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