MAKALAHMATERIAL TEKNIK

UJI TARIK DAN KEKERASAN

Oleh:

Kelompok II

David Yafisham (1107114368)

Diki Ramadan (1107114179)

Febrizal (1107114332)

Jhona Heri (1107120827)

Suhendra (1107114150)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS RIAU

2013

KATA PENGHANTAR

Alhamdulillah kami bersyukur kepada Tuhan YME. Berkat karunia-Nya

makalah ini telah kami selesaikan.

laporan ini bertujuan untuk melengkapi tugas dan juga dapat digunakan

sebagai referensi bagi para pembaca untuk memahami dan mempelajari tentang

Uji Tarik dan Uji Kekerasan.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan lapoaran ini, sehingga makalah ini dapat

diselesaikan dengan sebaik mungkin dan tepat pada waktu yang telah ditentukan.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan

dan kesalahan. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari pembaca untuk kesempurnaan makalah ini kedepannya. Akhir

kata

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Pekanbaru, 11 Maret 201

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGHANTAR......................................................................................................i

DAFTAR ISI......................................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................................iii

DAFTAR TABEL.............................................................................................................iv

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................................1

1.1. Latar Belakang.................................................................................................1

BAB II PEMBAHASAN...................................................................................................3

2.1 Uji Tarik....................................................................................................................3

1. Bentuk dan Dimensi Spesimen uji..........................................................................4

2. Grip and Face Selection.........................................................................................5

3. Sifat-Sifat Mekanik Spesimen Uji Tarik................................................................8

2.2. UJI KEKERASAN......................................................................................................15

1.1.1. BRINELL................................................................................................15

1.1.2. UJI KEKERASAN VICKERS..............................................................16

1.1.3. Uji Kekerasan Rockwell.........................................................................17

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................20

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Gambaran singkat uji tarik dan datanya................................................3Gambar 2 Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar..............................4Gambar 3 Dimensi dan ukuran spesimen untuk uji tarik........................................5Gambar 4 Contoh kurva uji tarik............................................................................5

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu [Askeland, 1985]........................13Tabel 2 Skala kekerasan Rockwell dan huruf awalannya (Davis, Troxell, dan Wiskocil,

1955)...................................................................................................................19

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik,

mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah

sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan, dan

ketangguhan. Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses

selanjutnya terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan

proses permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logam harus

dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang

dilakukan adalah pengujian tarik.

Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan material dengan spesifikasi

dan sifat-sifat yang khusus pada setiap bagiannya. Sebagai contoh dalam

pembuatan konstruksi sebuah jembatan. Diperlukan material yang kuat untuk

menerima beban diatasnya. Material juga harus elastis agar pada saat terjadi

pembebanan standar atau berlebih tidak patah. Salah satu contoh material yang

sekarang banyak digunakan pada konstruksi bangunan atau umum adalah logam.

Meskipun dalam proses pembuatannya telah diprediksikan sifat mekanik dari

logam tersebut, kita perlu benar-benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari

sifat mekanik logam tersebut. Oleh karena itu, sekarang ini banyak dilakukan

pengujian-pengujian terhadap sampel dari material.

Pengujian ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik

dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya. Material yang

mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki sifat mekanik dari

material dengan sifat yang kurang baik dengan cara alloying.Hal ini dilakukan

sesuai kebutuhan konstruksi dan pesanan. Uji tarik adalah suatu metode yang

digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan

beban gaya yang sesumbu. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat

penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data

kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu

material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.Salah satu cara untuk

mengetahui besaran sifat mekanik dari logam adalah dengan uji tarik. Sifat

mekanik yang dapat diketahui adalah kekuatan dan elastisitas dari logam tersebut.

Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan

suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Nilai kekuatan

dan elastisitas dari material uji dapat dilihat dari kurva uji tarik.

Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis suatu

material, khususnya logam diantara sifat-sifat mekanis yang dapat diketahui dari

hasil pengujian tarik adalah sebagai berikut:

Kekuatan tarik

Kuat luluh dari material

Keuletan dari material

Modulus elastic dari material

Kelentingan dari suatu material

Ketangguhan.

Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan

dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.

Karena dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu material terhadap

gaya statis yang diberikan secara perlahan. Pengujian tarik ini merupakan salah

satu pengujian yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat

memberikan berbagai informasi mengenai sifat-sifat logam.

Dalam bidang industri diperlukan pengujian tarik ini untuk

mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang tercakup dalam

proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses selanjutnya.

Oleh karena pentingnya pengujian tarik ini, kita sebagai mahasiswa metalurgi

hendaknya mengetahui mengenai pengujian ini. Dengan adanya kurva tegangan

regangan kita dapat mengetahui kekuatan tarik, kekuatan luluh, keuletan, modulus

elastisitas, ketangguhan, dan lain-lain. Pada pegujian tarik ini kita juga harus

mengetahui dampak  pengujian terhadap sifat mekanis dan fisik suatu logam.

Dengan mengetahui parameter-parameter tersebut maka kita dapat data dasar

mengenai kekuatan suatu bahan atau logam.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Uji Tarik

Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, tentu kita harus mengadakan

pengujian terhadap bahan tersebut.Ada empat jenis uji coba yang biasa dilakukan,

yaitu uji tarik (tensile test), uji tekan (compression test), uji torsi (torsion test), dan

uji geser (shear test).

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu

bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu [Askeland,

1985]. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa

teknik dan desain produk karena mengahasilkan data kekuatan material. Pengujian

uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis

yang diberikan secara lambat.

Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus

menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan

mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan

pada Gbr.1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan

perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai

bahan tersebut.

Gambar 1 Gambaran singkat uji tarik dan datanya

Gambar 2 Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar.

Seperti pada gambar 1 benda yang di uji tarik diberi pembebanan pada

kedua arah sumbunya. Pemberian beban pada kedua arah sumbunya diberi beban

yang sama besarnya.

Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan

pada material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan

pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan

bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana,

murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu

diperhatikan agar penguijian menghasilkan nilai yang valid adalah bentuk dan

dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain.

1. Bentuk dan Dimensi Spesimen uji

Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM

E8 atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus

menghindari terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang

lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak

dan patahan terjadi di daerah gage length.

2. Grip and Face Selection

Face dan grip adalah faktor penting. Dengan pemilihan setting yang tidak

tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip (jaw

break). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi

di seluruh permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak

bergesekan langsung dengan face.

Beban yang diberikan pada bahan yang di uji ditransmisikan pada

pegangan bahan yang di uji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan

dengan stándar baku pengujian.

Gambar 3 Dimensi dan ukuran spesimen untuk uji tarik

Kurva tegangan-regangan teknik dibuat dari hasil pengujian yang didapatkan.

Gambar 4 Contoh kurva uji tarik

Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan

membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan teknik

tersebut diperoleh dengan cara membagi beban yang diberikan dibagi dengan luas

awal penampang benda uji. Dituliskan seperti dalam persamaan 2.1 berikut:

s= P/A0

Keterangan ;     s   : besarnya tegangan (kg/mm2)

P   : beban yang diberikan (kg)

A0 : Luas penampang awal benda uji (mm2)

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik adalah

regangan linier rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan yang

dihasilkan setelah pengujian dilakukan dengan panjang awal. Dituliskan seperti

dalam persamaan 2.2 berikut.

Keterangan ;  e   : Besar regangan

L   : Panjang benda uji setelah pengujian (mm)

Lo : Panjang awal benda uji (mm)

Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung

pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik, laju regangan, temperatur dan

keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang

digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah

kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan

pengurangan luas. Dan parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan

dua yang terakhir menyatakan keuletan bahan.

Bentuk kurva tegangan-regangan pada daerah elastis tegangan berbanding

lurus terhadap regangan. Deformasi tidak berubah pada pembebanan, daerah

remangan yang tidak menimbulkan deformasi apabila beban dihilangkan disebut

daerah elastis. Apabila beban melampaui nilai yang berkaitan dengan kekuatan

luluh, benda mengalami deformasi plastis bruto. Deformasi pada daerah ini

bersifat permanen, meskipun bebannya dihilangkan. Tegangan yang dibutuhkan

untuk menghasilkan deformasi plastis akan bertambah besar dengan

bertambahnya regangan plastik.

Pada tegangan dan regangan yang dihasilkan, dapat diketahui nilai

modulus elastisitas. Persamaannya dituliskan dalam persamaan

Keterangan ;    E  : Besar modulus elastisitas (kg/mm2),

e : regangan

σ  : Tegangan (kg/mm2)

Pada mulanya pengerasan regang lebih besar dari yang dibutuhkan untuk

mengimbangi penurunan luas penampang lintang benda uji dan tegangan teknik

(sebanding dengan beban F) yang bertambah terus, dengan bertambahnya

regangan. Akhirnya dicapai suatu titik di mana pengurangan luas penampang

lintang lebih besar dibandingkan pertambahan deformasi beban yang diakibatkan

oleh pengerasan regang. Keadaan ini untuk pertama kalinya dicapai pada suatu

titik dalam benda uji yang sedikit lebih lemah dibandingkan dengan keadaan tanpa

beban. Seluruh deformasi plastis berikutnya terpusat pada daerah tersebut dan

benda uji mulai mengalami penyempitan secara lokal. Karena penurunan luas

penampang lintang lebih cepat daripada pertambahan deformasi akibat pengerasan

regang, beban sebenarnya yang diperlukan untuk mengubah bentuk benda uji akan

berkurang dan demikian juga tegangan teknik pada persamaan (1) akan berkurang

hingga terjadi patah.

Dari kurva uji tarik yang diperoleh dari hasil pengujian akan didapatkan

beberapa sifat mekanik yang dimiliki oleh benda uji, sifat-sifat tersebut antara lain

[Dieter, 1993]:

a. Kekuatan tarik

b. Kuat luluh dari material

c. Keuletan dari material

d. Modulus elastic dari material

e. Kelentingan dari suatu material

f. Ketangguhan.

3. Sifat-Sifat Mekanik Spesimen Uji Tarik

a. Kekuatan tarik

Kekuatan yang biasanya ditentukan dari suatu hasil pengujian tarik

adalah kuat luluh (Yield Strength) dan kuat tarik (Ultimate Tensile Strength).

Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength /

UTS), adalah beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda

uji.

di mana, Su        = Kuat tarik

                   Pmaks  = Beban maksimum

A0       = Luas penampang awal

Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan

dengan beban maksimum dimana logam dapat menahan sesumbu untuk

keadaan yang sangat terbatas.

Tegangan tarik adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil

suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat

mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan bahan. Untuk logam-logam yang

liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum, di mana

logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas.

Akan ditunjukkan bahwa nilai tersebut kaitannya dengan kekuatan logam

kecil sekali kegunaannya untuk tegangan yang lebih kompleks, yakni yang

biasanya ditemui. Untuk berapa lama, telah menjadi kebiasaan mendasarkan

kekuatan struktur pada kekuatan tarik, dikurangi dengan faktor keamanan

yang sesuai.

Kecenderungan yang banyak ditemui adalah menggunakan

pendekatan yang lebih rasional yakni mendasarkan rancangan statis logam

yang liat pada kekuatan luluhnya. Akan tetapi, karena jauh lebih praktis

menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka

metode ini lebih banyak dikenal, dan merupakan metode identifikasi bahan

yang sangat berguna, mirip dengan kegunaan komposisi kimia untuk

mengenali logam atau bahan. Selanjutnya, karena kekuatan tarik mudah

ditentukan dan merupakan sifat yang mudah dihasilkan kembali

(reproducible). Kekuatan tersebut berguna untuk keperluan spesifikasi dan

kontrol kualitas bahan. Korelasi empiris yang diperluas antara kekuatan tarik

dan sifat-sifat bahan misalnya kekerasan dan kekuatan lelah, sering

dipergunakan. Untuk bahan-bahan yang getas, kekuatan tarik merupakan

kriteria yang tepat untuk keperluan perancangan.

Tegangan di mana deformasi plastik atau batas luluh mulai teramati

tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan

mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastik yang berlangsung

sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastik mulai terjadi dan

sukar ditentukan secara teliti. Telah digunakan berbagai kriteria permulaan

batas luluh yang tergantung pada ketelitian pengukuran regangan dan data-

data yang akan digunakan.

1. Batas elastik sejati berdasarkan pada pengukuran regangan mikro pada

skala regangan 2 X 10-6 inci/inci. Batas elastik nilainya sangat rendah dan

dikaitkan dengan gerakan beberapa ratus dislokasi.

2. Batas proporsional adalah tegangan tertinggi untuk daerah hubungan

proporsional antara tegangan-regangan. Harga ini diperoleh dengan cara

mengamati penyimpangan dari bagian garis lurus kurva tegangan-

regangan.

3. Batas elastik adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh

bahan tanpa terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada saat beban

telah ditiadakan. Dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan,

nilai batas elastiknya menurun hingga suatu batas yang sama dengan batas

elastik sejati yang diperoleh dengan cara pengukuran regangan mikro.

Dengan ketelitian regangan yang sering digunakan pada kuliah rekayasa

(10-4 inci/inci), batas elastik lebih besar daripada batas proporsional.

Penentuan batas elastik memerlukan prosedur pengujian yang diberi

beban-tak diberi beban (loading-unloading) yang membosankan.

b. Kekuatan luluh (yield strength)

Salah satu kekuatan yang biasanya diketahui dari suatu hasil

pengujian tarik adalah kuat luluh (Yield Strength). Kekuatan luluh ( yield

strength) merupakan titik yang menunjukan perubahan dari deformasi

elastis ke deformasi plastis [Dieter, 1993]. Besar tegangan luluh dituliskan

seperti pada persamaan 2.4, sebagai berikut.

Keterangan ;   Ys  : Besarnya tegangan luluh (kg/mm2)

Py  : Besarnya beban di titik yield (kg)

Ao : Luas penampang awal benda uji (mm2)

Tegangan di mana deformasi plastis atau batas luluh mulai teramati

tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan

mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastis yang berlangsung

sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastis mulai terjadi dan

sukar ditentukan secara teliti.

Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk

menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan. Definisi

yang sering digunakan untuk sifat ini adalah kekuatan luluh ditentukan

oleh tegangan yang berkaitan dengan perpotongan antara kurva tegangan-

regangan dengan garis yang sejajar dengan elastis ofset kurva oleh

regangan tertentu. Di Amerika Serikat offset biasanya ditentukan sebagai

regangan 0,2 atau 0,1 persen (e = 0,002 atau 0,001)

Cara yang baik untuk mengamati kekuatan luluh offset adalah

setelah benda uji diberi pembebanan hingga 0,2% kekuatan luluh offset

dan kemudian pada saat beban ditiadakan maka benda ujinya akan

bertambah panjang 0,1 sampai dengan 0,2%, lebih panjang daripada saat

dalam keadaan diam. Tegangan offset di Britania Raya sering dinyatakan

sebagai tegangan uji (proff stress), di mana harga ofsetnya 0,1% atau

0,5%. Kekuatan luluh yang diperoleh dengan metode ofset biasanya

dipergunakan untuk perancangan dan keperluan spesifikasi, karena metode

tersebut terhindar dari kesukaran dalam pengukuran batas elastik atau

batas proporsional.

c. Pengukuran Keliatan (keuletan)

Keuleten adalah kemampuan suatu bahan sewaktu menahan beban

pada saat diberikan penetrasi dan akan kembali ke baentuk semula.Secara

umum pengukuran keuletan dilakukan untuk memenuhi kepentingan tiga

buah hal [Dieter, 1993]:

1. Untuk menunjukan elongasi di mana suatu logam dapat berdeformasi

tanpa terjadi patah dalam suatu proses suatu pembentukan logam,

misalnya pengerolan dan ekstrusi.

2. Untuk memberi petunjuk secara umum kepada perancang mengenai

kemampuan logam untuk mengalir secara pelastis sebelum patah.

3. Sebagai petunjuk adanya perubahan permukaan kemurnian atau

kondisi pengolahan

d. Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah ukuran kekuatan suatu bahan akan

keelastisitasannya. Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik

yang dihasilkan akibat pemberian tegangan.Modulus elastisitas ditentukan

oleh gaya ikat antar atom, karena gaya-gaya ini tidak dapat dirubah tanpa

terjadi perubahan mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus elastisitas

salah satu sifat-sifat mekanik yang tidak dapat diubah. Sifat ini hanya

sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau

pengerjaan dingin.

Secara matematis persamaan modulus elastic dapat ditulis sebagai berikut.

Dimana, s = tegangan

ε = regangan

Tabel 1 Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu [Askeland, 1985]

e. Kelentingan (resilience)

Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap

energi pada waktu berdeformasi secara elastis dan kembali kebentuk awal

apabila bebannya dihilangkan [Dieter, 1993]. Kelentingan biasanya

dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yakni energi regangan tiap

satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol

hingga tegangan luluh σo. Energi regangan tiap satuan volume untuk beban

tarik satu sumbu adalah :

Uo = ½ σxеx        

Dari definisi diatas, modulus kelentingan adalah :

Persamaan ini menunjukan bahwa bahan ideal untuk menahan

beban energi pada pemakaian di mana bahan tidak mengalami deformasi

permanen, misal pegas mekanik, adalah data bahan yang memiliki

tegangan luluh tinggi dan modulus elastisitas rendah.

f. Ketangguhan (Toughness)

Ketangguhan (Toughness) adalah kemampuan menyerap energi

pada daerah plastik. Pada umumnya ketangguhan menggunakan konsep

yang sukar dibuktikan atau didefinisikan. Salah satu menyatakan

ketangguhan adalah meninjau luas keseluruhan daerah di bawah kurva

tegangan-regangan. Luas ini menunjukan jumlah energi tiap satuan

volume yang dapat dikenakan kepada bahan tanpa mengakibatkan pecah.

Ketangguhan (S0) adalh perbandingan antara kekuatan dan kueletan.

Persamaan sebagai berikut.

UT ≈ su ef

atau

Untuk material yang getas

Keterangan;    UT  : Jumlah unit volume

Tegangan patah sejati adalah beban pada waktu patah, dibagi luas

penampang lintang. Tegangan ini harus dikoreksi untuk keadaan tegangan

tiga sumbu yang terjadi pada benda uji tarik saat terjadi patah. Karena data

yang diperlukan untuk koreksi seringkali tidak diperoleh, maka tegangan

patah sejati sering tidak tepat nilai.

2.2. UJI KEKERASAN

1.1.1. BRINELL

Metode uji kekerasan yang diajukan oleh J.A Brinell pada tahun

1900 ini merupakan uji kekerasan lekukan yang pertama kali banyak

digunakan serta disusun pembakuanya  (dieter, 1987). Uji kekerasan ini

berupa pembentukan lekukan pada permukaan logam memakai bola baja

yang dikeraskan kemudian ditekan dengan beban tertentu. Beban

diterapkan pada wktu tertentu, biasanya 30 detik, dan diameter lekukan

diukur dengan mikroskop, setelah beban dihilangkan. Permukaan harus

relatif halus, rata, bersih dari debu atau kerak.

Angka kekerasan brinell (BHN) dinyatakan sebagai beban P dibagi

luas permukaan lekukan. Pada prakteknya, luas ini dihitung dari

pengukuran mikroskopik panjang diameter jejak. BHN dapat ditentukan

dari persamaan berikut :

     Dengan :       P = beban yang digunakan (kg)

                                D = diameter bola baja (mm)

                                  d = diameter lekukan (mm)

jejak penekanan yang relatif besar pada uji kekerasan brinell

memberikan keuntungan dalam membagikan secara pukul rata ketidak

seragaman lokal. Selain itu, uji brinell tidak begitu dipengaruhi oleh

goresan dan kekerasan permukaan dibandingkan dengan uji kekerasan

yang lain. Di sisi lain jejak penekanan yang besar ukuranya, dapat

menghalangi pemakaian uji ini pada benda uji yang kecil atau tipis.

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik

(Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material

harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan

mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi

plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut

diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa

kembali ke bentuk asal artinya material tersebut  tidak dapat kembali ke

bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai

kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi

(penekanan).

Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian

dengan dua pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu

material baru dan melihat mutu untuk memastikan suatu  material

memiliki spesifikasi kualitas tertentu.

Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4

macam metode pengujian kekerasan, yakni :

 

1.1.2. UJI KEKERASAN VICKERS

Uji kekerasan vickers menggunakan indentor piramida intan yang

pada dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar sudut antar permukaan

piramida intan yang saling berhadapan adalah 1360. Nilai ini dipilih karena

mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antar

diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell

(dieter, 1987).

Angka kekerasan vickers didefinisikan sebagai beban dibagi luas

permukaan lekukan. Pada prakteknya. Luas ini dihitung dari pengukuran

mikroskopik panjang diagonal jejak. VHN dapat ditentukan dari persamaan

berikut :

                                               

Dengan :            P = beban yang digunakan (kg)

                           D = panjang diagonal rata- rataa (mm)

   Ɵ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 1360

Kareana jejak yang dibuat dengan penekanan piramida serupa

secara geometris dan tidak terdapat persoalan mengenai ukuranya, maka

VHN tidak tergantung kepada beban. Pada umumnya hal ini dipenuhi,

kecuali pada beban yang sangat ringan. Beban yang biasanya digunakan

pada uji vickers berkisar antara 1 hingga 120 kg. Tergantung pada

kekerasan logam yang akan diuji. Hal  hal yang menghalangi keuntungan

pemakaian metode vickers adalah :

1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian

ini sangat lamban.

2. Memerlukan persiapan permukaan benda uji.

3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan

panjang diagonalnya

1.1.3. Uji Kekerasan Rockwell

Pengujian rockwell mirip dengan pengujian brinell, yakni angka

kekerasan yang diperoleh merupakan fungsi derajat indentasi. Beban dan

indentor yang digunakan bervariasi tergantung pada kondisi pengujian.

Berbeda dengan pengujian brinell, indentor dan beban yang digunakan

lebih kecil sehingga menghasilkan indentasi yang lebih kecil dan lebih

halus. Banyak digunakan di industri karena prosedurnya lebih cepat

(Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955). Indentor atau “penetrator” dapat

berupa bola baja atau kerucut intan dengan ujung yang agak membulat

(biasa disebut “brale”). Diameter bola baja umumnya 1/16 inchi, tetapi

terdapat juga indentor dengan diameter lebih besar, yaitu 1/8, 1/4, atau 1/2

inchi untuk bahan-bahan yang lunak. Pengujian dilakukan dengan terlebih

dahulu memberikan beban minor 10 kg, dan kemudian beban mayor

diaplikasikan. Beban mayor biasanya 60 atau 100 kg untuk indentor bola

baja dan 150 kg untuk indentor brale. Mesikpun demikian, dapat

digunakan beban dan indentor sesuai kondisi pengujian. Karena pada

pengujian rockwell, angka kekerasan yang ditunjukkan merupakan

kombinasi antara beban dan indentor yang dipakai, maka perlu diberikan

awalan huruf pada angka kekerasan yang menunjukkan kombinasi beban

dan penumbuk tertentu untuk skala beban yang digunakan. Dial pada

mesin terdiri atas warna merah dan hitam yang didesain untuk

mengakomodir pengujian skala B dan C yang seringkali dipakai. Skala

kekerasan B digunakan untuk pengujian dengan kekerasan medium seperti

baja karbon rendah dan baja karbon medium dalam kondisi telah dianil

(dilunakkan). Range kekerasannya dari 0–100. Bila indentor bola baja

dipakai untuk menguji bahan yang kekerasannya melebihi B 100, indentor

dapat terdefomasi dan berubah bentuk. Selain itu, karena bentuknya, bola

baja tidak sesensitif brale untuk membedakan kekerasan bahan-bahan yang

keras. Tetapi jika indentor bola baja dipakai untuk menguji bahan yang

lebih lunak dari B 0, dapat mengakibatkan pemegang indentor mengenai

benda uji, sehingga hasil pengujian tidak benar dan pemegang indentor

dapat rusak.

Tabel 2Skala kekerasan Rockwell dan huruf awalannya (Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955)

Simbol skala dan huruf awalan

Indentor Beban penekanan (kg) Warna dial

BC

Kelompok 1:Bola baja 1/16 –

inchiBrale

100150

MerahHitam

ADEFGHK

Kelompok 2:BraleBrale

Bola baja 1/8 –inchi

Bola baja 1/16 –inchi

Bola baja 1/16 –inchi

Bola baja 1/8 –inchi

Bola baja 1/8 –inchi

601001006015060150

HitamHitamMerahMerahMerahMerahMerah

LMPRSV

Kelompok 3:Bola baja 1/4 –

inchiBola baja 1/4 -

inchiBola baja 1/4 –

inchiBola baja 1/2 –

inchiBola baja 1/2 –

inchiBola baja 1/2 –

inchi

6010015060100150

MerahMerahMerahMerahMerahMerah

DAFTAR PUSTAKA

http://belajarmetalurgi.blogspot.com/2011/02/pendahuluan-dalam-

kehidupan sehari-hari.html(Diakses tgl 10-03-2013 pukul 23:53)

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Bab%202%20Tarik.pdf(Diakses tgl

11-03-2013 pukul 01:56)

http://www.infometrik.com/wp-content/uploads/2009/09/

Mengenalujitarik.pdf(Diakses tgl 11-03-2013 pukul 02:05)

http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2008/03/bab4-mt.pdf(Diakses tgl

11-03-2013 pukul 02:10)

http://www.alatuji.com/article/detail/3/what-is-hardness-test-uji-

kekerasan-(Diakses pada tgl 11-03-2013 pukul 02:18)

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/Bab%201%20Kekerasan%20edisi

%202009.pdf(Diakses pada tgl 11-03-2013)