Modul a - Laporan 2

7/31/2019 Modul a - Laporan 2

1/9

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak sekali logam yang kita temui yang dimanfaatkan untukmembantu dan meringankan kegiatan kita.Contohnya adalah alumunium pada panci dan wajan

untuk memasak, baja pada mata pisau cutter atau silet dan masih banyak lainnya. Tentunya

logam-logam yang dibutuhkan dalam membantu aktivitas adalah logam yang kuat, tangguh, ulet

dan dapat dipakai dalam waktu yang relatif lama. Namun, logam dengan kriteria seperti itu tidak

diperoleh dengan mudah.Tidak mungkin suatu unsure logam yang diperoleh di alam langsung

dapat digunakan sesuai dengan keinginan dan kebutuhan kita.Dari suatu unsur atau paduan

logam perlu diproses terlebih dahulu agar sesuai dengan kebutuhan. Pengerasan pada baja

karbon, precipitation hardening pada paduan Al-Cu, dan rekristalisasi pada logam tembaga

adalah contoh dari proses yang harus dilakukan untuk dapat medapatkan logam yang sesuai

dengan keinginan dan kebutuhan.

Tujuan Praktikum

1. Mengukur kekerasan baja karbon rendah dan baja karbon tinggi setelah dipanaskan dandicelupkan ke dalam air

2. Mengukur kekerasan paduan Al-Cu setelah dipanaskan dan dicelupkan ke dalam air3. Mengukur kekerasan logam Cu setelah dipanaskan dan didinginkan di udara4. Mengetahui pengaruh temperature dan waktu terhadap kekerasan paduan Al-Cu pada

proses precipitation hardening5. Mengetahui pengaruh temperature dan waktu terhadap kekerasan logam Cu pada proses

rekristalisasi


2/9

BAB II

TEORI DASAR

Pada dasarnya proses pengerasan logam dilakukan dengan menghambat pergerakan dislokasi sehingga

logam yang bersangkutan akn semakin sulit untuk dideformasi plastis, atau dengan kata lain ia

menjadi lebih keras dari keadaan sebelumnya. Untuk menghambat pergerakan dislokasi ini digunakan

beberapa metode antara lain : pengerasan dengan mekanisme mpembentukan martensit pada baja,

precipitation hardening, pengerasan dengan cold working dan sebagainya. Dalam praktikum ini

dilakukan proses pengerasan baja , precipitation pada paduan Al-Cu. Selain itu pada praktikum ini

juga dilakukan proses rekristalisasi pada logam Cu.

a. Pengerasan Baja KarbonBaja dapat dikeraskan dengan menerapkan proses perlakuan panas atau heat treatment. Proses heat

treatment sendiri merupakan prose pengubahan sifat logam melalui pengubahan struktur mikro dengan

cara pemanasan dan penganturan laju pendinginan.

Pengerasan baja ini dilakukan dengan pemanasan baja tersebut sampai terbentuk fasa austenit pada

baja tersebut. Setelah dilakukan holding time untuk membuat temperature bersifat homogen di

seluruh baja, baja tersebut kemudian didinginkan secara cepat sehingga timbul fasa martensit yang

keras.

T b

a : Pemanasan

a b : Holding time

c

c : Quenching

b. Precipitation Hardening pada paduan Al-CuPrecipitation hardening adalah proses perlakuan panas yang bertujuan untuk meningkatkan kekuatan

dan kekerasan material dengan pembentukan precipitat yang tersebar secara seragam di dalam matrik.

Precipitatio hardening memiliki 2 tahapan Antara lain :

1. Solution heat treating2. Precipitation heat treating

Pada tahap solution heat treating, unsur Cu akan melarut dalam paduan yang dilakukan dengan

memanaskannya hingga batas kelarutannya. Setelah dilakukan holding time maka akan terbentuk

larutan padat lewat jenuh (super saturated solid solution). Kemudian paduan tersebut diquenching.


3/9

Tahapan selanjutnya adalah Precipitation heat treating. Pada tahapan ini paduan tersebut kemudian di

aging sehingga terbentuk precipitat yang nantinya akan menghambat pergerakan dislokasi. Dengan

terhambatnya pergerakan dislokasi inilah paduan Al-Cu tersebut akan menjadi lebih keras.

T a

b

a : Solution Heat Treatment

b : Precipitation Heat Treatment

c. RekristalisasiMaterial kristalin yang mengalami deformasi plastis pada temperature rendah (cold work) akan

mengalami perubahan bentuk butir dan terjadi peningkatan kekerasan meningkatnya kerapatan

dislokasinya. Rekristalisasi sendiri merupakan proses perlakuan panas yang ditandai dengan terbentuknya

butir baru yang berbentuk equiaksial dengan kerapatan dislokasi yang kecil disertai dengan penurunan

kekerasan. Temperatur rekristalisasi dipengaruhi oleh deformasi plastis yang dialami oleh material.

Semakin banyak ia mengalami deformasi plastis maka temperature rekristalisainya akan semakin turun.

Rekristalisasi ini merupakan fungsi dari temperature dan waktu.


4/9

BAB III

PROSEDUR DAN DATA PERCOBAAN

PROSEDUR PERCOBAAN(menunggu dari rayvan,wawan, dan leon)

TIMELINE PERCOBAANTungku

800oC

Tungku

400oC

Tungku

200oC

Tungku

100oC

Jam masuk Jam keluar Lama

pemanasan(menit)

Al-Cu4 14.00 16.00 120

Cu1 14.00 16.00 120

Cu6 14.30 16.00 90

Al-Cu3 15.00 16.00 60

Cu2 15.00 16.00 60

Cu3 15.15 16.00 45

BKR 15.30 16.00 30

BKT 15.30 16.00 30

Al-Cu2 15.30 16.00 30

Cu4 15.30 16.00 30

Cu5 15.45 16.00 15

Al-Cu1 15.50 16.00 10

Keterangan :

BKR = Baja Karbon Rendah BKT = Baja Karbon Tinggi Spesimen yang dipanaskan pada tungku 800 oC lama pemanasannya tidak sesuai di tabel,

karena saat pengambilan spesimen ternyata tungku tersebut telah mati. Selain itu

temperatur tungku tersebut pada awalnya 800oC, tetapi saat dinyalakan kembali karenatelah mati terlebih dahulu temperatur menunjukkan angka 638

oC.

DATA PERCOBAANSpesimen T (

oC) t (menit) Kekerasan

awalKekerasanakhir

Tembaga

1 800 120 86.3 HRH 4 HRH

2 400 60 86.3 HRH 4 HRH

3 400 45 86.3 HRH 5 HRH

4 400 30 86.3 HRH 2 HRH5 400 15 86.3 HRH 96 HRH

6 100 90 86.3 HRH 91 HRH

Al - Cu

1 200 10 43.17 HRE 46 HRE

2 200 30 43.17 HRE 34 HRE

3 200 60 43.17 HRE 38 HRE

4 200 120 43.17 HRE 46 HE


5/9

BKR 800 30 12.2 HRA 16,67 HRA

BKT 800 30 5.56 HRC 4,5 HRC

Keterangan gambar : BKT dan BKR setelah mengalami proses transformasi martensitic, paduan

Al-Cu setelah mengalami proses precipitation hardening, dan tembaga (Cu) setelah mengalami

proses rekristalisasi.

BKTBKR

Al-Cu

Cu


6/9

BAB IV

ANALISIS DATA

1. Pengerasan Baja KarbonPada baja karbon, data yang terukur dalam praktikum adalah sebagai berikut.

Dapat dilihat bahwa baja karbon rendah mengalami kenaikan kekerasan dari 12.2 HRA

menjadi 16.67 HRA, sedangkan baja karbon tinggi justru mengalami penurunan kekerasan

dari 5.56 HRC menjadi 4.5 HRC. Pada dasarnya, bila dilihat dari praktikum-praktikum

sebelumnya dan berdasarkan teori dan literature, seharusnya baja karbon, baik dalam kadar

karbon yang rendah ataupun tinggi, bila dipanaskan hingga temperature austenitenya lalu

diquenching dengan dicelupkan ke dalam air, maka kekerasannya akan meningkat cukup

signifikan. Namun teori tersebut tidak berlaku dalam praktikum kali ini. Hal ini disebabkan

adanya kesalahan dalam melakukan proses pemanasan. Pada saat dilakukan pemanasan yang

seharusnya selama 30 menit, tungku api yang digunakan sudah terlebih dahulu dimatikan oleh

teknisi laboratorium tanpa sepengetahuan praktikan. Waktu saat tungku dimatikan pun

praktikan tidak mengetahuinya dengan pasti.Selain itu, temperature pemanasan yang tertera

pada layar tungku tidak pas 800 derajat Celcius.Yang tertera adalah 638 derajat Celcius.Hal

ini memungkinkan baja karbon tersebut tidak mencapai temperature austenitenya sehingga

saat didinginkan dengan cepat dengan diquenching ke dalam air, baja karbon tersebut tidakmencapai fasa martensitnya.

2. Precipitation HardeningProses precipitation hardening ini dilakukan pada paduan Al-Cu. Setelah dilakukan proses

precipitation hardening dengan lama waktu pemanasan yang kedua berbeda-beda, maka

didapatkanlah grafik seperti di bawah ini.

Sebelum dipanaskan

dengan waktu yangberbeda-beda,

keempat specimen ini

telah dipanaskan

hingga temperature

550 derajat Celcius

selama 12 jam. Harga

Spesimen T (oC) t (menit) Kekerasan

awalKekerasanakhir

BKR 800 30 12.2 HRA 16,67 HRA

BKT 800 30 5.56 HRC 4,5 HRC


7/9

kekerasan setelah proses tersebut adalah 43.17 HRE untuk masing-masing specimen. Setelah

melalui pemanasan kedua, terlihat bahwa masing-masing specimen memiliki harga kekerasan

yang berbeda-beda.Pada waktu pemanasan yang hanya 10 menit, kekerasan meningkat

menjadi 46 HRE.Setelah dipanaskan selama 30 menit kekerasan menurun menjadi 34

HRE.Kekerasan juga menurun setelah dipanaskan selama 60 menit dengan harga kekerasan

menjadi 38 HRE.Akan tetapi, harga kekerasan meningkat menjadi 46 HRE setelah dipanaskan

selama 120 menit. Berdasarkan literature seperti gambar di atas, seharusnya kekerasan

meningkat terus hingga mencapai titik tertingginya lalu menurun karena mengalami

overaging. Perbedaan hasil praktikum dengan literature ini dapat disebabkan kesalahan dalam

melakukan uji keras di tahap awal dan tahap akhir terhadap specimen.Permukaan specimen

yang tidak rata dan kurang bersih berpengaruh terhadap kekerasan.Selain itu, adanya

pendinginan di udara selama beberapa saat sebelum diquenching juga dapat berpengaruh

terhadap harga kekerasan dari masing-masing specimen yang berupa paduan Al-Cu tersebut.

3.RekristalisasiProses rekristalisasi ini dilakukan dengan specimen berupa tembaga sebanyak 6 buah.

Data yang diperoleh dalam praktikum adalah sebagai berikut.

Spesimen T (oC) t (menit) Kekerasan

awal

Kekerasan

akhir

Tembaga

1 800 120 86.3 HRH 4 HRH

2 400 60 86.3 HRH 4 HRH

3 400 45 86.3 HRH 5 HRH

4 400 30 86.3 HRH 2 HRH

5 400 15 86.3 HRH 96 HRH

6 100 90 86.3 HRH 91 HRH

Dapat dilihat bahwa specimen nomer 1 sampai dengan nomer 4 mengalami penurunan harga

kekerasan, sedangkan specimen nomer 5 dan 6 mengalami kenaikan harga kekerasan. Sesuai

dengan prinsip rekristalisasi yang terdapat proses recovery, recrystallization, grain growth, di

mana akan tercipta butir-butir baru pada specimen dan butir-butir tersebut akan terus

berkembang dan membesar menggantikan butir-butir lama yang cacat atau rusak. Lalu sesuai

dengan persamaan Half-Petch di mana bila ukuran butir membesar maka harga kekerasan

akan menurun, specimen 1 sampai dengan specimen 4 telah mengalaminya. Untuk specimen

5 dan 6 yang harga kekerasannya justru meningkat, dapat disebabkan oleh waktu pemanasan

yang kurang lama dan temperature pemanasan yang kurang tinggi.


8/9

Berdasarkan grafik dari literatur, spesimen yang dipanaskan pada temperatur 425oC berada di daerah

rekristalisasi.Pada saat rekristalisasi seharusnya sifat material mulai kembali ke saat sebelum

mengalami cold working sehingga seharusnya kekerasan menurun. Kenaikan kekerasan pada spesimen

mungkin disebabkan karena rekristalisasi belum terjadi secara sempurnaUntuk specimen 5 dan 6

yang harga kekerasannya justru meningkat, dapat disebabkan oleh waktu pemanasan yang

kurang lama dan temperature pemanasan yang kurang tinggi.


9/9

BAB V

KESIMPULAN

1. Kekerasan baja karbon rendah dan baja karbon tinggi setelah dipanaskan pada temperature800C dan diquenching dengan dicelupkan ke dalam air masing-masing adalah 16,67 HRA

dan 4,5 HRC.

2. Harga kekerasan paduan Al-Cu setelah melalui pemanasan dengan waktu 10, 30, 60, dan120 menit lalu diquenching dengan dicelupkan ke dalam air adalah 46, 34, 38, dan 46 HRE.

3. Logam Cu yang dipanaskan dengan waktu 15, 30, 45, dan 60 menit pada temperature 400 Cmemiliki kekerasan akhir sebesar 96, 2, 4, dan 5 HRH. Lalu yang dipanaskan pada

temperature 800C selama 120 menit memiliki kekerasan 4 HRH, sedangkan yang

dipanaskan pada temperature 100C selama 90 menit, harga kekerasan yang didapat adalah

91 HRH.

4. Setelah dipanaskan pada temperature 550C, paduan Al-Cu kembali dipanaskan padatemperature 200C agar terbentuk presipitat CuAl2yang akan meningkatkan kekerasanpaduan tersebut. Lama waktu pemanasan juga berpengaruh terhadap kekerasan paduan ini.

Jika terlalu lama dipanaskan maka paduan akan mengalami overaging yang justru akan

menurunkan harga kekerasan.

CU terlebih dahulu dipanaskan pada 800C lalu dilakukan pengerolan dengan reduksi sebesar50%.Setelah itu logam Cu ini kembali dipanaskan dengan temperature dan waktu yang berbeda-

beda. Bila dipanaskan di bawah setengah dari temperature meltingnya, maka proses rekristalisasitidak akan terjadi. Lalu, meskipun sudah dipanaskan di atas setengah dari temperature

meltingnya, jika terlalu cepat dipanaskan maka tidak akan terjadi rekristalisasi pula. Maka dari

itu, untuk mencapai proses rekristalisasi dibutuhkan temperature dan waktu yang sesuai.

Documents

Modul a - Laporan 2