buku panduan dt

7/24/2019 Buku Panduan Dt

1/121

BBUUKKUU PPANANDDUUAANN

PPRRAAKKTITIKKUMUM KKAARARAKKTETERRISISAASISI MAMATTEERIRIAALL 11

PPENENGGUUJIANJIAN MMERERUUSAKSAK ((DDESTRUCTIVEESTRUCTIVE TETESSTINTINGG))

DDrr.. IIrr.. AAkkhhmmaadd HerHermama !"!"##$$$%$% M.M.PPhh&&''..EE..

DDEEPPARARTTEEMMEENN MMEETTAALLURURGGII DDAANN MAMATTEERIALRIAL

AAKKUULTLTAASS TETEKKNIKNIK UUNINIVVEERRSSIITTASAS IINNDD**NNEESIASIA

+,,-


2/121

Praktikum Karakterisasi Material 1(MMS 310802)

Departemen Metalurgi dan MaterialFakultas Teknik Universitas nd!nesia

KK

aa

aa

PP

ee

aa

aa

rr

"s

salamu#ala$k

um%arra&mat

u


3/121

lla&i%a

'

arakatu&

Pui s$ukur kamipanatkan ke &adirat

"lla& S*T atasterselesaikann$aBuku Panduan

Praktikum

Karakterisasi

Material 1: Pengujian

Merusak (Destructive

Testing) ini+ ,ukupanduan ini dituukanse'agai suatu 'a&anpegangan 'agima&asis%a-ma&asis%a

Departemen Metalurgidan MaterialFakultas TeknikUniversitas nd!nesia$ang sedangmenalankan PraktikumKarakterisasi Material1 (MMS310802)+Sangat disadari 'a&%apraktikum adala& sala&satu k!mp!nen

penting dalam pr!ses

'elaar-mengaarterutama dalamkaitann$a denganpengem'angankea&lian praktis dankemampuan analitis$ang sangatdi'utu&kan 'agi paralulusan pada saatterun ke dalam duniakera se'agai se!rangsarana teknik

metalurgi dan material+

Praktikum KarakterisasiMaterial 1 merupakan 'agiandari Kurikulum 2008 $angse'elumn$a 'ernamaPraktikum Metalurgi Fisikpada Kurikulum 200.+Praktikum ini menitik'eratkan pada penguian

merusak (destructivetesting) untuk mengeta&uiresp!n material ter&adappem'e'anan mekanis+ /le&se'a' itu 'uku petunukpraktikum ini didisainse'agai sala& satu alatpendukung utama 'agima&asis%a untuk 'isamema&ami dan mendalamite!ri-te!ri $ang di'erikandalam mata kulia& Metalurgi

Fisik 1pada semester 3+

Target utama $ang ingindiapai denganpen$elengaraan praktikumini adala& agar ma&asis%amampu mema&ami

1+ Karakteristik disl!kasise'agai sala& satu'entuk aat di dalammaterial dimana di

satu sisi ke&adiranmereka dalam umla&'esar &arus di&indaritetapi di sisi laindi'utu&kan karenadengan adan$adisl!kasi inila&material k&ususn$al!gam dapatdide!rmasi dandi'entuk sesuai denganaplikasi $ang

diinginkan2+ Mekanisme pergerakan

disl!kasi se'agaise'a' kegagalanl!gam maupunkemampu 'entukann$a(formability)

3+ nteraksi disl!kasidengan 'er'agaimaam peng&alang(obstacle) di dalam

material se&ingga pada


4/121

ak&irn$a parama&asis%amampumenelaskandengan 'aik'agaimanakekuatan didalam l!gamdapat

ditingkatkandengan 'er'agaimekanismepenguatan didalam material$ang dapatditerapkan dalamaplikasi praktisdi dalam industridan mas$arakat+

Untuk menunang

terapain$a tuuanpem'elaaran terse'utmateri dalam 'ukupanduan ini menakup2 'agian utama

1+ Te!ri DasarPenguian Mekanikpada Material

2+ M!dulPraktikum PenguianMekanik padaMaterial

a & $ u%!n!4 m e t a l+ui +a +id

1
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


5/121



Tentun$a 'uku panduanpraktikum ini masi& au&dari sempurna+ Saran dankritik k!nstrukti dari semuapi&ak sangat di&arapkan'agi per'aikan 'uku ini

demi terapain$a tuuanpr!ses 'elaar-mengaar diDepartemen Metalurgi danMaterial ini $aitudi&asilkann$a lulusansarana teknik metalurgi danmaterial $ang memilikikemampuan k!mpre&ensidalam disain material dantekn!l!gipr!ses+

Tak lupa sa$a sampaikan

uapan terima kasi& kepadasemua pi&ak $ang tela&mem'antupen$usunandiktat ini+

*

a

s

s

al

a

m

u

#

a

l

a$

k

u

m

%

a

r


6/121

r

a

&

m

a

t

ul

l

a

&

i

%

a

'

a

r

a

k

a

t

u

&+

D

e

p

!

k

M

a

r

e

t

2

D

r

.

I

r

.

A

k

h

m

a

d

H

e

r

m

a

!

"

#

$

$

%

M

.P

h

&

'

.

E

.

5P132136

8


7/121

.3


2


8/121



BABA

GGIIAA

NN 1/1/

TTEE**RIRI

DASDASAARR

PPEENNGGUU

JIJIAANN

MMEEKKANAN

IKIK

PPADAADA

MMATERATERIALIAL


9/121


3


10/121



BB

AA

BB

11

PP

EE

NN

GGUU

JJ

II

AA

NN

TT

AARR

II

KK

1

.1

.

T

"

0

"

a

&


11/121

r

"

k

&

$

a

'

"

m

"

m

Ma&asis%a mampumenganalisis &asil uitarik 'e'erapa enisl!gam se'agai resp!n

mekanis ter&adapde!rmasi dari luardan mampumenganalisiskarakteristikperpata&an $angdi&asilkan+

1

.

+

.

S

a

a

r

a

2

e

m

3

e

'

a

0

a

r

a

S

e

tela&mempelaarite!ridasarpenguiantarik

inima&asis%amam

pu

1+ Mema&ami kurvategangan-regangan &asilui tarik dari 'e'erapaenis l!gam ('esi tuang'aa tem'aga danalumunium)

2+ Mendeskripsikan titik-titik penting ('ataspr!p!rsi!nalitas 'ataselastis titik lulu&daera& neking danse'again$a) dalamkurva tegangan-regangan $angmenelaskan perilakumekanis l!gam-l!gamterse'ut+

3+ Menerapkan 'e'erapa!rmulasi dasar danmenganalisis kurva'e'an-perpananganuntuk memper!le& nilai-nilai kekuatan tarik titiklulu& persentaseel!ngasi m!duluselastisitas m!dulusketanggu&an untuk'e'erapa enis l!gam+

.+ Menelaskan per'edaan

antara kurva tegangan-regangan reka$asa dankurva tegangan-regangan sesunggu&n$a+

7+ Menerapkan dasarpengamatan kerusakanuntuk menganalisis'entuk perpata&an(rakt!grai) &asil uitarik 'e'erapa enisl!gam serta

mengkaitkann$a dengankurva tegangan-regangan


12/121

$ang tela& diapai+

1

.

4

.

Pe

a

a

r

Tuuan daridilakukann$a suatupengujian mekanis

adala& untukmenentukan responmaterial dari suatuk!nstruksi k!mp!nenatau rakitan a'rikasipada saat dikenakanbeban atau deformasidari luar+ Dalam &alini akan ditentukanse'erapa au& perilakuinheren (siat $angle'i& merupakanketergantungan atasen!mena at!mikmaupun mikr!sk!pisdan 'ukan dipengaru&i'entuk atau ukuran'enda ui) darimaterial ter&adappem'e'anan terse'ut+Di antara semuapenguian mekanisterse'ut penguian

tarik merupakan enispenguian $ang paling'an$ak dilakukankarena mampumem'erikan in!rmasirepresentati dariperilaku mekanismaterial+


.


13/121



1

.

5

.

P

r

&

&

2

2

e

"

0

&

a

Sampel atau 'enda uidengan ukuran dan 'entuktertentu ditarik dengan'e'an k!ntin$u sam'ildiukur pertam'a&anpanangn$a+ Data $ang

didapat 'erupa peru'a&anpanang dan peru'a&an'e'an $ang selanutn$aditampilkan dalam 'entukgraik tegangan-reganganse'agaimana ditunukkan!le& am'ar 1+1+ Data-datapenting $ang di&arapkandidapat dari penguian tarikini adala& perilakumekanikmaterial dan karakteristik

perpata&an+

1

.

5

.

1

.

P

e


14/121

r

&

'

a

k

"

m

e

ka

&

k

m

a

e

r

&

a'

Penguian tarik $angdilakukan pada suatumaterial padatan(l!gam dan n!nl!gam)dapat mem'erikanketerangan $ang relatilengkap mengenaiperilaku materialterse'ut ter&adappem'e'anan mekanis+n!rmasi penting $ang'isa didapat adala&

a

.

B

a

a

2

r

$

2

$

r

&

$

a

'

&

a

(

p

r

o

po

r

t

i

o

n

a

l

i

t

l

i

m

i

t

)

Merupakan daera& 'atasdimanategangandanregangan

mempun$ai&u'ungan

pr!p!rsi!nalitas satudengan lainn$a+ Setiappenam'a&an tegangan akandiikuti denganpenam'a&anregangan searapr!p!rsi!nal dalam&u'ungan linier 9 ! ":('andingkan dengan&u'ungan ! m# dimana me%akili tegangan #me%akili regangan dan mme%akili sl!pe kemiringandari m!dulus kekakuan)+Titik P pada am'ar 1+1 di'a%a& ini menunukkan'atas pr!p!rsi!nalitas darikurva tegangan-regangan+


15/121

$am%ar 1&1.Kurvategangan-

regangan darisebuah bendauji terbuat bajaulet

3

.

B

a

a

e

'

a

&

(

e

la

s

t

i

c

l

i

m

i

t

)

Daera& elastis adala&daera& dimana 'a&an akankem'ali kepada panangsemula 'ila tegangan luardi&ilangkan+ Daera&pr!p!rsi!nalitas merupakan'a&agian dari 'atas elastikini+ Selanutn$a 'ila 'a&anterus di'erikan tegangan

(de!rmasi dari luar) maka'atas elastis akan


7
mailto:[email protected]:[email protected]


16/121



terlampaui pada ak&irn$ase&ingga 'a&an tidak akankem'ali kepada ukuransemula+ Dengan kata laindapat dideinisikan 'a&%a'atas elastis merupakan

suatu titik dimana tegangan$ang di'erikan akanmen$e'a'kan teradin$ade!rmasi permanen(plastis) pertama kalin$a+Ke'an$akan material teknikmemiliki 'atas elastis $ang&ampir 'erimpitan dengan'atas pr!p!rsi!nalitasn$a+

6

.

T&

&

k

'

"

'

"

h

(

i

e

l

d

p

o

i

n

t

)

d

a

k

e

k

"

a

a


17/121

'

"

'

"

h

(

i

e

l

d

s

t

r

e

n

g

t'

)

Titik ini merupakansuatu 'atas dimanamaterial akan terusmengalami de!rmasitanpa adan$apenam'a&an 'e'an+Tegangan (stress)$ang mengaki'atkan'a&an menunukkanmekanisme lulu& inidise'ut tegangan luluh(yield stress)+ Titiklulu& ditunukkan !le&titik ; pada am'ar1+1 di atas+

eala lulu&umumn$a &an$aditunukkan !le&l!gam-l!gam uletdengan struktur

kristal ,


18/121

ireganga

nt!taldimu

laidaritit

ik/+

$am%ar 1&&

Kurva tegangan-

regangan dari sebuahbenda uji terbuat dari

bahangetas

Kekuatan lulu& atau titiklulu& merupakan suatugam'aran kemampuan'a&an mena&an de!rmasi

permanen 'ila digunakandalam penggunaanstruktural $angmeli'atkan pem'e'ananmekanik seperti tarik tekan'ending atau puntiran+ Disisi lain 'atas lulu& ini&arus diapai ataupundile%ati 'ila 'a&an (l!gam)dipakai dalam pr!sesmanuakturpr!duk-


A


19/121



pr!duk l!gam seperti pr!sesrolling drawing stretchingdan se'again$a+ Dapatdikatakan 'a&%a titik lulu&adala& suatu tingkattegangan $ang

B Tidak '!le& dile%atidalam penggunaanstruktural (inservice)B Carus dile%ati dalampr!ses manuaktur l!gam(formingprocess)

6

.

K

e

k

"

a

a

a

r

&

k

m

a

k

&

m

"

m

(

u

l

t

i

m

a

t

e

t

e

n

s


20/121

i

l

e

s

t

r

e

n

gt

'

)

Merupakan teganganmaksiumum $angdapat ditanggung !le&material se'elumteradin$a perpata&an(fracture)+ 5ilaikekuatan tarikmaksimum 9 utsditentukan dari 'e'anmaksium maks di'agiluas penampang a%al*o+

U! D"#

(

Pada 'a&an ulet teganganmaksimum ini ditunukkan!le& titik M (am'ar1+1) dan selanutn$a 'a&anakan terus 'erde!rmasi&ingga titik ,+ ,a&an$ang 'ersiat getasmem'erikan perilaku $ang

'er'eda dimana teganganmaksimum sekaligustegangan perpata&an (titik, pada am'ar 1+2)+Dalam kaitann$a denganpenggunaan strukturalmaupun dalam pr!ses!rming 'a&an kekuatanmaksimum adala& 'atastegangan $ang sama sekalitidak boleh dilewati+

d

.

K

e

k

"

a

a

P

"

"

(

%

r

e

ak

i

n

g

s

t

r

e

n

g

t


21/121

'

)

Kekuatan putusditentukan denganmem'agi 'e'an padasaat 'enda ui putus(%reaking) dengan luaspenampang a%al *o+Untuk 'a&an $ang'ersiat ulet pada saat'e'an maksimum Mterlampaui dan 'a&anterus terde!rmasi&ingga titik putus ,maka teradimekanisme peniutan(necking) se'agaiaki'at adan$a suatude!rmasi $angterl!kalisasi+ Pada'a&an ulet kekuatanputus adala& le'i&keil daripadakekuatan maksimumsementara pada 'a&angetas kekuatan putusadala& sama dengankekuatanmaksimumn$a+

e

.

K

e

"

'

e

a

(

du

c

t

i

l

i

t

)

Keuletan merupakansuatu siat $ang

menggam'arkan

kemampuan l!gammena&an de!rmasi &inggateradin$a perpata&an+ Siatini dalam 'e'erapatingkatan &arus dimiliki!le& 'a&an 'ila ingindi'entuk (forming) melaluipr!ses rolling bendingstretching drawing

hammering cutting danse'again$a+ Penguian tarikmem'erikan dua met!depengukuran keuletan 'a&an$aitu

B

P

e

r

e

a

e

2

e

r

2

a

0

a

a

(

e

l

o

n

g

a

t

i

o

n

)

Diukur se'agaipenam'a&an panang ukursetela& perpata&anter&adap panang

a%aln$a+


22/121

$lon

gasi%

: (&'

)(*f-

*o'+*

o,

//

&(1+2)

dimana*f adala&panang ak&ir dan*opanang a%al dari'enda ui+


6


23/121



B

Per

ea

e

2e

"raa7

red"

k&

2ea

m2a

(*re

a

+ed

ucti

on)

Diukur se'agaipengurangan luaspenampang (r!ss-seti!n) setela&perpata&an ter&adap luaspenampang a%aln$a+

0eduksi

penampan

g%+ (&'

)(#o-

#f'+#o,

//&

(1+3)

dimana#f adala& luaspenampang ak&ir dan#oluas penampang a%al+

8

.

M

$

d

"

'

"

e

'

a


24/121

&

&

a

(

")

M!dulus elastisitasatau m!dulus ;!ungmerupakan ukurankekakuan suatumaterial+ Semakin'esar &arga m!dulusini maka semakinkeil regangan elastis$ang teradi padasuatu tingkatpem'e'anan tertentuatau dapat dikatakanmaterial terse'utsemakin kaku (stiff)+Pada graik tegangan-regangan (am'ar1+1 dan 1+2) m!duluskekakuan terse'utdapat di&itung darisl!pe kemiringan gariselastis $ang linier

di'erikan !le&" !

9=:atau" !

tan E

(1+.)

dimana E adala& sudut$ang di'entuk !le&

daera& elastis kurvategangan-regangan+M!dulus elastisitassuatu materialditentukan !le& energiikat antar at!m-at!mse&ingga 'esarn$a nilaim!dulus ini tidakdapat diru'a& !le&suatu pr!ses tanpameru'a& struktur'a&an+ Se'agai !nt!&

di'erikan !le&am'ar

1+3 di 'a%a& ini $angmenunukkan graiktegangan-regangan 'e'erapaenis'aa

1&,& 1

mperlihatkan

kesamaan modulus

kekakuan


8

rafik tegangan-regangan beberapa baja yang me


25/121



.

M

$

d

"'

"

k

e

'

e

&

a

(

m

o

d

u

l

u

s

o

-

r

e

s

i

l

i

e

nc

e

)

Me%akili kemampuanmaterial untuk men$erapenergi dari luar tanpateradin$a kerusakan+ 5ilaim!dulus dapat diper!le&dari luas segitiga $angdi'entuk !le& area elastikdiagram tegangan-regangan

pada am'ar 1+1+


26/121

h

.

M

$

d

"

'"

k

e

a

"

ha

(

m

o

d

u

l

u

s

o

-

t

o

u

g

'

n

e

s

s)

Merupakankemampuan materialdalam men$erapenergi &inggateradin$a perpata&an+Seara kuantitatidapat ditentukan dariluas area keseluru&andi 'a%a& kurvategangan- regangan&asil penguian tarik

seperti am'ar 1+1+Pertim'angan disain $angmengikut sertakan m!dulusketanggu&an menadisangat penting untukk!mp!nen-k!mp!nen $angmungkin mengalamipem'e'anan 'erle'i& searatidak disengaa+ Material

dengan m!dulusketanggu&an $ang tinggiakan mengalami dist!rsi$ang 'esar karenapem'e'anan 'erle'i& tetapi&al ini tetap disukaidi'andingkan materialdengan m!dulus $angrenda& dimana perpata&anakan teradi tanpa suatuperingatan terle'i& da&ulu+

&

.

K

"

r

9

a

e

a

a

:

r

e

a

a

r

e

k

a

;

a

a


27/121

d

a

e

"

"

h

;

a

Kurva tegangan-regangan reka$asadidasarkan atasdimensi a%al (luas areadan panang) dari'enda ui sementarauntuk mendapatkankurva tegangan-regangansesunggu&n$adiperlukan luas areadan panang aktualpada saat pem'e'anansetiap saat terukur+Per'edaan keduakurva tidakla&terlampau 'esar padaregangan $ang keiltetapi menadisigniikan padarentang teradin$a

pengerasan regangan(strain hardening)$aitu setela& titiklulu& terlampaui+Seara k&usus

per'edaan menadidemikian 'esar di

dalam daera& neking+Pada kurva tegangan-regangan reka$asadapat diketa&ui 'a&%a'enda ui searaaktual mampumena&an turunn$a'e'an karena luas areaa%al #o 'ernilaik!nstan pada saatpeng&itungan tegangan9 2+#o+ Sementara

pada kurva tegangan-

regangan sesunggu&n$a luasarea aktual adala& selaluturun &ingga teradin$aperpata&an dan 'enda uimampu mena&anpeningkatan tegangankarena 9 2+#+ am'ar1+. di 'a%a& inimemperli&atkan !nt!&

kedua kurva tegangan-regangan terse'ut pada 'aakar'!n renda& (mildsteel)+

$am%ar 1&.&2erbandingan antara kurva tegangan-

regangan rekayasa dan

sesungguhnya dari baja

karbon rendah (mild

steel'



28/121



1.5.+. M$de Per2aaha

Maer&a'

Sampel &asil penguiantarik dapat menunukkan

'e'erapa tampilanperpata&an sepertidiilustrasikan !le& am'ar1+7 di 'a%a& ini

Sangat uletSangat getas

$am%ar 1&/& 3lustrasi penampang samping

bentuk perpatahan

benda uji tarik

sesuai dengan

tingkat

keuletan+kegetasan

Perpata&an uletmem'erikan karakteristk'ersera'ut (fibrous) dangelap (dull) sementara

perpata&an getas ditandaidengan permukaan pata&an$ang 'er'utir (granular)dan terang+ Perpata&an ulet

umumn$a le'i& disukaikarena 'a&an uletumumn$a le'i& tanggu&dan mem'erikan peringatanle'i& da&ulu se'elumteradin$a kerusakan

Pengamatan keduatampilan perpata&an itudapat dilakukan 'aikdengan mata telanangmaupun dengan 'antuanstereoscan macroscope+Pengamatan le'i& detil


29/121

dimungkinkan denganpenggunaan SGM(!canning $lectronMicroscope)+

a

.

P

e

r

2

a

a

h

a

U

'

e

am'ar 1+A di 'a%a&ini mem'erikanilustrasi skematisteradin$a perpata&anulet pada suatuspesimen $angdi'erikan pem'e'anantarik

(a

)

(')()

$am%

ar 1&0 &

ahapa

n

terjadi

nya

perpat

ahan

ulet

pada

sampel

ujitarik4

(a'

2enye

mpitan

awal5

(b'

2em

bent

ukan

rong

ga-

rong

g

a

k

e

c

i

l

(

c

av

i

t

y

'

5

(

c

'

2

enyatua

n

rongga-

rongga

memben

tuk

suatu

retakan

5 (d'

2erambatan

retak5

(e'

2erpata

han

geser

akhir

pada

sudut

678.

(d) (e)4 met al+ui +a 10

+ida&$u%!n!
mailto:@metal.ui.acmailto:@metal.ui.ac


30/121



Tampilan !t! SGM dariperpata&an ulet di'erikan !le&am'ar 1+6'erikut

d

&

m

2

'

e

$am%ar 1&& ampilan

permukaan patahan

dari suatu sampel

logam yang ditandai

dengan lubang-lubang

dimpel sebagai suatu

hasil proses penyatuan

rongga-rongga kecil

(cavity' selama

pembebanan

berlangsung.

3. Per2aaha Gea

Perpata&an getas memilikiiri-iri se'agai'erikut

1+ Tidak ada atau sedikitsekali de!rmasi plastis $angteradi pada material

2+ Hetak=perpata&anmeram'at sepanang'idang-'idang kristalinmem'ela& at!m-at!mmaterial(transgranular)+

3+ Pada material lunak


31/121

dengan 'utirkasar (!arse-grain) maka dapatdili&at p!la-p!la$ang dinamakanchevrons !r fan-like pattern $ang'erkem'angkeluar dari

daera& a%alkegagalan+

.+ Material kerasdengan 'utir&alus (fine-grain)tidak memilikip!la-p!la $angmuda&di'edakan+

7+ Materialam!rp&!us

(seperti gelas)memilikipermukaanpata&an $ang'era&a$a danmulus+


11


32/121



1&2& 2erpatahan getas pada dua sampel logam

berpenampang lintang

persegi panjang

(pelat'

Sedangkan &asil !t! SGMsampel dengan perpata&angetas di'erikan !le& am'ar1+ pada &alaman 'erikutini


33/121


12


34/121



$am%ar 1&3&"oto !$M

sampel dengan

perpatahan getas.

2erhatikan bentuk

perambatan retakyang

menjalar (a' memotong

butir (transgranular

fracture' dan (b'

melalui batas butir

material(intergranular

fracture'


35/121


13


36/121



BB

AA

BB

++

PP

EE

NN

GG

UU

JJ

II

AA

NN

KK

EE

KK

EE

RR

AA

SS

AA

NN

+

.

1

.

T

"


37/121

0

"

a

&

r"

k

&

$

a

'

"

m

"m

Ma&asis%a mampumenguasai 'e'erapamet!de penguian$ang umum dilakukanuntuk mengeta&ui nilaikekerasan l!gam+

+

.

+

.

S

a

a

r

a

2

em

3

e

'

a

0

a

r

a

Setela&

mempelaari te!ridasarpenguiankekerasaninima&asis%amampu

1+ Menelaskan makna nilaikekerasan materialdalam lingkup ilmumetalurgi dan ilmu-ilmuterapan lainn$a

2+ Menelaskan per'edaanantara penguiankekerasan denganmet!de g!res pantulandan indentasi+

3+ Menelaskankek&ususan penguiankekerasan dengan met!de,rinell Iikers dan

H!k%ell+

.+ Mengaplikasikan'e'erapa !rmulasidasar untuk memper!le&nilai kekerasan materialdengan ui,rinell danIikers+

+

.

4

.

P

e

a

a

r

Makna nilai kekerasan

suatu material 'er'eda


38/121

untuk kel!mp!k'idang ilmu $ang'er'eda+ ,agiinsin$ur metalurginilai kekerasanadala& keta&ananmaterial ter&adappenetrasi sementarauntuk para insin$ur

disain nilai terse'utadala& ukuran daritegangan alir untukinsin$ur lu'rikasikekerasan 'erartiketa&anan ter&adapmekanisme keausanuntuk para insin$urmineral!gi nilai ituadala& keta&ananter&adap g!resan danuntuk para mekanik

%!rk-s&!p le'i&'ermakna kepadaketa&anan materialter&adap pem!t!ngandari alat p!t!ng+,egitu 'an$ak k!nsepkekerasan material$ang dipa&ami !le&kel!mp!k ilmu%alaupun demikiank!nsep-k!nsepterse'ut dapatdi&u'ungkan padasatu mekanisme $aitutegangan alir plastisdari material $angdiui+

+

.

5

.

P

r

&

&

2

2

e

"

0

&

a

Dari uraian singkat diatas maka kekerasan suatumaterial dapatdideinisikan se'agaiketa&anan material terse'utter&adap ga$a penekanandari material lain $angle'i& keras+ Penekananterse'ut dapat 'erupamekanisme pengg!resan(scratching) pantulanataupun


1.


39/121



indentasi dari material keraster&adap suatu permukaan'enda ui+ ,erdasarkanmekanisme penekananterse'ut dikenal 3 met!deui kekerasan

+

.

5

.

1

.

M

e

$

d

e

$

r

e

Met!de ini tidak 'an$aklagi digunakan dalam dunia

metalurgi dan materiallanut tetapi masi& seringdipakai dalam duniamineral!gi+ Met!de inidikenalkan !le& Friedri&M!&s $ang mem'agikekerasan material di duniaini 'erdasarkan skala ($angkemudian dikenal se'agaiskala M!&s)+ Skala ini'ervariasi dari nilai 1 untukkekerasan $ang palingrenda& se'agaimanadimiliki !le& material talk&ingga skala 10 se'againilai kekerasan tertinggise'agaimana dimiliki !le&intan+ Dalam skala M!&surutan nilai kekerasanmaterial di dunia ini di%akili!le&


40/121

ntan)

Prinsip penguian 'ilasuatu mineral mampudig!res !le&/rt&!lase (n!+ A)

tetapi tidak mampudig!res !le& "patite(n!+ 7) makakekerasan mineralterse'ut 'erada antara7 dan A+ ,erdasarkan&al ini elas terli&at'a&%a met!de inimemiliki kekuranganutama 'erupa ketidakakuratan nilaikekerasan suatu

material+ ,ilakekerasan mineral-mineral diui denganmet!de lainditemukan 'a&%anilai-nilain$a 'erkisarantara 1- saasedangkan nilai -10memiliki rentang $ang

'esar+

+

.

5

.

+

M

e

$

de

e

'

a

&

k

7

2

a

"

'

(

r

e

%

o

un

d

)

Dengan met!de inikekerasan suatu materialditentukan !le& alat!cleroscope $ang mengukurtinggi pantulan suatupemukul (hammer) dengan'erat tertentu $angdiatu&kan dari suatuketinggian ter&adappermukaan 'enda ui+Tinggi pantulan (rebound)$ang di&asilkan me%akilikekerasan 'enda ui+Semakin tinggi pantulanterse'ut $ang ditunukkan!le& dial pada alatpengukurmaka kekerasan 'enda uidinilai semakin tinggi+

+.

5

.

4

.

M

e

$

d

e

&

d

e

a

&

Penguian dengan met!de

ini dilakukan dengan

1+ Tal A+ /rt&!lase2+ ipsum 6+ Juart3+


41/121

penekanan 'enda uidengan indent!rdengan ga$a tekandan %aktu indentasi$ang ditentukan+Kekerasan suatumaterial ditentukan!le& dalam ataupunluas area indentasi

$ang di&asilkan(tergantung enisindent!r dan enispenguian)+

,erdasarkan prinsip'ekeran$a met!de uikekerasan denganara indentasi dapatdiklasiikasikanse'agai'erikut

a

.

M

e

$

d

e

B

r&

e

'

'

Met!de inidiperkenalkan pertamakali !le& L+"+ ,rinellpada ta&un 100+Penguian kekerasandilakukan dengan

memakai '!la 'aa$ang diperkeras(hardened steel ball)dengan


17


42/121



'e'an dan %aktu indentasitertentu se'agaimanaditunukkan !le& am'ar2+1+ Casil penekanan adala&eak 'er'entuk lingkaran'ulat $ang &arus di&itung

diametern$a di 'a%a&mikr!sk!p k&ususpengukur eak+


43/121

dengan diameter 10mm dan 'e'an 3000kg untuk penguianl!gam-l!gam err!usatau 700 kg untukl!gam-l!gam n!n-err!us+ Untuk l!gam-l!gam err!us %aktuindentasi 'iasan$a

sekitar 10 detik sementara untukl!gam- l!gam n!n-err!us sekitar 30detik+*alaupun demikianpengaturan 'e'an dan%aktu indentasi untuksetiap material dapatpula ditentukan !le&karakteristik alatpengui+ 5ilai

kekerasan suatumaterial $angdin!tasikan denganOC,# tanpatam'a&an angka di

'elakangn$amen$atakan k!ndisipenguian standardengan indent!r '!la'aa 10 mm'e'an3000 kg selama%aktu 117 detik+

Untuk k!ndisi $anglain nilai kekerasanC, diikutiangka-angka $angmen$atakan k!ndisipenguian+


44/121



3

.

M

e

$

d

e

V

&

6

k

e

r

Pada met!de ini digunakanindent!r intan 'er'entukpiramida dengan sudut13A! seperti diperli&atkan!le& am'ar 2+3+ Prinsippenguian adala& samadengan met!de ,rinell%alaupun eak $angdi&asilkan 'er'entuk 'uursangkar 'erdiag!nal+Panang diag!nal diukurdengan skala padamikr!sk!p penguur eak+5ilai kekerasan suatumaterial di'erikan !le&

>:; 1+87.

2

d2

(


45/121

)

dimana d adala& panangdiag!nal rata-rata darieak 'er'entuk 'uursangkar+

$am%ar

&,&!kematisprinsipindentasidenganmetode>ickers

6

.

M

e

$

d

e

R$

6

k

#

e

'

'

,er'eda denganmet!de ,rinell danIikers dimanakekerasan suatu 'a&an

dinilai dari

diameter=diag!nal eak$ang di&asilkan makamet!de H!k%ellmerupakan ui kekerasandengan pem'aaanlangsung (direct-reading)+Met!de ini 'an$ak dipakaidalam industri karenapertim'angan praktis+

Iariasi dalam 'e'an danindet!r $ang digunakanmem'uat met!de inimemiliki 'an$ak maamn$a+Met!de $ang paling umumdipakai adala& H!k%ell ,(dengan indent!r '!la 'aa'erdiameter 1=A ini dan'e'an 100 kg) danH!k%ell < (denganindent!r intan dengan 'e'an170 kg)+ *alaupun demikian

met!de H!k%ell lainn$auga 'iasa dipakai+ /le&karenan$a skala kekerasanH!k%ell suatu material&arus dispesiikasikandengan elas+


46/121



Ta%el &1&

!kalapadaMetodeUjiKekerasan0ockwell


47/121


18


48/121



BB

AA

BB

44

PP

EE

NN

GG

UUJJ

II

AA

NN

II

MM

PPAA

KK

4

.

1.

T

"

0

"

a

&


49/121

r

"

k

&

$

a'

"

m

"

m

Ma&asis%a di&arapkanmampu menganalisis&asil ui impak'e'erapa enis l!gamse'agai se'agai ungsitemperatur dankarakteristikperpata&an $angdi&asilkan+

4

.

+

.

S

a

a

r

a

2

e

m

3

e'

a

0

a

r

a

Setela& mempelaarite!ri dasar praktikummengenai penguian

tarik ini ma&asis%a

di&arapkan mampu

1+Menelaskantuuan danprinsip dasarpengukuran&arga impakdari l!gam+

2+Menelaska

nper'edaan

antaramet!d

e+

7+ "turla& !kus strukturmikr! 'enda uidengan memutar&andel pengangkat di'agian samping alatui+ Dapatkan tingkatpena&a$aan $ang

sesuai denganmengatur k!ntr!liluminasi di 'agiansamping+

A+ Tentukan l!kasi (asa)$ang akan diui+ "rea$ang dipili& &arusditempatkan di tenga&-tenga& ruang pandangmata pengamat(!kuler)+

6+ Pili& 'e'an $angsesuai denganmemutar dial 'e'an(di 'agian sampingatas) dengan &ati-&ati+Langan sekali-kalimelakukann$a dengankeutan+

8+ "tur %aktu indentasi+T!m'!l pengatur indentasiterletak di 'agian amping

'a%a&+

Direk!mendasikan%aktu indentasi untuk&ampir semuapenguian kekerasanmikr! adala& 10-17detik+ ,ila diperlukanaula& standar "STM+

+ Putar turet indent!r-lensa !'$ekti &inggadiper!le& p!sisi indent!r+

10+ Wakukan indentasi

dengan menekant!m'!l \Start]+Wampu]W!ading]akanmenandakan indentasi'erlangsung selama%aktu $ang tela&ditentukanse'elumn$a+


38


96/121



11+ Tunggula& agar lampuindikasi l!ading'enar-'enar 'er&entimen$ala+ Langansekali- kalimenggerakkan 'enda

ui ataupun men!'amemutar turetindent!r-lensa!'$ekti se'elumindentasi selesaidengan sempurna+

12+ ndentasi selesaiputarla& turet kep!sisi lensa !'$ektikem'ali (.0 >) danmulaila& pengukuranle'areak+

13+ Pengukuran dilakukandengan memutar leftfillar adjustment knob

('agian kiri dari lensa!kuler) se&ingga'agian garis kiriterdalam men$entu&uung kiri terluar darieak+

1.+ Putar rig&t illaradustment kn!'

se&ingga 'agian kananterdalam dari rig&tillar line 'erimpitdengan 'agian kiriterdalam dari let illarline+ Per&atikan skalan!l pada rig&tmikr!meter $angterletak pada illaradustment kn!'+

17+ Putar illar adustment kn!'

se&ingga garis kananak&irn$a menapaiuung kanan terluardari eak+ nila&arak diag!nal darieak pada 'enda ui+


97/121

1A+ Ulangi langka&pengukuranuntuk arak diag!nal lainn$adengan memutarkeduaadustment kn!'dalam p!sisivertikal+

16+ Citung nilaikekerasan asa denganrumus $ang sesuai+

18+ Wakukanpenguian untuk asaatau l!kasi lain+

+.=. Pera;aa da

T"a/

1+ "paka& satuandari nilai kekerasan

,rinell dan Iikers[2+ "paka& &asil

peneakan,rinell $anganda lakukan'etul-'etul'er'entuktem'ereng(sp&erial)[Dist!rsi 'entukapaka& $angumum teradi[,agaimana&aln$a dengandist!rsi eakIikers[

3+ Mengapadiperlukanpermukaan'enda ui $angmulus=liin padasaat melakukanui kekerasan

,rinell atauIikers[

.+ Mengapapenguian Iikers atauH!k%ell < tidakdisarankan untuk 'esituang[

7+ Citung nilaikekuatan tarik daril!gam 'erdasarkan &asilui kekerasan $angdiper!le&+

Se'agai

pat!kan nilaikekuatan tarikmaksimum (UTS) 0+37 C, kg=mm2+,andingkanla& nilaiestimasi ini dengannilai $ang diper!le&dari penguian tarik+Se'erapa 'esarka&

per'edaan kedua nilaiterse'ut[ ,erikanla&alasan $ang mampumenelaskan &alterse'ut+

A+ Mengapa terkadangdiperlukan estimasikekuatan tarik materialdari nilaikekerasann$adi'andingkan per!le&nilai UTS searalangsung daripenguian tarikn$a[

6+ "paka& nilaikekerasan ,rinellIikers danH!k%ell dari suatul!gam dapatdik!nversikan satusama lainn$a["paka& mungkindi&asilkan persamaan

matematis untukmeng&u'ungkanketiga skala kekerasanterse'ut+

8+ ,erapaka& nilai IC5dari asa-asa eritperlit austenit grait'er'entuk serpi&grait 'er'entukn!dul[ ,andingkanla&&asil penguian andadengan literatur+

+ Setela& melakukanpenguian kekerasandapatka& andamem'erikan'atasan=deinispenguian kekerasanmikr! itu[ "paka&'edan$a dengankekerasan makr![

10+ Pada aplikasi lain apasaaka& penguian kekerasan

mikr! dilakukan[


98/121


3


99/121



MM**DULDUL 44

PPEENNGGUJIANUJIAN

IIMMPPAKAK

4.1. T"0"a Pe"0&a/

1+ Untuk mengeta&uitemperatur transisiperilaku kegetasan 'aastruktural ST .2+

2+ Untuk menganalisispermukaan pata&an(fractografi) sampelimpak $ang diuipada 'er'agaitemperatur+

4.+. Pra;ara/

Se'elum anda melakukanm!dul praktikum ini anda

&arus1+ Mem'aa Te!ri

Dasar PraktikumMetalurgi Fisik (,a'3) dan 'uku-'ukuteks $ang dianurkan

2+ Mem'aa 'ukupr!sedur panduanpraktikum Metalurgi Fisikini

3+ Men$elesaikan

Wap!ranPenda&uluanPraktikum (prelabreport) danmen$era&kann$akepada asistenpenanggunga%a'=k!!rdinat!rpraktikum

.+ Wulus tespenda&uluan+

4.4. Pera'aa da maer&a'/


100/121

1+ mpat testingma&ine (met!de


101/121



B Pastikan arumskala 'er%arnamera& se'agaipenunuk &argaimpak material'erada pada

p!sisi n!l+B Putarla& &andel

untukmenaikkanpendulum&ingga arumpenunuk 'e'an'er%arna &itammenapai 'atasmera&+

B Wetakkan 'enda

ui padatempatn$adengan takikmem'elakangiara& datangn$a

pendulum+Pastikan 'endaui tepat 'eradadi tenga&dengan 'antuanentre setting+

B ,ila 'enda ui

tela& siaptarikla& entresetting ke p!sisisemula+ Langansekali- kalimeninggalkanentre settingini di 'elakang'enda uikarena akanikut mengalamitum'ukan !le&

pendulum+B ,er & ati-&ati la&

angan 'erdiripada garisa$unan ga$apendulum+,ersiapla&melakukanpenguian padap!sisi di sampingalat ui+

B Wepaskan


102/121

t!m'!lpadatangkaipendulumse&inggapendulum'era$undanmenum'uk

'enda ui+B Wakukan

pengeremandenganmenariktuas remse&inggaa$unanpendulumdapatdikurangi+

B ,aala& nilai$angditunukkan !le&arum mera&pada skala $angsesuai (300

L!ule)+Citungla&&argaimpakm

a

terialde

nganrumusd

asar+

B "m'il 'enda uidan amatila&permukaanpata&ann$a di'a%a&stereoscan

macroscope+

,uatla& sketsapata&ann$a didalam lem'ardata anda+Ukurla& luas areagetas dan uletdari masing-masing sampelui+ 5$atakandalam persentaseter&adap luasarea t!tal di

'a%a& takikXB Ulangi penguian

untuk sampel-sampel lain+Tingkat ke&ati-&atian le'i&tinggi diperlukandalam menanganisampeltemperaturtinggi+


103/121

4.=. T"a da

2era;aa/

1+ Siat isik apaka&$ang ditentukan !le&penguian impak[

2+ ,erikanla&'e'erapa !nt!&dimana ga$a

impak 'ekeraseara aktualpada k!mp!nen-k!mp!nenl!gamX

3+ ,uatla& graik&arga impak se'agaiungsi temperatur dari&asil penguian anda+

Tentukanla&temperatur transisidari l!gam $angdiuiX

.+ ,uatla& pulagraik persentase luasarea getas se'agai ungsitemperaturX

7+ "paka& $angmen$e'a'kan teradin$aOdata scatter# &asilpenguian anda[

A+ ,agaimanaka&

graik C vsTemperatur 'ilatakik pada 'endaui di'uat (a)le'i& taam atau(') le'i& le'ar[LelaskanX

6+ Kegagalan getasumumn$adiindikasikan!le& alurcleavage

sepanang'idangkristal!graitertentu+ "paka&penampakanperpata&an pada'enda ui andamendukung

pern$ataan ini[LelaskanX


.1


104/121



MM**DULDUL 55

PPEENNGGUJIANUJIANPPUUNNTTIIRR

5.1. T"0"a Pe"0&a/

1+ Untuk memper!le&kurva tegangan geser-regangan geser dan nilaim!dulus geser ()

dari'e'erapaenisl!gam('aa

paduantem'aga

danpaduanalumuni

um)+. Untuk menganalisispermukaan pata&an(fractografi) sampel &asiluipuntir+

5.+. Pra;ara/

Se'elum anda melakukanm!dul praktikum ini anda&arus

1+ Mem'aa Te!riDasar PraktikumMetalurgi Fisik (,a'.) dan 'uku-'ukuteks $ang dianurkan

2+ Mem'aa 'ukupr!sedur panduanpraktikum Metalurgi Fisikini

3+ Men$elesaikanWap!ranPenda&uluanPraktikum (prelabreport) danmen$era&kann$a

kepada asisten


105/121

penanggunga%a'=k!!rdinat!rpraktikum

.+ Wulus tespenda&uluan+

5.4. Pera'aa da

maer&a'/

1+ T!rsee t!rsi!ntesting ma&ine2+


106/121



12+ Tarikla& tuas mains%it& pada dindingtem'!k ke p!sisi on

13+ 5$alakan t!m'!l &iauuntuk memulaipenguian+

1.+ "mati dan atatm!men t!rsi padapenam'a&an sudutpuntir

B tiap 30! selamaduaputaran

B tiap A0! selamaputaran ke 3 dan .+

B tiap 0! untuk satuputaran selanutn$a+

B tiap 120! untuksatu putaran

selanutn$a+B tiap 180! untuksatu putaranselanutn$a+

B tiap 3A0! &ingga'enda uiputus+

17+ Wepaskan 'enda uidan amati di 'a%a&stere!sanmir!s!pe+ ,uatla&sketsa dan deskripsi

dari pata&an terse'ut+1A+ Ulangi penguianuntuk enis l!gam lainn$a+

5.=. T"a da 2era;aa/

1+ ,uatla& kurva m!menpuntir ter&adap sudutpuntir dari setiap enisl!gam $ang diui+

2+ Dengan rumus $angsesuai u'a&la&

kurva m!menpuntir-sudut puntirterse'ut menadikurva tegangangeser-regangangeser+

3+ Dari kurva terse'uttentukanla& nilaim!dulus geser () darisetiap enis l!gam+

,andingkanla& nilaiterse'ut dengan nilai $ang diper!le&


107/121

dari nilai G&asil ui tarik+(melalui rumus$ang sesuai dannilai v untuksetiap enisl!gam dariliteratur)+

.+ ,andingkanla&

tampilanrakt!graipata&an &asilui puntir danpata&an &asilui tarik untuksetiap enis'a&an+ "pa$angmem'edakantampilanterse'ut[LelaskanX


.3


108/121


109/121


110/121



7+ "turla& skala padalu'ang intip padap!sisi n!l+ ,ila'elum diper!le&maka tekanla&spring adjusting

handle sam'ildiputar ke ara&increase 'ilaangkan$a masi& di'a%a& n!l ataudecrease 'ilaangkan$a mele%atin!l+

A+ Sekarang sentu&kansampel ui $ang tela&terikat pada sample&!lder dengan

re

v

o

lv

i

n

g

di

sc+

6+ "turla& pasangangir 'e'an ($ang'er&u'unganlangsung dengansample holder)se&ingga diper!le&skala .+7 padalu'ang intipse'agai suatupem'e'anan a%al(preload)+ ,ilap!sisiini 'elum diper!le&lakukan kem'alilangka& 7+

8+ Pastikan set-upparameter penguian tela&sesuai+

+ ,ersi&kan mesin uidari 'enda-'enda $angmem'a&a$akan (kain gir

!'eng ds')+


111/121


112/121



LL

AA

MM

PP

IIRR

AA

NN


113/121


.A


114/121

PRAKTIKUM KARAKTERISASI MATERIAL:1

Wa'!rat!rium Metalurgi Fisik Departemen Metalurgi dan Material FTU

LEMBAR DATA UJI TARIK

5ama

5PM Kel!mp!k

Tanggal praktikum

Mesin Ui ````````````


115/121


116/121



LEMBAR DATA UJI KEKERASANMET*DE BRINELL

5ama

5PM Kel!mp!k

Tanggal praktikum

5! ,enda ui K!ndisindentasi

nden-tasi

Leak (mm) ,C5 ,C5 Keterangand1 d2 d ave

1D mmP kgt detik

123.7

2D mmP kgt detik

123.7

3 D mm

P kgt detik

1

23.7

.D mmP kgt detik

123.7

7D mm

P kgt detik

123.7

"sisten ```````` Para ````````+


117/121


118/121



LEMBAR DATA UJI KEKERASANMET*DE R*CK>ELL

5ama

5PM Kel!mp!k

Tanggal praktikum

5! ,enda ui K!ndisindentasi

ndentasi CH< CH, CH

buku panduan dt

Documents