a

1. PENDAHULUAN
Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari karakteristik struktur dari logam at
au paduan. Mikroskop merupakan peralatan yang paling penting untuk mempelajari s
truktur mikro suatu logam. Mikroskop memungkinkan untuk menghitung ukuran butir,
distribusi dari fasa-fasanya dan inklusi yang memiliki efek yang besar terhadap
sifat logam. Fasa adalah suatu kondisi dimana komponen kimianya sama. Struktur
mikro hanya bisa dilihat dengan bantuan alat, dalam hal ini mikroskop optik yang
dijadikan sebagi alat yang penting dalam pengujian ini, sedangkan struktur makr
o dapat dilihat dengan cara visual/kasat mata.
Pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu metalografi makro, yaitu penyel
idikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 1000 kali, dan metalografi mikro, y
aitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali. Pada analisa mikro
digunakan mikroskop optik untuk menganalisa strukturnya. Berhasil tidaknya anal
isa ini ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin sempurna preparasi benda uj
i, semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.
Pada dasarnya pengujian metalografi mencakup dua spesimen pengujian, antara lain
: pengujian merusak atau Destructive Test (DT) yang mencakup pengujian tarik da
n tekan, pengujian kekerasan, pengujian impak, uji charpy dan relaksasi tegangan
, uji kelelahan dan pengujian keausan. Yang kedua adalah pengujian yang tidak me
rusak atau Non Destructive Test (NDT) yang menggunakan metode ultrasonik, metode
magnetik, metode akustik, metode radiografi dan yang terakhir adalah pemeriksaa
n visual.
Metalografi
Metalografi meliputi tahap-tahap sebagai berikut :
1.Cutting, yaitu mengetahui prosedur proses pemotongan sampel dan menetukan tekn
ik pemotongan yang tepat dalam pengambilan sampel metalografi sehingga didapat b
enda uji yang representatif.
2.Mounting, yaitu menempatkan sampel pada suatu media, untuk memudahkan penangan
an sampel yang berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak sampel.
3.Grinding, yaitu meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara menggo
sokkan sampel pada kain abrasif atau ampelas.
4.Pemolesan (Polishing), yaitu mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengk
ilat seperti kaca tanpa menggores, sehingga diperoleh permukaan sampel yang halu
s bebas goresan dan mengkilap seperti cermin, menghilangkan ketidakteraturan sam
pel hingga orde 0,01 µm.
5.Etsa, yaitu mengamati dan mengidentifikasi detil struktur logam dengan bantuan
mikroskop optik setelah terlebih dahulu dilakukan proses etsa pada sampel, meng
etahui perbedaan antara etsa kimia dengan elektro etsa serat aplikasinya.
Preparasi sampel
1.1Cutting (pemotongan)
Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskop optik merupakan
hal yang sangat penting. Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan penga
matan yang hendak dilakukan. Pada umumnya bahan komersial tidak homogen sehingga
satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap represent
atif. Pengambilan sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sam
pel yang sesuai dengan kondisi rata-rata bahan/kondisi ditempat-tempat tertentu
(kritis) dengan memperhatikan kemudahan pemotongan pula. Secara garis besar, pen
gambilan sampel dilakukan pada daerah yang akan diamati mikrostruktur maupun mak
rostrukturnya. Sebagai contoh untuk pengamatan mikrostruktur material yang menga

2. lami kegagalan, maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan (pada
daerah kritis dengan kondisi terparah), untuk kemudian dibandingkan dengan sampe
l yang diambil dari daerah yang jauh dari daerah gagal. Perlu diperhatikan juga
bahwa dalam proses memotong, harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang
berlebihan. Oleh karena itu, setiap proses pemotongan harus diberi pendinginan y
ang memadai. Beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang d
igunakan, meliputi proses pematahan, pengguntingan, pemotongan abrasi (abrasive
cutter), gergaji kawat, dan EDM (Electric Discharge Machining). Berdasarkan ting
kat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua yaitu : tek
nik pemotongan dengan deformasi yang besar menggunakan gerinda, sedangkan teknik
pemotongan dengan deformasi yang kecil menggunakan low speed diamond saw.
1.2Mounting
Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sul
it untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengampelasan dan pemolesan akhir.
Sebagai contoh spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran metal tipis, poton
gan yang tipis, dan lain-lain. Untuk memudahkan penanganannya, maka spesimen ter
sebut harus ditempatkan pada suatu media (media mounting). Secara umum syarat-sy
arat yang harus dimiliki bahan mounting adalah bersifat inert (tidak bereaksi de
ngan material maupun zat etsa), sifat eksoterm, viskositas rendah, penyusutan li
near rendah, sifat adhesi yang baik, memiliki kekerasan yang sama dengan sampel
flowabilitas yang baik, dapat menembus pori, dan celah. Khusus untuk etsa elektr
olitik dan pengujian SEM mempunyai bentuk ketidakteraturan yang terdapat pada sa
mpel yaitu bahan mounting harus konduktif. Media mounting yang dipilih haruslah
sesuai dengan material dan jenis ragam etsa yang akan digunakan. Pada umumnya mo
unting menggunakan material palstik dan sintetik. Materialnya dapat berupa resin
(castable resin) yang dicampur dengan hardener atau bakelit. Penggunaan castabl
e ersin lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana dibandingkan bakelit
, karena tidak diperlukan aplikasi panas dan tekanan. Namun bahan castasble resi
n ini tidak memiliki sifat mekanis yang baik/lunak sehingga kurang cocok untuk m
aterial-material yang keras. Teknik mounting yang paling baik adalah menggunakan
thermosetting resin dengan menggunakan material bakelit. Material ini berupa bu
buk yang tersedia dengan warna yang beragam.
1.3Grinding (Pengamplasan)
Sampel yang baru saja dipotong atau sampel yang telah terkorosi memiliki permuka
an yang kasar. Permukaan yang kasar tersebut harus diratakan agar pengamatan str
uktur mudah dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas amplas y
ang ukuran abrasifnya dinyatakan dengan mesh. Urutan pengamplasan harus dilakuka
n dari nomor mesh yang rendah (hingga 150 mesh) ke nomor mesh yang tinggi (180 h
ingga 600 mesh). Ukuran grit pertama yang dipakai tergantung pada kekerasan perm
ukaan dan kedalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan. Hal yang harus d
iperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian air. Air berfungsi sebagai p
emindah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul sehingga dapat mer
ubah struktur mikro sampel dan memperpanjang masa pemakaian kertas amplas. Hal l
ain yang harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah pengamplasan,
maka arah yang baru adalah 450/900 terhadap arah sebelumnya.
1.4Polishing (Pemolesan)
Setelah di amplas sampai halus (600 grit), sampel harus dilakukan pemolesan. Pem
olesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus, bebas goresan dan
mengkilap seperti cermin serta menghilangkan ketidakteraturan sampel hingga ord
e 0,01 µm. Permukaan sampel yang akan diamati dibawah mikroskop harus benar-benar r
ata. Apabila permukaan sampel kasar/bergelombang, maka pengamatan struktur mikro
akan sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop dipantulkan
secara acak oleh permukaan sampel. Tahap pemolesan kasar terlebih dahulu dilaku
kan kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus. Terdapat tiga metode pemolesan
antara lain sebagai berikut :
a.Pemolesan elektrolit kimia mempunyai hubungan rapat arus dan tegangan bervaria
si untuk larutan elektrolit dan material yang berbeda untuk tegangan, terbentuk

3. lapisan tipis pada permukaan, dan hampir tidak ada arus yang lewat, maka terjadi
proses etsa. Sedangkan pada tegangan tinggi terjadi proses pemolesan.
b.Pemolesan kimia mekanis merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan me
kanis yang dilakukan serentak diatas piringan halus. Partikel pemoles abrasif di
campur dengan larutan pengetsa yang umum digunakan.
c.Pemolesan elektro mekanis (metode Reinacher) merupakan kombinasi antara pemole
san elektrolit dan mekanis pada piring pemoles. Metode ini sangat baik untuk log
am mulia, tembaga, kuningan, dan perunggu.
1.5Etching (Etsa)
Etsa merupakan proses penyerangan/pengikisan batas butir secara selekti fdan ter
kendali dengan pencelupan kedalam larutan pengetsa baik menggunakan listrik maup
un tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati 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. Etsa dibagi menjadi dua macam, yaitu :
a.Etsa kimia merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana
zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya
disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Perlu diingat bahwa waktu etsa jan
gan terlalu lama (umumnya sekitar 4-30 detik), dan setelah di etsa segera dicuci
dengan air mengalir lalu dengan alkohol kemudian dikeringkan.
b.Elektroetsa merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektroetsa. Cara
ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu penge
tsaan. Etsa jenis ini biasanya khusus untuk Stainless Steel karena dengan etsa k
imia sulit untuk mendapatkan detail strukturnya.
Pengamatan struktur makro dan mikro
Pengamatan metalografi dengan mikroskop optik dapat dibagi dua, yaitu :
1.Metalografi makro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100 kali
2.Metalografi mikro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran diatas 100 kali