Lap akhir prak karmat2 fadli
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Lap akhir prak karmat2 fadli

on

  • 5,890 views

 

Statistics

Views

Total Views
5,890
Views on SlideShare
5,890
Embed Views
0

Actions

Likes
1
Downloads
144
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

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

Lap akhir prak karmat2 fadli Lap akhir prak karmat2 fadli Document Transcript

  • BAB I: Laporan Awal Metalografi dan HST<br />A. Preparasi/Persiapan Sampel<br />1. Mounting<br />1.1 Tujuan Percobaan<br />Percobaan bertujuan untuk menempatkan sampel pada suatu media, untuk memudahkan penanganan sampel yang berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak sampel.<br />1.2 Dasar Teori<br />Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sulit untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan akhir. Sebagai contoh adalah spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran metal tipis, potongan yang tipis, dll. Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen-spesimen tersebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting). Secara umum syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting adalah :<br />Bersifat inert (tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa)<br />Sifat eksoterimis rendah<br />Viskositas rendah<br />Penyusutan linier rendah<br />Sifat adhesi baik<br />Memiliki kekerasan yang sama dengan sampel<br />Flowabilitas baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidakteraturan yang terdapat pada sampel<br />Khusus untuk etsa elektrolitik dan pengujian SEM, bahan mounting harus kondusif<br />Media mounting yang dipilih haruslah sesuai dengan material dan jenis reagen etsa yang akan digunakan. Pada umumnya mounting menggunakan material plastik sintetik. Materialnya dapat berupa resin (castable resin) yang dicampur dengan hardener, atau bakelit. Penggunaan castable resin lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana dibandingkan bakelit, karena tidak diperlukan aplikasi panas dan tekanan. Namun bahan castable resin ini tidak memiliki sifat mekanis yang baik (lunak) sehingga kurang cocok untuk material-material yang keras. Teknik mounting yang paling baik adalah menggunakan thermosetting resin dengan menggunakan material bakelit. Material ini berupa bubuk yang tersedia dengan warna yang beragam. Thermosetting mounting membutuhkan alat khusus, karena dibutuhkan aplikasi tekanan (4200 lb/in2) dan panas (1490C) pada mold saat mounting.<br />Ketika melakukan proses mounting, umumnya sampel dipotong melintang untuk mendapatkan struktur mikro dari material. Pemilihan resin juga sebaiknya disesuaikan dengan material yang dimounting. Proses Mounting yang mengaplikasikan tekanan sering menimbulkan berbagai permasalahan. Berikut permasalahan yang sering timbul dan solusi untuk mengatasinya :<br />Adanya Gelembung yang relative besar pada resin Acrylic<br />Penyebab: Tekanan Mounting tidak cukup<br />Solusi: Meningkatkan tekanan mounting atau menurunkan temperature<br />Permukaan yang halus pada cetakan<br />Penyebab : Mount tidak sempurna terpolimerisasi karena polimer tidak kompatibel dengan mold release atau minyak di permukaan specimen<br />Solusi: Bersihkan specimen dan mesin mounting untuk menghilangkan incompatible coating. Gunakan mold release yang lebih kompatibel.<br />Void / cracks<br />Penyebab: Tegangan internal yang tinggi akibat pendinginan yang sangat cepat<br />Solusi: Dinginkan mount lebih lambat dan lama<br />Bentuk tidak beraturan (haze) disekitar specimen (pada cetakan acrylic)<br />Penyebab: Spesimen mengandung uap, atau specimen mengandung tembaga atau beberapa paduan yang menghambat polimerisasi.<br />Solusi: Gunakan desicator atau oven temperature rendah untuk mengeringkan specimen. Lapisi specimen dengan pernis yang tepat sebelum mounting.<br />Cetakan Phenolic terlepas keluar akibat peningkatan jumlah alcohol<br />Penyebab: Temperatur mounting tidak mencukupi<br />Solusi : Tingkatkan temperatur mounting atau periksa elemen pemanas.<br />Distorsi atau cracking pada specimen<br />Penyebab: Tekanan terlalu besar<br />Solusi: Kurangi tekanan mounting atau gunakan castable resin<br />1.3.1 Metodologi Penelitian<br />Bahan: Sampel representatif<br />Alat: <br />Cetakan silinder<br />Resin<br />Hardener<br />1.3.2 Flowchart Proses<br /> Castable mounting Compression mounting<br />Siapkan permukaan SampelSiapkan cetakan<br />Letakan piston (hingga naik ke bagian atas silinder)<br />Tutupi silinder dengan isolasi<br />Letakan permukaan sampel<br />Letakan sampel pada dasar cetakan<br />Kurangi tekanan (hingga piston naik)<br />Tuangkan bubuk bakelit kedalam silinderSiapkan resin (1/3 bagian cetakan)<br />Tutup bagian atas silinder<br />Campur resin (15 tetes hardener)<br />Tambahkan tekanan<br />Aktifkan pemanasTuangkan ke dalam cetakan (hingga mengeras) ± 30 menit<br />Pertahankan tekanan<br />Keluarkan mounting dari cetakan<br />Stabilkan tekanan<br />Lepaskan pemanas & pasang blok pendingin<br />Turunkan tekanan hingga 1 atm<br />Keluarkan sampel<br />1.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI<br />2. PENGAMPLASAN/GRINDING<br />2.1 Tujuan Percobaan<br />Untuk meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara menggosokan sampel pada kain abrasif/amplas.<br />2.2 Dasar Teori<br />Sampel yang baru saja dipotong, atau sampel yang telah terkorosi memiliki permukaan yang kasar. Permukaan yang kasar ini harus diratakan agar pengamatan struktur mudah untuk dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas amplas yang ukuran butir abrasifnya dinyatakan dengan mesh. Urutan pengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah (hingga 150 mesh) ke nomor mesh yang tinggi (180 hingga 600 mesh). Ukuran grit pertama yang dipakai tergantung pada kekasaran permukaan dan kedalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan. Lihat tabel berikut<br />Jenis alat potongUkuran kertas amplas (grit) untuk pengamplasan pertamaGergaji pita60 – 120Gergaji abrasif120 – 240Gergaji kawat / intan kecepatan rendah320 – 400<br />Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian air. Air berfungsi sebagai pemidah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul yang dapat merubah struktur mikro sampel dan memperpanjang masa pemakaian kertas amplas. Hal lain yang harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah pengamplasan, maka arah yang baru adalah 450 atau 900 terhadap arah sebelumnya.<br />Ada beberapa Abrasif yang umum digunakan dalam proses grinding metalografi, diantaranya sebagai berikut :<br />Silicon Carbide (SiC)<br />Abrasif SiC diproduksi oleh reaksi temperatur tinggi antara silika dan karbon. Material ini memiliki struktur kristal heksagonal-rhombohedral dan memiliki kekerasan hingga mendekati 2500 HV. Material ini merupakan abraif yang ideal untuk cutting dan grinding karena kekerasan dan sangat mudah memproduksi bentuk ujung yang tajam. Untuk preparasi metalografi, SiC digunakan di pisau abrasi bdan untuk melapis kertas ginding abrasif (amplas) dalam rentang bervariasi, dari sangat kasar 60 grit hingga sangat halus 1200 grit<br />Alumina<br />Alumina merupakan material yang terbentuk secara alami (dari bauksit). Kekerasannya dapat mencapai 2000 HV, atau ( dalam skala mohs). Abrasif Alumina terutama sering digunakan sebagai tahapan akhir dalam pemolesan dikarenakan kekerasan dan ketangguhannya yang tinggi. Tidak seperti Sic, Alumina terpecah lebih mudah kedalam ukuran submicron atau partikel colloidal (Abrasif Halus).<br />Diamond<br />Merupakan material yang paling keras yang diketahi manusia. Kekerasannya sekitar 8000 HV dan 10 dalam skala Mohs. Memiliki struktur kristal kubik, dan tersedia dalam bentuk alami maupun buatan. Meskipun diamong ideal untuk grinding kasar, namun harganya yang relatif mahal membuat proses tersebut menjadi tidak lagi efisien.<br />Suatu proses grinding yang sukses ditentukan oleh parameter parameter sebagai berikut :<br />Tekanan Grinding<br />Kecepatan relatif<br />Arah Grinding<br />2.3 Metodelogi Penelitian<br />2.3.1 Alat dan Bahan<br />Bahan : <br />Sampel representatif yang telah dimounting<br />Air <br />Alat : <br />Kertas amplas ukuran grit 120 dan grit 200<br />Mesin amplas<br />2.3.2 Flowchart Proses<br />Buat bentuk lingkaran pada kertas amplas 120#<br />Pasang pada mesin amplas<br />Nyalakan dengan kecepatan rendah<br />Tuangkan air secara kontinu pada permukaan kertas<br />Letakkan sample pada permukaan amplas<br />Tambahkan kecepatan putaran sesuai kebutuhan<br />Ubah arah pengamplasan (45o atau 90o terhadap arah sebelumnya)<br />Ganti amplas dengan grit yang lebih tinggi<br />Sampel halus dan rata<br />2.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />3. POLES<br />3.1 Tujuan Percobaan<br />Pemolesan bertujuan untuk mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengkilat seperti kaca tanpa gores.<br />3.2 Dasar Teori<br />Dalam pengamatan menggunakan mikroskop, permukaan sampel yang akan diamati harus rata. Apabila permukaan sampel kasar atau bergelombang, maka pengamatan struktur mikro akan sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop dipantilkan secara acak oleh permukaan sampel. Hal ini dapat dijelaskan pada gambar berikut:<br />Permukaan halusPermukaan kasar<br />Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus. Ada 3 metode pemolesan antara lain yaitu sebagai berikut :<br />Pemolesan Elektrolit Kimia<br />Hubungan rapat arus & tegangan bervariasi untuk larutan elektrolit dan material yang berbeda dimana untuk tegangan, terbentuk lapisan tipis pada permukaan, dan hampir tidak ada arus yang lewat, maka terjadi proses etsa. Sedangkan pada tegangan tinggi terjadi proses pemolesan.<br />Pemolesan Kimia Mekanis<br />Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang dilakukan serentak di atas piringan halus. Partikel pemoles abrasif dicampur dengan larutan pengetsa yang umum digunakan.<br />Pemolesan Elektro Mekanis (Metode Reinacher)<br />Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada piring pemoles. Metode ini sangat baik untuk logam mulia, tembaga, kuningan, dan perunggu.<br />3.3 Metodelogi Penelitian<br />3.3.1 Alat dan Bahan<br />Bahan: sampel pengujian, kain poles, alumina<br />Alat: mesin poles<br />3.3.2 Flowchart Proses<br />Pasang kain poles pada mesin poles<br />Tuangkan sedikit alumina pada kain poles<br />Nyalakan mesin dengan kecepatan sedang<br />Poles sampel (sampel diputar secara kontinyu & perlahan pd porosnya )<br />Tambahkan alumina jika perlu<br />Poles halus sampai mengkilap<br />3.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />4. ETSA<br />4.1 Tujuan Percobaan<br />Mengamati dan mengidentifikasi detil struktur logam dengan bantuan mikroskop optik setelah terlebih dahulu dilakukan proses etsa pada sampel<br />Mengetahui perbedaan antara etsa kimia dengan elektro etsa serta aplikasinya<br />Dapat melakukan preparasi sampel metalografi secara baik dan benar<br />4.2 Dasar Teori<br />Etsa merupakan proses penyerangan atau pengikisan batas butir secara selektif dan terkendali dengan pencelupan ke dalam larutan pengetsa baik menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati akan terlihat dengan jelas dan tajam. Untuk beberapa material, mikrostruktur baru muncul jika diberikan zat etsa. Sehingga perlu pengetahuan yang tepat untuk memilih zat etsa yang tepat. Berikut ini adalah jenis-jenis etsa:<br />1. Etsa Kimia<br />Merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana zat etsa yang digunakan ini memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Contohnya antara lain :<br />
    • Nitrid acid/acital: asam nitrit + 95% (khusus untuk baja karbon) yang bertujuan untuk mendapatkan perlit, ferit, danferit dari martensit.
    • Picral: asam picric + alkohol (khusus untuk baja)yang bertujuan untuk mendapatkan perlit, ferit, dan ferit dari martensit.
    • Ferric chloride: ferric chloride + HCL + air untuk melihat struktur pada SS, nikel austenitic, dan paduan tembaga.
    • Hydroflouric acid: HF + air untuk mengamati struktur pada alumunium dan paduannya.
    Keterangan: <br />1. Hindari waktu etsa yang terlalu lama (umunya sekitar 4-30 detik)<br />2. Setelah di etsa, segera dicuci dengan air mengalir lalu dengan alkohol kemudian dikeringkan dengan hair dryer.<br />2. Elektro Etsa<br />(Grafik hubungan rapat arus dan tegangan)Merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektoetsa. Cara ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu pengetsaan. Etsa jenis ini biasanya khusus untuk stainless steel karena dengan etsa kimia susah untuk medapatkan detil strukturnya. Skema peralatan elektro etsa standar dapat dilihat pada gambar berikut:<br />Gambar diatas mrupakan rangkaian dasar alat elektro etsa yang umum digunakan dalam skala percobaan laboratorium. Hubungan kuat arus dan tegangan dalam etsa dapat dijelaskan pada gambar dimana kurva tersebut terbagi menjadi beberapa daerah karakteristik, antara lain, yaitu:<br />Daerah A – B : daerah proses etsa, dimana ion logam sebagai anoda, larut dalam larutan elektrolit.<br />Daerah B – C: daerah tidak stabil, karena permukaan logam merupakan gabungan dari daerah pasif dan aktif yang disebabkan oleh perbedaan energi bebas antara butir dan batas butir.<br />Daerah C – D: daerah poles, terjadi kestabilan, meskipun tegangan ditambahkan. Hal ini disebabkan oleh stabilnya larutan. Meskipun pada daerah ini logam berubah menjadi logam oksida, tetapi oleh larutan elektrolit logam itu dilarutkan kembali. <br />Daerah D – E: terjadi evolusi oksigen pada anoda, dimana gelembung gas melekat dan menetap pada permukaan anoda untuk waktu yang lama, sehingga menyebabkan pitting. Dengan penambahan tegangan, rapat arus melonjak tinggi tak terkendali.<br />4.3 Metodelogi Penelitian<br />4.3.1 Alat dan Bahan<br />Alat: <br />
    • Blower
    • Cawan gelas dan pipet
    • Alat elektro-etsa (rectifier, amperemeter, penjepit sampel konduktif)
    Bahan:<br />
    • Zat etsa: FeCl3, Nital 2%, HF 0,5%, dan asam oksalat (H2C2O4) 15 g/100ml air.
    • Air, alkohol, dan tissue
    4.3.2 Flowchart Proses<br />Bersihkan sampel dengan air &alkohol<br />Celupkan pada zat etsa selama 5-10 detik<br />Bersihkan dengan alkohol<br />Keringkan dengan blower<br />Lap dengan tissue<br />4.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />B. Pembuatana Foto dan Analisa Struktur Makro dan Mikro<br />5. PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO<br />5.1 Tujuan Percobaan<br />Mengetahui proses pengambilan foto mikrostruktur<br />Menganalisa struktur mikro dan sifat-sifatnya<br />Mengenali fasa-fasa dalam struktur mikro<br />5.2 Dasar Teori<br />Metalografi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur suatu logam dan paduannya serta hubungannya dengan sifat-sifat logam dan paduannya tersebut. Ada beberapa metode yang dipakai yaitu: mikroskop (optik maupun elektron), difraksi (sinar x, elektron dan neutron), analisis (X-ray flouresence, elektron mikroprobe) dan juga stereometric metalografi. Pada praktikum metalografi ini digunakan metode mikroskop sehingga pemahaman akan cara kerja mikroskop dapat diketahui, khususnya mikroskop optik.<br />Pengamatan metalografi dengan mikroskop umunya dibagi menjadi dua, yaitu:<br />
    • Metalografi makro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100x.
    • Metalografi mikro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100x.
    Berikut ini akan dijelaskan mikrostruktur beberapa logam:<br />Mikrostruktur Baja Karbon<br />Baja karbon, merupakan material ferrous dengan < 2.14% C. Terbagi atas 2 jenis, yaitu baja hypoeutectoid (< 0.8%C) dan hypereutectoid (> 0.8%C). Pada kadar 0.8%C terbentuk fasa perlit (cementit 6.67%C + ferit 0.02%C). Fasa dan kandungan karbon pada baja direpresentasikan dalam diagram berikut :<br />Meskipun diagram fasa diatas pada dasarnya merupakan hasil pada kondisi kesetimbangan, namun dapat pula diaplikasikan untuk memprediksikan sifat pada baja yang sedikit mengalami proses pelunakan atau yang didinginkan pada pendinginan yang sangat lambat. Terlihat pada diagram bahwasannya peningkatan temperatur pada baja akan menghasilkan fasa austenit yang disebut juga dengan besi gamma yang memiliki struktur FCC. Jika pendinginan pada fasa ini dilakukan dengan tidak kontinyu, maka dapat didaptkan fasa metastabil seperti martensit ataupun bainit yang idak terlihat pada diagram normal.<br />Mikrostrktur Besi Tuang<br />Besi tuang, yaitu material ferrous dengan kadar karbon 2.14% - 6.67% . Besi tuang komersial 2.5 – 4%C, karena kadar C yang terlalu tinggi membuat besi tuang rapuh. Secara metalografi besi tuang dibagi menjadi 4 tipe berdasarkan kadar karbon, impurities, paduan, serta proses perlakuan panas, yaitu :<br />
    • Besi tuang putih: merupakan besi tuang dimana semua kadar karbonnya terpadu dalam bentuk sementit
    • Besi tuang melleable: dimana hampir semua karbonnya dalam bentuk partikel tak beraturan yang dikenal dengan karbon temper. Besi tuang melleable diperoleh dengan memberikan perlakuan panas pada besi tuang.
    • Besi tuang kelabu: dimana semua atau hampir semua karbonnya dalam bentuk flake.
    • Besi tuang nodular: dimana semua atau hampir semua karbonnya dalam bentuk spheroidal. Bentuk spheroidal ini terjadi akibat adanya penambahan elemen paduan khusus yang dikenal nodulizer.
    Mikrostruktur Baja karbon pada heat & surface treatment <br />Baja karbon pada heat & surface treatment, dimana dasarnya adalah transformasi fasa dan dekomposisi austenite. Proses perlakuan panas antara lain annealing, spheroidisasi, normalisasi, tempering & quenching. Dasarnya adalah diagram TTT dan CCT, dimana perlakuan panas ini akan menyebabkan pembentukan fasa martensit dan bainite.<br />Mikrostruktur Baja Perkakas<br />Baja perkakas, adalah baja dengan kualitas tinggi yang digunakan sebagai perkakas.Tingginya kualitas baja perkakas diperoleh melalui penambahan paduan Cr, W, dan Mo, dan perlakuan khusus. Umumnya mikrostrukturnya berupa matriks martensite dengan partikel karbida, grafit dan presipitat. <br />Mikrostruktur Paduan Aluminium<br />Aluminium alloys, terdiri atas kristal utama padatan aluminium (dendritik) ditambah produk hasil reaksi dengan paduan. Elemen paduan yang tidak berada dalam keadaan padat biasanya membentuk fasa campuran pada eutektik, kecuali silikon yang muncul sebagai produk utama. Pada paduan aluminim silikon , eutektik terjadi pada sekitar 12% Si.<br />Mikrustruktur Paduan Tembaga<br />Copper alloys, umumnya dengan elemen dasar seng. Contohnya adalah kuningan (paduan tembaga seng dengan timbal, timah dan aluminium). Pada diagram fasa Cu-Zn, kelarutan seng dalam larutan padatan fasa α meningkat dari 3,25% pada temperatur 903 °C ke 39% pada temperatur454 °C. Fasa α berbentuk FCC, sementara fasa β berbentuk BCC <br />Mikrostruktur Material Hasil Lasan<br />Hasil proses pengelasan pada suatu material akan mempengaruhi struktur asli dari material tersebut. Pada baja, akan terbentuk austenit hingga tingkat kedalaman tertentu. Semakin dekat dengan daerah fusi, temperatur baja semakin tinggi, kecepatan pendinginan akan semaki tinggi. Berikut gambar yang menjelaskan daerah daerah yang terbentuk setelah proses pengelasan :<br />Pada Logam las terbentuk beberapa area, diantaranya :<br />Area Fusi (Fusion Zone), daerah dimana logam filler yang cair bercampur dengan logam induk yang dipanaskan sampai temperatur cair. Bentuknya butir columbar dan widmanstatten, yaitu bentuk memanjang karena logam cair mendapat pendinginan yang amat cepat, seperti struktur produk cor.<br />Daerah Pertumbuhan butir, dimana logam induk yang tidak mencair butirnya tumbuh membesar karena pemanasan yang amat tinggi akibat proses pengelasan.<br />Daerah rekristalisasi/penghalusan butir, karena temperatur sedikit lebih rendah dari daerah b, austenit mengalami rekristalisasi, pembentukan butir baru yang lebih halus, pada pendinginan akan terjadi ferit dan perlit yang lebih halus.<br />Daerah transisi, ketika proses welding sebagian fasa austenit masih menjadi ferit, jadi waktu pendinginan, terdapat campuran ferit baru dan ferit yang ada sebelumnya. Daerah b, c, dan e disebut daerah terpengaruh panas (HAZ)<br />Daerah tak terpengaruh panas, fasa logam induk yang tidak berubah fasa karena tidak terkena panas pada pengelasan.<br />5.3 Metodelogi Penelitian<br />5.3.1 Alat dan Bahan<br />Identifikasi dan Foto Mikrostruktur<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Lilin<br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop optik kamera<br />Pengambilan Foto Mikro<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop kamera<br />Perhitungan Besar Butir<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop optik kamera<br />5.3.2 Flowchart Proses<br />Identifikasi Pengambilan foto mikro<br /> foto mikro dan makrostruktur<br />Letakan sampel di bawah lensa obyektifLetakan sampel pada preparat<br />Tentukan fokusBeri lilin pada bawah sampel<br />Tentukan diafragma dan pencahayaanRatakan peletakan sampel (dengan alat penekan)<br />Pengambilan fotoNyalakan lampu mikroskop<br /> Penghitungan besar butirTentukan perbesaran mikroskop (dari kecil ke besar) dan atur lensa obyektif<br />Tentukan metode yang dipilih<br />Atur focus dengan mengatur lensa<br />Gunakan perbesaran 100x<br /> <br />Amati dan gambar mikrostruktur<br />Siapkan tabel<br />Ambil sample dari meja objektif dan matikan mikroskop<br />Hitung besar butir<br />Catat hasil yang didapat<br />5.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />6. PENGAMATAN STRUKTUR MAKRO<br />6.1 Tujuan Percobaan<br />Mengetahui bentuk – bentuk perpatahan pada sampel makro<br />6.2 Dasar Teori<br />Metalografi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur suatu logam dan paduannya serta hubungannya dengan sifat-sifat logam dan paduannya tersebut. Ada beberapa metode yang dipakai yaitu: mikroskop (optik maupun elektron), difraksi (sinar x, elektron dan neutron), analisis (X-ray flouresence, elektron mikroprobe) dan juga stereometric metalografi. Pada praktikum metalografi ini digunakan metode mikroskop sehingga pemahaman akan cara kerja mikroskop dapat diketahui, khususnya mikroskop optik.<br />Pengamatan metalografi dengan mikroskop umunya dibagi menjadi dua, yaitu:<br />
    • Metalografi makro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100x.
    • Metalografi mikro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100x.
    Berikut ini akan dijelaskan pengamatan makrostruktur beberapa logam:<br />
    • 1 Mode Perpatahan Material
    Sampel hasil pengujian tarik dapat menunjukkan beberapa tampilan perpatahan seperti yang ditunjukkan pada gambar:<br />Perpatahan ulet memberikan karakteristik berserabut (fibrous) dan gelap (dull), sementara perpatahan getas ditandai dengan permukaan patahan berbutir (granular) dan terang. Perpatahan ulet umumnyalebih disukai karen bahan ulet umumnya lebih tangguh dan memberikan peringatan lebih dahulu sebelum terjadinya kerusakan.<br />Pengamatan kedua tampilan perpatahan itu bisa diamati dengan mata telanjang ataupun menggunakan SEM. Berikut ciri-ciri perpatahan ulet dan getas:<br />
    • Perpatahan ulet
    • Dapat terlihat jelas deformasi plastis yang terjadi
    • Karakteristik berserabut (fibrous) dan gelap (dull)
    • Perpatahan getas
    • Tidak ada atau sedikit sekali deformasi plastis yang terjadi pada material
    • Retak/perpatahan merambat sepanjang bidang-bidang kristalin membelah atom-atom material (transgranular)
    • Pada material lunak denga butir kasa (coarse grain) maka dapat dilihat pola-pola yang dinamakan chevrons or fan-like pattern yang berkembang keluar dan dareah awal kegagalan.
    • Material amorphous (seperti gelas) memiliki permukaan patahan yang bercahaya dan mulus.
    6.3 Metodelogi Penelitian<br />6.3.1 Alat dan Bahan<br />Identifikasi dan Foto Mikrostruktur<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Lilin<br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop optik kamera<br />Pengambilan Foto Mikro<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop kamera<br />Perhitungan Besar Butir<br />Bahan: <br />Sampel representatif <br />Alat: <br />Preparat<br />Mikroskop optik kamera<br />6.3.2 Flowchart Proses<br />Identifikasi Pengambilan foto mikro<br /> foto mikro dan makrostruktur<br />Letakan sampel di bawah lensa obyektifLetakan sampel pada preparat<br />Tentukan fokusBeri lilin pada bawah sampel<br />Tentukan diafragma dan pencahayaanRatakan peletakan sampel (dengan alat penekan)<br />Pengambilan fotoNyalakan lampu mikroskop<br /> Penghitungan besar butirTentukan perbesaran mikroskop (dari kecil ke besar) dan atur lensa obyektif<br />Tentukan metode yang dipilih<br />Atur focus dengan mengatur lensa<br />Gunakan perbesaran 100x<br /> <br />Amati dan gambar mikrostruktur<br />Siapkan tabel<br />Ambil sample dari meja objektif dan matikan mikroskop<br />Hitung besar butir<br />Catat hasil yang didapat<br />6.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />C. Percobaan Jominy<br />7. PERCOBAAN JOMINY<br />7.1 Tujuan Percobaan<br />
    • Mendapatkan hubungan antara jarak permukaan pada pendinginan langsung dengan sifat kemampukerasan bahan.
    • Mendapatkan hubungan antara kecepatan pendinginan dengan fasa yang terbentuk serta mendapatkan sifat kekerasan dari fasa tersebut.
    7.2 Dasar Teori<br />Proses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan mengubah struktur mikro dan sifat mekanis logam disebut perlakuan panas (heat treatment). Logam yang didinginkan dengan kecepatan dan media pendingin berbeda memberikan perubahan struktur mikro yang berbeda pula. Setiap struktur mikro yang terbentuk (martensit, bainit, ferit dan perlit) merupakan hasil transformasi fasa austenit. Tiap fasa tersebut terbentuk pada kondisi pendinginan yang berbeda-beda sebagaimana yang dapat dilihat pada diagram CCT dan TTT. Tiap fasa memiliki nilai kekerasan yang berbeda-beda. Dengan pengujian Jominy (jominy test) dapat dibuktikan bahwa laju pendinginan yang berbeda-beda akan menghasilkan kekerasan bahan yang berbeda. Pada percobaan ini, sampel dipanaskan hingga suhu austenit, selanjutnya didinginkan secara merata, lalu dihitung nilai kekerasannya. Nilai kekerasan berbanding lurus dengan jarak dari tempat berakhirnya quenced. Makin lambat laju pendinginan logam, makin banyak matriks perlit yang ditampilkan dan kekerasan makin turun. Sifat logam tersebut disebut Haredenability atau kemampukerasan. Secara definisi, hardenability adalah Sifat yang menntukan kedalaman dan distribusi kekerasan yang ditimbulkan pada proses quenching dari austenit. Sifat ini Ditentukan oleh berbagai factor diantaranya:<br />Komposisi Kimia<br />Ukuran butir austenit <br />Struktur baja sebelum quenching<br />Metode Jominy menggunakan batang diameter 4 inch, metodenya adalah dengan meletakkan standar sampel Jominy dengan bagian ujungnya didinginkan dengan air. Setelah pendinginan, sampel di amplas rata pada satu sisi, dan diukur kekerasan sepanjang batang sampel.Kemudian sampel dipotong untuk dianalisa struktur mikronya , dari struktur mikro tersebut dapat dilihat hubungannya dengan kekerasan. Sehingga nanti didapat bahwasannya laju pendinginan mempengaruhi sifat mekanisnya, dan dapat pula dibuat diagram CCT dengan mengetahui jumlah struktur mikro dan kekerasannya.<br />Berikut contoh diagram CCT yang dihasilkan oleh percobaan Jominy :<br />Hubungan antara kekerasan dengan jarak quench umumnya dijelaskan dengan kurva seperti berikut :<br />Makin lambat laju pendinginan logam, makin banyak matriks perlit yang ditampilkan dan kekerasan makin turun. Penambahan kadar karbon atau paduan atau bertambah besarnya ukuran butir akan menyebabkan grafik bergeser kekanan sehingga memudahkan pembentukan struktur martensit. Pergeseran grafik kekanan juga menggambarkan sifat kemampukerasan bahan tersebut. Untuk pendinginan lambat akan mendapatkan struktur:<br />
    • Bainit bawah; struktur seperti jarum mirip martensit
    • Bainit atas; struktur seperti perlit dengan sifat lapisanyang lebih halus
    • Perlit halus; struktur perlit yang halus dengan lapisan ferit dan sementit
    • Perlit kasar; struktur sam dnegan perlit halus namun lamel lebih kasar dan kekerasan lebih rendah.
    7.3 Metodelogi Penelitian<br />7.3.1 Alat dan Bahan<br />Batang baja sebagai benda uji (d = 2.5 cm, L = 10 cm)<br />Oven Muffle temperatur max. 11000C<br />Kran air dengan tekanan cukup<br />Amplas<br />Alat penguji kekerasan Brinell<br />Mikroskop pengukur jejak<br />7.3.2 Flowchart Proses<br />Siapkan benda uji<br />Amplas salah satu sisi untuk penjejakan<br />Preheating(350o, 15 menit)Panaskan batang uji dari oven<br />Keluarkan dari ovenAustenisasi(900o, 30 menit)<br />Letakan pada alat bangku Jominy<br />Semprot ujung bawah logam dengan air, biarkan sampai dingin<br />Bersihkan bagian penjejakan <br />Lakukan penjejakan (15 titik berjarak sama)<br />Ukur besarnya diameter jejak<br />Hitung kekerasan dgn Brinnel<br />7.4 Daftar Pustaka<br />Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Lab. Metalografi dan HST, Departemen Teknik Metalurgi dan Material FT UI.<br />Bab II Paper Praktikum<br />Pengaruh Perlakuan Panas Normalisasi Terhadap Sifat Mekanis dan Struktur Mikro dari Baja Karbon Rendah<br />Normalisasi adalah proses perlakuan panas yang dilakukan pada suatu material logam untuk<br />memperhalus butiran kristal, sehingga mempengaruhi nilai kekerasan dan kekuatan. Dalam beberapa hal juga dapat menaikkan machinabiliti yaitu kemampuan material untuk dapat dilakukan proses permesinan. Pada normalisasi selain diperoleh butiran yang lebih halus juga struktur menjadi lebih homogen. Normalisasi didapatkan dengan memanaskan baja setidaknya 55 C (100F) di atas upper critical line dari digram fasa Fe-Fe3C, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1, dimana di atas A3 untuk hypoeutectoid - komposisinya kurang dari eutectoid (<<0,76%C) – dan di atas Acm untuk hypereutectoid – komposisinya lebih dari eutectoid (>>0,76%C). Pada perlakuan normalisasi, proses pemanasan dilakukan hingga menghasilkan fasa austenitic yang homogen sebelum dilakukan pendinginan. Gambar 2 menampilkan perbandingan pada siklus temperatur dan waktu dari normalizing dan full anneal.<br />Normalisasi juga sering dipertimbangkan dalam mikrostruktur yang dihasilkan. Daerah mikrostruktur yang terkandung 0.8%C adalah peralitic dan daerah mikrostruktur yang lebih rendah dari itu adalah ferritic. Pada baja hypereutectoid, proeutectoid Fe3C pertama membentuk ssepanjang batas butir austenite. Transformasi ini berlanjut hingga kadar karbon dalam austenite mencapai mendekati 0.8%C yang mana waktu terjadinya reksi eutectoid diindikasikan dengan pembentukan pearlite. <br />Tujuan normalisasi beragam tergantung aplikasinya. Normalisasi bisa meningkatkan dan menurunkan kekuatan pada produk baja, tergantung suhu dan mekanis produk baja tersebut sebelumnya. Pada umumnya, alasan melakukan normalisasi adalah untuk mendapatkan butir yang homogen, penghalusan butir, meningkatkan machibilitas dan menghilangkan tegangan sisa yang akan mempengaruhi sifat mekanis material tersebut. Sebagai contoh, normalisasi dilakukan pada produk coran untuk menghilangkan struktur dendrit sehingga menghasilkan mikrostruktur yang seragam. Begitu pula pada wrought product, normalisasi bisa menghilangkan ketidakseragaman butir selama pengerolan panas atau saat forging. Tabel berikut ini akan menampilkan pengaruh perlakuan panas seperti full anneal, normalisasi, dan temper terhadap sifat mekanik beserta alasannya dilakukan perlakuan panas tersebut. <br />Seperti yang sudah dijelaskan di atas, normalisasi akan mempengaruhi sifat mekanis dan struktur mikro baja. Ada beberapa parameter penting yang mempengaruhi sifat mekanis dan struktur mikro tersebut seperti temperatur austenisasi dan lama waktu tahannya. Makin tinggi temperatur austenisasi dan makin lama waktu tahan, kekuatan baja makin menurun, namun ketangguhannya akan meningkat. Keseragaman struktur mikro juga meningkat dengan perlakuan panas normalisasi ini.<br />Hal ini karena temperatur yang makin tinggi tersebut ditambah dengan energi sisa yang ada pada logam, memberikan energi yang cukup untuk menghasilkan butir baru yang kecil dan seragam. Butir yang kecil ini akan menyebakan logam menjadi tangguh, kekuatan meningkat, kekerasan menurun, dan semakin ulet. Fenomena ini dijelaskan dengan persamaan Hall-Petch yang menjelaskan hubungan ukuran butir dengan kekutan luluh.<br />Jika temperatur dinaikkan dan waktu tahan diperlama, proses pembentukan butir baru ini akan semakin sempurna dan didapat butir yang homogen. Namun, apabila terlalu berlebih maka terjadi pertumbuhan butir yang tak terkendali sehingga butir akan tumbuh menjadi besar sehingga ketangguhannya menurun, kekerasannya meningkat, kekuatan menurun dan getas. Oleh karena itu ada suhu dan waktu optimum dalam melakukan normalisasi.<br />Berikut ini contoh mikrostruktur baja SCMnCr2 yang dilakukan normalisasi pada 850 C selama 20 menit:<br />Sebelum Sesudah <br />Daftar Pustaka<br />ASM Metals Handbook Vol.4: Heat Treating<br />Calister, William.D . Materials Science and Engineering An introduction 7th Ed. 2007. Wiley: New York<br />Darmawan, Agung Setyo; Masyrukan dan Ariyandi, Riski. PROSES NORMALIZING DAN TEMPERING PADA SCMnCr2 UNTUK MEMENUHI STANDAR JIS G 5111. Jurnal Media Mesin Vol.8. 2007: Surakarta<br />Rochiem, Rochman; Purwaningsih, Hariyati dan Susanto, Edwin Setiawan. PENGARUH PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO BAJA AISI 310 S. ITS: Surabaya<br />Widyatmadji. Pengaruh Perlakuan Panas Normalisasi Terhadap Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Baja 1K3816AT Untuk Aplikasi Casing & Tubing Spesifikasi API 5CT K55. 2001. UI: Depok<br />Bab III Pembahasan Praktikum<br />III. 1 Pengujian Metalografi<br />1.1 Hasil Mounting<br />
    • Mounting bertujuan untuk mempermudah penanganan sampel pada proses selanjutnya. Karena tujuannya hanya untuk mempermudah, maka sebelumnya ditentukan terlebih dahulu apakah sampel harus dimounting atau tidak didasarkan pada bentuk dan ukuran sampel. Sampel yang berukuran kecil dan tidak memungkinkan atau sulit untuk dipegang pada proses selanjutnya (dalam hal ini pengamplasan, pemolesan, dan etsa), perlu dilakukan proses mounting terlebih dahulu. Sebaliknya, sampel yang berukuran cukup besar yang memungkinkan untuk dipegang, maka proses mounting tidak perlu dilakukan terhadap sampel.
    • Kondisi sampel individu yang didapatkan oleh praktikan telah dipotong dan dimounting sebelumnya oleh asisten, sehingga praktikan menjadi lebih mudah dan cepat saat melakukan rangkaian proses karena tidak perlu lagi melakukan mounting sampel, tetapi tinggal melanjutkan proses selanjutnya yakni pengamplasan.
    • Pada praktikum ini, media mounting yang digunakan oleh praktikan adalah castable resin dengan teknik mountingnya adalah castable mounting. Teknik castable mounting ini merupakan teknik mounting yang lebih sederhana dibandingkan dengan teknik compression mounting yang menggunakan media bakelit, karena pada teknik castable mounting ini tidak memerlukan aplikasi panas dan tekanan. Selain itu peralatan dan bahan yang digunakan cukup simpel yaitu seperti plastik bekas tempat rol film yang dipotong menjadi 2 bagian yang digunakan sebagai cetakan, lakban yang digunakan untuk menutupi bagian bawah cetakan, castable resin, dan hardener. Untuk melakukan teknik mounting ini hal yang pertama yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut.
    • Prosedur kerja mounting :
    • Menutupi bagian bawah cetakan dengan menggunakan lakban, setelah itu masukkan sampel uji kedalam cetakan bagian bawah cetakan hingga sampel tersebut terlihat menempel dengan lakban.
    • Membuat campuran antara castable resin dengan hardener ditempat lain (tempatnya juga menggunakan plastik bekas tempat rol film yang masih utuh), perbandingan antara volume castable resin dengan hardener yaitu castable resin yang volumnya 1/3 bagian dari plastik tempat rol film diteteskan sebanyak 15 tetes hardener, pencampuran dilakukan sambil diaduk agar pencampuran antara castable resin dan hardener terjadi secara merata, tetapi pengadukannya jangan terlalu cepat untuk menghindari terbentuknya gas hole pada mounting.
    • Setelah dilakukan pencampuran, kemudian castable resin dimasukkan ke dalam cetakan yang telah disiapkan, setelah dimasukkan ke dalam cetakan kemudian tunggu antara 25 - 30 menit.
    • Setelah mounting mengeras, melepas lakban dari cetakan lalu mengeluarkan mounting dari cetakan.
    Beberapa hal yang dapat mempengaruhi hasil mounting dengan proses castable mounting adalah :<br />
    • Pemasangan Cetakan
    • Pada pemasangan lakban serta cetakan harus benar-benar diperhatikan, diusahakan serapat mungkin dan rapi.
    • Pengadukan
    • Pengadukan yang terlalu cepat saat pencampuran castable resin dan hardener dapat menyebabkan timbulnya gelembung udara.
    • Hardener
    • Jumlah dari hardener yang digunakan akan sangat mempengaruhi hasil mounting yang didapat. Semakin banyak hardener yang dimasukkan ke dalam resin maka semakin cepat mounting mengering, namun juga akan memperkeruh mounting itu sendiri dan akan menimbulkan asap. Untuk itu maka jumlah komposisi hardener yang tepat akan menghasilkan warna mounting yang jelas dan tidak timbul asap sehingga tidak ada cacat seperti gelembung gas dan retak. Pada hasil mounting praktikan dapat dilihat hasil mounting yang tidak keruh, bagian atas permukaannya rata, tidak terdapat rongga udara dan retak, hal ini menandakan hardener yang diberikan sudah sangat sesuai dengan kebutuhannya.
    • Ketebalan Resin
    Semakin tebal resin maka akan semakin lambat waktu pengeringannya, namun juga akan mempermudah dalam pemegangan sample. <br />Waktu Pengeringan<br />
    • Waktu pengeringan sampel biasanya sekitar 30 menit. Jika waktu pengeringan berlangsung lebih lama, hal ini mungkin disebabkan karena kurangnya hardener atau akibat pengadukan yang tidak merata.
    • Sampel 618 quench udara
    • Dari kondisi sampel yang diterima oleh praktikan, hasil mounting sampel praktikan cukup baik. Hanya saja permukaan mounting tidak rata karena pemasangan cetakan yang kurang baik. Lakban yang menutupi cetakan kurang rapat dan rapi sehingga permukaan sampel agak miring. Disamping itu permukaan sampel sudah sedikit terkorosi dan terdapat mikropitting.
    Beberapa kendala yang mungkin terjadi saat kita melakukan proses castable mounting adalah sebagai berikut :<br />Masalah yang timbulPenyebabPenyelesaianResin PanasRetak radialCuplikan terlalu besarBesarkan ukuran molding dan kurangi ukuran cuplikanPengkerutanSuhu terlalu tinggiTurunkan suhuRetak melingkarUdara lembab terjebak di dalam resinHilangkan uap air, turunkan tekanan pada fasa cairRemukWaktu pemadatan terlalu singkat, tekanan tidak sesuaiTambah waktu pemadatan, sesuaikan tekananTidak terjadi penggabunganKondisi tidak sesuaiEvaluasi kondisi moldingResin dinginRetakWaktu pemadatan tidak cocok, suhu terlalu tinggi, komposisi padatan dan pelarut tidak sesuaiKoreksi kekurangan tersebut<br />
    • Hasil Amplas
    • Proses yang berikutnya setelah dilakukan mounting yaitu grinding atau pengamplasan. Proses pengamplasan ini dilakukan menggunakan mesin amplas otomatis, dalam artian mesin pengamplasan tersebut telah berputar dengan kecepatan tertentu secara konstan sehingga yang perlu kita lakukan adalah mengatur posisi sampel, meletakkan diatas permukaan dan memberikan penekanan sesuai kebutuhan, tentunya juga perlu dilakukan penggantian kertas amplas untuk mendapatkan hasil pengamplasan yang sesuai dengan yang dinginkan. Penggunaan mesin amplas ini bertujuan untuk menghasilkan hasil amplas yang lebih baik dan homogen dibandingkan proses pengamplasan manual. Proses pengamplasan dilakukan secara bertahap dan berurutan agar didapatkan permukaan yang sangat halus karena di bawah mikroskop diperlukan permukaan yang halus agar didapat hasil pengamatan yang baik yaitu permukaan sampel yang bebas dari goresan sehingga tidak akan terjadi pemantulan acak cahaya pada saat pengamatan dengan mikroskop. Perlu diperhatikan agar selama pengamplasan tekanan ke seluruh bagian sampel dijaga uniform sehingga seluruh permukaan sampel mengalami pengamplasan yang merata agar tidak dihasilkan bidang-bidang yang berlainan pada sampel.
    • Pada proses pengamplasan, dimulai dengan menempatkan kertas amplas pada mesin amplas dan kemudian dijepit sesuai dengan ukuran mesin amplasnya. Pada saat pemasangan kertas amplas ini juga harus diberi air pada permukaan mesin amplas agar nantinya kertas amplas yang dipasang tidak bergelombang dan juga agar kertas amplas dapat melekat dengan baik. Jika terbentuk gelombang pada mesin amplas, maka akan menghasilkan permukaan yang tidak rata atau dua permukaan yang terhaluskan dan juga dapat menyebabkan kertas amplas robek. Selain itu air berguna untuk pemindah geram, memperkecil gesekan agar sampel tidak rusak dan memperpanjang pemakaian kertas amplas. Kemudian saat menjalankan mesin amplas, dimulai dari kecepatan yang rendah ke kecepatan tinggi. Tujuannya agar sampel ketika diamplas, pada kecepatan yang besar permukaannya akan semakin cepat halus dan rata. Terutama untuk sampel dengan kekerasan yang tinggi akan dibutuhkan kecepatan pengamplasan tinggi pula agar sample lebih mudah untuk dihaluskan.
    • Dan proses pengamplasannya melalui lima tahap ukuran grit yang berbeda yakni 240, 400, 600, 800, 1200, dan 1500. Pada setiap ukuran gritnya, penampakan permukaan sampel berangsur-angsur memiliki goresan yang semakin kecil.
    • Kemudian, untuk pengamplasan sampel HST, S50, diamplas dengan menggunakan kertas amplas yang kasar,grit 240 kemudian dilanjutkan dengan kertas amplas yang lebih halus yaitu dari yang bernomor mesh 400, 600, 800, 1200 dan 1500. Tidak semua permukaan sampel bersih dari lapisan oksida. Masih ada beberapa bagian kecil yang sulit untuk dihilangkan karena permukaan sampel yang tidak rata. Namun, masih banyak daerag yang bersih dari oksida untuk dilakukan uji kekerasan dan pengamatan struktur mikro.
    • Sampel HST S50 setelah di amplas
    • Beberapa parameter yang mempengaruhi kerja pengampelasan:
    • Pemberian air pada saat pengampelasan
    • Air yang dituangkan seharusnya konstan dan tidak tidak terlalu banyak. Namun saat praktikum, air yang dituang tidak konstan dan jumlahnya juga tidak sama.
    • Perubahan arah ampelas
    • Arah ampelas setiap melakukan pergantian grit kertas amplas harus disesuaikan. Diubah 45o atau 90o. Pada saat praktikum saya melakukan hal itu, sehingga permukaan yang dihasilkan lumayan baik walaupun tidak 100% permukaannya baik.
    • Pengoperasian mesin ampelas
    • Mesin ampelas harus diatur konstan dan tidak terlalu kencang agar permukaan sampel tidak cepat tergerus.
    • Pada saat ampelas beberapa sampel di atas 1 mesin ampelas terdapat beberapa sampel. Dan sampel tersebut jenisnya berbeda. Untuk sampel yang jenis medium carbon steel seharusnya jangn bersamaan dengan baja karena permukaan sampel medium carbon steel akan rusak karena terkena bekas ampelas jenis baja.
    • Hasil Poles
    • Pemolesan merupakan proses untuk memperhalus permukaan sampel hingga skala mikron agar permukaan sampel yang dipoles dapat memantulkan cahaya dengan baik, sehingga pada saat pengamatan mikrostruktur dapat terlihat lebih jelas. Pemolesan yang dilakukan oleh praktikan merupakan pemolesan tipe mekanik. Kain poles yang digunakan praktikan ialah kain poles beludru dan bahan polesnya adalah alumina yang berwarna putih yang telah dilarutkan dengan air. Untuk sampel yang bertipe ferrous dan non ferrous harus dilakukan di mesin poles yang berbeda. Hal ini ditujukan agar geram yang dihasilkan oleh sampel ferrous tidak akan merusak permukaan halus dari sampel non-ferrous.
    Mesin Poles Sampel non-Ferrous<br />
    • Seperti halnya pada proses pengamplasan, proses pemolesan pun harus diberikan air. Pemberian air saat pemolesan harus tetes demi tetes (tidak boleh terlalu banyak), pemberian air ini sebenarnya hanya untuk meratakan alumina keseluruh bagian kain beludru, sekaligus memudahkan praktikan dalam melakukan pemolesan karena jika tidak diberikan air maka pemegangan terhadap sampel akan semakin sulit karena koefisien gesek kain beludru terhadap sampel uji menjadi semakin besar. Tetapi jika pemberian air terlalu berlebih maka akan membuat pemakaian alumina semakin tidak hemat karena akan banyak alumina yang larut oleh air dan akhirnya terbuang. Berbeda dari proses pengamplasan, pada proses pemolesan sampel harus digerakkan dan diputar-putar terus menerus pada porosnya untuk menghindari terbentuknya cacat berupa ekor komet. Ekor komet adalah cacat berupa goresan melingkar pada pemukaan sampel akibat pemolesan yang statis atau tidak bergerak.
    • Pada saat pemolesan yang diperhatikan adalah goresan-goresan yang masih ada pada permukaan sampel hasil ampelas. Karena larutan alumina akan mengisi goresan-goresan tersebut sehingga akan terjadi kesalahan pada foto mikro.
    • Dari hasil pemolesan sampel praktikan 618 quench udara, terlihat sanagat mengkilap seperti kaca dikarenakan baja 618 mengandung unsur Cr. Sedangkan sampel HST, setelah dilakukan pemolesan masih terdapat gores kecil dan tidak begitu mengkilap seperti baja 618.
    • Hasil etsa
    Proses etsa merupakan tahap akhir dari serangkain proses preparasi sampel dan dilakukan setelah proses pemolesan. Proses etsa yang dilakukan adalah pengetsaan kimia, yaitu dengan jalan mencelupkan spesimen ke dalam larutan pengetsa selama beberapa detik tergantung dari jenis sampel yang akan diuji. Etsa sendiri bertujuan untuk mengikis batas butir dengan menggunakan prinsip korosi yang terkontrol. <br />Proses etsa yang dilakukan diawali dengan membersihkan bagian permukaan sampel yang telah dipoles dengan air lalu kemudian dikeringkan menggunakan blower. Setelah itu sampel dicelupkan ke dalam kaca arloji yang berisi zat etsa yang akan digunakan dan ditahan sampai batas waktu yang telah ditentukan sambil digoyang-goyang. Untuk sampel ferrous, pada saat pengetsaan ditahan selama 5-10 detik. Setelah ditahan sampai waktu yang ditentukan tersebut sampel segera diangkat dan dibersihkan dengan air lalu ditetesi alkohol. Setelah dibersihkan dengan alkohol sampel segera dikeringkan dengan blower. Dan berikut ini adalah tabel sampel dan jenis etsa,<br />SampelZat etsaWaktu618Nital 2 %10 detikS50( sampel HST)Nital 2 %10 detik<br />Hal yang perlu diperhatikan dalam proses etsa adalah penentuan zat etsa yang sesuai untuk setiap jenis material sampel. Jika penggunaan zat etsa yang tidak sesuai dapat menimbulkan cacat terutama pada proses etsa kimia yang disebabkan oleh mekanisme pengikisan batas butir tidak akan menghasilkan hasil etsa yang baik. Selain itu juga harus diperhatikan waktu pengetsaan karena terkait dengan kecepatan penyerangan zat etsa. Pengetsaan yang terlalu cepat mengakibatkan batas butir tidak terkikis dengan baik sehingga mikrostruktur tidak tampak dengan baik. Sedangkan jika terlalu lama maka zat etsa akan mengikis butir dari material dan menyebabkan material menjadi hangus. Untuk mengatasi masalah pengetsaan yang kurang baik dapat diperbaiki dengan mengulang kembali proses pemolesan hingga kembali didapatkan permukaan sampel yang mengkilap kemudian dietsa kembali dengan zat etsa yang sama. Sedangkan untuk proses etsa yang berlebihan atau sering disebut dengan istilah over-etching dapat diatasi dengan mengamplas kembali sampel yang hangus kemudian dipoles dan dietsa. Kemudian ketika dilakukan pengeringan dengan blower juga terdapat hal yang harus diperhatikan yaitu posisi sampel yang harus tepat agar didapat pengeringan yang sempurna (semua permukaan sampel kering).<br />Hasil pengetsaan yang baik jika dilihat dengan mata telanjang akan terlihat permukaan sampel yang agak keburaman. Setelah dilakukan pengetsaan, maka selanjutnya melakukan pengamatan mikro. Bagian yang diamati di bawah mikroskop optik adalah bagian permukaan yang berwarna buram, yang menandakan bahwa daerah tersebut telah mengalami pengetsaan dengan baik. Proses pengetsaan yang agak kurang lebih baik daripada pengetsaan yang berlebihan. Proses pengetsaan yang agak kurang dapat diperbaiki dengan proses pemolesan kembali. Tetapi pengetsaan yang berlebihan akan menghasilkan permukaan yang gosong dan struktur yang sukar untuk diamati di bawah mikroskop optik, sehingga harus diamplas kembali untuk memperbaikinya. <br />Pada proses pengetsaan, sampel praktikan, 618, dietsa selama 5 detik tapi batas butirnya belum terkikis dengan baik sehingga ketika diamati dengan mikroskop mikrostruktur 618 terlihat dengan samar-samar. Oleh karena itu dilakukan etsa ulang dengan waktu 10 detik. Setelah dietsa terlihat perbedaan dari sebelumnya. Permukaan sampel terdapat korosi. Berarti sampel sudah teretsa dengan baik. Ketika diamati dengan mikroskop, mikrostruktur terlihat jelas. Sedangkan sampel HST tidak mengalami masalah ketika proses pengetsaan. <br />Austenite<br />
    • MartensiteHasil Pengamatan Struktur Mikro
    • Ferrite320675205740Foto Struktur Mikro AISI 618 Quench udara
    • Foto sampel hasil praktikumMaterial : AISI 618 (Quench udara)Perbesaran : 500 xEtsa: Nital 2 % selama 10 sFasa : Martensite, sedikit austenit sisa, dan sedikit ferrite
    • Foto LiteraturMaterial : Baja tipe Fe-Ni-Cr-Mo (AISI 618)Perbesaran : 200 xEtsa: Nital 2 % Fasa : Martensite, sedikit austenit sisa, dan sedikit ferrite. Foto Literatur (Atlas of Time Temperature Diagrams for Irons &Steel, G.F Van der Voort)
    • Penjelasan Sampel
    • Sampel AISI 618 ketika sebelum dilakukan pengamatan dibawah struktur mikro pada awalnya memunculkan pola berupa garis – garis memanjang yang merupakan pola mikro pitting yang semakin parah akibat etsa. Disamping itu, terdapat daerah yang terkorosi akibat proses etsa. Bisa dikatakan sampel sudah teretsa dengan baik. Setelah dilakukan pengamatan struktur mikro terlihat sedikit lapisan menempel pada sampel yang menunjukkan bahwasannya sampel telah terkontaminasi oleh lemak yang dapat saja berasal dari jari akibat tidak sengaja terpegang. Kemudian terdapat pula kotoran – kotoran dipermukaan karena bekas tisu ketika pengelapan. Namun hal ini tidak menjadi masalah karena pengamatan mikro hanya membutuhkan area yang relative sempit, sehingga dapat dicari area yang masih bersih. Kemudian setelah didapatkan tempat yang tepat dilakukan pengamatan struktur mikro, hasil pengamatan memperlihatka struktur yang didominasi oleh struktur martensite yang relative halus dan tajam sehingga praktikan menyimpulkan bahwa sampel tersebut didominasi fasa martensit dengan jenis lath, atau bilah. Disamping itu, terdapat beberapa daerah kecil yang berwarna putih dan kecoklatan. Daerah yang berwarna putih adalah ferrite sedangkan yang berwarna coklat adalah austenite sisa yang belum bertransformasi menjadi martensite.
    Menurut literature (ASM Vol 01) , baja AISI 618 merupakan baja dengan komposisi :<br />UnsurCCrFeMnMoNiSiKadar (%)0,372,0094,731,400,201,000,30<br />Dengan sifat mekanik:<br />
    • UTS: 485 Mpa
    • Yield Strength: 345 Mpa
    • % Elongation: 19 in 200mm
    Diagram Fasa Fe-Fe3C<br />Baja AISI 618 adalah paduan baja Cr-Ni-Mo yang melalui proses vacuum degassing. Baja jenis ini dimanufaktur dengan kandungan sulfur (S) yang dikontrol secara ketat, yaitu pada kadar maksimum 0,015%. Setelah praktikan mencocokan dengan diaram TTT dari tipe Fe-Ni-Cr-Mo yang komposisinya mendekati komposisi AISI 618 dan disesuaikan dengan kurva pendinginan dengan udara, maka benar didapat mikrostruktur martensit dengan sedikit austenit sisa dan ferrite. <br />Gambar diagram TTT tipe Fe-Ni-Cr-Mo<br />Kurva pendinginan dengan media udara<br />
    • Aplikasi
    Aplikasi AISI 618 adalah sebagai baja tahan panas untuk aplikasi seperti pada komponen mesin mobil atau heat exchanger dimana mikrostruktur martensite untuk meningkatkan kekuatan agar tahan terhadap beban/tekanan saat aplikasinya. Namun dalam penggunaannya perlu di tempering terlebih dahulu karena sifatnya yang sangat keras namun getas agar didapatkan sifat yang kuat, keras dan cukup ulet. <br />Sampel HST<br />Foto Struktur Mikro S-50C / AISI 1050 Kelompok 16<br />MartensiteFerriteAustenite<br />
    • Sampel: Baja S-50C / Baja AISI 1050
    • Etsa: Nital 2%
    • Waktu etsa: 6 detik
    • Perbesaran: 500x
    Keterangan: Austenisasi pada 9000C dengan media pendinginan minyak (oil)<br />Proses Heat Treatment di Oven (kiri) dan Proses Quenching di Media Minyak (kanan)<br />Foto Struktur Mikro S-50C / AISI 1050 Literatur<br />
    • Sampel: Baja AISI 1050
    • Etsa: Nital 2%
    • Perbesaran: 500x
    • Keterangan: Media Pendinginan Minyak
    • Penjelasan Mengenai Sampel
    • Karakteristik
    • Baja S-50C merupakan salah satu baja karbon menengah karena memiliki kadar karbon sekitar 0.48 – 0.55 wt% C. Karena kadar karbonnya yang kurang dari 0.8 wt% C, maka baja karbon ini tergolong baja hypoeutectoid. Baja ini umumnya digunakan setelah melalui proses hardening dan tempering. Dengan memvariasikan media quench dan temperatur temper-nya, maka akan dihasilkan sifat mekanik yang berbeda-beda atau bervariasi.
    • Pada baja S-50C terdapat beberapa unsur paduan yang terkandung dalam medium carbon steel seperti Mn, P, dan S. Kandungan mangan sebagai elemen paduan yang terdapat pada medium carbon steel ini berfungsi untuk meningkatkan kekuatan, sedangkan unsur P dan S merupakan impurities yang juga berfungsi untuk meningkatkan kekuatan dari baja medium carbon steel ini.
    • Komposisi S-50C
    • C: 0.48-0.55
    • Mn: 0.60-0.90
    • P (max): 0.04
    • S (max): 0.05
    • Sifat Mekanis S-50C
    • Density: 7.7-8.03 (x 1000 kg/m3)
    • Poisson’s Ratio: 0.27-0.30
    • Modulus Elastis: 190-210 GPa
    • Tensile Strength: 636 Mpa
    • Yield strength: 365.4 MPa
    • Elongasi: 23.7%
    • Reduksi Area: 39.9%
    • Hardness: 187 HB
    • Impact Strength: 16.9 J
    • Diagram Fasa
    • Berdasarkan pengamatan struktur mikro, pada foto sampel HST kelompok 16 terdapat fasa ferrite berwarna putih, austenite sisa berwarna coklat dan martensite berwarna hijau.
    • Aplikasi Baja S-50C
    Baja S-50C ini memiliki kekerasan tinggi, tahan aus, kekuatan tinggi, machinability baik, dan tahan terhadap pemakaian yang lama. Aplikasi untuk material ini adalah alat potong (pisau, pedang), gear, pembuatan injection plastic mould, general machine parts dan plastic tool.<br />1.6. Hasil Pengamatan Struktur Makro<br />
    • Foto Struktur Makro dan Perbandingan dengan Foto Literatur yang Bersesuaian
    Foto Struktur Makro Sampel Uji Tarik<br />
    • Sampel: Kuningan (Cu-Zn)
    • Perlakuan : Uji Tarik
    • Perbesaran: 7x
    • Keterangan: Perpatahan Getas
    Foto Struktur Makro Literatur<br />
    • Analisa Karakteristik Permukaan
    • Bila dilihat dari foto struktur makronya, sampel merupakan sampel uji tarik dengan perpatahan getas. Hal ini ditunjukkan dengan adanya penampakan perpatahan granular atau berbutir-butir yang tampak terang saat dilihat.
    • Penjelasan Mekanisme yang Dapat Menyebabkan Sifat dan Bentuk Penampakan pada Sampel Makro
    • Jenis perpatahan sampel kuningan (Cu-Zn) yang kami dapat merupakan sampel uji tarik yang menunjukkan adanya perpatahan getas di permukaannya. Hal ini dapat dilihat pada foto makro bahwa adanya perpatahan granular atau kristalin pada sampel.
    • Contoh Bentuk Perpatahan Getas Hasil Uji Tarik
    • Ciri-ciri fenomena perpatahan getas adalah sebagai berikut:
    Tidak ada atau sedikit sekali deformasi plastis yang terjadi<br />Retak atau perpatahan merambat sepanjang bidang kristalin membelah atom material (transgranular)<br />Pada material lunak dengan butir kasar (coarse grain) dapat terlihat pola fan like yang berkembang keluar dan daerah awal kegagalan<br />
    • Pada material amorphous (glass), permukaan patahan bercahaya dan mulus
    • Analisa Bahan Material yang Digunakan Sebagai Sampel berdasarkan Sifat-Sifat yang Terdapat Pada Sampel Makro
    • Dengan memperhatikan segala karakteristik yang muncul setelah melakukan pengamatan terhadap permukaan patahan tersebut serta berdasarkan pengamatan fisik dari sampel pengujian tersebut, dapat disimpulkan bahwa sampel tersebut adalah sampel kuningan (Cu-Zn). Sampel tersebut dilakukan pengujian tarik dengan menggunakan Mesin Shimadzu di Laboratorium Pengujian Merusak. Hal ini juga diperkuat dengan membandingkan kuningan yang diperiksa struktur makronya disini dengan kuningan yang pernah dipakai saat Praktikum Uji Tarik (Praktikum Karakterisasi Material I).
    • Analisa Pemakaian Sampel dan Lingkungannya
    Kuningan merupakan salah satu material yang banyak digunakan di masyarakat. Material ini merupakan material serbaguna yang digunakan karena kekuatannya, ketahanan korosinya, penampilannya dan kemudahannya untuk digunakan dan disambung. Contoh aplikasi yang menggunakan kuningan antara lain:<br />
    • Terali sebagai pengganti besi (Grillwork)
    • Perhiasan (Jewelry)
    • Lencana (Badge)
    • Pegangan Pintu (Door Handle), dan lain-lain.
    III.2. Percobaan Jominy<br /> <br />2.1. Data Percobaan<br />
    • Jenis Baja: AISI 1430
    • Temperatur Austenisasi: 850oC
    • Jenis Indentor: Hardened Steel Ball
    • Diameter Indentor: 3,15 mm
    • Beban Indentasi: 187,5 kg
    • Waktu Indentasi: 15 detik
    2.2. Tabel Hasil Penjejakan dan Nilai BHN<br />NoJarak dari end-quench (mm)Diameter Penjejakan (mm)BHNDx (mm)Dy (mm)Davg (mm)160.5450.5580.552768.922120.9430.9640.954256.553181.0090.9740.992236.784241.0150.9780.997234.365301.0191.0181.019223.846361.0711.0241.048211.287421.0731.0701.072201.648481.0891.0831.086196.319541.1191.1361.128181.4710601.1331.1561.145175.9611661.1561.1601.158171.8812721.1591.1601.160171.2713781.1591.1581.159171.5814841.1581.1741.166169.4415901.1741.1801.177166.17<br />Contoh perhitungan:<br />P = 3.15 mm, D = 187.5 kg<br />BHN=2PπD(D-D2-d2)<br /> BHN=2×187.5π×3.153.15-3.152-1.1772 =166.17 BHN<br />2.3. Grafik Hardenability<br />2.4. Pembahasan Hasil<br />
    • Analisa Penyebab Perbedaan Kekerasan Dihubungkan dengan Transformasi Fasa yang Terjadi di Setiap Daerah atau Perbedaan Jarak dari Titik Quench
    • Percobaan jominy memanfaatkan perbedaan kecepatan pendinginan dari sampel. Bagian yang paling dekat dengan air adalah yang paling cepat pendinginannya. Semakin jauh dari air, semakin lama laju pendinginannya. Sesuai dengan diagram TTT, dari bagian yang cepat pendinginannya sampai bagian terlama, mikrostrukturnya akan bertransformasi membentuk full martensite; martensite, bainite; martensite, ferit, bainite; full bainite; bainite ferit. Mikrostruktur tersebut berhubungan dengan kekerasan dimana semakin banyak martensitenya, maka makin keras dan sebaliknya seperti pada grafik berikut
    • Kurva distribusi nilai kekerasan terhadap jarak dari Quench End
    • Prinsip Percobaan Jominy berkaitan dengn Temperatur dan Waktu Tahan yang Dihubungkan dengan Kemampukerasan Material
    • Percobaan Jominy memanfaatkan prinsip kecepatan pembekuan dalam mengukur kemampukerasan logam. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampukerasan adalah komposisi, ukuran butir austenit dan mikrostruktur sebelum quenching. Jika kita kaikan dengan waktu tahan dan temperatur, maka akan berkaitan dengan ukuran butir austenit dan mikrostruktur sebelum quenching. Saat austenisasi jika temperatur besar, maka terjadi pertumbuhan butir sehingga butir-butir austenit menjadi besar dan ketika di quench martensite yang terbentuk menjadi lebih banyak. Itu artinya hardenability meningkat. Begitu pula jika waktu tahan besar, difusi karbon ke austenit menjadi lebih banyak sehingga didapatkan austenit yang sempurna. Jika dilakukan quenching, maka martensite yang terbentuk juga sempurna sehingga hardenability meningkat.
    • TEMPERATUR ( °C)18 Kekerasan setelah kuens (Rockwell C)1842 56 63-6560-62 57-58 a ed cb f 750 850 950 Waktu tahan yang benar
    • Kesesuaian Hasil Percobaan dengan Grafik Jominy dari Literatur, serta Variabel-Variabel yang Berpengaruh pada Percobaan
    <br />
    • Bila dibandingkan dengan kurva Jominy praktikan, secara umum sudah benar, yaitu semakin jauh dari sumber air, kekerasan akan semakin menurun. Hal ini dikarenakan laju pendinginan dekat sumber air berlangsung cepat sehingga pembentukan fasa martensitenya semakin banyak dan memiliki kekuatan paling tinggi. Namun pada kurva Jominy praktikan, apabila dilihat secara detail menghasilkan nilai-nilai kekerasan yang fluktuatif. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh:
    • Pengamplasan yang kurang bersih, masih terdapat oksida-oksida pada permukaan dimana nilai kekerasannya akan menjadi lebih besar. Karena saat uji kekerasan yang terkena beban Brinnel adalah oksidanya bukan materialnya.
    • Pengukuran jejak pada measuring microscope yang kurang tepat. Hal ini karena bentuk jejaknya tidak tepat seperti lingkaran mulus, sehingga penentuan ujung-ujung lingkarannya hanya berdasarkan perkiraan yang menyebabkan nilai kekerasannya menjadi kurang akurat.
    • Adanya coretan bekas spidol yang digunakan untuk menandai daerah penjejakan yang menghalangi proses pengamatan pada measuring microscope.
    • Alat Measuring Microscope
    • Pada saat penjejakan, waktu yang digunakan tidak tepat 15 detik untuk semua posisi penjejakan (ada yang kelebihan, ada yang kekurangan).
    • Aplikasi Percobaan Jominy
    • Aplikasi dari percobaan Jominy bertujuan untuk mengetahui seberapa dalam kekerasan yang dicapai sehingga diperoleh hubungan antara jarak permukaan pada pendinginan langsung dengan sifat kemampukerasan bahan dan hubungan antara kecepatan pendinginan dengan fasa yang terbentuk serta mendapatkan sifat kekerasan dari fasa tersebut. Dasar grafik Jominy yaitu kurva CCT yang dapat menjelaskan kemampukerasan bahan dari suatu pendinginan dengan media pendingin tertentu sehingga dapat diketahui fasa apa saja yang terbentuk. Laju pendinginan juga berpengaruh dalam kemampukerasan baja. Semakin cepat laju pendinginan maka semakin mudah mendapatkan fasa martensit.
    Jadi, percobaan Jominy ini dapat dijadikan sebagai dasar penentuan kemampukerasan baja terhadap laju pendinginan dan media pendinginan yang berbeda. Selain itu, dapat diketahui fasa-fasa apa saja yang terbentuk dan nilai kekerasan yang diperoleh.<br />III.3. Pengujian HST<br />3.1. Data Percobaan <br />
    • Kelompok 16
    • Jenis sampel: S-50C (AISI 1050)
    • Temperatur austenisasi: 900oC
    • Waktu tahan: 25 menit
    • Media quench: Oil
    • Waktu quench: -
    • Jenis indentor: Hardened Steel Ball
    • Diameter indentor: 3.15 mm
    • Beban indentasi: 187.5 kg
    • Waktu indentasi: 15 detik
    • Kelompok 15
    • Jenis sampel: S-50C (AISI 1050)
    • Temperatur austenisasi: 900oC
    • Waktu tahan: 10 menit
    • Media quench: Oil
    • Waktu quench: -
    • Jenis indentor: Hardened Steel Ball
    • Diameter indentor: 3,15 mm
    • Beban indentasi: 187,5 kg
    • Waktu indentasi: 15 detik
    3.2. Tabel Hasil Pengujian Kekerasan<br />
    • Kelompok 16
    No.d1(mm)d2(mm)drata-rata(mm)BHNBHNrata-rata10.9650.9760.971247.33243.4720.9890.9760.983241.1630.9930.9690.981241.92<br />
    • Contoh perhitungan :
    BHN=2PπD(D-D2-d2)<br /> BHN=2×187.5π×3.153.15-3.152-0.9832 = 241.16 BHN<br />
    • Kelompok 15
    No.d1(mm)d2(mm)drata-rata(mm)BHNBHNrata-rata10.9630.9750.969248.21240.7021.0011.0101.006230.0730.9770.9780.978243.55<br />
    • Contoh perhitungan :
    BHN=2PπD(D-D2-d2)<br /> BHN=2×187.5π×3.153.15-3.152-1.0062 = 230.07 BHN<br />Perbandingan Foto Mikrostruktur Kelompok 16 dan 15<br />
    • Kelompok 16
    Kelompok 15<br />3.3. Pembahasan Hasil<br />
    • Penyebab Perbedaan Kekerasan
    • Nilai kekerasan yang diperoleh dari tiga daerah yang dilakukan penjejakan adalah berbeda-beda. Terdapat daerah yang lebih lunak dan lebih keras. Hal ini dapat disebabkan oleh:
    • Pengamplasan yang kurang bersih, masih terdapat oksida-oksida pada permukaan dimana nilai kekerasannya akan menjadi lebih besar. Karena saat uji kekerasan yang terkena beban brinnel adalah oksidanya bukan materialnya.
    • Pengukuran jejak pada measuring microscope yang kurang tepat. Hal ini karena bentuk jejaknya tidak tepat seperti lingkaran mulus, sehingga penentuan ujung-ujung lingkarannya hanya berdasarkan perkiraan yang menyebabkan nilai kekerasannya menjadi kurang akurat.
    • Waktu indentasi yang tidak tepat sama, kadang suka terlebih atau kekurangan beberapa detik.
    Pada percobaan dilakukan perbandingan nilai kekerasan suatu material yang sama dan media pendinginan yang juga sama (minyak / oil) antara Kelompok 16 dan Kelompok 15. Nilai kekerasan yang dihasilkan pun tidak jauh berbeda antara Kelompok 16 (243.47 BHN) dan Kelompok 15 (240.70 BHN). Nilai kekerasan yang diperoleh oleh Kelompok 16 sedikit lebih besar dibandingkan nilai kekerasan Kelompok 15. Jika dilihat lebih detail lagi, terdapat perbedaan variable antara praktikum yang dilakukan oleh Kelompok 16 dan Kelompok 15. Variabelnya adalah waktu tahan yang dilakukan pada suhu austenisasi baja S-50C, yaitu 25 menit untuk Kelompok 16 dan 10 menit untuk Kelompok 15.<br />
    • Waktu tahan diberikan dalam suatu proses perlakuan panas dengan tujuan memberikan pada unsur-unsur suatu bahan untuk melakukan difusi. Dengan pemberian waktu tahan diharapkan karbon dapat larut dalam austenit dan austenit menjadi lebih homogen. Jadi waktu tahan yang lebih lama akan memberikan kekerasan yang tinggi.
    • Analisa Variabel-Variabel yang Berpengaruh pada Percobaan
    • Kecepatan Pendinginan
    Media quenching akan sangat mempengaruhi tingkat kekerasan yang didapatkan. Media quenching akan sangat berpengaruh terhadap kecepatan pendinginan terhadap material tersebut, dimana kecepatan pendinginan akan mempengaruhi struktur apa yang terbentuk pada material tersebut. Berikut adalah skema singkat perbandingan media quenching terhadap waktu pendinginan.<br />WaterTimeTemperature, C9500Skema pendinginan berbagai mediaOilFB2 bar over pressure quenchingAir<br />
    • Terlihat bahwa air memiliki waktu pendinginan yang paling singkat, yang berarti bahwa air memiliki kecepatan pendinginan yang paling tinggi. Sedangkan minyak berada di posisi berikutnya, yang berarti kecpatan pendinginan tidak secepat pendinginan dengan air.
    • Kecepatan pendinginan mempengaruhi fasa yang akan terbentuk dan tingkat kekerasan dari suatu material. Dapat dilihat dari diagram CCT di bawah, ditunjukkan bahwa pendinginan dengan media air akan menghasilkan martensit lebih cepat karena laju pendinginannya lebih cepat dibandingkan dengan media minyak ataupun udara. Hal ini tidak terlalu terlihat untuk percobaan yang kelompok kami lakukan dengan kelompok pembanding (Kelompok 15) karena sama-sama menggunakan media pendingin yang sama, yaitu minyak / oil.
    • Diagram CCT (Continous Cooling Transformation)
    • Temperatur Austenisasi
    • Temperatur austenisasi akan mempengaruhi pertumbuhan butir dari suatu material. Jika temperatur austenitnya tinggi, maka akan didapatkan butir austenit yang besar. Sedangkan bila temperatur austenitnya rendah maka akan didapatkan butir yang kecil. Pengaruh temperatur austenit tidak hanya pada pertumbuhan butir tetapi juga pada nilai kekerasan. Tingginya temperatur austenisasi akan menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan dengan tingginya temperatur autenisasi akan membantu terlarutnya karbon dalam austenit yang akan bertransformasi menjadi martensit karena kadar karbon yang terperangkap dalam struktur kristal lebih banyak. Sedangkan dengan temperatur yang lebih rendah, tidak akan menghasilkan kekerasan yang maksimum. Hal ini disebabkan kadar karbon yang terlarut belum banyak selain itu kemungkinan dapat terjadi belum tercapainya daerah austenisasi. Sehingga masih terdapat ferrit yang akan tetap berupa ferrit pada temperatur kamar.
    • Waktu Tahan Austenisasi
    • Waktu tahan diberikan dalam suatu proses perlakuan panas dengan tujuan memberikan pada unsur-unsur suatu bahan untuk melakukan difusi. Dengan pemberian waktu tahan diharapkan karbon dapat larut dalam austenit dan austenit menjadi lebih homogen. Jadi waktu tahan yang lebih lama akan memberikan kekerasan yang tinggi.
    • Pengaruh Waktu Tahan & Temperatur terhadap Kekerasan Hasil Quench yang Diperoleh
    • Temperatur austenisasi Kelompok 16 dan 15 tidak berbeda dan sama-sama berada pada daerah austenit, namun waktu tahan temperatur austenitnya lebih lama pada kelompok 16 (25 menit). Bila dilihat pada grafik di atas, waktu tahan yang benar untuk proses ini sekitar 56-63 menit. Sehingga dapat dikatakan bahwa perbedaan waktu tahan austenisasi yang dilakukan ini berakibata pada nilai kekerasan yang diperoleh dan dibuktikan dengan percobaan ini dimana Kelompok 16 dengan waktu tahan lebih lama (25 menit) memiliki nilai kekerasan yang lebih besar dibandingkan nilai kekerasan Kelompok 15 yang hanya ditahan selama 10 menit di fasa austenite.
    • Pengaruh Temperatur dan Waktu Tahan Temper
    • Proses tempering merupakan suatu proses untuk melunakkan baja yang telah dikeraskan dengan maksud mendapatkan sifat ketangguhan dengan mengorbankan sifat kekerasannya. Hal ini dilakukan dengan cara memanaskan kembali material yang telah didinginkan yang bertujuan agar karbon yang terperangkap dapat berdifusi. Banyaknya karbon yang berdifusi tergantung pada temperatur tempernya dan waktu tahan temper. Semakin tinggi temperaturnya dan semakin lama waktu tahan, maka semakin banyak karbon yang berdifusi sehingga kekerasannya semakin rendah dan keuletan meningkat.
    • 9000C5400CT(0C)T0T1T2t (menit)25 menit51 menit
    • Diagram Perlakuan Panas Sampel HST S-50C Kelompok 16
    BAB IV<br />TUGAS TAMBAHAN<br />
    • Sebutkan jenis-jenis cacat saat preparasi sampel!
    • Cacat-cacat yang umumnya terjadi pada sampel castable mounting antara lain:
    • Cracking: retaknya media mounting, disebabkan oleh terlalu banyaknya hardener dan temperatur yang terlalu tinggi.
    • Bubbles: terdapat gelembung gas pada media mounting, disebabkan karena pengadukan yang terlalu kasar atau cepat saat pencampuran resin dan hardener, sehingga ada udara yang terperangkap di dalam campuran tersebut. Pencegahannya adalah mengaduk secara perlahan campuran resin dan hardener.
    • Discoloration: pengotoran, perubahan warna, dan perusakan warna, yang terjadi karena rasio resin dan hardener tidak seimbang, dan hardener teroksidasi.
    • Soft mounts: media mounting terlalu lunak, perbandingan resin dan hardener tidak seimbang, dan juga hardener terlalu sedikit.
    • Tacky tops: Permukaan mounting tidak rata, disebabkan oleh tidak ratanya permukaan cetakan saat dituang atau karena perbandingan resin dan hardener yang kurang tepat. Cara pencegahannya adalah dengan benar-benar meratakan permukaan isolasi yang akan dituang resin dan memperhitungkan perbandingan resin dan hardener.
    • Unfused: retakan di sekeliling sampel, disebabkan oleh tegangan permukaan dan tekanan yang berlebihan.
    • Cacat pada proses pemolesan:
    • 38823901321435388239045085Cacat Ekor Komet: cacat berupa goresan melingkar pada pemukaan sampel. Hal ini dapat terjadi akibat penumpukan alumina pada celah-celah mikro di sampel ketika pemolesan dilakukan secara statik. Ketika pemolesan dilakukan static, terdapat kemungkinan adanya partikel-partikel alumina yang terperangkap di dalam celah-celah mikro ,seperti goresan yang dapat saja terbentuk pada saat pengamplasan, dan membentuk suatu garis putih layaknya sebuah ekor komet. Apabila menggunakan teknik poles satu arah, bubuk alumina akan berkumpul dan tertahan pada satu bagian sampel. Dan lama kelamaan bubuk alumina akan menimbulkan goresan pada sampel dan terbentuklah ekor komet. Untuk mengatasinya, maka ketika proses pemolesan berlangsung, sampel harus terus menerus diputar.
    • Cacat pada proses etsa:
    • Cacat Hangus: cacat berupa hangusnya (gosong) permukaan sampel akibat terlalu lamanya proses etsa berlangsung.
    • Cacat Micropitting: cacat berupa terbentuknya sumuran-sumuran kecil pada saat pengamatan struktur mikro akibat pengetsaan terlalu lama.
    • Berikan gambar mikrostruktur yang memiliki pearlite band hasil dari pengerolan!
    • Gambar mikrostruktur baja paduan rendah yang menunjukkan adanya butir ferrite dan pita pearlite dengan menggunakan etsa picral 4% dan nital 2% dan perbesaran 200x
    • Mengapa pearlite band harus dihilangkan?
    • Pearlite band atau juga sering disebut sebagai ferrite-pearlite band merupakan suatu distribusi tidak homogen dari susunan ferrite dan pearlite sebagai filament atau pelat yang sejajar dengan arah pengerjaannya (biasanya pengerolan). Pearlite band ini tidak diinginkan dalam produk hasil pengerolan karena perbedaan distribusi ferrite dan pearlite tersebut dapat mengakibatkan menurunnya sifat mekanis. Hal ini disebabkan karena sifat ferrite yang ulet terpisah dengan sifat sementit yang getas sehingga ada perbedaan distribusi kekuatan pada produk.
    • Berikan perbandingan mikrostruktur sebelum dan sesudah pengerolan yang memiliki pearlite band!
    • Mikrostruktur Baja Paduan Rendah Sebelum Pengerolan (kiri) dan Sesudah Pengerolan (kanan)
    • Bagaimana cara mendapatkan foto HSLA dengan fasa austenite?
    • HSLA dimanufaktur melalui proses Thermo Mechanical Control, dimana ia dilakukan canai panas dan langsung di anil normalisasi dan didinginkan agak cepat. Setelah didinginkan agak cepat terdapat fasa asutenite yang belum bertransformasi. Oleh karena itu kita amati mirostruktur HSLA setelah pendinginan untuk menlihat fasa austenit.
    BAB V<br />KESIMPULAN DAN SARAN<br />V.I. Kesimpulan<br />
    • Mounting
    Mounting bertujuan untuk menempatkan sampel pada suatu media agar memudahkan penanganan sampel yang berukuran kecil dan tidak beraturan.<br />Terdapat dua metode mounting yaitu castable mounting dan compression mounting. Metode yang digunakan pada percobaan ini adalah castable mounting karena lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana.<br />Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan proses mounting yaitu perbandingan resin dan hardener, proses pengadukan, ketebalan resin dan pemasangan perekat pada cetakan.<br />
    • Terdapat beberapa cacat hasil mounting pada sampel, antara lain terdapat gelembung-gelembung dan permukaan mounting tidak rata.
    • Pengamplasan
    Pengamplasan bertujuan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara menngosokan sampel dangan kertas amplas.<br />Pengamplasan dilakukan dari grid yang rendah (kasar) ke grid yang tinggi (halus). Hal ini untuk menghilangkan goresan-goresan yang terbentuk sebelumnya.<br />Setiap pergantian grid selalu diikuti dengan pergantian arah pengamplasan sebesar 45o atau 90o.<br />Pada saat pengamplasan harus dilakukan pemberian air secara kontinyu karena air berfungsi untuk pemindah geram, memperkecil kerusakan akibat dan memperpanjang masa pemakaian kertas amplas.<br />Pengamplasan sampel ferrous dan non ferrous yang dilakukan bersamaan harus diperhatikan. Sampel ferrous diletakkan di bagian luar sedangkan sampel non ferrous diletakkan di bagian agak dalam, hal ini agar geram hasil amplas ferrous tidak merusak permukaan sampel non ferrous.<br />
    • Terdapat cacat hasil amplas seperti cacat bidang.
    • Pemolesan
    • Pemolesan bertujuan untuk untuk mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengkilap seperti kaca.
    • Pemolesan ada tiga macam, yaitu pemolesan kimia mekanis, pemolesan elektrolit kimia dan pemolesan elektromekanis.
    • Pada saat pemolesan, sampel harus diputar-putar untuk menghindari cacat ekor komet.
    • Jenis zat poles yang digunakan pada percobaan ini adalah cairan alumina.
    • Hal yang perlu diperhatikan dalam pemolesan adalah tekanan poles, pemutaran sampel, pemberian air dan zat poles.
    • Etsa
    • Etsa adalah suatu proses penyerangan atau pengikisan batas butir yang selektif dan terkendali dengan pencelupan ke larutan pengetsa baik menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati akan terlihat jelas dan tajam.
    • Dua proses etsa yang dipakai ialah etsa kimia dan elektroetsa.
    • Pada etsa kimia, untuk melihat struktur baja menggunakan zat nital, Al dengan zat HF, dan paduan tembaga dengan zat FeCl3.
    • Variabel etsa yang penting untuk proses etsa kimia adalah pemilihan zat etsa, waktu pengetsaan, dan pemberian alkohol.
    • Pengamatan Struktur Mikro dan Makro
    • Tujuan dari pengamatan mikro adalah mengetahui pengambilan foto mikrostruktur, menganalisa struktu mikro dan sifat-sifatnya, dan mengenali fasa-fasa yang terdapat dalam struktur mikro.
    • Tujuan dari pengamatan struktur makro adalah mengetahui jenis perpatahan dari sampel.
    • Sebelum dilakukan pengamatan, sampel untuk pengamatan struktur mikro harus dilakukan persiapan sampel dengan baik, agar hasilnya dapat dilihat dengan jelas dan tajam serta dapat dibandingkan dengan literatur yang ada.
    • Sampel pengamatan struktur makro pada percobaan ini adalah sampel hasiil uji tarik dengan jenis perpatahan getas.
    • Hal yang penting pada saat pengamatan struktur adalah pencahayaan, fokus, dan perbesaran yang tepat agar dapat terlihat ada fasa, karbida, presipitat dan komponen apa saja pada sampel pengamatan struktur mikro dan patahan apa yang terjadi pada sampel pengamatan struktur makro.
    • Percobaan Jominy
    • Percobaan Jominy bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh material tersebut berfasa martensit, memprediksi seberapa dalam kekerasan yang dicapai, membandingkan kekerasan suatu material dengan standardnya.
    • Dengan kurva Jominy dapat diketahui hubungan antara kecepatan pendinginan dengan fasa yang terbentuk serta mendapatkan sifat kekerasannya.
    • Semakin dekat dengan sumber air, maka sifat kekerasannya makin tinggi, karena laju pendinginannya semakin cepat sehingga martensit lebih mudah terbentuk.
    • Nilai kekerasan untuk percobaan Jominy dilakukan dengan metode Brinell.
    • Semakin landai grafik kekerasan dan jarak end-quench, menunjukan bahwa kemampukerasan material akan semakin baik.
    • Pengujian HST
    • Perlakuan panas merupakan proses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan mengubah struktur mikro dan sifat mekanis logam.
    • Laju pendinginan suatu proses ditentukan oleh media pendinginnya, dapat berupa air, minyak, udara, dan lain-lain.
    • Laju pendinginan yang berbeda akan menghasilkan fasa yang berbeda. Masing - masing fasa tersebut terjadi dengan kondisi pendinginan yang berbeda-beda dimana untuk setiap paduan bahan dapat dilihat pada diagram CCT dan TTT. Dan masing-masing fasa memiliki nilai kekerasan yang berbeda.
    • Pada percobaan ini, dilakukan perlakuan panas dengan media pendinginnya minyak (oil).
    V.2. Saran<br />
    • Praktikan diberi kesempatan untuk melakukan proses mounting untuk lebih memahami dan mengerti proses mounting itu tersebut.
    • Jumlah mesin amplas otomatis ditambah serta diadakan perbaikan terhadap sistem saluran air di mesin tersebut agar memudahkan praktikan.
    • Praktikan diberikan kesempatan untuk belajar mengoperasikan atau mensetting mikroskop agar gambar yang dihasilkan bagus.
    • Pengamatan struktur mikro dilakukan lebih lanjut dengan menggunakan SEM.
    6. Daftar Pustaka<br />ASM Handbook Volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys<br />ASM Handbook Volume 3: Alloy Phase Diagrams<br />ASM Handbook Volume 4: Heat Treating<br />ASM Handbook Volume 9: Metallography and Microstructures<br />Ariati MS, Dr. Ir. Myrna. Bahan Kuliah (slide) Heat Treatment & Surface Engineering. 2010. Depok: DTMM FT UI<br />Callister, William. Material Science and Engineering An Introduction Seventh Edition. 2007. New York: Wiley<br />Lab Metalografi & HST. Modul Praktikum Karakterisasi Material 2. 2011. Depok: DTMM FT UI<br />Voort, G.F Van der. Atlas of Time Temperature Diagrams for Irons &Steel. 1991. ASM International<br />