PRESENTASI METALOGRAFI

DAN HSTKelompok 12

Departemen Metalurgi dan Material FTUI

Akhmad KhalidFazar DinataFebri AuliaMeryanalindaSri RamayantiYusuf T Wicaksono

CUTTINGHSLA Al Al T4 Cu-Ni Mart

ensitLapis Zn Duplex

Keadaan

Terdapat bny goresan

Baik, rata

Baik, Berbentuk balok panjang, rata

Baik,terdapat sedikit goresan

Berbentuk balok, bny goresan

Baik dan rata

Baik

HSLA Al Al T4 Cu-Ni Martensit

Duplex

Lapis Zn

CACAT & Keadaan

Bny gelembung,permukaan kurang rata

Sec umum baik. Tp ada sedikit gelembung

Baik dan rata. Ada sedikit gelembung di bag bawah

Baik dan rata

Cukup baik,permukaan kurang rata & gelembung

Baik tidak rata, ada gelembung

MOUNTING

AMPLASGrid HSLA Al Al T4 Cu-Ni Marte

nsitDuplex

Lapis zn

80 Baik,tidak ada cacat

Baik Baik,tidak ada cacat

Baik,tidak ada cacat

Baik,tidak ada cacat

Baik Tidak ada cacat ( -)

120 - - - - - Baik -

240 - - - - Bidang Baik -

400 - - - - Bidang Baik -

600 - Ada sedikit goresan

- - Bidang Baik -

800 - - - - Bidang Baik -

1000 - - - - Bidang Baik -

1200 - - - - Bidang Baik -

2000 - - - - Bidang Baik -

PARAMETER Penempatan pengamplasan yang

berbeda berdasarkan kekersan masing-masing sampel.

Pemberian air secukupnya untuk mengalirkan geram

Kecepatan perputaran mesin amplas, karena jika semakin cepat maka akan semakin cepat halus dan rata

POLESHSLA DUple

xAl Al T4 Cu-Ni Marte

nsitLapis zn

Poles Kasar

Sudah mulai mengkilap, tapi ada sedikit goresanOksida di permukaan hilang

Baik Baik Baik,tidak ada cacat

Baik,tidak ada cacat

Baik,tidak ada cacat

Tidak ada cacat

Poles Halus

Permukaan mengkilap, tidak ada goresan

Baik Baik,lebih mengkilap

Baik,lebih mengkilap

Baik,lebih mengkilap

Baik,lebih mengkilap

Tidak ada cacat

PARAMETER Penempatan sampel ferrous/non ferrous

pada masing-masing tempatnya Menggunakan kain beludru dan diberi

sedikit tekanan 2 tahap pemolesan: poles kasar & poles

halus Penambahan alumina secara berkala Penambahan air secukupnya

ETSAHSLA Duplex Al Al T4 Cu-Ni Marte

nsitLapis zn

Zat Asam Oksalat

Asam Oksalat

HF HF FeCl3 Nital Fe

Nital

Hasil Etsa

Tidak gosong, permukaan tidak jauh berbeda

Baik, tapi banyak terdapat kotoran

< 5 detik dg HF tdk ada perubahan

Tidak ada perubahan

Agak sedikit berubah dr sebelumnya

Warna berubah abu2 peka

Tidak gosong, batas butir dan fasa terlihat

Analisa disebabkan waktu pengetsaan yang kurang lama

Pada proses elektroetsa memang banyak erjadi demikian

Kurang lama

Kurang lama

Cukup waktunya

baik Base metal adalah besi, fasa sudah terlihat, waktu pengetsaan cukup

PARAMETER Pemilihan zat etsa harus tepat Lamanya proses pengetsaan Preparasi sampel yang tepat

FOTO DAN ANALISA MIKROSTRUKTUR Sampel Makro Analisa:

Pada stuktur mikro yang didapatkan, dilihat bahwa jenis perpatahan yang terjadi adalah perpatahan campuran, dimana pada bagian tengah sample akan terlihat seperti adanya necking (perpatahan ulet) dan warnanya sedikit lebih gelapDibagian pinggir cendrung rata dan mengindikasikan brittle (perpatahan brittle), selain itu warna yang lebih terang dibandingkan dengan di tengahnyaSample tersebut mengalami perpatahan, jenis materialnya adalah material yag rumayan tangguh. Sifat materialnya tangguh tetapi jika beban sangatbesar akan rapuh

Makrostruktur sampel uji Tarik baja 4340 ( baja campuran) literatur ASM Vol 12 hal 557. Perbesaran 17x. tension averload fracture

PRAKTIKUM VS LITERATUR (HSLA)

HSLA, perbesaran 500x HSLA, literature Perbesaran 1000x

Oksida/pengotor

Pada mikrostruktur literatur,Terlihat bahwa terdapat phaseIndiviual carbida dan batas butir prior Austenite. Treatment sampel setelahDi quench dan tempert.

ANALISIS

• Sampel praktikum• Pada mikrostruktur terlihat

ada karbida yang tersebar• Batas butir tidak terlihat• Karbida yang terbentuk

akibat penambahan elemen paduan dalam jumlah mikro (microalloying)

• Treatment sebelumnya yang tidak diketahui menyulitkan untuk mengidentifikasi phase yang ada di mikrostruktur

• Kekuatan dan ketangguhan sangat baik, kontribusi dari elemen paduan yang ditambahkan

• Literatur• Terlihat ada phase

individual carbide dan prior austenite • keadaan sampel

setelah quenching dan tempert• Kekuatan dan

ketangguhan sangat baik, kontribusi dari elemen paduan yang ditambahkan

ALEtsa < 5detikAl murni prak.

Etsa >10 detikAl murni prak.

Al murni literatur

Al literatur, yang terlihat hanyaPhasa Al saja dan terlihat batas Butir Al yang samar-samar, bintikBintik hitam merupakan inklusi

Matriks Al

inklusi

inklusi

Matriks Al

ANALISA Sampel etsa < 5 detik

• Tidak ada phase lain selain phase aluminium itu sendiri

• Batas butir tidak terlihat• Bisa disebabkan waktu etsa

yang terlalu cepat• Kekuatan tarik rendah

Sampel etsa >10 detik• Ada phase aluminium• Banyak terlihat partikel

inklusi (warna hitam)• Disebabkan saat setelah

etsa, permukaan sampel tersentuh tangan

• Batas butir tetap tidak terlihat

• Kekuatan tarik rendah

Literatur• Batas butir terlihat

samar samar• Yang ada hanya

phase aluminium murni saja

• Kekuatan Tarik juga rendah karena tidak ada phase kedua atau presipitat yang dapat berkontribusi menghalangi pergerakan dislokasi

AL T4• Al T4 500 x

• Al T4 500 x (ASM vol 9)

Biru : Al2Cu (intermetalik)

Silver :Al (matrix)

Hitam : inklusi

ANALISA

Hasil mikro Vs LiteraturTerdapat 3 warna atau daerah pada foto mikrostruktur (perbesaran 500x)Warna silver yg dominan : fasa AlumuniumWarna Kebiruan : Fasa Al2CuWarna hitam : InklusiTidak diketahui perlakuan dan aplikasi material sebelumnya. Hny saja material ini telah melalui tahap T4 (natural Age)

Butir dan batas butir tidak terbentuk. Hal tersebut diakibatkan zat HF yg digunakan sudah dlm keadaan kurang baik. Molaritas dan konsentrasi menurun. Sehingga kemampuan utk mengikis batas butir mjd lemah.Terbentuknya Al2Cu mungkin karena material tsb adalah Al yg dipadukan dg Cu, shg terbentuk presipitat

CU-NI• Cu-Ni 500 x

Orange :Cu (ferrite)

Biru :Ni (bainite) Orange :Cu2Ni (intermetalik)

ANALISA

MARTENSIT• Martensite perbesaran 500 x • Martensite Literature

Putih : BainiteBiru : Martensite

ANALISA Terdapat fasa martensite,

ferrite, bainite, martensite Jarum-jarum

hitam(martensite) terlihat kurang jelas, hal ini mungkin dikarenakan adanya proses preparasi yang tidak sempurna

Bainite terlihat putih kasar Berdasarkan literatur terlihat

mirip dimana pada penjelasanya baja tersebut di quench dan akan mendapatkan fasa martensite, bainite, dan ferrite

• Martensite memiliki kekerasan yang sangat tinggi

• Bainite memiliki ketangguhan yang baik

• Ferrite memiliki kekuatan rendah atau lunak

• Material pada sampel tersebut memiliki kekerasan yang sangat tinggi namun juga memiliki ketangguhan

• Kekerasan martensite ini dipengaruhi oleh kandungan karbon

MIKROSTRUKTUR PLATING Sampel Literatur

75% Zn 25% Fe

Poros/inklusi

Poros/inklusi

Base metal

Pearlite dan ferrite tidak terlihat jelas, kemungkinan kesalahan pada saat pengetsaan yang terlalu lama.Warna kekuningan berarti ada oksida atau bagian yang gosong

ANALISA Sampel adalah low/med carbon steel dan

dilapisi Zn Sampel dilihat dengan perbesaran 100 x Terlihat dengan jelas lapisan Zn Tampak butir berwarna terang dan kegelapan Berdasarkan literatur: putih (terang) : ferrite,

gelap: pearlite Pearlite muncul pada batas butir Ada poros berbintik hitam akibat cahaya yg

masuk tidak dipantulkan kembali Penyebab poros: adanya gas yang

terperangkap kemungkinan pada saat casting dan tidak sempat berdifusi keluar

DUPLEX Perbesaran 500 x

KUANTITATIFPerhitungan :• Jumlah butir

ANALISIS

ASTM NO

GRAIN KEKUATAN (Mpa)

5 coarse 250

8 fine 300

12-13 Very fine 500

Dari hasil perhitungan dapat dinyatakan bahwa besar butir ASTM 8.67. hal ini mengindikasikan fine grain dengan kekuatan sekitar 300 Mpa.

Literatur ppt pak bambang,Kuliah baja paduan dan paduan super

JOMINY&KARBURISASI

Indentasi pada titik 1 (paling dekat quench)

BHN = = = 164.68 BHN

Terjadi fluktuasi nilai kekerasan dari yang terdekat hingga yang terjauh dari titik quenchTidak sesuai dengan literature, harusnya kekerasan yang paling tinggi terletak pada titik yang terdekat dengan media quenchKekerasan paling tinggi terdapat pada jarak 38 mm dari titik quench, dengan nilai 176.23 BHNKemungkinan disebabkan kurang teliti dalam mengukur diameter indentasi dibawah mikroskop.Amplas yang kurang bersih, sehingga masih ada oksida dipermukaan sampel.

HST

Kelompok 11

Kelompok 12

Perhitungan kelompok 12

BHN = = = 195.30 BHN

Nilai kekerasan kelompok 12 yaitu 302.41 BHN pada suhu 900oC dan nilai keras kelompok 11 yaitu 468.75 BHN pada suhu 800oC.Tidak sesuai literatureKemungkinan disebabkan kesalahan perhitungan jejak, dan jarak antar jejak yang sangat dekat sehingga menurunkan tegangan permukaan.

KarburisasiData PercobaanKelompok 12 (t=4 jam) Kelompok 11 (t=4 jam)

BHN average = 247,43 BHN average = 130,59

NoD average BHN

1 0,9685 253,38

2 0,885 301,42

3 1,1145 187,5

NoD average BHN

1 1,37 121,03

2 1,27 141,91

3 1,33 128,83

Seperti yang dapat dilihat bahwa pada hasil pengukuran kekerasan pada kedua varian, sampel kelomok 12 mempunyai kekerasan yang lebih tinggi daripada sampel kelompok 11. hal ini disebabkan karena material yang berbeda. Kelompok 12 : medium carbon steel sdg kan kelompok 11 : low carbon steel yang dapat mempengaruhi kekerasan. Hal ini disebabkan makin banyak karbon pada baja, makin meningkatkan hardenability dan kekerasan permukaan. Sehingga hasil percobaan sesuai dengan literatur.

Rumus difusi karbon pada karburisasi

Preparasi sampel dilakakuan dengan cutting, moounting, amplas, poles, etsa

Proses cutting dilakukan dengan memotong bagian yang ingin diamati

meskipun seharusnya juga bagian yang representatif dekat cacat.

Mounting dilakukan dengan cara meletakkan sampel di bawah dan

menuangkan resin sebanyak 1/3 volume tempat dan hardener sebanyak 10

tetes. Hasilnya terdapat cacat bubling dan warna

Amplas dilakukan dengan melakukan amplas dari grit 80 – 1200 dan hasilnya

cukup baik meskipun cacat bidang nampak.

Poles dilakukan dengan menggunakan suspensi Al2O3

Etsa digunakan etsa zat kimia selama beberapa detik

Mikrostruktur telihat jelas sehingga menandakan etsa juga benar.

Makrostruktur terlihat perpatahan ulet dan brittle dengan mayoritas ulet

Sampel kelompok 12 mempunyai nilai kekerasan yang lebih tinggi daripada

sampel kelompok 11 dikarenakan perbedaan jenis material yang berbeda.

Kesimpulan

TUTAM

1. Parameter hasil deformasi pemotongan? Permukaan specimen sedikit sekali

deformasi dan goresan Permukaan bebas kerusakan thermal Halus dan rata permukaan Biaya pemotongan murah dan cepat

2. Metoda pemotongan? Fracturing Wet abrasive Shear and punching Melting

Oxy-acytilene Laser plasma

Sawing Hack sawing circular sawing Band sawing

3. Anti karat pada pelumas?

Slick wax

4. Standar pemotongan?

ASTM E311

5. Senyawa hardener pada epoxy?

monomer polyamine, contohnya triethylenetetramine

(teta) dan senyawa polyisocyanate

6. Material yang tidak bisa di compression mounting?

Timah, karena di suhu ruang material Sn lunak, suhu

meltingnya juga rendah dan tidak bisa menahan panas

dari compression mounting

7. Apa itu kovacs?

yaitu reagen biokimia yang terdiri dari isoamyl-

alcohol, paradimetilaminobenzaldehida, dan

concentrated hydrochloric acid

8. cacat poles Cacat ekor komet

Cacat garis di permukaan karena poles sampel hanya satu arah

Cacat lubang kecil

Akibat inklusi atau penambahan cairan alumina terlalu banyak

Edge grounded

Permukaan sampel membulat karena poles yang terlalu lama

Cacat relief

Permukaan tidak rata, tidak mengkilap, karena poles terlalu cepat.

9. Mungkinkah terbentuk 100% martensit

Tidak kalau pendinginannya sampai temperature ruang, karena terdapat austenite sisa, dan austenite sisa tergantung pada kandungan karbonnya. untuk menghilangkan austenite sisa ini, dapat dilakukan subzero treatment dan tempering.

10. Kenapa kobalt menggeser kurva cct ke kiri?

Karena penambahan kobalt dapat mempercepat atau mempromote terbentuknya pearlite, bukan martensit. Penambahan kobalt cendrung terjadi graphitization, yaitu memecah karbon untuk berdifusi keluar.

11. Apa itu ausferrite?

Ausferrite yaitu struktur mikro unik yang terdapat pada material ADI. Struktur ini terdiri dari austenite karbon tinggi dan ferrite bainitic grafit nodular yang menyebar. Struktur mikro ini menghasilkan sifat unggul ADI yaitu berkekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, tahan aus, dan machinability yang baik.

Dibuat dengan melakukan proses austempering pada besi cor nodular.

12. Pada grafik kekerasan induction hardening, kenapa kekerasannya naik, kemudian turun?

Perbedaan kenapa induction hardening keras permukaan nya, kemudian jika dijejak kekerasannya turun, hal ini karena ukuran butir yang kecil dari induction hardening dengan case dept yang kecil sehingga sehingga pada bagian permukaan sampai kedalaman tertentu sifat kekerasannya naik.

Har

dnes

s

Depth below surface

Cacat Pemotongan Ukuran tdk sesuai Tdk representatif Deformasi besar Strain hardening

Mounting Bubble Discolloration Tacky top

Amplas Bidang Tdk sejajar Gores(kontaminasi)

Poles Ekor komet Pitting(lubang2

kecil) Edge grounded

Etsa Over & under