebih anodik dibanding Cu. Harusnya saatdilakukan uji korosi sel galvanik, Al terkorosi terlebih dahulu, sehingga massa Alsetelah itu akan berkurang dan pastinya Cu bertambah. Namun setelah dilakukan pengujian secara langsung spesimen Almenpolasi pertumbuhan massa dan massa Cu menjadi berkurang. Hal ini bisa jadi di disebabkan oleh faktor-faktor di lapangan saatpengujian dilakukan. Mungkin dikarenakan ketidaktelitian dalam pembacaanskala pada alat dan mungkin juga terjadi kesalahan pada saat memasukkan nilaivoltase pada specimen yang digunakan. Penggunaan waktu yang dibutuhkan dalam menguji laju korosi ini jugaesensial dalam pratikum kali ini. Apabila kita menggunakan waktu yang banyak,maka spesimen yang lebih anodik akan makin banyak terkorosi. Lalu jugapenggunaan voltase, arus listrik pada pengujian korosi berfungsi sebagaikatalisator terjadinya korosi pada alat uji korosi galvanik. Secara teori semakinlama waktu yang digunakan maka akan semakin besar spesimen tersebutterkorosi, sebaliknya jika waktu yang dibutuhkan sedikit maka laju korosi akanlebih sedikit. Jika tegangan yang diberikan besar maka nilai yang diperolehjuga kecil sedangkan laju korosi akan lebih cepat..Kelompok 5 81
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan Setelah pratikum dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa waktu yang digunakan dan besar arus (voltase) memegang peranan penting dalam mengukur laju korosi. Dan juga banyak hal yang terjadi selama proses pengujian yang menjadi fenomena menarik untuk diamati.5.2 Saran Adapun saran yang diberikan pada praktikum kai ini antara lain : 1. Harus teliti dalam membaca voltase dan mengatur waktu. 2. Tanyakan pada asisten apabila ada yang tidak mengerti.Kelompok 5 82
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 KorosiLAMPIRAN D TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM1. Pada reaksi di atas dapat dilihat dimana Cu bertindak sebagai katoda mengalami pertambahan massa dengan melekatnya elektron pada Cu. Sedangkan Zn bertindak sebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yang ditandai dengan lepasnya elektron dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaan elektron ini harus mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkungan adalah asam sulfat. Jika ada dua buah unsur yang dicelupkan dalam larutan elektrolit yang dihubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalami korosi adalah material yang lebih anodik.2. Faktor-faktor yang menyebabkan korosi basah 1. lingkungan 2. Jenis material3.. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3 . xH2O dan berwarna coklat- merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi. Fe(s) -----> Fe2+(aq) +2e E = +0,44VKelompok 5 83
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi O2(g) + 2H2O(l) +4e ----> 4OH E = +0,40V Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3 xH2O.4. Alumunium terkorosi dalam air murni karena alumunium memiliki E0 yang kecil dan bersifat anodik.Kelompok 5 84
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM1. Jika tegangan yang diberikan besar, maka laju korosi yang didapat juga lebih cepat. Juga semakin besar tegangan maka massa yang hilang juga akan lebih besar2. Cara mengurangi laju korosi pada badan kapal adalah dengan memasang material yang lebih anodik pada badan kapal, sehingga badan kapal akan selamat.Kelompok 5 85
  • METALOGRAFI ASISTEN :ANDI NOFRIANTO
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Struktur mikro logam adalah salah satu hal yang sangat mempengaruhisifat logam terutama sifat mekanik dan teknologi. Apabila struktur mikro dalamsuatu material berubah-ubah maka sifat mekaniknya akan berubah pula. Untukmengamati struktur mikro dari suatu logam, diperlukan beberapa langkahmetalografi yang akan dilakukan pada percobaan kali ini.1.2 Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari praktikum metalografi adalah : 1. Mengetahui cara pengambilan dan proses penyiapan spesimen metalografi dengan prosedur yang benar. 2. Mengamati struktur mikro di bawah mikroskop optik. 3. Dapat mengetahui jenis pengerjaan dan perlakuan panas yang dialami spesimen.1.3 Manfaat Praktikum yang dilakukan kali ini membawa manfaat, yaitu kita bisamengetahui penyiapan spesimen metalografi, dengan benar. Selain itu kita bisamengamati perubahan struktur mikro spesimen.Kelompok 5 83
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi Metalografi Metalografi adalah suatu teknik atau ilmu untuk melihat struktur mikrodan makro material. Struktur mikro logam dapat diperoleh melalui prosespenyiapan spesimen metalografi.2.2 Tahapan Metalografi Tahapan-tahapan dalam proses metalografi meliputi beberapa langkahyaitu:1. Sectioning Sectioning yaitu pengambilan sampel, yang dapat dilakukan dengan cara : a. Fracturing Fracturing yaitu pengambilan sampel/spesimen melalui proses pematahan terhadap material yang bersifat keras, getas dan kuat. Gambar E.1 Fracturing b. Sawing Sawing yaitu pengambilan spesimen melalui proses pengergajian yang biasanya dilakukan terhadap material dengan keuletan tinggi. Gambar E.2 SawingKelompok 5 84
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi c. Shearing Shearing yaitu proses pengambilan spesimen dengan cara penggeseran Gambar E.3 Shearing d. Abrasive cutting Abrasive cutting yaitu proses pengambilan spesimen dengan menggunakan pemotongan dengan gerinda tangan.Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua, yaitu : 1. Teknik pemotongan dengan deformasi yang besar sehingga menggunakan gerinda tangan. 2. Teknik pemotongan dengan deformasi yang kecil, menggunakan lowspeed diamond saw Gambar E.4 Abrasive cuttingKelompok 5 85
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi e. Electrical Discharge Machine (EDM) Yaitu pengambilan sampel spesimen dengan menggunakan larutan elektrolit. Gambar E.5 Electrical Discharge Machine f. Water Jet Cutting Water Jet Cutting adalah alat yang mampu mengiris logam atau bahan lain dengan kecepatan dan tekanan yang tinggi. Proses ini pada dasarnya sama dengan erosi air yang ditemukan oleh alam tetapi sangat cepat dan terkonsentrasi. Gambar E.6 Water Jet Cutting2. Mounting Mounting dilakukan untuk memudahkan penanganan terhadap spesimen yangberukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan yang akan sulitditangani khususnya pada saat pengamplasan dan pemolesan apabila tidakdilakukan pembingkaian, media mounting harus sesuai dengan material dan jenisreagen etsa yang digunakan.Ada dua jenis teknik mounting, yaitu : a. Mechanical mountingKelompok 5 86
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Mechanical mounting adalah pembingkaian dengan memanfaatkan suatu sistem mekanik. Gambar E.7 Mechanical Mounting b. Polymer mounting Polymer mounting adalah pembingkaian dengan memanfaatkan suatu sistem polymer berbagai macam plastik digunakan untuk pembingkaian metalografi dapat dibedakan atas beberapa cara yang berbeda, tergantung teknik yang digunakan dan jenis material. Gambar E.8 Polymer Mounting3. Grinding Sampel yang baru saja dipotong/sampel yang telah terkorosi memilikipermukaan kasar. Permukaan kasar harus diratakan agar pengamatan strukturmudah untuk dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertasamplas yang ukuran butir abrasifnya yang dinyatakan dengan mesh. Urutanpengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah ke nomor meshyang tinggi. Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberianair. Air berfungsi sebagai pemindah geram, memperkecil kerusakan akibat panasKelompok 5 87
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografiyang timbul yang dapat merubah struktur mikro spesimen dan memperpanjangmasa pemakaian amplas. Gambar E.9 Grinding4. Polishing Setelah dilakukan pengamplasan pada spesimen harus dilakukanpemolesan. Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan spesimen yanghalus dan bebas goresan serta mengkilap seperti cermin dan juga untukmenghilangkan ketidakteraturan spesimen hingga orde 0,001 µm.Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu, kemudiandilanjutkan dengan pemolesan halus, ada tiga metode pemolesan, yaitu: a. Pemolesan elektrolit kimia Terjadi jika rapat arus dan tegangan tinggi Gambar E.10 Pemolesan Elektrolit Kimia b. Pemolesan kimia mekanis Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang dilakukan serentak diatas piringan halus.Kelompok 5 88
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Gambar E.11 Pemolesan Kimia Mekanis c. Pemolesan elektro mekanis (Metode Reinacher) Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada piring pemoles. Gambar E.12 Pemolesan Elektro Mekanis5. Etching (Etsa) Etsa merupakan proses penyerangan/pengikisan butir secara selektif danterkendali dengan pencelupan kedalam larutan pengetsa baik menggunakan listrikmaupun tidak kepermukaan spesimen sehingga detil struktur yang akan diamatiakan terlihat dengan jelas : a. Etsa Kimia Etsa Kimia merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan spesimen yang akan diamati. Zat kimia untuk baja adalah mangan, krom, vanadium, tungsten dan karbon.Kelompok 5 89
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi b. Elektro Etsa (Etsa Elektrolitik) Elektro Etsa merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektroetsa, cara ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu pengetsaan.6. Viewing Viewing adalah pengamatan dapat dilakukan dengan pengamatanmenggunakan alat bantu, alat bantu yang digunakan yaitu mikroskop optik danmikroskop elektron2.3 Turunan Mikroskop 2.3.1 Mikroskop Optik Prinsip kerja mikroskop optik adalah sinar datang mengenai cermin pemisah yang kemudian dipantulkan kearah spesimen, dari spesimen ditangkap oleh kornea mata karena dibiaskan, sehingga mata dapat melihat struktur mikro dan makro spesimen yang diamati. Pengamatan srtuktur mikro material menggunakan mikroskop optik logam menggunakan perbesaran 1000 kali dan mempunyai sumber cahaya sendiri. Gambar E.13 Mikroskop OptikKelompok 5 90
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi 2.3.2 SEM (Scanning Elektron Microscope) Sumber gelombangnya adalah gelombang elektron, perbesaran 105, ukuran spesimen mm dan prinsip kerja dipantulkan. Prinsip kerja SEM adalah elektron ditembakkan dari Sun Suplay, ketika sampai pada permukaan spesimen hanya menyapu atau menscan permukaan spesimen saja. Pantulan sinar dari elektron akan terkumpul. Tampakan dari struktur mikro akan muncul pada layar yang bisa difoto. Elektron ditembakkan dengan electron gun, ketika sampai dipermukaan spesimen hanya menyapu/me-scan permukaan spesimen, tidak menembus sampai ke dasar spesimen, pantulan sinar dari elektron akan terkumpul, tampakan dari struktur akan muncul pada layar. Gambar E.14 Skematik Alur SEMKelompok 5 91
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Gambar E.15 SEM (Scanning Elektron Microscope) 2.5 TEM (Transmision Elektron Microscope) Digunakan untuk material yang berukuran kecil, yang diamati berupa dislokasi, pancaran elektron, akan melewati bagian yang sangat tipis dari spesimen, sebagian elektron dapat diserap dan sebagian lagi disebarkan sehingga arahnya berubah. Sumber gelombangnya adalah gelombang elektron, perbesaran 106, ukuran spesimen  m dan prinsip kerja ditembus. TEM digunakan untuk material yang berukuran kecil, sehingga dapat mengamati dislokasi. Prinsip kerja TEM adalah elektron akan melewati bagian yang sangat tipis dari spesimen. Sebagian elektron diserap dan sebagian lagi disebarkan sehingga arahnya berubah. Perbedaan susunan atom akan menyebabkan elektron menyebar. Pancaran elektron difokuskan oleh objektif cost dan diproyeksikan pada floursent screen.Kelompok 5 92
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Gambar E1.16 Skematik Alur TEM Gambar E.17 TEM (Transmision Elektron Microscope)Kelompok 5 93
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 MetalografiTabel E.1: Perbedaan Mikroskop Optik, TEM, dan SEM Perbedaan Mikroskop Optik TEM (Transmision SEM (Scanning Elektron Elektron Microscope) Microscope) Sumber cahaya Cahaya Elektron Elektron Perbesaran 10 3 10 6 10 5 Prinsip kerja Dipantulkan Diteruskan DiteruskanKelompok 5 94
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi BAB III METODOLOGI3.1 Peralatan Peralatan yang digunakan dalam praktikum metalografi adalah : 1. Spesimen 2. Mesin gerinda 3. Amplas 4. Larutan etsa 5. Mikroskop optik3.2 Skema Alat Gambar E.18 Skema AlatKelompok 5 95
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi3.3 Prosedur Percobaan Prosedur percobaan metalografi adalah sebagai berikut : 1. Pilih sampel metalografi (sesuai dengan tugas yang diberikan oleh asisten). 2. Ambil beberapa spesimen dari sampel tersebut. 3. Bingkai spesimen tersebut dengan resin. 4. Lakukan pengamplasan mulai dari amplas yang kasar sampai amplas yang halus. 5. lakukan pemolesan. 6. Lakukan proses pengetsaan. 7. Pemeriksaan dibawah mikroskop optik. 8. Lakuakan pemotretan struktur mikro jika diperlukan.Kelompok 5 96
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Percobaan Perbesaran (M) : 80 kali LT Horizontal : 16,9 cm LT Vertikal : 12,7 cm Jumlah garis horizontal : 8 garis Jumlah garis vertikal :11 garisKelompok 5 97
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 MetalografiKelompok 5 98
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Titik Potong Horizontal Tabel E.2 Titik Potong Horizontal Titik Potong Jumlah Titik Potong 1 14 2 15 3 15 4 23 5 16 6 18 7 16 8 15 Titik Potong Vertikal Tabel E.3 Titik Potong Vertikal Titik Potong Jumlah Titik Potong 1 11 2 11 3 8 4 12 5 12 6 10 7 13 8 13 9 12 10 12 11 154.2 Perhitungan 1. Titik potong horizontal TPh   Tpn  garis H a. Garis 1Kelompok 5 99
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi TP   TP 1  14  1,75  garis H 1 8 b. Garis 2 TP2   TP 2  15  1,875  garis H 8 c. Garis 3 TP3   TP 3  15  1,875  garis H 8 d. Garis 4 TP4   TP 4  23  2,875  garis H 8 e. Garis 5 TP5   TP 5  16 2  garis H 8 f. Garis 6 TP4   TP 6  18  2,25  garis H 8 g. Garis 7 TP7   TP 7  16 2  garis H 8 h. Garis 8 TP8   TP 8  15  1,875  garis H 8 ∑TP =132 TP rata-rata = 2,0625 2. Titik potong vertikal TPv   TPn  garis V a. Garis 1Kelompok 5 100
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi TP   TP 1  11 1  garis V 1 11 b. Garis 2 TP2   TP 2  11 1  garis V 11 c. Garis 3 TP3   TP 3  8  0,72  garis V 11 d. Garis 4 TP4   TP 4  12  1,09  garis V 11 e. Garis 5 TP5   TP 5  12  1,09  garis V 11 f. Garis 6 TP6   TP 6  10  0,90  garis V 11 g. Garis 7 TP7   TP 7  13  1,18  garis V 11 h. Garis 8 TP8   TP 8  13  1,18  garis V 11 i. Garis 9 TP9   TP 9  12  1,09  garis V 11 j. Garis 10 TP   TP 10  12  1,09  garis 10 V 11Kelompok 5 101
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi k. Garis 11 TP   TP 11  15  1,36  garis 11 V 11 ∑Tp = 116 TP rata-rata = 1,06Perhitungan Diameter Rata-Rata Butir a. Garis Horizontal Lt Horizontal 16,9 cm Dh    1000 = 102,42  m M x  TPh 80  2,0625cm b. Garis Vertikal Lt Vertikal 12,7cm Dv    1000 = 149,76  m M x  Tp 80  1,06cm4.3 Tabel Hasil Perhitungan Tabel E.4 Hasil Perhitungan Metalografi Garis Tp Horizontal Tp Vertikal 1 1,75 1 2 1,875 1 3 1,875 0,72 4 2,875 1,09 5 2 1,09 6 2,25 0,09 7 2 1,18 8 1,875 1,18 9 - 1,09 10 - 1,09 11 - 1,36 ∑Tp 132 116 102,42 ℳ 147,76 ℳ Tp rata-rata 2,0625 1.06 d ButirKelompok 5 102
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi4.4 Grafik Kurva Titik Potong Horizontal 25 20 Jumlah titik potong 15 10 Jumlah titik potong 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 titik potong Kurva Titik Potong Vertikal 16 14 12 jumlah titik potong 10 8 6 jumlah titik potong 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 titik potongKelompok 5 103
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi4.5 Analisa Pada praktikum metalografi dapat dilihat struktur mikro optick suatumaterial melalui mikroskop optik. Melalui mikroskop ini kita dapat melihat butir-butir material, dan dapat diketahui batas butirnya, besar butir dan diameter butirbaik secara horizontal maupun vertikal. Namun, karena besar suatu butir padasuatu material tidaklah sama dengan besar butir lainnya pada material itu juga.Diameter butir tersebut dapat diketahui dengan menggunakan rumus: Lt Horizontal Dh  M x  TPh Keterangan : Dh = diameter M = perbesaran  TPh = jumlah titik potongDari praktikum ini didapat diameter rata-rata horizontalnya 91,54  m dandiameter rata-rata vertikalnya 96,48  m. Pada praktikum metalografi, pengambilan dan penyiapan specimenmetalografi harus dilakukan dengan benar dan sesuai prosedur. Hal ini dilakukanagar sewaktu pengamatan dilakukan, hasil yang didapatkan dapat dilakukandengan banyak cara. Adapun prosedurnya yaitu:1. Sectroning yaitu fracturing, sawing, shearing, abrative cutting, EDM.2. Mounting yaitu Mechanical dan Chemical3. Grinding yaitu untuk menghilangkan DDP4. Polishing yaitu mechanical dan micro5. Etching Surface yaitu macro dan mikro6. Pengamatan / pemotretan yaitu langsung dan menggunakan alat Pada praktikum ini, pengambilan spesimen dengan menggergaji spesimen.Setelah digergaji spesimen diletakkan di dalam kotak rol film dan dibingkaidengan resin yang dicampur dengan hardener, lalu setelah menunggu beberapahari, spesimen tersebut diamplas dengan menggunakan mesin amplas, lalu dengancara manual dari amplas kasar sampai amplas yang paling halus. Kemudiandilanjutkan dengan pemolesan di atas kain beludru. Setelah ini dilakukanpengetsaan dengan mencelupkannya dalam campuran air. Setelah itu barulahdiamati di bawah mikroskop optik.Kelompok 5 104
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi Setelah dilakukan pratikum metalografi tersebut, kami dapat mengamatistruktur dari spesimen, karena terkorosinya batas butir pada spesimen, tetapibelum terlalu jelas batas-batas butir tersebut dapat diamati. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal yang menyebabkan batas butirbelum terlalu jelas terlihat foto struktur mikro. Beberapa hal tersebut mungkindisebabkan dari beberapa kesalahan patikan dalam melakukan eksperimen ataupercobaan pratikum metalografi,diantaranya kesalahan yang terjadi dalammempersiapkan spesimen . Selain itu mungkin kesalahan pratikan dalammengamati spesimen itu sendiri dengan mikroskop. Kesalahan pertama dapat pratikan analisa yaitu pada saat melakukanpengamplasan. Pengamplasan itu sendiri bertujuan untuk menghilangkan bagian-bagian bekas deformasi plastis. Namun, pada pengamplasan itu sendiri diberikandeformasi. Seharusnya pada saat proses pengamplasan spesimen tidak bolehmengalami penekanan. Dengan adanya pengamplasan tentu sedikit banyaknyamerubah struktur material itu sendiri. Langkah selanjutnya yang juga mengalami kesalahan dalam pratikum kaliini yaitu pada saat pemolesan. Pemolesan yang dilakukan kurang sempurna karenaspesimen yang dipoles tersebut masih kurang licin dan mengkilap. Sehinggamasih terdapat permukaan yang kasar. Sedangkan kita akan menggunakanmikroskop yang keakuratannya sangat tinggi yang bisa mendeteksi kekerasanyang sangat kecil sekalipun. Pada pengamatan dengan mikroskop seharusnya dilakukan disaat suasanalingkungan benar-benar tenang sehingga spesimen tidak terganggu oleh getaransuara. Pada perhitungan, didapatkan hasil yang tidak sma. Hal ini mungkindisebabkan karena bentuk struktur material yang acak. Sehingga jumlah yangdidapatkan secara vertikal dengan secra horizontal tidak akan sama.Kelompok 5 105
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan Setalah dilakukan percobaan pratikum metalografi maka dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu: 1. Proses pengambilan dan penyiapan spesimen metalografi adalah sectioning, mounting, grinding, polishing, etching (etsa) dan viewing 2. Dengan mengetahui struktur mikro material maka dapat diketahui sifat mekanik material tersebut.5.2 Saran 1. Melakukan tahapan metalografi dengan prosedur yang benar 2. Saat pengamplasan dan pemolesan spesimen benar-benar rata dan mengkilap agar saat pengamatan struktur mikro dapat terlihat jelasKelompok 5 106
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 MetalografiLAMPIRAN E TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM1. Cara kerja mikroskop optik logam: Sinar datang mengenai pemisah yang kemudian dipantulkan ke arah spesimen. Dari spesimen tersebut ditangkap oleh kornea, dibiaskan, kemudian dapat dilihat oleh mata bagaimana struktur mikro dari logam yang diamati. Perbedaan antara mikroskop optik logam dan biologi adalah mikroskop optik logam mempunyai sumber cahaya sendiri, sedangkan mikroskop optik biologi, sumber cahayanya berasal dari matahari.2. Sifat fisik yang dapat diamati dengan mikroskop optik adalah: a. Ukuran atau dimensi butir b. Keteraturan butir c. Warna d. Hasil deformasi plastis e. Eksistensi dari zat pengotor dan cacat-cacat pada butir.3. Sifat-sifat morfologi (bentuk) dari fasa adalah : a. Ferrit  Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 0,025 % pada suhu 723o C.  Sel satuannya BCC.  Terbentuk pada temperatur ruang sampai 910o C . b. Austenit  Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 2,1 % pada suhu 910o C.  Sel satuannya FCC.  Terbentuk pada suhu 723o C- 1492 o C.Kelompok 5 107
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi c. Pearlit  Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 0,27 % pada suhu 727o C.  Merupakan fasa ganda.  Campuran anatara ferrit dan sementit. d. Martensit pada baja  Sel satuannya BCC.  Mengalami proses quenching.Kelompok 5 108
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM1. Tujuan pengamplasan adalah agar permukaan spesimen yang diresin menjadi datar dan licin sehingga mudah diamati di mikroskop. Tujuan pemolesan adalah untuk menghilangkan daerah deformasi plastis akhir berupa goresan pada permukaan spesimen. Pengamplasan dilakukan secara bertahap untuk mendapatkan permukaan specimen yang halus dan mengkilat.2. Tujuan pengetsaan adalah untuk mengkorosi batas butir pada permukaan specimen sehingga terdapat kekontrasan warna antara butir dan batas butir.3. Electrolytic Polishing merupakan suatu metode pemolesan yang memanfaatkan aliran listrik, yang prinsip kerjanya hamper sama seperti prinsip kerja elektrolisa. Electrolytic Etching merupakan suatu metode pengetsaan dengan menggunakan arus listrik.4. Struktur mikro yang diperoleh adalah butir dari specimen besarnya tidak teratur, batas butir ada yang kurang jelas.5. Metode pengukuran batas butir yaitu metode garis: Lt dV = Mx Tp dimana: dV = diameter butir M = perbesaran mikroskop optik Lt = panjang garis butir Tp = perbandingan titik potong dengan batas butirKelompok 5 109
  • PERLAKUAN PANAS ASISTEN : M. RIDHA
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas BAB 1 PENDAHAULUAN1.1 Latar Belakang Pada saat sekarang ini, bahan material seperti logam semakin baik dan rumit dalam proses pembuatannya. Material tersebut selanjutnya akan digunakan untuk proses manufacturing dengan sifat mekanik yang baik. Hal ini disebabkan meningkatnya kecepatan putar dan pergerakan linear serta peningkatan frekuensi dan pembebanan pada komponen. Untuk mendapatkan komponen dengan kekuatan material yang baik maka dapat dilakukan proses perlakuan panas atau lebih dikenal dengan proses heat treatment pada material tersebut.1.2 Tujuan 1. Mempelajari prosedur perlakuan panas. 2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas dan media celup terhadap kekerasan logam.1.3 Manfaat Heat treatment dilakukan untuk mendapatkan material dengan sifat mekanik yang lebih tinggi, dan untuk mengetahui sifat material yang dapat diperoleh setelah perlakuan panas sehingga dapat digunakan dalam pembuatan produk sesuai dengan sifat yang ada pada material tersebut.Kelompok 5 107
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA2.1 Definisi Perlakuan Panas Heat treatment merupakan kombinasi antara pemanasan dan pendinginanyang tujuannya untuk merubah struktur bahan yang dimiliki supaya diperoleh sifatyang sesuai dengan yang diinginkan atau dibutuhkan. Pemanasan dilakukansampai temperatur austenite karena pada suhu austenite karbon larut padat dalamFe. Pada temperatur ini ditahan beberapa saat untuk meratakan pemanasan diseluruh spesimen.2.2 Skematik Proses Perlakuan Panas Proses perlakuaan panas pada baja dilakukan sampai temperatur 737oCdalam waktu beberapa saat atau padan temperatur austenite, kenapa demikian,karena pada fasa austenite adalah fasa tunggal yang mudah untuk berubahmenjadi fasa tunggal atau fasa lain atau fasa austenite adalah fasa yang labil.Setelah dipanaskan diberikan pendinginan dengan 3 variasi; annealing,normalizing, quenching. Annealing merupakan pendinginan lambat yang dapatdilakukan dengan menggunakan media tungku yang akan menghasilkan materialdengan fasa Pearlitic, bertujuan untuk melunakkan besi atau baja sehingga dapatdengan mudah dilakukan proses permesinan dan dapat dengan mudah dilakukanpengerasan lagi dengan resiko keretakan yang kecil. Pendinginan normalizingmerupakan pendinginan yang normal, tidak lambat ataupun cepat yangmenggunakan media udara bertujuan untuk memperbaiki dan menghilangkanstruktur butiran kasar dan ketidakseragaman struktur dalam baja menjadiberstrukrur yang normal kembali yang otomatis mengembalikan keuletan baja lagidan menghasilkan material berfasa pearlite. Pendinginan quenching merupakanpendinginan cepat dengan media air, oli dan larutan garam yang menghasilkanmaterial bersifat keras dan getas berfasa martensite. Pada proses ini baja dipanaskan hingga temperatur austenite kemudiandidinginkan secara mendadak /di quenching pada bak yang berisi air garam yangpanas yaitu pada temperatur martensite dan ditahan dalam bak sedemikian lamaKelompok 5 108
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panashingga permukaan maupun inti baja memiliki suhu sama yaitu suhu martensit, laludiangkat dan didinginkan di udara, baru setelah mencapai suhu kamar barudilakukan tempering, serta austempering dengan pemanasan kembali dengan caramenunda quenching material sampai suhu dibawah suhu austenite. Hal-hal pokok yang dapat dibaca pada diagram fasa adalah : 1. Fasa-fasa yang ada. 2. Komposisi masing-masing fasa. 3. Fraksi fasa. Fasa terbagi atas : 1. Fasa tunggal a. Liquid Gambar F.1 Kurva Heat Treatment Diagram Fasa Fe-Fe3C Gambar F.2 Diagram Fe-Fe3CKelompok 5 109
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas Hal-hal pokok yang dapat dibaca pada diagram fasa adalah : 1. Fasa-fasa yang ada. 2. Komposisi masing-masing fasa. 3. Fraksi fasa. Fasa terbagi atas : 2. Fasa tunggal a. Liquid Pada fasa ini semua karbon larut padat dalam Fe. b. Ferrite 1. Mempunyai kelarutan C maks 0.025 % pada 727o C. 2. Mempunyai sel satuan BCC. 3. Terbentuk pada temperatur ruang sampai 910oC. c. Austenite 1. Kelarutan C maksimal mencapai 2.1 % pada 910oC. 2. Terbentuk pada 727-1492oC. 3. Sel satuan FCC. d. Pearlitic 1. Sama dengan ferrite tapi temperaturnya berbeda. 2. Sel satuan BCC. e. Cementite (Fe3C) 1. Komposisi karbon 6.67 % dan sisanya Fe. 2. Merupakan senyawa kimia antara Fe dan C. 3. Fasa ganda Fasa ganda yaitu pengabungan dua fasa tunggal yang membentuk sifat baru, contoh: perlit, lediburid, dan bainite. Reaksi invariant adalah reaksi yang melibatkan tiga fasa dimana dua fasa menjadi satu fasa atau sebaliknya. Terdapat tiga titik invariant yang penting yaitu : 1. Titik eutectoid Ferrite mangandung 0,22%C dan sementit 6,67 %. Campuran ferrite dan sementit disebut pearlite. Reaksi masing-masing fasa dapat dihitung :Kelompok 5 110
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas 6,67  0,77 Reaksi ferrite : X 100% = 88,7% 6,67  0,022 2. Titik eutectic Pada kadar C 4,3% dan suhu 1148oC terjadi reaksi eutectic yaitu pembentukan fasa austenite (2,11% C) dan cementite (6,67% C) dari fasa cair (4,3% C). Campuran antara austenite dengan cementite disebut ledeburit. 3. Titik peritic Pembentukan besi-dendrit dan liquid dari fasa austenite. Selubility limit merupakan batas karbon maksimum di dalam paduan Fe3C yaitu 6,67%, jika tidak larut maka akan timbul grafit (karbon bebas, tidak berikatan dengan Fe). Nilai tersebut berasal dari : %C = x 100% 12 = X 100% = 6,67 % 1802.3 Jenis-Jenis Pendinginan Temperatur pemanasan yang umum dilakukan adalah To = A3 + 100o C,selanjutnya dari temperatur austenite ini didinginkan melalui proses yang terlihatpada gambar. Berikut adalah jenis-jenis pendinginan : 1. Annealing, merupakan pendinginan lambat dalam tungku. Tujuannya untuk membuat material menjadi lunak. 2. Normalizing, merupakan pendinginan di udara terbuka. Tujuannnya untuk menormalkan kekerasan material. 3. Quenching, merupakan pendinginan dalam fluida cair seperti air, oli, minyak dan lain-lain. Tujuannya umtuk membuat material menjadi lebih keras. 4. Tempering Proses perlakuan panas untuk menciptakan keuletan dengan cara pemanasan kembali pada material setelah dilakukan quenching. Proses tempering terbagi dua yaitu :Kelompok 5 111
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas a. Austempering Pemanasan kembali dengan cara menunda quenching material sampai suhu dibawah suhu austenit 727oC dan di atas martensit kemudian diholding setelah itu baru didinginkan dengan normalizing. b. Martempering Pendinginan material dengan cara quenching hingga material menjadi dingin, setelah itu dipanaskan kembali hingga temperatur austenite lalu diholding baru kemudian didinginkan kembali secara normalizing.2.4 Kurva CCT dan TTT Diagram transformasi fasa merupakan suatu diagram laju pendinginan yangmerupakan kombinasi suhu dan waktu. Serta memperlihatkan fasa-fasa yangterdiri dari CCT (Continous Cooling Transformation) dan TTT (TimeTemperature Transformation). Perbedaan antara CCT dan TTT adalah pada CCT tidak ada holding dan tidakterbentuk bainit. Sedangkan pada TTT dilakukan holding dan terbentuk bainit. Hal-hal yang mempengaruhi kurva CCT dan TTT adalah : 1. % C Semakin besar % C maka kurva menjarak kekanan dan sebaliknya. 2. Ukuran besar butir austenite Semakin besar butir austenite maka kurva semakin menjorok kekanan. 3. Unsur paduan lain.Berikut gambar kurva CCT dan TTT Baja Hypoetecyoid A. Kurva CCT B. Kurva TTT o o TC Ps Pf TC Ps Pf Ms Ms Mf Mf M+P+a P+a M 100% BAINIT 100% Gambar F.3 Diagram CCT dan TTT Pada Baja HypoeutectoidKelompok 5 112
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas Baja Eutectoid Baja Eutectoid ToC ToC Ps Pf Ps Pf Ms Ms Mf Mf M 100 % M+P P 100 % M 100% BAINIT 100% Gambar F.4 Diagram CCT dan TTT Pada Baja Eutektoid Baja Hypereutectoid Baja Hypereutectoid ToC ToC Ps Pf Ps Pf Ms Ms Mf Mf M 100% P+M P 100 % M 100 % P+M P 100 % Gambar F.5 Diagram CCT dan TTT Pada Baja Hypereutectoid Dari kurva CCT di atas dapat kita lihat beberapa perbedaan. Pada bajaHypoeutectoid ada dua fasa yang terbentuk matertensit dan perlite. Terbentuk fasaMartensite + perlite setelelah melewati garis perlite start dan martensite finish.Perlite 100%Terbentuk karena pada saat pendinginan spesimen tidak melewati fasa martensiteawal dan martensite finish. Pada baja eutektoid tebentuk tiga fasa setelah dilakukan pendinginan. Fasapertama yang terbentuk yaitu martensite 100%, pendinginan dengan membiarkanbaja di udara mengasilkan fasa martensite + perlite. Sedangkan pendinginandidalam tungku atau secara lambat menghasilkan pearlite 100%. Pada baja hypereutectoid juga terbentuk tiga, sama seperti pada baja eutectoid.Tetapi pada baja hypereutektoid waktu yang dibutuhkan sedikit lama.Kelompok 5 113
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas Pada kurva TTT, setelah spesimen mencapai suhu austenit (727 oC) dilakukanholding terlebih dahulu gunanya agar semua bagian spesimen benar-benarmendapat panas yang sama.Kelompok 5 114
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas BAB 3 METODOLOGI3.1 Peralatan Percobaan 1. Tungku 2. Media quenching 3. Spesimen 4. Amplas 5. Rockwell Tester3.2 Skema Alat Spesimen dipanaskan didalam tungku Gambar F.6 Tungku Spesimen dicelup ke media Pendingin Spesimen diukur nilai kekerasannya Gambar F.3.2 Rockwell TesterKelompok 5 115
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas3.3 Prosedur Percobaan 1. Hidupkan tungku, atur temperatur sekitar 900oC. 2. Setelah tungku mencapai temperatur yang ditetapkan, masukan spesimen (tanyakan pada asisten spesimen yang akan dipanaskan), panaskan selama 30 menit. 3. Siapkan media quenching, yaitu : air, minyak, oli, dan air garam. 4. Setelah spesimen dipanaskan selama 30 menit, lakukan pencelupan pada masing-masing media. 5. Bersihkan spesimen hasil percobaan dan haluskan permukaannya. 6. Ukur kekerasan spesimen sebanyak 5 titik.Kelompok 5 116
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1 Data Hasil Percobaan Tabel F.1 Hasil percobaan perlakuan panas HRC No. Titik Air Pengujian Air Oli Udara Tungku Garam 1 47.5 57 22 10.5 -1.5 2 46 51 22.5 10 -0.5 3 45 51 21 9 0.5 4 50 52.5 22 12 1 5 62 53.5 25 11 1 HRC rata- 50.1 22.5 10.5 53.4 0.1 rata4.2 Pengolahan Data Interpolasi Air 47.7 446 46.1 433 45.3 426 47.5 444.8 46 432.1 45 421.25 46.8 441 45.3 426 44.5 415 50.5 480 50 475 49.8 473 Oli 22.2 238 23.1 243 21.3 233 22 236.8 22.5 239.6 21 230.9 21.3 233 22.2 238 20.3 226 22.2 238 25.6 255 22 236.8 25 252.7 21.3 233 24.8 252Kelompok 5 117
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas Udara 11 190 11 190 11 190 10.5 188.2 10 186.4 9 182.8 8.5 181 8.5 181 8.5 181 13.4 200 - - 12 194.1 11 190 11 190 - - Air Garam 51.1 488 51.1 488 51 487.1 51 487.1 50.5 480 50.5 480 Tungku 3 162 3 162 3 162 0.5 153.6 1 155.3 1 155.3 0 152 0 152 0 152 1. Air 1. HRC = 47.5 BHN = 444.8 2. HRC = 46 BHN = 432.1 3. HRC = 45 BHN = 421.25 4. HRC = 50 BHN = 475 5. HRC = 62 BHN = - 2. Air Garam 1. HRC = 57 BHN = - 2. HRC = 51 BHN = 486.3 3. HRC = 51 BHN = 486.3 4. HRC = 52.5 BHN = - 5. HRC = 55.5 BHN = - 3. Oli 1. HRC = 22 BHN = 263.8 2. HRC = 22.5 BHN = 239.6 3. HRC = 21 BHN = 230.9Kelompok 5 118
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas 4. HRC = 22 BHN = 236.8 5. HRC = 25 BHN = 252.7 4. Udara 1. HRC = 10.5 BHN = 188.2 2. HRC = 10 BHN = 186.4 3. HRC = 9 BHN = 182.8 4. HRC = 12 BHN = 194.1 5. HRC = 11 BHN = 190 5. Tungku 1. HRC = -1.5 BHN = - 2. HRC = -0.5 BHN = - 3. HRC = 0.5 BHN = 133.6 4. HRC = 1 BHN = 155.3 5. HRC = 1 BHN = 155.34.3 Tabel Hasil Perhitungan Tabel F.2 Hasil perhitungan perlakuan panas BHN No. Titik Air Pengujian Air Oli Udara Tungku Garam 1 444.8 236.8 188.2 - 2 432.1 486.3 239.6 186.4 - 3 421.25 486.3 230.9 182.8 153.6 4 475 - 236.8 194.1 155.3 5 - - 252.7 190 155.3Kelompok 5 119
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas4.4 Grafik Grafik Kekerasan HRC 70 60 50 Air 40 Oli HRC 30 Udara 20 Air Garam 10 Tungku 0 1 2 3 4 5 -10 Titik ke-Kelompok 5 120
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas4.5 Analisa Praktikum tentang heat treatment ini memberikan pengetahuan tentang kekerasan logam dengan perlakuan termal untuk dapat memperoleh kemampuan fisik yang diinginkan. Pada praktikum ini menggunakan 5 buah spesimen dengan pemberian pemanasan dengan temperatur 910oC, yang membedakan dari kelima spesimen adalah lama pendinginan atau proses pendinginannya ada yang dengan menggunakan metoda annealing yaitu pendinginan secara lambat yang setelah dipanaskan material didinginkan tetap didalam tungku, sedangkan material yang menggunakan media pendinginan air adalah quenching yaitu pendinginan dengan cepat, begitu juga dengan oli dan air gram. Pada proses pendinginan dengan menggunakan air, oli, dan air garam materialnya akan menjadi lebih kuat dibandingkan dengan material yang didinginkan didalam tungku. Kemudian terdapat pendinginan normalizing yaitu pendinginan yang normal, tidak cepat ataupun lambat. Pada praktikum ini, praktikan menggunakan media udara untuk normalizing yang tidak condong material lunak ataupun keras. Kemudian yang terakhir adalah menggunakan media air garam yang bisa dibilang quenching. Berdasarkan teori bahwa dengan menggunakan media pendinginan air garam material akan memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi dari material lain dengan media pendinginan yang lain pula baik dengan air, oli, udara, muaupun tungku dikarenakan air garam (Na dan Cl) mengandung adalah paduan unsur yang bersifat dapat meningkatkan kekerasan yang berdifusi kedalam material. Setelah melalui proses pendinginan tersebut, secara pengujian material diberikan pengujian kekerasan dengan 5 buah titik tiap masing- masing spesimen yang menghasilkan nilai kekerasan yang berguna untuk mengetahui bahwa apakah benar pernyataan secara teoritis.Kelompok 5 121
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas Diperoleh hasil dari pengujian Heat treatment ini yang paling lemah tingkat kekerasannya adalah spesimen yang menggunakan proses pendinginan dengan media tungku dan yang paling tinggi nilai kekerasannya adalah spesimen yang menggunakan media air garam pada proses pendinginan. Namun pada praktikum ini dilakukan agar mahasiswa mampu mengetahui proses dan penanganan mengenai material diwaktu yang akan datang.Kelompok 5 122
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas BAB V PENUTUP5.1 Kesimpulan Pada praktikum Heat treatment ini dapat disimpulkan bahwa spesimenyang diberikan perlakuan panas dan setelah itu diberikan berbagai macam tenggatwaktu pendinginan, ada yang lama dan sebentar. Dengan pendinginan dalamwaktu yang singkat material akan shock termal sehingga material tidak dapatmenahan perlakuan termal yang mendadak sehingga material sangat keras tapirapuh, dan sebaliknya pada spesimen yang pendinginannya lambat akanmenghasilkan material yang memiliki nilai kekerasan yang kecil, dan semakinbanyak paduan unsur-unsur yang bersifat meningkatkan kekerasan maka materialakan meningkat kekerasannya. 5.2 Saran 1. Diharapkan untuk para praktikan untuk melakuakn perintah yang diberikan oleh asisten dan diawasi oleh asisten dalam melakukan pengujian. 2. Menghaluskan material dengan gerinda dan diusahakan material datar. 3. Gunakan alat yang menunjang praktikum tanpa merusaknya.LAMPIRAN FKelompok 5 123
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan PanasLAMPIRAN F TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM 1. Apa yang dimaksud dengan fasa martensite dan bagaimana terbentuknya martensite adalah fasa yang terbentuk akibat pendinginan yang cepat dari fasa austenite yang terjadi dibawah eutectoid. Terbentuknya martensite Logam campuran ferrite dan cementite dipanaskan hingga temperatur fasa austenite 727oC atau lebih, namun standard praktikum adalah 910oC untuk tidak mengalami pengurangan panas terhadap panas dari luar. Sehingga BCC memanjang/bertambah besar kemudian berdifusi karbon saat pemanasan kedalam material. Pada saat pendinginan cepat atom karbon terkurung dan membentuk BCT (Body Centered Tetragonal). 2. Apa pengaruh pemanasan terlalu lama terhadap struktur mikronya? Pemanasan yang terlalu lama terhadap struktur mikro baja akan menyebabkan terjadinya perubahan fasa sehingga kekerasan suatu material akan menurun dan menimbulkan kerapuhan. 3. Gambarkan pada diagram fasa daerah pemanasan untuk proses pelunakan dan pergeseran baja!Kelompok 5 124
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas 4. Apa yang dimaksud dengan struktur Vidmanstaten dan proses bagaimana proses terbentuknya? Proses terbentuknya  Baja karbon rendah dipanaskan hingga temperatur kritis bertransformasi menjadi γ dan α. Temperatur kritis batas butir rata- rata mencapai minimum. Pemanasan selanjutnya menghasilkan butir yang besar.  Baja karbon menengah sama dengan baja karbon rendah tapi pembesaran butir dimulai dari 1 pengeras.Kelompok 5 125
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas TUGAS SETELAH PRATIKUM1. Temperatur pemanasan hingga suhu austenite adalah karena fasa austenite merupakan fasa tunggal yang dapat berubah menjadi fasa lain. Selain itu, austenite merupakan fasa tunggal yang paling stabil dan mempunyai daerah temperatur yang lebar dan karena pada temperatur tersebut karbon larut padat dalam Fe.2. Media quenching yang meghasilkan kekerasan paling tinggi adalah air garam. Karena pada air terjadi pendinginan secara cepat sehingga diperoleh kekerasan yang tinggi. Pada air garam, atom-atom penyusunnya yaitu Na dan Cl yang mempunyai konduktifitas akibatnya penurunan suhu permukaan yang cepat akan diikuti dengan penurunan suhu dalam material sehingga terbentuk lapisan keras dengan ketebalan tertentu.3. Baja karbon rendah sulit ditingkatkan kekerasannya karena kadar karbonnya yang rendah tidak memungkinkan menghasilkan martensite bila dilakukan quenching. Selain itu, jika kekerasannya ditingkatkan maka baja karbon rendah cenderung rapuh.4. Tempering adalah suatu proses untuk menurunkan dan menaikkan kekerasan dan kerapatan bahan hingga memenuhi persyaratan penggunaan. Jika kekerasan turun, maka kelarutan tarik akan turun, dan sebaliknya. Proses tempering dilakukan dengan mengurangi kegetasan martensite. Bahan dipanaskan hingga temperatur austenite kemudian dicelup cepat untuk mendapatkan martensite yang keras dan cukup liat. Semakin lama pemanasan material semakin rapuh.5. Perbedaan antara proses austempering dengan martempering : a. Proses austempering Proses pencelupan tertunda dimana setelah pendinginan hingga suhu di atas martensite kemudian dilakukan penahanan suhu di atas hingga suhu tersebut menjadi trasnformasi isotermal. Austenite dibiarkan tertransformasi secara termal menjadi ferrite dan karbida di atas martensite.Kelompok 5 126
  • Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas b. Proses martempering Proses pencelupan terputus setelah pencelupan langsung hingga di atas martensite. Kemudian material didinginkan secara lambat, austenite berubah menjadi martensite yang seragam dan tidak terjadi distorsi.Kelompok 5 127
  • DAFTAR PUSTAKACallister, W.D. 1991. “ Material science & Engineering an Introduction “. John Willey& Son’sDavis, H.E . “ The Testing and Inspection of Engineering Materials ”. Mc.Graww Hill Book.coDieter, G.E. “ Mechanical Metallurgy ”. Mc.Graww Hill Book.coGibbs, G. B. “Influence of Chemical Environtment on High Temperature Mechanical Properties”. London: Metal Society, 1975Swann, P. R. “Mechanisme of Environtment Sensitive Cracking of Material”. London: Metal Society, 1975