bab ii dasar teori metalo

7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 1/12

ABSTRAK

Pada saat ini, perkambangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern

sangatlah pesat. Sehingga membutuhkansumber daya manusia terampil yang

dapat bersaing di dunia teknologi industri modern. ari hal ini pula, orang mulai

mencoba untuk melakukan uji metalografi pada suatu material. Sehingga dengan

cara ini dapat diperoleh bahan dengan sifat-sifat yang sesuai dengan tujuan

tertentu untuk memenuhi kebutuhan teknologi modern yang meningkat.

Pada praktikum metalografi ini dimulai dengan menyiapkan alat lalu

spesimen dipotong menggunakan las acetylene dan mengunakan wirecutuntuk

memperkecil efek HAZ.emudian psesimen dipotong menggunakan gergaji

mesinuntuk menghilangkan efek HAZ dari proses wirecut sebelumnya. Setelah itu

spesimen digrinding lalu dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk

alumina. Spesimen dietsa untuk kemudian diamati melalui mikroskop dan

digambar serta diukur struktuk mikronya.

!ari praktikum ini diharapkan praktikan mendapat data hasil struktur

mikro dari spesimen yang akan di uji dan dapat mengetahui langkah " langkah

untuk pengujia metalography.



BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

!ewasa ini, banyak sekali jenis logam dan paduan yang digunakan sebagai

bahan dasar proses produksi barang untuk industri. #ntuk mendapatkan material

yang baik harus diketahui segala hal mengenai karakteristik struktural atau

susunan dari logam atau paduan logam yang akan dipakai atau digunakan pada

industri-industri atau untuk keperluan lainnya. !engan mengetahui karakteristik

susunan atau struktur dari suatu logam atau paduan logam maka dengan mudah

kita dapat memilih bahan untuk suatu kontruksi tertentu. !engan melakukan

pengujian metalografi maka dapat dilakukan berbagai jenis perubahan pada suatu

meterial sesuai dengan karateristik bahan yang kita inginkan.

$etalografi pada dasarnya adalah bagian dari metalurgi yang mempelajari

karakteristik atau susunan dari suatu logam atau paduan dalam hubungannya

dengan suatu analisis kimia dan metalografi dari suatu logam. %iasanya logam

yang diuji hanya bagian potongan tertentu saja disebabkan oleh pembawaan

heterogen dalam logam.

Pengujian metalografi sangat berperan bagi dunia industri. &leh karena itu

kita harus berusaha mencari material yang memiliki sifat dan karakteristik yang

baik.

1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah '

(. $engetahui cara dan langkah-langkah untuk mengamati struktur mikro

dari suatu material

). $engetahui perbandingan struktur mikro serta tampilan fisik material

etsa dan non etsa

*. $engetahui pengaruh komposisi struktur mikro dan komposisi kimia

terhadap sifat mekanik dan klasifikasi material

+. $engetahui ukuran butiran

1. Bata!an "a!ala#

Adapun batasan masalah dari percobaan ini adalah '



(. uas permukaan specimen antara , " ( m)

). Proses pemanasan hingga temperatur ( " ( /

*. Penggosokan diatas kain wol dengan bubuhan alumunium dengan

kehalusan ( dan , micron.

+. Pengamatan dibawah mikroskop dengan pembesaran (0 dan +0

. Proses pemanasan isobaric

1.$ S%!te&at%ka Penul%!an

Sistematika laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajian utama. Bab I

menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika

penulisan laporan yang digunakan. Bab II merupakan dasar teori yang berisi

mengenai teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan. Bab III

menjelaskan mengenai metode percobaan yang dilakukan. Bab I' menjelaskan

mengenai data percobaan dan pembahasan berdasarkan tinjauan daftar pustaka

yang diperoleh. Bab ' menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan yang

dilakukan, yang dilengkapi dengan saran seputar percobaan. Sebagai kajian

tambahan, diakhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan,

jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan yang digunakan dalam

praktikum serta blanko percobaan.

BAB II

DASAR TE(RI

).( $etalografi

$etalografi adalah salah satu cabang metalurgi yang pada intinya adalah

pengamatan struktur logam baik secara makro maupun mikro. Struktur makro



berarti pengamatan mampu dilakukan tanpa alat bantu, sedangkan mikro harus di

amati dengan menggunakan alat bantu. Alat bantu tersebut bisa berupa mikroskop

optis yang memanfaatkan lensa optis atau menggunakan mikroskop elektron

seperti S1$ 2Scanning 1lektron $icrography3. Pengamatan makro sering di

gunakan misalnya untuk mengetahui keretakan makro atau menge4aluasi hasil

pengelasan. Sedangkan pengamatan mikro banyak dilakukan untuk mengetahui

fase " fase pada logam dengan paduan tertentu.

Pada gambar ).( di ilustrasikan range daerah menurut order dimensinya

termasuk pengamatan makro ataupengamatan mikro. Pengamatan struktur mikro

mencakup pengamatan fase " fase penyusun logam dan juga dapat mengenali

struktur di luar fase misalnya cacat atau inklusi " inklusi dari unsur lain yang tidak

di harapkan.

5ambar ).( !aerah rentang pengamatan $etalografi

Pengamatan struktur logam pada intinya adalah pengamatan struktur dan

pengenalan yang meliputi type, ukuran, distribusi, orientasi, kuantitas, seperti di

lukiskan dalam gambar ).). 6ype mewakili nama khas pada logam tertentu

misalnya pada besi bisa berupa ferrit, pearlite, eutectoid, dan sebagainya. #kuran

mewakili dimensi dan fase di bandingkan dengan dimensi lain, misalnya ukuran

grafit, ukuran grafit flake, dan ukuran butir. !istribusi mewakili daerah

penyebaran masing " masing fase diantara luasan yang menjadi pengamatan



dalam sample tersebut. %entuk dan orientasi mewakili pengambilan ruang atau

arah antara satu fase dengan fase lainnya, sedangkan kuantitas mewakili jumlah

masing " masing fase.

5ambar ).) Pengamatan struktur mikro

).) 6ahapan " 6ahapan #mum dalam $etalografi

).).( Persiapan Spesimen

6ahap awal adalah pengambilan sample dari benda kerja, yang paling

penting dalam hal ini adalah pengambilan spesimen dilakukan dengan hati " hati

dan menggunakan peralatan yang sesuai, agar tidak terjadi perubahan struktur

mikro pada spesimen akibat operasi pemotongan. Alat yang di gunakan misalnya

gergaji atau wire cut. #kuran juga harus di perhatikan untuk memudahkan

langkah selanjutnya, hendaknya di ambil sesuai kebutuhan dan ketersediaan benda

kerja. 7ika ukuran terlalu besar maka akan mengalami kesulitan di pegang dalam

proses grinding dan polishing. 7ika ukuran terlalu kecil umumnya di lakukan

mounting dengan bakelite moulding. Pada intinya bakelite adalah proses

mounting dengan menggunakan bubuk resin yang di dalamnya di masukkan

benda kerja, kemudian di proses dan di panaskan, sehingga di dapatkan resin yang



keras dan di dalamnya terdapat enda kerja yang akan di lakukan metalografi.

%akelite moulding ini sangat di perlukan jika dalam proses grinding dan polishing

menggunakan alat " alat otomatis.

).).) 5rinding

5rinding 2gerinda3 adalah fase yang penting dalam persiapan sampel

dimana sampel harus mencapai kehalusan permukaan tertentu, dan cacat yang di

timbulkan pada saat pemotongan harus di hilangkan. 7ika pemotongan

menghasilkan cacat yang berat, lebih baik dilakukan pemotongan ulang pada

material. Permukaan di haluskan dengan kertas abrasi4e yang mempunyai skala

kekerasan 8-,9-,()-.)+-,*)-, dan 8 mesh, dimana semakin besar skala

akan menghasilkan permukaan yang semakin halus. Arah penghalusan tidak boleh

tetap dan harus berubah " ubah. #ntuk hasil yang terbaik, arah penghalusan harus

di 4ariasi +-: setiap langkahnya.

Silikon karbida 2Si/3 adalah kertas abrasi4e yang terpopuler karena

kekerasan tinggi 2:, skala mohs3, murah, dan karakteristik penggerindaan yang

baik. Aluminium oksida 2Al)&*3 sering di sebut Alumina 2angka kekerasan :,(

skala mohs3 juga sering di gunakan meskipun tidak mempunyai angka kekerasan

sebesar Si/.



5ambar ).* Penghalusan Permukaan %erbagai Skala

).).* Polishing

Setelah di haluskan dengan kertas abrasi4e sampai 8-grit, sampel di

poles untuk menghasilkan permukaan yang datar, mengkilap, dan tanpa goresan.

Permukaan yang bebas dari goresan biasanya tidak terlalu di perlukan untuk

pemeriksaan rutin material, karena struktur yang benar masih dapat di lakukan

obser4asi. ;amun untuk photomicrosgraphs, goresan harus di hilangkan.

$emoles di klasifikasikan menjadi ), yaitu kasar 2coarse3 dan halus 2fine3. Poles

kasar menggunakan partikel abrasi4e dalam range * - *<m, dimana partikel

abrasi4e poles harus sebesar (<m atau lebih kecil. Polishing harus di lakukan di

lingkungan yang bebas debu, terpisah dari ruangan pemotongan 2sectioning3 dan

gerinda 2grinding3. !alam polishing ada beberapa metode, seperti skid polishing

2air yang telah didistilasi dan propylene glycol dalam bentuk pasta3, magnesium

oksida 2$g&3.

ain untuk memoles harus dapat menyerap partikel abrasi4e dari sample

dan tidak mengandung unsur luar yang dapat menggores sampel atau yang dapat

bereaksi dengan sampel. /ontoh beberapa kain poles yaitu can4as, nylon, silk,

te0met=pellon, billiard dan red felt.

5ambar ).+ polishing cloth ' nylon and silk

).).+ 1tching

).).+.( 6eori 1tching

Pada banyak material, Struktur mikro hanya dapat di lihat dengan

pemakaian etsa yang tepat. #ntuk menghasilkan kondisi yang tepat 2kontras,



mudah di lihat dan diidentifikasi3, permukaan yang sudah di poles harus sangat

bersih, etsa yang di gunakan harus cocok dan teknik mengetsa juga harus di

kontrol dengan hati " hati. %anyak teknik yang dapat dilakukan untuk

menghasilkan perlakuan etsa yang di perlukan untuk pemeriksaan struktur mikro,

dimana secara umum menggunakan larutan etsa standard. ;amun metode lainnya

juga di gunakan, antara lain anodi>ing, eceltrolytic, dan potentistatic etching.

1tching pada dasarnya adalah proses korosi terkontrol yang dihasilkan

oleh reaksi elektrolitik diantara permukaan yang mempunyai beda potensial.

1tching terjadi dari reaksi elektrolitik pada permukaan struktural sampel.

Akti4itas elektrolitik dihasilkan dari heterogenitas fisik maupun kimiawi dimana

berperan sebagai katoda dan anoda dalam kondisi etching yang telah di tentukan.

1tsa kimia menghasilkan bentuk metalografik dengan mengidentifikasi butiran

mikro dari 4ariasi orientasi struktur kristal. 1tsa kimia mempunyai tiga komponen

utama,

• /orrisi4e agent 2asam klorida, asam sulfat, asam posporik, dan asetat3

• $odifier 2alcohol dan glyserin3 yang mereduksi ionisasi

•&0idi>er 2hydrogen pero0ide, ?e

*@

, /u)@

3

;amun pada etsa tertentu, ( komponen mewakili ) dari fungsi di atas, seperti

nitrit pada etsa nital. Pada etsa elektrolitik, arus yang di alirkan berperan sebagai

oksidator. arena etsa melibatkan disolusi yang terkontrol, oksidasi harus di

kontrol pula. &ksidator mengontrol dengan menyerap elektron. 1tsa elektrolitik

memanfaatkan konsep elektrolisa, dimana spesimen sebagai anoda yang di

korosikan.

6ambahan >at kimia dapat dibuat untuk mempengaruhi ionisasi ataudekomposisi dari etsa, dimana pada kondisi tertentu, asam konsentrat atau

campuran dari dua asam di gunakan untuk proses etsa. ;amun, fungsi dari setiap

komponen dalam etsa reagen tidak bisa selalu di tentukan secara pasti, dan juga

pada setiap etsa, di gunakan untk mengetsa material yang berbeda, dan setiap

komponen mempunyai peran yang berbeda pada logam yang berbeda.

).).+.) 6eknik $engetsa



!alam proses etsa, hasil dari etsa kimia yang umum di pakai biasanya

mudah di prediksi, meskipun dengan 4ariasi minor di komposisi etsa,

temperature, atau waktu. Saat logam atau paduan yang tidak familiar akan di etsa,

harus dipilih reagen terlebih dahulu. /ara yang paling baik adalah mengawali

dengan etsa yang simple, sering di pakai, dan komposisi yang aman sebelum

memakai larutan etsa yang lebih kompleks dan berbahaya. eagen kimia biasanya

di campur dalam jumlah sedikit, yaitu sampai ) m. Sampel di ambil

dengan menggunakan penjepit, dan jangan pernah menggunakan tangan. Sampel

harus diagitasi secara lambat, sehingga produk reaksi tidak menempel dan

tertinggal pada permukaan.

).).+.* 1tsa pada besi atau baja

Struktur mikro besi dan baja telah terlebih dahulu ada di bandingkan

logam lain karena sangat familiar di gunakan. !ikarenakan banyak 4ariasi besi

dan paduan baja yang telah di kembangkan dan karena propertynya dapat di

4ariasi secara luas dari perlakuan panas, tidaklah mengejutkan bahwa banyak etsa

yang telah di formulasikan untuk paduan dan kondisi yang spesifik. $eskipun

banyak etsaberbeda yang telah di kembangkan, ) etsa yang paling banyak di pakai

adalah nital dan picral. ;ital di pakai pada konsentrasi . " ( o=o, dimana picral

di pakai pada + o=o konsentrasi dengan tambahan ( o=o >ephiran cloride.

5ambar ). Struktur mikro ABSB (9 dengan 1tsa Picral dan ;ital

).). Pengamatan di $ikroskop /ahaya



?ungsi mikroskop cahaya yang terpenting adalah untuk mengamati

struktur mikro, struktur fase, inklusi, dan sidat lain dari sampel yang tidak dapat di

lihat menggunakan mata 2harus menggunakan pembesaran lensa3. &bser4asi

terhadap struktur mikro mempunyai pengaruh yang sangat kuat terhadap sifat

material. #ntuk mendapatkan detail resolusi yang optimal, permukaan sampel

yang di teliti harus mempunyai kontras yang layak. Pengambilan gambar dari

mikroskop dapat menggunakan kamera digital yang dapat di 4ariasikan

perbesarannya tergantung kebutuhan.

BAB III

"ET(DE PER)(BAAN

*.( Spesimen

Spesimen yang digunakan pada praktikum sebagai berikut

(. %aja poros 2etching3

). %esi cor kelabu 2non-etching3

*. %esi cor kelabu 2etching3+. %esi cor nondular 2etching3

. %aja karbon rendah 2baja struktur3

8. %aja karbon menegah 2baja poros3

C. %aja karbon tinggi 2baja perkakas3

9. Paduan aluminium

*.) Peralatan

Peralatan yang digunakan pada praktikum sebagai berikut

1. Alat Pemotong

2. $esin grinding dan polishing

. kertas gosok grid 9,(), )+, *), 8, 9, (, (, )

$. ain halus 2ain beludru3



*. Serbuk Alumina

+. /airan pengetsa

• %aja poros 2nital3• %esi cor kelabu 2nital3

• %esi cor nondular 2natal3

C. ADuades

9. $ikroskop optis dengan pembesaran +0

*.* angkah Percobaan

(. Persiapan alat untuk mengambil specimen dari benda

). Spesimen dipotong menggunakan alat las acetylene*. Spesimen dipotong menggunakan wirecut untuk

menghilangkan=memperkecil efek HAZ

+. Spesimen dipotong menggunakan gergaji mesin untuk menghilangkan

HAZ dari proses wirecut

. Spesimen di grinding dengan menggunakan kertas gosok mulai grid 9

sampai )

8. Spesimen dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk

alumina

C. Spesimen dietsa selama *- detik lalu specimen segera dicuci dengan

air aDuades dan dilap hingga kering

9. Spesimen diletakkan pada mikroskop optis dan diatur pembesaran

hingga +0

:. Struktur mikro yang terlihat pada mikroskop digambar

(. omposisi struktur mikro dari hasil pengamatan dihitung

.$ ,lo-c#art Percobaan

Start

Alat pemotong, gerinda, polishing, kain halus, kertas gosok, cairan

pengetsa, cairan aDuades, mikroskop optis

Alat dipersiapkan untuk mengambil spesimen dari benda

spesimen dipotong menggunakan alat las acetylene



Spesimen dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk alumina

Spesimen dietsa selama 3-5 detik lalu segera dicuci dengan air aquades dan dilap hingga ke

menghilangkan/memperkecil efek HAZ

A

A

Spesimen dipotong menggunakan wirecut

Spesimen dipotong menggunakan gergaji mesin

Spesimen di grinding dengan menggunakan

kertas gosok mulai grid 9 sampai )

1nd

!ata hasil struktur mikro

omposisi struktur mikro dari hasil pengamatan

dihitung

Struktur mikro digambar yang terlihat pada mikroskop

Spesimen diletakkan pada mikroskop optis dan

mengatur pembesaran hingga +0

bab ii dasar teori metalo

Documents