View
0
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
LEMBAR PENGESAHAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Damayanti
NRP : 113 11 2502
Program Studi : Teknik Industri
Mahasiswa Institut Teknologi Indonesia program teknik industri
telah menyelesaikan praktikum modul II Heat Treatment.
1 | P a g e
Asisten Lab
(.........................................)
Serpong, ............
September 2012
Kord. Lab Material Teknik
(........................
DAFTAR ISI
1. Lembar Pengesahan ............................... 1
2. Lembar Asistensi ................................ 2
3. Daftar Isi ...................................... 3
4. Kata Pengantar................................... 4
5. BAB I Pendahuluan ............................... 5
6. BAB II Maksud dan Tujuan......................... 12
7. BAB III Alat dan Bahan .......................... 13
8. BAB IV Prosedur Percobaan ....................... 15
9. BAB V Tugas dan Pertanyaan....................... 16
10.................................................BAB VI Data
Percobaan ....................................... 24
11.................................................BAB VII Data
Perhitungan...................................... 25
7.1. BHN (Brinell Hardness Number)............... 25
7.2. % BHN (Brinell Hardness Number)............. 26
7.3. Tabel BHN dan % BHN......................... 27
7.4. Grafik BHN.................................. 28
7.5. Grafik % BHN................................ 29
12.................................................BAB VIII
Analisa.......................................... 30
13.................................................Kesimpulan
................................................. 31
4 | P a g e
14.................................................Daftar
Pustaka ......................................... 32
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa,
atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga
penulis dapat menyelesaikan laporan yang berjudul heat treatment.
Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan ini berkat
bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari
bantuan dari Koordinator Laboratorium Material Teknik, para Asisten
Laboratorium Material Teknik dan pihak lain yang tidak disebutkan
di sini. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis menghaturkan rasa
hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak
yang membantu dalam pembuatan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan laporan
ini masih dari jauh dari kesempurnaan. Namun demikian, penulis
telah berupaya dengan segala kemampuan dan pengetahuan yang
dimiliki sehingga dapat selesai dengan baik dan oleh karenanya, tim5 | P a g e
penulis dengan rendah hati dan tangan terbuka menerima masukan,
saran dan kritik guna penyempurnaan laporan ini.
Harapan penulis, semoga laporan ini dapat bermanfaat.
Serpong, September 2012
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
Heat treatment merupakan suatu perlakuan yang diberikan pada
suatu bahan dengan tujuan agar diperoleh sifat-sifat yang
diinginkan perubahan sifat yang dihasilkan merupakan akibat dari
perubahan struktur mikro yang terjadi sesuai dengan kecepatan laju
pendinginan.
Perlakuan panas meliputi:6 | P a g e
- Proses anil (annealing)
- Proses hardening
- Proses normalisasi
- Tempering
- Proses stress relief
- Proses sheroidzing
- Proses rekristralisasi
- Proses homogenisasi
Pengujian kekerasan pada brinneel ini biasa disebut BHN
(brinnel hardness number). Pada pengujian brinnel akan dipengaruhi
oleh beberapa factor berikut:
1. Kehalusan permukaan.
2. Letak benda uji pada identor.
3. Adanya pengotor pada permukaan.
Pendinginan. Untuk proses Hardening kita melakukan pendinginan
secara cepat dengan menggunakan media air. Tujuanya adalah untuk
mendapatkan struktur martensite, semakin banyak unsur karbon, maka
struktur martensite yang terbentuk juga akan semakin banyak. Karena
martensite terbentuk dari fase Austenite yang didinginkan secara
cepat. Hal ini disebabkan karena atom karbon tidak sempat berdifusi
keluar dan terjebak dalam struktur kristal dan membentuk struktur
tetragonal yang ruang kosong antar atomnya kecil, sehingga
kekerasanya meningkat.
a. efek pada struktur mikro dan ukuran butiran
Pada proses pembuatannya, komposisi kimia yang dibutuhkan
diperoleh ketika baja dalam bentuk fasa cair pada suhu yang tinggi.7 | P a g e
Pada saat proses pendinginan dari suhu lelehnya, baja mulai
berubah menjadi fasa padat pada suhu 13500, pada fasa ini lah
berlangsung perubahan struktur mikro. Perubahan struktur mikro
dapat juga dilakukan dengan jalan heat treatment.
Bila proses pendinginan dilakukan secara perlahan, maka akan
dapat dicapai tiap jenis struktur mikro yang seimbang sesuai dengan
komposisi kimia dan suhu baja. Perubahan struktur mikro pada
berbagai suhu dan kadar karbon dapat dilihat pada Diagram Fase
Keseimbangan (Equilibrium Phase Diagram).
Fig 6.3 Equilibrium phase diagram for iron – iron carbide system
(f.c.c.face – centred cubic: b.c.c. body-cenreed cubic)
Penjelasan diagram:
Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro
dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical
paling kanan).
Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas
8 | P a g e
Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang
sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit.
Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang
terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini
dinamakan titik Eutectoid.
Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik
eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara
ferit dan perlit.
Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan
6.67%, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara
perlit dan sementit.
Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon
rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi
struktur mikro Austenit.
Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh
turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung
dari leleh menjadi Austenit.
Dari diagram diatas dapat kita lihat bahwa pada proses
pendinginan perubahan – perubahan pada struktur kristal dan
struktur mikro sangat bergantung pada komposisi kimia.
b. heat treatment dengan pendinginan tak menerus
Jika suatu baja didinginkan dari suhu yang lebih tinggi dan
kemudian ditahan pada suhu yang lebih rendah selama waktu tertentu,
maka akan menghasilkan struktur mikro yang berbeda. Hal ini dapat
dilihat pada diagram: Isothermal Tranformation Diagram.
9 | P a g e
Fig. 6.4 Isothermal transformation diagram for 0.2 C. 0.9% Mn steel
Penjelasan diagram:
Bentuk diagram tergantung dengan komposisi kimia terutama kadar
karbon dalam baja.
Untuk baja dengan kadar karbon kurang dari 0.83% yang ditahan
suhunya dititik tertentu yang letaknya dibagian atas dari kurva
C, akan menghasilkan struktur perlit dan ferit.
Bila ditahan suhunya pada titik tertentu bagian bawah kurva C
tapi masih disisi sebelah atas garis horizontal, maka akan
mendapatkan struktur mikro Bainit (lebih keras dari perlit).
Bila ditahan suhunya pada titik tertentu dibawah garis
horizontal, maka akan mendapat struktur Martensit (sangat keras
dan getas).
Semakin tinggi kadar karbon, maka kedua buah kurva C tersebut
akan bergeser kekanan.
10 | P a g e
Ukuran butir sangat dipengaruhi oleh tingginya suhu pemanasan,
lamanya pemanasan dan semakin lama pemanasannya akan timbul
butiran yang lebih besar. Semakin cepat pendinginan akan
menghasilkan ukuran butir yang lebih kecil.
c. heat treatment dengan pendinginan menerus
Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material
baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi
sampai dengan suhu rendah.
Pengaruh kecepatan pendinginan manerus terhadap struktur mikro
yang terbentuk dapat dilihat dari diagram Continuos Cooling
Transformation Diagram.
Penjelasan diagram:
Pada proses pendinginan secara perlahan seperti pada garis (a)
akan menghasilkan struktur mikro perlit dan ferlit.
Pada proses pendinginan sedang, seperti, pada garis (b) akan
menghasilkan struktur mikro perlit dan bainit.
11 | P a g e
Pada proses pendinginan cepat, seperti garis ( c ) akan
menghasilkan struktur mikro martensit.
Dalam prakteknya ada 3 heat treatment dalam pembuatan baja:
Pelunakan (Annealing) : pemanasan produk setengah jadi pada
suhu 850 - 9500 C dalam waktu yang tertentu, lalu didinginkan
secara perlahan (seperti garis-a diagram diatas). Proses ini
berlangsung didapur (furnace). Butiran yang dihasilkan umumnya
besar/kasar.
Normalizing : pemanasan produk setengah jadi pada suhu 875 –
9800C disusul dengan pendinginan udara terbuka (seperti garis-b
diagram diatas). Butiran yang dihasilkan umumnya berlangsung
bersamaan dengan pelaksanaan penggilingan kondisi panas
(rolling).
Quenching : system pendinginan produk baja secara cepat dengan
cara penyemprotan air pada pencelupan serta perendaman produk
yang masih panas kedalam media air atau oli. Sistem pendinginan
ini seperti garis-c diagram diatas.
Selain dari ketiga system heat treatment diatas ada juga heat
treatment tahap kedua pada rentang suhu dibawah austenit yang
dinamakan Tempering. Pemanasan ulang produk baja ini biasa
dilakukan untuk produk yang sebelumnya di quenching. Setelah di
temper, maka diharapkan produk tersebut akan lebih ulet dan liat.
Struktur mikro dan sifat karakteristik baja dapat disesuaikan
dengan pemilihan heat treatment yang tepat.
Keterangan tambahan:
Ferit biasa dinamakan juga Besi - α12 | P a g e
Austenit dinamakan juga Besi - g
Struktur mikro diatas suhu 13500C dinamakan Besi - d
Proses pendinginan sendiri memiliki dua macam proses, yaitu :
1. Proses pendinginan secara langsung
Proses ini dilakukan dengan cara logam yang sudah dipanaskan
hingga suhu austenite dan setelah itu logam didinginkan dengan cara
mencelupkan logam tersebut ke dalam media pendingin cair, seperti
air, oli, air garam dan lain-lain.
Pada percobaan ini pelaksanaannya menggunakan dua metode,
dimana cara pendinginan untuk ujung yang bawah dengan cara
menyemprotkan air langsung yaitu quench sedangkan untuk ujung yang
lain dilakukan dengan cara normalizing.
Pendinginan di ujung yang disemprot dengan air pendinginannya
lebih cepat daripada ujung yang satunya karena bantuan udara/suhu
ruangan. Jadi laju pendinginan terbesar terjadi di ujung benda uji
yang disemprot air.
2. Proses pendinginan secara tidak langsung
Proses ini dilakukan dengan cara, logam yang telah dipanaskan
sampai dengan suhu austenite setelah itu logam didinginkan dengan
cara menyemprotkan air pada salah satu ujung dari logam tersebut
atau dengan cara didinginkan pada udara terbuka atau temperature
kamar.
Adapun metode-metode pendinginan sebagai berikut :
1. Quenching
Quenching merupakan suatu proses pendinginan yang termasuk
pendinginan langsung. Pada proses ini benda uji dipanaskan sampai13 | P a g e
suhu austenite dan dipertahankan beberapa lama sehingga strukturnya
seragam, setelah itu didinginkan dengan mengatur laju
pendinginannya untuk mendapatkan sifat mekanis yang dikehendaki.
Pemilihan temperature media pendingin dan laju pendingin pada
proses quenching sangat penting, sebab apabila temperature terlalu
tinggi atau pendinginan terlalu besar, maka akan menyebabkan
permukaan logam menjadi retak.
Hasil quench hardening :
menghasilkan produk yang keras tetapi getas
Menghasilkan tegangan sisa
Keuletan dan ketangguhan turun. Fluida yang ideal untuk media
quench agar diperoleh struktur martensit, harus bersifat:
Mendinginkan benda kerja relatif lambat di daerah temperatur
yang rendah, misalnya di bawah temperatur 350˚C agar distorsi atau
retak dapat dicegah.
Proses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan
mengubah struktur mikro dan sifat mekanis logam disebut Perlakuan
Panas (Heat Treatment). Logam yang didinginkan dengan kecepatan yang
berbeda-beda misalnya dengan media pendingin yang berbeda, air,
udara atau minyak akan mengalami perubahan struktur mikro yang
berbeda. Setiap struktur mikro misalnya fasa martensit, bainit,
ferit dan perlit merupakan hasil transformasi fasa dari fasa
austenit. Masing-masing fasa tersebut terjadi dengan kondisi
pendinginan yang berbeda-beda dimana untuk setiap paduan bahan
dapat dilihat pada diagram Continous Cooling Transformation (CCT)
dan Time Temperature Transformation (TTT) diagram. Masing-masing14 | P a g e
fasa di atas mempunyai nilai kekerasan yang berbeda. Dengan
pengujian Jominy maka dapat diketahui laju pendinginan yang berbeda
akan menghasilkan kekerasan bahan yang berbeda. Pada percobaan
Jominy ini , mampu keras dari suatu baja yang sama akan bervariasi
karena dipengaruhi oleh komposisinya, dimana komposisi tersebut
merupakan komposisi kimia dan terdapat ukuran-ukuran dari setiap
benda uji atau spesimen. Spesimen yang biasa digunakan dalam
percobaan Jominy test ini adalah baja karbon. Pada baja,pendinginan
yang cepat dari fasa austenit menghasilkan fasa martensit yang
tinggi kekerasannya. Untuk pendinginan lambat akan mendapatkan
struktur
Laju pendinginan bergantung pada media pendinginnya juga.
Adapun media pendingin adalah sebagai berikut :
Air
Oli
Udara
Dalam anil
15 | P a g e
BAB II
MAKSUD DAN TUJUAN
Mempelajari fenomena kekerasan pada baja karbon
Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kekerasan pada
logam
perubahan sifat mekanis bahan akibat pemanasan dan pendinginan
yang dikendalilkan sehingga didapat kekerasan bahan dengan
kecepatan pendinginan akibat proses perlakuan panas yang
dilakukan.
16 | P a g e
c. Alat penguji kekerasan Brinell
d. Mesin ampelas (finishing)
e. Mikroskop mikron
f. Media pendingin (air atau oli)
18 | P a g e
1. Siapkan 4 buah benda kerja
2. Masukkan empat benda kerja tersebut ke dalam dapur furnace,
kemudian naikkan temperaturnya sampai 900 derajat C dan tahan
selama ½ jam
3. Keluarkan 3 buah benda kerja dari dalam dapur furnace, dan
masing-masing dicelup ke dalam air dan sebuah lagi dibiarkan
di udara terbuka
4. Satu benda kerja lagi dibiarkan tetap di dalam dapur sampai
temperatur didalam dapur furnace kembali ke temperatur kamar
5. Benda kerja yang telah selesai didinginkan diratakan salah
satu bagian permukaannya dengan menggunakan ampelas sampai
rata dan halus (gunakan mesin poleshing untuk meratakan
permukaan tersebut). Yaitu dengan kertas amplas ukuran No. 320
sampai dengan ukuran No. 800 secara berurutan dengan arah 90
derajat setiap pergantian nomor kertas amplas.
6. Uji kekerasan benda uji dengan uji kekerasan brinnel dengan 3
titik uji yang berlainan tempat
7. Ukur (diameter) bekas jejak indektor yang timbul dengan
mikroskop mikron.
20 | P a g e
BAB V
TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Sebutkan dan jelaskan metoda yang digunakan unyuk uji
kekerasn dan bagaimana hubungannya.
umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode
pengujian kekerasan, yakni :
1. Brinnel (HB / BHN)
Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk
menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan
material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada
permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian
Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan
yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor
(Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun
terbuat dari bahan Karbida Tungsten.
Uji kekerasan brinnel dirumuskan dengan :
21 | P a g e
BHN=
Dimana:
BHN = Nilai kekerasan (kg/mm2)
P= Gaya tekan (kg)
D = Diameter bola indentor (mm)
d = Diameter tapak tekan (mm)
2. Rockwell (HR / RHN)
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan
menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan
material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut
intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.
Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari
besarnya kekerasan dengan metode Rockwell.
HR = E – e
Dimana :
F0 = Beban Minor(Minor Load) (kgf)
F1 = Beban Mayor(Major Load) (kgf)
F = Total beban (kgf)
e = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi
dengan 0.002 mm
22 | P a g e
E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan
zero reference line yang untuk tiap jenis indentor berbeda-beda
1
HR = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness
3. Vikers (HV / VHN)
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan
menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan
material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai
bentuk geometri berbentuk piramid Beban yang dikenakan juga
jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel
yaitu antara 1 sampai 1000 gram.
Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi
(koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka
tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan
dengan sin (136°/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai
kekerasan dengan metode vikers yaitu :
…………………………………………………………(1)
………………….………………………………………(2)
…………………………………………………………(3)
23 | P a g e
Dimana,
HV = Angka kekerasan Vickers
F = Beban (kgf)
d = diagonal (mm)
4. Micro Hardness ( knoop hardness )
Mikrohardness test tahu sering disebut dengan knoop hardness
testing merupakan pengujian yang cocok untuk pengujian material
yang nilai kekerasannya rendah. Knoop biasanya digunakan untuk
mengukur material yang getas seperti keramik.
Dimana,
HK = Angka kekerasan Knoop
F = Beban (kgf)
l = Panjang dari indentor (mm)
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan proses heat treatment,
annealing, hardening, normalizing, tempering dan spheroidizing.
Annealing
Pengerjaan ini dilakukan dengan memanaskan logam baja hingga di
atas temperatur trasnformasi (723oC) bertujuan untuk mengubah ke24 | P a g e
fasa austenit kemudian didinginkan secara perlahan-lahan
(pendinginan tungku). Tujuan utama pengerjaan ini adalah
softening baja.
Hardening
Perlakuan baja ini dilakukan dengan memanaskan baja hingga fasa
menjadi austenit dan didinginkan secara cepat (lihat diagram
CCT baja karbon rendah). Media pendinginan cepat seperti air,
oli, garam atau media pendingin lainnya. Tujuan utama perlakuan
ini untuk meningkatkan kekerasan baja.
Normalizing
Pengerjaan ini dilakukan dengan memanaskan baja hingga menjadi
fasa austenit penuh dan didinginkan di udara (pendinginan
tungku) hingga mencapai suhu kamar. Fasa yang dihasilkan
berstruktur ferrite dan pearlite tergantung komposisi unsure
karbon.
Tempering
Perlakuan pemanasan kembali logam baja yang telah dikeraskan
(quenching) dengan pencelupan cepat. Suhu pemanasan adalah agak
rendah dibawah suhu transformasi eutectoid (lihat diagram fasa
biner Fe-C). Tujuan utama yaitu mengurangi nilai kekerasan
logam sehingga keuletan (ductility) logam akan naik. Beberapa
variabel penting dalam perlakuan temper adalah temperatur,
waktu pemanasan dan lain-lain.
Spheroidzing
Perlakuan pemanasan untuk menhasilkan karbida yang berbentuk
bulat (globular) di dalam logam baja.25 | P a g e
3. Dalam perlakuan panas baja dikenal diagram TTT. Gambarkan dan
jelaskan fungsi dari diagram tersebut.
Diagram TTT (Time Temperature Transformation) adalah
diagram yang menghubungkan transformasi austenit terhadap waktu
dan temperatur. Jika dilihat dari bentuk grafiknya diagram ini
mempunyai nama lain yaitu diagram S atau diagram C. Proses
perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur baja yang
diinginkan agar cocok dengan penggunaan yang direncanakan.
Struktur yang diperoleh merupakan hasil dari proses
transformasi dari kondisi awal. Proses transformasi ini dapat
dibaca dengan menggunakan diagram fasa namun untuk kondisi26 | P a g e
tidak setimbang diagram fasa tidak dapat digunakan, untuk
kondisi seperti ini maka digunakan diagram TTT.
4. Mengapa pada umumnya proses perlakuan panas (heat treatment)
pada baja dilalukan pada tempetatur austenisasi (sekitar 9000C).
Karena temperatur tersebut merupakan temperatur di atas minimal
yang dibutuhkan untuk baja karbon menjadi fasa austenite.
5. Gambarkan dan jelaskan tentang diagram fasa besi-karbon.
Penjelasan diagram:
Pada kandungan karbon mencapai 6.67% terbentuk struktur mikro
dinamakan Sementit Fe3C (dapat dilihat pada garis vertical
paling kanan).
Sifat – sifat cementitte: sangat keras dan sangat getas27 | P a g e
Pada sisi kiri diagram dimana pada kandungan karbon yang
sangat rendah, pada suhu kamar terbentuk struktur mikro ferit.
Pada baja dengan kadar karbon 0.83%, struktur mikro yang
terbentuk adalah Perlit, kondisi suhu dan kadar karbon ini
dinamakan titik Eutectoid.
Pada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik
eutectoid, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara
ferit dan perlit.
Pada baja dengan kandungan titik eutectoid sampai dengan
6.67%, struktur mikro yang terbentuk adalah campuran antara
perlit dan sementit.
Pada saat pendinginan dari suhu leleh baja dengan kadar karbon
rendah, akan terbentuk struktur mikro Ferit Delta lalu menjadi
struktur mikro Austenit.
Pada baja dengan kadar karbon yang lebih tinggi, suhu leleh
turun dengan naiknya kadar karbon, peralihan bentuk langsung
dari leleh menjadi Austenit.
6. Dalam proses perlakuan panas pada baja harus selalu
memperhatikan diagram fasa Fe-Fe3C,
Jelaskan mengapa hal tersebut harus selalu diperhatikan.
Diagram kesetimbangan fasa Fe-Fe3C adalah alat penting untuk
memahami struktur mikro dan sifat-sifat baja karbon, suatu
jenis logam panduan besi (Fe) dan carbon (C). Karbon larut di
dalam besi dalam bentuk larutan padat (solid solution) hingga
0.05% berat pada temperatur ruang. Baja dengan atom karbon28 | P a g e
terlarut hingga jumlah tersebut memiliki alpha ferrite pada
temperatur ruang. Pada kadar karbon lebih dari 0.05% akan
terbentuk endapan karbon dalam bentuk hard
intermetallicstoichiometric compound (Fe3C) yang dikenal sebagai
cementite atau carbide. Selain larutan padat alpha ferrite yang
dalam kesetimbangan dapat ditemukan pada temperatur ruang
terdapat fase-fase penting lainnya, yaitu delt-ferrite dan
gamma-austenite.
7. Jelaskan proses pembentukan ferit, perlit, bainit,dan martensit
dalam proses heat treatment.
Ferit
Ferit adalah fase larutan padata yang memiliki struktur BCC
(body centered cubic). Secara umum fase ini bersifat lunak
(soft), ulet (ductile) dan magnetic hingga temperatur tertentu
Perlit : merupakan campuran fasa ferit dan sementid sehingga
mempunyai sifat kuat.
Autenit : merupakan sel satuan yang berupa Face Centered Cubic
(FCC = kubus pusat muka), Austenit ini mempunyai sifat Non
magnetis, dan ulet.
Baja martensit
Unsur pemadunya lebih dari 5 %, sangat keras dan sukar dimesin
8. Apa perbedaan baja dan besi ditinjau dari sifat mekanis dan
komposisi kimianya.29 | P a g e
Perbedaan besi dan baja terletak pada kandungan panduan karbon
(C) yang akan menentukan sifat-sifat lain dari besi dan baja
tersebut. Panduan baja mengandung lebih banyak karbon dari
nilai komersialnya dapat dinamakan besi.
9. Jelaskan proses perlakuan panas apa yang tepat dilakukan supaya
alat-alat perkakas (pacul, pisau, kikir, dll) tidak cepat
tumpul.
Sifat mekanis dari perkakas ini dapat diperbaiki lagi dengan
melakukan proses perlakuan panas Hardening dan kemudian
dilanjutkan dengan Tempering yang tepat.
10. Jelaskan apa yang dimaksud dengan martemper. (gunakan diagram
TTT untuk menjelaskan jawaban saudara).
Martemper adalah perlakuan panas untuk baja melibatkan
austenitisation diikuti dengan langkah pendinginan , pada
tingkat yang cukup cepat untuk menghindari pembentukan ferit ,
perlit atau bainit ke suhu sedikit di atas mulai martensit (Ms)
titik. Perendaman harus cukup panjang untuk menghindari
pembentukan bainit. The advantage of martempering is the
reduction of thermal stresses compared to normal quenching .
Keuntungan dari martempering adalah penurunan tegangan termal
dibandingkan normal pendinginan . This prevents cracking and
minimises distortion . Hal ini mencegah retak dan meminimalkan
distorsi
30 | P a g e
11. Buatlah analisa mengenai pengaruh laju pendinginan terhadap
kekerasan dari hasil percobaan saudara (gambarkan dengan grafik
dan diagram TTT)
Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material
baja dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi
sampai dengan suhu rendah.
Pengaruh kecepatan pendinginan manerus terhadap struktur mikro
yang terbentuk dapat dilihat dari diagram Continuos Cooling
Transformation Diagram.
Penjelasan diagram:
31 | P a g e
Pada proses pendinginan secara perlahan seperti pada garis (a)
akan menghasilkan struktur mikro perlit dan ferlit.
Pada proses pendinginan sedang, seperti, pada garis (b) akan
menghasilkan struktur mikro perlit dan bainit.
Pada proses pendinginan cepat, seperti garis ( c ) akan
menghasilkan struktur mikro martensit.
12. Jelaskan hubungan antara kekerasan dengan kekuatan tarik suatu
bahan.
Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis
lokal akibat penetrasi pada permukaan.
Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada
ukuran mula.
BAB VI
DATA PERCOBAAN
32 | P a g e
No MediaPendingin
an
Pengukuran drata-rata(mm)
V d1 (mm)H
V d1 (mm)H
V d1 (mm)H
1 Air 36
3,000
2,800
3,200
3,300
3,300
3,100
2 Oli 3,800
4,200
3,800
3,800
4,500
4,200
4,050
3 Udara 4,400
4,500
4,500
4,500
4,300
4,500
4,450
4 Anil 4,500
4,700
4,500
4,500
4,500
5,000
4,617
5 TP 4,300
4,250
4,100
4,200
4,400
4,300
4,258
Catatan:
D = 10 mm
P = 2000 kgf
7.1. Rumus BHN (Brinner Hardness Number/Nomor Uji Kekerasan)
34 | P a g e
7.3. Tabel BHN dan % BHN
No Perlakuan BHN % BHN
1 Air 62,755 48,243 %2 Oli 109,150 9,98 %3 Udara 133,082 -9,757 %4 Anil 142,439 -18,299 %5 TP 121,251 0 %
36 | P a g e
BAB VIII
ANALISA
Dari percobaan diatas dapat diketahui fase martensit
terjadi pada spesimen yang terkena perlakuan anil
sedangkan fase ferit terjadi pada spesimen yang terkena
perlakuan air.
Berdasarkan perhitungan nilai BHN diperoleh hasil
kekerasan pada spesimen yang terkena perlakuan air 62,755
kgf/mm, oli 109,150 kgf/mm, udara 133,82 kgf/mm, anil
142,439 kgf/mm dan tanpa perlakuan 121,251 kgf/mm.
Proses dengan perlakuan anil (annealing) menghasilkan
kekerasan yang paling besar diantara lainnya karena
ukuran butir mikrostruktur suatu bahan meningkat,
menyebabkan perubahan pada sifatnya seperti kekuatan dan
kekerasan.
39 | P a g e
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat
disimpulkan bahwa terdapat hubungan antara laju pendinginan
dengan tingkat kekerasan, selain itu, ada factor lain yang
mempengaruhinya, yaitu media pendingin yang digunakan, kadar
karbon, bentuk struktur logam, dan unsure paduan dari logam
tersebut. Semakin cepat laju pendinginan, semakin tinggi nilai
kekerasan dan semakinn banyak struktur martensit yang
dihasilkan atau terbentuk.
40 | P a g e
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.proz.com/kudoz/english_to_indonesian/
metallurgy_casting/3471937-annealing.html41 | P a g e
2. http://www.scribd.com/doc/40517119/Laporan-Praktikum-
Heat-Treatment
3. http://blog.ub.ac.id/jefriyuristiant/2012/04/03/
hardenability/
42 | P a g e
Recommended