Upload
adhityaaplex
View
33
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
makalah hardness tester
Citation preview
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
BAB II
LANDASAN TEORI
A Pengertian Kekerasan dan Sifat-Sifat Material
Kekerasan adalah kemampuan suatu bmaterial untuk menahan penetrasi pada
permukaan sedangkan pengujian kekerasan atau hardness tess adalah suatu pengujian
yang dilakukan untuk mengukur kemampuan suatu material untuk menahan penetrasi
pada permukaan Adapun sifat-sifat material yang diuji adalah
1 Physical Properties (sifat fisik)
Sifat fisik adalah segala aspek dari suatu objek atau zat yang dapat diukur
atau dipersepsikan tanpa mengubah identitasnya Sifat-fisik dapat berupa sifat
intensif atau ekstensif Sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung pada
ukuran dan jumlah materi pada material misalnya rasa massa jenis dan
wujud sedangkan sifat ekstensif adalah sifat material yang bergantung pada
jumlah dan ukuran suatu material sebagai contohnya adalah massa volum
entalpi dll Sifat fisis dapat berupa sifat ekstensif atau intensif Namun semua
sifat kimia tergolong sifat intensif
2 Chemistry Properties (Sifat kimia)
Sifat kimia pada umumnya merujuk pada sifat suatu materi dengan kondisi
ambien atau daerah sekitar yaitu pada suhu kamar tekanan atmosfer
dan atmosfer beroksigen) Sifat ini terutama timbul pada reaksi kimia dan
hanya dapat diamati dengan mengubah identitas kimiawi suatu zat Sifat kimia
dapat digunakan untuk menyusun klasifikasi kimia
3 Technology properties (Sifat teknologi)
Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses
Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses
pembentukan misalnya dengan pengerolan atau penempaan Produk dengan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran Sifat-sifat
teknologi diantaranya sifat mampu las sifat mampu cor sifat mampu mesin
dan sifat mampu bentuk Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang
merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-
sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu
sendiri
4 Mechanical Properties (sifat mekanik)
Sifat mekanik adalah suatu respon atau daya tolak dari suatu material
ketika di beri perlakuan atau pembebanan Sifat mekanik material terbagi
menjadi 2 bagian yaitu
1 Strength (kekuatan)
Kekuatan merupakan kemampuan dari suatu material untuk
menahan beban tanpa mengalami kepatahan
Gambar 21 grafik kekuatan material sebelum mengalami perpatahan
2 Stiffness (kekakuan)
Stiffness merupakan suatu sifat kekakuan pada material Sifat
kekakuan merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan
pemasangan dari kaca
Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk
menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan
vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur
internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan
sebagai
Estiffnessspecifics
3 Elasticity ( elastisitas)
Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan
dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk
semula sebelum menerima tekanan tersebut
4 Plasticity (sifat plastik)
Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami
pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke
bentuk semula
5 Ductility (daktilitas)
Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami
kepatahan atau deformasi lainnya
6 Toughness (ketahanan)
Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah
atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari
sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada
bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan
perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat
seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang
polimer sebelum kepatahan
Atau dapat dituliskan
dLLFarea )(
Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk
mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi
yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan
Berikut ini adalah kurva Toughness
Gambar 22 kurva toughness
Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum
tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan
adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan
dengan kurva berikut ini
Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan
7 Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi
secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama
apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung
pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur
rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature
dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan
kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah
pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena
itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu
didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu
pembenanan adalah besar
Kekuatan melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur
mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran Sifat-sifat
teknologi diantaranya sifat mampu las sifat mampu cor sifat mampu mesin
dan sifat mampu bentuk Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang
merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-
sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu
sendiri
4 Mechanical Properties (sifat mekanik)
Sifat mekanik adalah suatu respon atau daya tolak dari suatu material
ketika di beri perlakuan atau pembebanan Sifat mekanik material terbagi
menjadi 2 bagian yaitu
1 Strength (kekuatan)
Kekuatan merupakan kemampuan dari suatu material untuk
menahan beban tanpa mengalami kepatahan
Gambar 21 grafik kekuatan material sebelum mengalami perpatahan
2 Stiffness (kekakuan)
Stiffness merupakan suatu sifat kekakuan pada material Sifat
kekakuan merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan
pemasangan dari kaca
Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk
menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan
vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur
internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan
sebagai
Estiffnessspecifics
3 Elasticity ( elastisitas)
Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan
dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk
semula sebelum menerima tekanan tersebut
4 Plasticity (sifat plastik)
Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami
pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke
bentuk semula
5 Ductility (daktilitas)
Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami
kepatahan atau deformasi lainnya
6 Toughness (ketahanan)
Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah
atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari
sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada
bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan
perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat
seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang
polimer sebelum kepatahan
Atau dapat dituliskan
dLLFarea )(
Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk
mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi
yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan
Berikut ini adalah kurva Toughness
Gambar 22 kurva toughness
Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum
tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan
adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan
dengan kurva berikut ini
Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan
7 Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi
secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama
apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung
pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur
rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature
dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan
kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah
pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena
itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu
didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu
pembenanan adalah besar
Kekuatan melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur
mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesain dan
pemasangan dari kaca
Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk
menahan deformasi dari penyemiran pemasangan gravitasi dan
vibrasi pada saat pengoperasiannyaApapun bentuk dan struktur
internalnya stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan
sebagai
Estiffnessspecifics
3 Elasticity ( elastisitas)
Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan
dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk
semula sebelum menerima tekanan tersebut
4 Plasticity (sifat plastik)
Plastis merupakan suatu keadaan dimana sebuah benda mengalami
pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa untuk kembali ke
bentuk semula
5 Ductility (daktilitas)
Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami
kepatahan atau deformasi lainnya
6 Toughness (ketahanan)
Sifat toughness adalah sifat suatu material yang tidak akan patah
atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba-tiba Ketahanan dari
sebuah material berada dibawah kurva tegangan-regangan Pada
bagian tegangan menunjukkan kesimbangan dengan kekuatan tekan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan
perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat
seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang
polimer sebelum kepatahan
Atau dapat dituliskan
dLLFarea )(
Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk
mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi
yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan
Berikut ini adalah kurva Toughness
Gambar 22 kurva toughness
Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum
tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan
adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan
dengan kurva berikut ini
Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan
7 Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi
secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama
apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung
pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur
rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature
dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan
kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah
pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena
itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu
didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu
pembenanan adalah besar
Kekuatan melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur
mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan
perpanjangannya Wilayah dibawah kurva tegangan-regangan sangat
seimbang dari integral dari gaya yang melebihi dari panjang rentang
polimer sebelum kepatahan
Atau dapat dituliskan
dLLFarea )(
Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk
mematahankan suatu benda Ketahanan merupakan ukuran dari energi
yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan
Berikut ini adalah kurva Toughness
Gambar 22 kurva toughness
Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan Material yang kuat belum
tentu tahan untuk direntangkan Sedangkan substansi dari perengangan
adalah kekutan tetapi tidak mengalami deformasi yang besar
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan
dengan kurva berikut ini
Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan
7 Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi
secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama
apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung
pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur
rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature
dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan
kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah
pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena
itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu
didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu
pembenanan adalah besar
Kekuatan melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur
mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan
dengan kurva berikut ini
Gambar 23 kurve perbedaan kekuatan-ketahanan
7 Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi
secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama
apabila dibebani secara tetap Deformasi macam ini yang tergantung
pada waktu dinamakan melar (creep) Melar terjadi pada temperatur
rendah juga tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature
dekat pada titik cair Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan
kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar kekuatan elah rendah
pada temperatur yang rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
(sekitar 650degK untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah Oleh karena
itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu
didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi
perlu didasarkan atas kekuatan melar karena pengaruh waktu
pembenanan adalah besar
Kekuatan melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur
mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
pada saat memuat aplikasinya Perancang yang biasa bekerja dengan
bahan ndash bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada
kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah
termoplastik
Modulu creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus Et) menunjukkan modulus dari
material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih
spesifiknya dalam suatu periode waktu (t)
tttimeatstrainTotal
StressEt
)(
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk
perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan
waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep yang
sering juga disebut ldquomodulus nyatardquo
8 Hardness (kekerasan)
Kekerasan (hardness) merupakan kemampuan dari suatu bahan
material terhadap gaya tekan goresan pengikisan
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang
dipakai karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa
kesukaran mengenai spesifikasi Pengujian paling banyak dipakai ialah
dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban
tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk
di atasnya cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan
(SumberrepositorybinusacidcontentD0472D047226156doc)
httpidwikipediaorgwikiSifat_fisik
httpidwikipediaorgwikiSifat_kimia
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
B Penentuan Kekerasan
Kekerasan adalah suatu sifat dari bahan logam yang sangat penting karena banyak
sifat lain dari bahan logam yang berhubungan dengan kekerasan Kekerasan ini
adalah suatu kemampuan dari bahan untuk menahan deformasi plastik yang terjadi
atau perbedaan dari bahan terhadap bentuk tetap Kekerasan berhubungan dengan
kekuatan oleh karena itu dalam hal kekerasan suatu bahan dengan angka-angka
sudah menggambarkan kekuatan tersebut
Kemampuan suatu logam akan meningkat apabila kekerasan semakin meningkat
sementara kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh media pendingin
Pada umumnya ada 3 cara pengujian kekerasan yaitu
a) Cara penggoresan
Dilakukan dengan jalan menggoreskan bahan yang lebih keras terhadap
bahan yang lebih lunak Cara ini dikenal dengan Hocks-Mocks Membuat
skala yang terdiri dari sepuluh standar Mineral-mineral yang disusun menurut
kekerasan atau kemampuan mulai dengan bahan terkeras yaitu intan kebahan
yang lebih lunak
b) Cara dinamik
Dilakukan dengan jalan menjatuhkan bola baja ke permukaan logam
dimana tinggi pantulan bola menyatakan energi pantulan sebagai ukuran
Kekerasan cara ini disebut Share shereskop
c) Cara penekanan
Merupakan cara umum dari pengujian kekerasan logam yang termasuk
cara ini adalah cara Brinell Vickers dan cara Rockwell
1) Cara brinnel
Yaitu dengan cara menekankan bola baja pada logam dengan
suatu bahan tertentu pada waktu baja ditekankan pada permukaan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
logam maka akan tampak bekas penekanan berupa sebagian dari bola
baja Kesan yang dihasilkan diukur di setidaknya dua diameter -
biasanya di sudut kanan satu sama lain dan hasil tersebut rata-rata
Sebuah grafik kemudian digunakan untuk mengkonversi pengukuran
diameter rata-rata ke nomor kekerasan Brinell Test forces range from
500 to 3000 kgf Uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf
Gambar 24 cara penekanan brinnel
Diameter bekas penekanan diukur teliti dengan mikroskop kekerasan
Brinell diperoleh dengan perhitungan beban dibagi dengan luas
penampang bekas penekanan
22
2
dDD
PH B
(Kg 2mm )
Dimana
HB = Kekerasan Brinell
P = Beban
D = Diameter Bola Baja
d = Diameter Bekas Penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 25 penekanan brinell
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=httpwwwhardnesstesterscomApplic
ationsindexaspx
2) Cara Vickerss
Yaitu menggunakan intan sebagai pengganti bola baja dengan demikian
untuk bahan-bahan material karbon rendah atau keras yang akan
Gambar26 penekanan vickers
diuji dengan tidak ada penyimpangan seperti halnya cara Brinell sudut yang
dibentuk oleh dua bidang dari piramida pada bekas penekanan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
yaitu
oSin
dA
682
2
(cm)
Harga kekerasan adalah 1854 Pd2 (Kgmm
2)
Dimana
P = Beban (Kg)
d = Panjang rata-rata dari baris yang menghubungkan sudut-sudut
2
21 ddd
httptranslategooglecoidtranslatehl=idamplangpair=en|idampu=
httpenwikipediaorgwikiVickers_hardness_test
3) Cara Rockwell
Prinsip kekerasan logam didasarkan pada dalamnya atau
dangkalnya bekas penekanan kerucut atau bola baja yang masuk pada
logam dengan lt bentuk tertentu Kerucut intan dan bola baja yang
sering digunakan adalah dengan diameter = 16 18 frac14 dan frac12 inchi
Makin keras suatu logam yang akan dijui maka semakin dangkal
masuknya bola baja atau kerucut baja Begitu pula sebaliknya karena
pengukuran dalamnya penekanan terbatas pada kemampuan alat dan
mengingat segi-segi praktis lainnya Maka dibuat segi dari skala yang
disebut skala A B dan C
Skala A
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yang sangat
keras dengan menggunakan kerucut intan dengan beban 60 Kg
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Skala B
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam agak lunak
dengan menggunakan bola baja berukuran 116 inchi dengan
beban 100 Kg
Skala C
Digunakan pada pengukuran kekerasan logam yaitu yang
telah dikeraskan dengan menggunakan kerucut intan dengan
penekanan 150 Kg
Gambar 27 Posisi benda uji dan alat penguji rockwell
httpwwwgooglecoidimagesum=1amphl=idampbiw=1366ampbih=607amptbm=ischampsa=
Xampei=ORhTeSGFIPEcJSfyOkBampved=0CC8QBSgAampq=pengujian+rockwell
ampspell=1
sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
C Macam-Macam Pengerasan
a Pengerasan Permukaan
1 Karburasi
Dalam cara ini besi dipanaskan di pada suhu kritis dalam lingkungan yang
mengandung karbon baik dalam bentuk padat cair ataupun gas Beberapa
bagian dari cara kaburasi yaitu kaburasi padatkaburasi cair dan karburasi gas
Beberapa bagian dari karburasi yaitu karburasi padat karburasi cair dan
karburasi gas
2 Karbonitriding
Adalah suatu proses pengerasan permukaan dimana baja dipanaskan di
atas suhu kritis di dalam lingkungan gas dimana terjadi penyerapan karbon
dan nitrogen Keuntungan karbonitiding adalah kemampuan pengerasan
lapisan luar meningkat bila ditambahkannitrogen sehingga dapat diamfaatkan
baja yang relative murah ketebalan lapisan yangtahan antara 080 sampai 075
mm
3 Cyaniding
Adalah proses pengerasan dimana terjadi absorbsi karbon dan nitrogen
untuk memperoleh specimen yang keras pada baja kadar karbon rendah yang
memang sulit dikeraskan Proses ini tidak sembarang dilakukan penggunaan
closedpot dan hood ventilasi sangat diperlukan untuk proses cyaniding karena uap
sianida yang terbentuk sangat beracun
4 Nitriding
Adalah proses pengerasan permukaan yang dipanaskan sampai temperatur
plusmn 510degC dalam lingkungan gas ammonia selama beberapa waktu Metode
pengerasan kasus inimenguntungkan karena fakta bahwa kasus sulit diperoleh
dari pada karburasi Banyak bagian-bagian mesin seperti silinder barrel and gear dapat
dikerjakan dengan cara iniProses ini melibatkan theexposing dari bagian untuk gas amonia
atau bahannitrogen lainnya selama 20 sampai 100 jam pada 950 deg F The inwhich
kontainer pekerjaan dan gas amoniak dibawa dalam kontak harus kedap udara dan
mampu mempertahankan suhu sirkulasi andeven
httpwwwscribdcomdoc52597545laporan-heat-treatment-lengkap-abynk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
b Pengerasan induksi
Penggunaan arus listrik untuk pencairan logam pengerasan dan perlakuan
panas lainnya Arus bolak-balik berfrekuensi tinggi berasal dari pembangkit
konventer merkuri osilator spark atau asilator tabung Frekueni pada umumnya
tidak melebihi 500000 Hz untuk benda yang tipis digunakan frekuensi tingg
sedangkan untuk benda-benda berukuran sedang atau tebal digunakan frekuensi
rendah
c Pengerasan nyala
Dasar pengerasan nyala adalah sama dengan pengerasan induksi yaitu
pemanasan yang cepat disusul dengan pencelupan permukaan tebal lapisan yang
mengeras tergantung pada kemampuan pengerasan bahan Karena selama proses
penerasan tidak ada penambahan unsur-unsur lainnya Pemanasan dilakukan
dengan nyala oksiasilaen yang dibiarkan memanasi permukaan logam sampai
mencapai suhu kritis
Pada alat dipanaskan aliran air pendingin sehingga seera setelah suhu yang
diinginkan tercapai permukan langsung disemprot dengan ai Bila dikendalikan
dengan baik bagian dalam tidak berpengaruh Tebal lapisan yang keras
tergantung pada waktu pemanasan pada suhu nyala
d Pengerasan endapan
Pengerasan endapan hanya dapat diterapkan pada paduan dimana daya larut
suatu komponen berkurang dengan menurunnya suhu Paduan dipanaskan
beberapa lama sehingga terbentuk paduan yang homogen kemudian didinginkan
dengan cepat sampai suhu ruang
Paduan masih berupa larutan padat yang lewat jenuh suatu keadaan tidak stabil
Al2Cu akanmulai mengendap bila dibiarkan pada suhu ruang Proses ini disebut
proses pengerasan sepuh alamiah
Partikel yang mengendap dari larutan padat terbentuk pada batas butir dan bidang
geser menghasilkan hambatan sehingga pergeseran atau slip antar partikelkristal
berkurang Kekerasan akan berkurang dan bertambah dengan semakin
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berkurangnya atau bertambahnya besar partikel diiringi meningkatnya kerapuhan
dan berkurangnya kekuatan
(sumberhttpwwwscribdcomdoc51579737jenis-pengerasan)
D Keuntungan dan Kerugian Metode Penekanan Brinell Rockwell dan Vickers
1 Metode penekanan brinell
keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
kekurangan
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
2 Metode penekanan vickers
Keuntungan
Pengerjaan lebih mudah dilakukan
Biaya relatif ringan
Menghasilkan jejak yang relatif kecil
Tidak dipengaruhi oleh kekerasan permukaan
kekurangan
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan ukuran permukaan kecil
Tidak dapat dilakukan pada logam dengan tingkat kekerasan yang
tinggi
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
xry
t
dDx
dDx
zrx
zxr
Dr
22
2
222
222
2
1
22
2
22
22
2
1
2
1
2
dDD
dDD
Tidak dapat digunakan pada pengujian rutin karena pengujiannya lama
Memerlukan persiapan permukaan benda uji yang teliti dan rentan
terhadap kesalahan perhitungan panjang diagonal
3 Metode penekanan rockwell
Keuntungan
Pengamatan dapat dilakukan dengan mudah
Waktu operasinya praktis dan cepat
Mampu membedakan ukuran tekanan yang kecil sehingga bagian yang
mendapatkan perlakuan panas yang lengkap dapat diuji kekerasannya
kekurangan
Dalam menentukan kekerasan bahan harus memiliki permukaan yang
halus dan rata
Efektifitas dalam pengambilan data kurang
Ketelitian kurang
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
httpwwwscribdcomdoc50186047Metode-Pengujian-Kekerasan-Makalah-
Pengetahuan-Bahan-Febri-Irawan-05091002006
E Penurunan Rumus Penekanan Brinell dan Vickers
1 Penurunan rumus penekanan brinell
xr
yz
t
D
d
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
22
2
1
22 dDD
D
22
2dDD
D
ryA 2
oACBCAB 45cos
22
1AC
22
1d
d22
1
2
1
ABxO2
1
24
1d
O
OxOx
68sin
Luas permukaan bidang penekanan
Harga Kekerasan Brinell
2 Penurunan rumus penekanan Vickers
Bidang alas ABCD dari intan yang berbentuk bujur sangkar diperoleh dari
A
PHB
22
2dDD
D
P
22
2
dDDD
P
O
O
AB
CD
O68
x
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O
d
68sin
22
1
O
dd
68sin
22
12
4
1
2
1
BCOxBOC 2
1
O
d
68sin
8
1 2
854168sin
8
1
442
2
dd
BOCAO
Luas bidang penekanan
maka
Sehingga nilai kekerasan Vickers menjadi
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
A
PHV
8541
2d
P
2
8541
d
P
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
F Cara meningkatkan Kekerasan
Heat treatment
Kekerasan dapat diperoleh dengan melakukan perlakuan panas yang
disertai pendinginan yang cepat Pemanasan diatas suhu kritis kemudian
disusul pendingan yang cepat akan membentuk fasa martensit yang bersifat
sangatkeras dan getas
Proses pendinginan
Proses pendinginan juga bisa digunakan untuk meningkatkan kekerasan
pada suatu material baja misalnya dengan cara karburasi Pada material baja
AISI 1522 dengan sumber karbon arang tempurung kelapa dicampur dengan
Na 2 CO3 sebesar 20 sebagai bahan pengaktif hasil yang diperoleh dari
yang paling keras bertutur turut 773 HV untukwaktu penahanan 4 jam 753
HV untuk waktu penahanan 3 jam dan 570 HV untuk waktu penahanan 2
jam Perlakuan pack carburizing terhadap baja St 37 mampu meningkatkan
fungsi penggunaannya dari kelompok baja karbon rendah menjadi pahat
bubut Penelitian ini memperoleh kesimpulan bahwa pahat bubut yang
terbuat dari baja karbon rendah St 37 yang dikarburasi menggunakan arang
batok kelapa bias dijadikan sebagai alat potong alternatif yang dapat
memotong baja atau material lainnya seperti aluminium kuningan dan
sejenisnya Guna meningkatkan efektifitas karburasi padat pada baja karbon
rendah sudah pula dilakukan Penelitian ini menggunakan temperatur 850 ordm C
dengan waktu penahanan selama 4 jam Kesimpulan dalam penelitian ini
menyatakan bahwa ukuran butir antara 250 μm sampai 600 μm adalah yang
paling baik untuk melakukan proses karburasi padat Pada ukuran butir ini
diperoleh kekerasan permukaan baja meningkat 250 dari kekerasan semula
Pada temperatur kritis di atas Ac1 baja memiliki kecenderungan untuk
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
berafinitas dengan karbon dimana karbon akan diabsorpsi kedalam baja
membentuk larutan padat Bila berlangsung pada waktu yang cukup lama
maka lapisan luar akan memiliki kandungan karbon lebih tinggi
dibandingkan sebelumnya Penggunaan panas dengan temperatur austenisasi
antara 850 ordm C sampai 950 ordm C media karbon akan teroksidasi menghasilkan
gas CO2 dan CO Gas CO akan bereaksi dengan permukaan baja membentuk
atom karbon ( C ) dan selanjutnya berdefusi ke dalam baja
httpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST
Penambahan Unsur Paduan
Unsur paduan karbon paling banyak digunakan untuk meningkatkan
kekerasan baja Unsur karbon memiliki sifat sebagai pengikat molekul logam
sehingga penambahan karbon dapat meningkatkan ikatan antar molekul
sehingga mengakibatkan baja tersebut kuattapi akan menurunkan keuletan
Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah mangan
(manganese) krom (chromium) vanadium cobalt molybdenum wolfram
dan tungsten
(sumberwwwramuantahanlamacomtagmeningkatkan-kekerasan-mr-p)
G Macam-macam Unsur Paduan
1 Chrom (Cr)
Krom adalah sebuah paduan unsur dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cr dan nomor atom 24 Krom merupakan logam tahan korosi (tahan
karat) dan dapat dipoles menjadi mengkilat Unsur yang dapat menambah
kekuatan tarik dan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pada suhu
tinggi Dengan sifat ini krom (Cr) banyak digunakan sebagai pelapis pada
ornamen-ornamen bangunan komponen kendaraan seperti knalpot pada
sepeda motor maupun sebagai pelapis perhiasan seperti emas emas yang
dilapisi oleh kromium ini lebih dikenal dengan sebutan emas putih
Perpaduan Kromium dengan besi dan nikel menghasilkan baja tahan karat
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 28 chrom
httpwwwgooglecoidimageshl=idampq=chromampum=1ampie=UTF-
8ampsource=ogampsa=Namptab=wiampbiw=1366ampbih=607
2 Mangan (Mn)
Mangan adalah sebuah unsur yang dapat menambah kekuatan dan
elastisitas kekerasan dan keuletan suatu material Mangan merupakan
sebuah unsur paduan dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan
nomor atom 25 Mangan termasuk unsur terbesar yang terkandung dalam
kerak bumi Bijih mangan utama adalah pirolusit dan psilomelan yang
mempunyai komposisi oksida dan terbentuk dalam cebakan sedimenter dan
residu Mangan mempunyai warna abu-abu besi dengan kilap metalik
sampai submetalik Mangan dapat menambah kekuatan dan elastisitas
kekerasan dan keuletan suatu material
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 29 mangan
3 Silikon (Si)
Silikon adalah suatu usur paduan adalah suatu unsur kimia dalam tabel
periodik yang memiliki lambang Si dan nomor atom 14 Merupakan unsur
terbanyak kedua di bumi Senyawa yang dibentuk bersifat paramagneti
Silikon hampir 257 mengikut berat Biasanya dalam bentuk silikon
dioksida (silika) dan silikat Silikon dalam bentuk mineral dikenal pula
sebagai zat kersikSilikon juga merupakan sebuah unsur paduan yang dapat
menambah kekuatan ketahanan terhadap asam pada suhu tinggi dan
ketahanan listrik Silikon tak berbau tak berwarna tahan air tahan kimia
tahan oksidasi stabil pada suhu tinggi dan bukan konduktor listrik Dia
memiliki banyak kegunaan seperti pelumas lem serat optic penyegel
gasket
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 210 silikon
4 Nickel (Ni)
Nikel adalah unsur kimia metalik dalam tabel periodik yang memiliki
simbol Ni dan nomor atom 28Nickel adalah suatu unsur yang dapat
meningkatkan sifat mekanis keuletan kemampukerasan dan mengurangi sifat
magnit tahanan asamNikel mempunyai sifat tahan karat Dalam keadaan
murni nikel bersifat lembek tetapi jika dipadukan dengan besi krom dan
logam lainnya dapat membentuk baja tahan karat yang keras Perpaduan
nikel krom dan besi menghasilkan baja tahan karat (stainless steel) yang
banyak diaplikasikan pada peralatan dapur (sendok dan peralatan memasak)
ornamen-ornamen rumah dan gedung serta komponen industri
Gambar 211 nickel
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5 Molibden dan Wolfram
Molibden adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Mo dan nomor atom 42 Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam
tabel periodik yang memiliki lambang W dan nomor atom 74 Nama unsur ini
diambil dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten
Logam transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini
ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit Wolfram memiliki titik
lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-aloy lainnya Bentuk murni
Wolfram digunakan terutama pada perangkat elektronik Senyawa dan aloy-
nya digunakan secara luas untuk banyak hal yang paling dikenal adalah
sebagai filamen bola lampu tabung sinar-x dan superaloy
Molibdenum dan Wolfram adalah unsur-unsur paduan yang dapat menambah
kekuatan dan kekerasan sebuah material terutama pada suhu tinggi
Gambar 212 molibden dan wolfram
httpwwwgooglecoidimglandingq=gambar+wolframampum=1amphl=idampsa=Xamptb
m=ischamptbnid=bTXBsMJszRii8Mampimgrefurl=httpwwwcriticalmetalscomtungst
enhtmlampimgurl=httpwwwcriticalmetalscomimagestungstenjpgampw=640amph=54
5ampei=mLahTdPpDc-5caynoYQCampzoom=1ampiact=hcampoei=mLahTdPpDc-
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
5caynoYQCamppage=1amptbnh=156amptbnw=183ampstart=0ampndsp=18ampved=1t429r2s
0ampbiw=1366ampbih=607
6 Phospor (P)
Fosfor ialah suatu zat yang dapat berpendar karena mengalami fosforesens
(pendaran yang terjadi walaupun sumber pengeksitasinya telah disingkirkan)
Fosfor sangat berpengaruh dalam kekerasan sehingga harus dijaga seminimal
mungkin dengan batas hingga 40 Fosfor berupa berbagai jenis senyawa logam
transisi atau senyawa tanah langka seperti zink sulfida (ZnS) yang ditambah
tembaga atau perak dan zink silikat (Zn2SiO4)yang dicampur dengan mangan
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda (CRT)
dan lampu pendar
Gambar 213 phospor
7 Sulfur (S)
Sulfur adalah unsur sebuah paduan dalam tabel periodik yang memiliki
lambang S dan nomor atom 16 Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa tak
berbau dan multivalent Belerang dalam bentuk aslinya adalah sebuah zat padat
kristalin kuning Di alam belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau
sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate Ia adalah unsur penting untuk
kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino Sulfur bertujuan untuk
memperbaiki dan meningkatkan sifat mekanik Penggunaan komersilnya terutama
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
dalam fertilizer namun tidak jarang juga sulfur ada dalam bubuk mesiu korek
api insektisida dan fungisida
Gambar 214 sulfur
8 Vanadium (V)
Vanadium adalah salah satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang V dan nomor atom 23 Salah satu senyawa yang mengandung vanadium
antara lain vanadium pentaoksida (V2O5)
digunakan untuk poros dan bagian mesin yang membutuhkan kekuatan tarikdan
regangan
Gambar 215 vanadium
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579783unsur-paduan)
httpidwikipediaorgwikiPhosphor
httpidwikipediaorgwikiVanadium
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
H Pengaruh Unsur paduan Terhadap Kekerasan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat terjadinya
dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena adanya
dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
Unsur paduan pada baja sangat berpengaruh terhadap nilai kekerasankeuletan serta
kelelahan suatu baja Unsur Utama penyusun baja adalah Carbon (C) Karbon
merupakan unsur pengeras utama pada baja Jika kadar Carbon ditingkatkan maka
akan meningkatkan kekuatannya akan tetapi nilai impact baja tersebut akan menurun
Ada 3 jenis pembagian baja Baja Construksi (kandungan Karbon antara 01-06)
baja karbon perkakas (05-14) baja Case hardening (0005- 025)
Mangan juga sangat berperan dalam meningkatkan kekuatan dan kekerasan suatu
logam baja menurunkan laju pendinginan sehingga mampu meningkatkan mampu
keras baja dan kekuatan terhadap tahanan abrasi Hal ini dikarenakan mampu
mengikat belerang yang mampu memperkecil terbentuknya sulfida besi yang bisa
menyebabkab abrasi (HOT-Shortness) dapat diminimalkan Mangan banyak dipakai
untuk kontruksi rel kereta api Silikon mampu menaikkan kekerasan dan elastisitas
akan tetapi menurunkan kekutan tarik dan keuletan dari baja (baja pegas dan material
tahan asap di perusahaan petro kimia banyak menggunakan jenis baja ini)Cromium
(Cr) didalam Baja cromium ini dapat digunakan untuk meningkatkan mampu las dan
mampu panas baja Kekuatan tarik ketangguhan serta ketahanan terhadap abrasi juga
bisa meningkat Bisa juga meningkatkan Harden Ability material jika mencapai
kandungan 50 Nikel (Ni) nikel sangat penting untuk kekuatan dan ketangguhan
dalam baja dengan cara mempengaaruhi proses tranformasi fasanya Jika Ni banyak
maka austenit akan stabil hingga mencapai temperatur kamar Molibden (Mo)
Meningkatkan kadar kekerasanketangguhan keuletanketahanan baja terhadap
temperatur yang tinggi Mo juga bisa menurunkan temper embritment
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Wolfram (Wo) Senyawa ini akan membentuk senyawa Carbidda di dalam
material Sehingga akan menyebabkan material menjadi lebih kuat tahan abrasi serta
memperlambat pertumbuhan butir di dalam kawasan HAZ Vanadiun (Va)
Memeberikan pengaruh positf terhadap kekuatan tarik
kekuatan dan kekerasan pada tmperatur tinggi seta meningkatkan batas mulur juga
Baja Tahan Karat (Stainless Steel) Baja tahan karat dapat diartikan sebagai material
yang sebagian besar mengandung besi dan sedikitnya mengandung 11 kromium [3]
Penambahan kromium ini bertujuan untuk membentuk lapisan krom oksida yang
berfungsi sebagai lapisan pasif unsur paduan lain yang sering ditambahkan adalah
nikel molibdenum mangan tembaga titanium aluminium silikon sulfur niobium
nitrogen dan selenium
Untuk jenis dan tipe baja tahan karat sesuai dengan penambahan dan pengurangan
paduan
(Sumberhttprainimcomingblogspotcom201002pengaruh-unsur-paduan-terhadap-bajahtml)
I Hal-hal Yang Mempengaruhi Kekerasan
1 Temperatur
Semakin tinggi temperatur dari perlakuan panas maka bahan akan semakin lunak
karena suhu tinggi menyebabkan gaya ikat partikel makin kurang sehingga
mudah berdeformasi apabila dikenai penetrasi
2 Waktu Pemanasan
Semakin lama waktu pemanasan maka temperatur tentu akan bertambah
akibatnya material akan melunak dan kekerasannya berkurang
3 Media pendingin
Media pendingin memiliki densitas dan viskositas yang dapat mempengaruhi laju
penyerapan kalor dari benda yang didinginkannya Apabila densitas media
pendingin semakin rendah maka laju penyerapan kalornya pun rendah akibatnya
struktur butir akan menghasilkan sifat martensit yang lunak
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
4 Unsur paduan
Sifat unsur paduan berbeda dengan logam murni dimana peningkatan kekerasan
dan keuletan disebabkan adanya atom-atom penyusun yang menghambat
terjadinya dislokasi kristal sewaktu deformasi plastis Hambatan ini terjadi karena
adanya dislokasi yang tidak bergerak bebas melalui unsur-unsur paduan
5 Kandungan kadar karbon
Semakin tinggi kandungan karbon yang dimiliki oleh suatu material maka tingkat
kekerasannya akan semakin tinggi
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579733HARDNESS-TEST)
J Kekerasan Meyer
Meyer mengajukan definisi kekerasan yang lebih rasional dibandingkan dengan
yang diajarkan Brinell yang didasarkan pada luas proyeksi retak buakn keras
permukaannya Tekanan rata-rata antara luas penumbuk atau lekukan adalah sama
beban luas proyeksi lekukan
2R
PPm
Meyer mengemukakan bahwa kekerasantekanan rata-rata ini dapat diambil sebagai
ukuran kekerasan dan dinamakan kekerasan Meyer
2
4
d
Kekerasan Meyer mempunyai satuan Kgmm2 kekerasan kurang peka terhadap
bahan yang diterapkan dibanding kekerasan Brinell Untuk bahan-bahan yang
mengalami pekerjaan dingin kekerasan Meyer pada dasarnya tetap sedangkan
kekerasan Brinell akan mengecil bila beban bertambah Karena lekukan yang terjadi
mengakibatkan kekerasan renggang
(Sumberwwwscribdcomdoc30683837uji-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
K Jominy Test
Bagi setiap jenis baja mendapat hubungan langsung dan konsistensi antara
kekerasan dan laju pendinginan Akan tetapi hubungan ini tidak linear selain itu
landasan teori untuk analisa kuantatif cukup rumit Karena menyangkut variable
seperti unsur paduan ketidak murnian suhu austenit Untunglah bahwa ada pengujian
stendart yang singkat yang memungkinkan ahli teknik memperkirakan kekerasan
Pada penggunaan tertentu dan membandingkan kekerasan antar berbagai jenis baja
Percoban uji ini adalah percobaan jominy dimana batang bulat dengan ukuran tertentu
dipanaskan pada daerah austenit dan disemprot ujungnya dengan air yang mempunyai
kecepatan aliran dan tekanan tertentu nilai kekerasan sepanjang gradien lauju
pendinginan diukur dengan pengukuran kekerasan Rockwell dan hasilnya digabarkan
sebagai kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 216 kurva kemempukerasan jominy
Kurva kemampukerasan jominy besar selkali manfaat praktisnya karena
1 Bila laju pendinginan baja diketahui maka kekerasannya dapat langsung dibaca
dari kurva kemampukersan baja tersebut
2 Bila kekerasan suatu titik dapat diukur maka laju pendinginan dari titik tersebut
dapat diperoleh dari kurva kemampukerasan tersebut
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 217 kurva kemampukerasan
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
Gambar 218
(Sumbergesafalugongesawordpresscomhardenability-and-jominy-test)
L Jenis-Jenis Karburasi
1 Karburasi padat
Yaitu sebuah proses karburasi dimana dilakukan dilingkungan yang mengandung
karbon yang padat Proses ini bertujuan untuk menambahkan kandungan karbon
pada permukaan sehingga permukaan baja mudah untuk dikeraskan dengan proses
hardening
Peningkatan kekerasn dipermukaan baja dengan kadar karbon rendah dapat dicapai
dengan proses karburasi padat karburasi padat ini merupakan suatu proses
karburasi dimana bahan yang akan diuji dimasukkan kedalam kotak persegi yang
telah tertutup rapat dan ruangannya didisi dengan sebuah kayu Prosesnya mungkin
bisa memakan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan lapisan dengan tebal
075-4mm
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
2 Karburasi cair
Karburasi cair merupakan karburasi dimana baja dipanaskan diatas suhu kritisnya
dalam lapisan luar Kulit luarnya memiliki kadar karbon yang lebih tinggi dan
nitrogen yang rendah dan dapt membentuk lapisan setebal 064 mm
3 Karburasi gas
Karburasi gas ini merupakan suatu proses karburasi yang menggunakan gas alam
atau hidrokarbon atau propan(karbit) Digunakan untuk bagian-bagian kecil yang
dapat dicelupkan langsung setelah pemanasan
httpwwwscribdcomdoc51579822ACCHardness-Test
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
M Uji Kekerasan Mikro
Pada pengujian ini indentornya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi
piramida Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan
pendek dengan skala 71 Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan
menggunakan beban statis Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan
kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan
Vickers Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipis
atau mengukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah
sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan
Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat
dikeraskan Proses pendinginan yang terlalu cepat dapat dan perlu dihindarkan
karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak
Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasidaya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator) Kekerasan meru-
pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur
paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan
cold worked seperti pengerolan penarikan pemakanan dan lain-lain serta kekerasan
dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas
Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara
lain Komposisi kimia Langkah Perlakuan Panas airan Pendinginan Temperatur
Pemanasan dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam
atau bengkel-bengkel logam lainnyaAlat-alat permesinan atau komponen mesin
banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan
gesekan dari logam lain misalnya roda gigi poros-poros dan lain-lain yang banyak
dipakai pada benda bergerak Dalam kegiatan produksi waktu yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering
dipertimbangkan dalam bidang perindustrian dan selalu dicari-cari upaya-upaya
untuk mengoptimalkannya Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
(lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya
produksi
Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi kekuatan dan
fatigue limit strength yang lebih baik Kekerasan yang dapat dicapai tergantung
pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada
temperatur pemanasan (temperatur autenitising) holding time dan laju pendinginan
yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak
tergantung pada hardenability
Gambar 219 pengujian kekerasan mikro
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
N Kurva Kekerasan vs Kadar Karbon
Gambar 220 kurva kekerasan vs kadar karbon
Gambar tersebut memperlihatkan nilai maksimum dari kekerasan dengan
meningkatnya kadar karbon dalam baja Nilai karbon mempengaruhi kekerasan niali
kekerasan maksimum ini hanya diperoleh apabila terbentuk 100 Martensit Baja
yang bertransformasi dengan cepat dari austenit menjadi ferit plus karbida
mempunyai kemampukerasan rendah karena terbentuk (α + E) dan bukan martensit
Sebaliknya baja yang bertransformasi sangat lambat dari austenit menjadi ferit plus
karbida memiliki kemampukerasan yang tinggi dan kekerasan yang lebih tinggi dapat
dicapai dipusat sepotong baja meskipun pada bagian ini laju pendinginannya lebih
lambat
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579763kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)
Hardness Test
Arby Manan
Laboratorium metalurgi fisik
O Kurva Kekerasan Vs Temperatur
Gambar 221 kurva kekerasan vs temperatur
Hubungan antara kekerasan dengan temperatur adalah makin tinggi suhu pemanasan
maka bahan akan semakin lunak karena suhu yang tinggi tersebut menyebabkan jarak
molekul akan semakin merenggang sehingga daya ikat berkurang dengan semakin
rendahnya daya ikat antar molekul maka bahan tersebut akan semakin ulet dan lunak
Begitupun sebaliknya temperatur yang rendah mnyebabkan terbentuknya fasa
martensit yang mempengaruhi sifat bahan dimana semakin keras dan getas
(Sumberhttpwwwscribdcomdoc51579773kurva-kekerasan)