laporan praktikum hardness test

Upload: padang-wa

Post on 20-Feb-2018

1.001 views

Category:

Documents


52 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    1/16

    LAPORAN RESMI

    HARDNESS TEST

    Disusun O leh :

    Widya Cahyati (6507040046)

    Ahmad Itmamul Wafa (6607040050)

    Erdi Wisnu Riftiyanto (6507040057)

    Niki Nakula Nuri (6507040058)

    TEKNIK KESELAMATANDAN KESEHATAN KERJA

    POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

    INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

    2008

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    2/16

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Tujuan

    1.1.1 Tujuan Umum

    Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test)

    terhadap suatu material dengan beberapa metoda.

    1.1.2 Tujuan Khusus

    1. Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test)

    terhadap suatu material dengan metoda pengujian kekerasan Brinell.

    2. Mahasiswa mampu melakukan pengujian kekerasan (hardness test)

    terhadap suatu material dengan metoda pengujian kekerasan Vickers.

    1.2 Dasar Teori

    Kekerasan suatu bahan adalah kemampuan sebuah material untuk menerima

    beban tanpa mengalami deformasi plastis yaitu tahan terhadap identasi, tahan

    terhadap penggoresan, tahan terhadap aus, tahan terhadap pengikisan (abrasi).

    Kekerasan suatu bahan merupakan sifat mekanik yang paling penting, karena

    kekerasan dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik yang lain, yaitu

    strenght (kekuatan). Bahkan nilai kekuatan tarik yang dimiliki suatu material dapat

    dikonversi dari kekerasannya. Seperti pada gambar 1.

    Gambar 1.1Sifat bahan yang berhubungan dengan kekerasan

    Ada beberapa metode pengujian kekerasan yang digunakan untuk menguji

    kekerasan logam, yaitu :

    1. Metode Pengujian Kekerasan Brinell

    2. Metode Pengujian Kekerasan Vickers

    3. Metode Pengujian Kekerasan Rockwell

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    3/16

    Dari ketiga metode yang tersebut di atas, yang biasanya digunakan hanya dua

    saja, yaitu Brinell dan Vickers.

    1.2.1 Metode Pengujian Kekerasan Brinell

    Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada pengujian kekerasanbrinell adalah sebagai berikut :

    1. Spesimen harus memenuhi persyaratan

    o Rata dan Halus.

    o Ketebalan Minimal 6 mm.

    o Dapat ditumpu dengan baik dan permukaan uji harus horizontal.

    2. Indentor yang digunakan adalah bola baja yang telah dikeraskan, namun

    untuk bahan yang sangat keras (sampai 650 BHN) digunakan bola dari

    karbida tungsten. Jarak antara titik pengujian minimal dua kali diameter

    tapak identasi.

    3. Pemakaian beban (P) dan diameter identor (D) harus memenuhi

    persyaratan perbandingan P/D = 30 untuk baja, 10 untuk tembaga dan

    paduannya, serta 5 untuk aluminium dan paduannya.

    4. Pada pelaksanaannya, pengujian kekerasan ini dilakukan dengan

    menekan identor pada permukaaan specimen selama 10-30 detik.

    5. Nilai kekerasan pengujian ini dinyatakan dalam satuan BHN (Brinells

    Hardness Number) yang dihitung berdasarkan diameter identasi dengan

    persamaan sebagai berikut :

    BHN :

    Dimana :

    P = Gaya tekan (kgf)

    D = Diameter identor bola baja (mm)

    d = Diameter hasil identasi (mm)

    22)(

    2

    dDDD

    P

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    4/16

    d

    D

    h

    Persamaan diatas diperoleh dari :

    X2= ( D)

    2( d)

    2

    = (D2

    d2)

    X = (D2

    d2

    )1/2

    Xh = D X

    = D (D2

    d2)1/2

    = {D (D2 d2)}

    A = .D.H

    = ( D) {D-(D2

    d2)1/2

    }

    BHN= P/A

    Gambar 1.2Penampang Pengujian Brinell = 2P / ( D) {D-(D2

    d2)1/2

    }

    6. Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut :

    150 BH 2,5/150 10

    Dimana : 150 = Nilai kekerasan.

    BH = Metode Pengujian Brinell

    2,5 = Diameter Identor

    150 = Gaya pembebanan (N)

    10 = Waktu pembebanan (detik)

    7. Karena pengukuran dilakukan secara manual, maka terdapat peluang

    untuk terjadinya kesalahan ukur. Kesalahan itu mungkin terjadipada saat

    pemfokusan objek pada layar, peletakan alat ukur pada objek dan

    pembacaan pengukurannya.

    1.2.2 Metode Pengujian Kekerasan Vickers

    Pada dasarnya metode pengujian kekerasan Vickers hampir sama

    dengan Brinells hanya identornya saja yang berbeda. Beberapa hal yang

    perlu diperhatikan pada metode pengujian kekerasan Vickers adalah sebagai

    berikut:

    1. Spesimen harus memenuhi persyaratan:

    o Permukaan harus rata dan Halus

    o Dapat ditumpu dengan baik dan permukaan horisontal

    2. Identor yang digunakan adalah pyramid intan yang beralas bujur sangkar

    dengan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan adalah 136o.

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    5/16

    3. Pada dasarnya semua beban bisa digunakan, kecuali untuk pelat yang

    tipis harus digunakan beban yang ringan.

    4. Pada pelaksanaannya, pengujian kekerasan ini dilakukan dengan

    menekan identor pada permukaan specimen selama 10 30 detik.

    5. Nilai kekerasan pengujian ini dinyatakan dalam satuan DPH (Vickers

    Diamond Pyramid Hardness) yang dihitung berdasarkan diagonal

    identasi dengan persamaan sebagai berikut :

    Untuk : = 136o

    Dimana : P = Gaya tekan (kgf)

    d = diagonal identasi (mm)

    Persamaan ini didapatkan dari :

    Gambar 1.3.Hasil Tapak Tekan Pengujian Vickers

    d = d1+d2

    2

    X = d Cos 45o

    = d 2

    Y = X / Cos 22o

    = ( d 2 ) / Cos 22o

    DPH = { 2P sin ( /2) } / d2

    = 1,854 P/d2

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    6/16

    L AOB = X.Y

    = ( . d 2 . d 2 ) / Cos 22o

    = (1/8 d2) / Cos 22

    0

    A = 4 L AOB

    = 4 (1/8 d2) / Cos 220

    = ( d2) / Cos 22

    o

    HVN = P/A

    = 1,854 P/d2

    6. Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut : 150 DPH 150/10

    Dimana : 150 = Nilai Kekerasan

    DPH = Metode Pengujian Vickers

    150 = Gaya Pembebanan(kgf)

    10 = Waktu Pembebanan(detik)

    7. Sama dengan pengujian kekerasan dengan Brinells, karena pengukuran

    dilakukan secara manual maka terdapat kemungkinan terjadinya

    kesalahan ukur. Kesalahan itu mungkin terjadi pada saat pemfokusan

    objek pada layar, peletakan alat ukur pada objek dan pembacaan

    pengukurannya.

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    7/16

    BAB II

    METODOLOGI

    II.1 Alat dan Bahan

    II.1.1 Alat

    Peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

    a. Mesin uji Kekerasan

    b. Identor Bola Baja

    c. Identor Piramid Intan

    d. Obeng

    e. Stop Watch

    f. Polishing Machine

    II.1.2 Bahan

    a. Spesimen Uji Kekerasan

    b. Kertas Gosok

    c. Tissue

    II.2 LANGKAH-LANGKAH KERJA

    II.2.1 Metode Brinells

    1. Persiapan material uji yang meliputi :

    a. Material uji dihaluskan permukaannya yang akan diamati dengan

    menggunakanPolishing Machine dengan grid 320.

    b. Apabila material uji dirasa belum halus dapat dihaluskan kembali

    denganmenggunakan grid 320 atau 400 dengan arah yang berbeda

    900dari arah semula.

    c. Jika sudah selesai, material dikeringkan dengan menggunakan tissue

    2. Dibuat beberapa titik dengan menggunakan pensil untuk tiap-tiap daerah

    (BM1dan BM2) yang akan diamati.

    3. Ditentukan beban indentor yang akan digunakan berdasarkan jenis dan

    20diameter indentor.

    4. Atur handle Hardness Test Machine pada posisi Brinells.

    5. Letakkan bola baja pada tempat indentasinya.

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    8/16

    6. Letakkan indentor bola baja pada tempatnya di Hardness Test Machine

    dengan menggunakan obeng.

    7. Letakkan pen sesuai dengan beban indentasi yang telah ditentukan

    berdasarkan jenis dan diameter indentor.

    8. Letakkan specimen dan atur dengan tepat pada titik penetrasi yang telah

    ditentukan.

    9. Geser handle beban dengan tangan kanan pada posisi siap untuk penetrasi.

    10.Putar hand whell dengan tangan kiri sehingga permukaan specimen tepat

    menyentuh ujung indentor.

    11.Setelah 20 detik tarik handle beban dan kunci pada tempatnya.

    12.Nyalakan lampu dan atur posisi specimen serta focus lensa sehingga bekas

    indentasi tampak pada layar.

    13.Ukur diameter indentasi dan catat pada worksheet yang ada.

    14.Dilakukan prosedur no.8 sampai dengan no.13 untuk masing-masing titik

    yang telah ditentukan.

    II.2.2 Metode Vickers

    1. Persiapan material uji yang meliputi :

    a. Material uji dihaluskan permukaannya yang akan diamati dengan

    menggunakan Polishing Machine dengan grid 320.

    b. Apabila material uji dirasa belum halus dapat dihaluskan kembali

    dengan menggunakan grid 320 atau 400 dengan arah yang berbeda

    900dari arah semula.

    c. Jika sudah selesai, material dikeringkan dengan menggunakan tissue

    2. Dibuat beberapa titik dengan menggunakan pensil untuk tiap-tiap daerah

    (BM1dan BM2) yang akan diamati.

    3. Ditentukan beban indentor yang akan digunakan berdasarkan jenis dan

    diameter indentor.

    4. Atur handle Hardness Test Machine pada posisi Vickers.

    5. Letakkan Pyramid intan pada tempat indentasinya.

    6. Letakkan indentor pyramid intan pada tempatnya di Hardness Test Machine

    dengan menggunakan obeng.

    7. Letakkan pen sesuai dengan beban indentasi yang telah ditentukan

    berdasarkan jenis dan diameter indentor.

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    9/16

    8. Letakkan specimen dan atur dengan tepat pada titik penetrasi yang telah

    ditentukan.

    9. Geser handle beban dengan tangan kanan pada posisi siap untuk penetrasi.

    10.Putar hand whell dengan tangan kiri sehingga permukaan specimen tepat

    menyentuh ujung indentor.

    11.Setelah 20 detik tarik handle beban dan kunci pada tempatnya.

    12.Nyalakan lampu dan atur posisi specimen serta focus lensa sehingga bekas

    indentasi tampak pada layar.

    13.Ukur diameter indentasi dan catat pada worksheet yang ada.

    14.Dilakukan prosedur no.8 sampai dengan no.13 untuk masing-masing titik

    yang telah ditentukan.

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    10/16

    BAB III

    ANALISA DAN PEMBAHASAN

    III.1 Data Hasil Pengujiandan Perhitungan Brinell

    Brinell Hardness TestLoad (P) : 187,5 kgf

    Identor : Bola Baja

    Time : 20 detik

    Ball : 2,5 mm

    Base Metal 1(BM1)

    Base Metal 2(BM2)

    No

    (mm) (mm)

    1 1.15 1.191

    2 1.146 1.219

    3 1.172 1.217

    Base Metal 1 (BM 1)

    1. BHN)(

    2

    22 dDDD

    P

    ))15,1()5,2(5,2(5,214,3

    5,1872

    22 mmmmmmmm

    kgf

    )219,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

    21995,2

    375

    mm

    kgf

    249,170 mmkgf

    2. BHN)(

    2

    22 dDDD

    P

    ))146,1()5,2(5,2(5,214,3

    5,1872

    22 mmmmmmmm

    kgf

    )222,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

    2183,2

    375

    mm

    kgf

    278,171 mmkgf

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    11/16

    3. BHN)(

    2

    22 dDDD

    P

    ))172,1()5,2(5,2(5,214,3

    5,1872

    22 mmmmmmmm

    kgf

    )208,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

    2290,2

    375

    mm

    kgf

    274,163 mmkgf

    Rata-rata BHN pada Base Metal 1 (BM 1) =3

    BHNtotal

    =23

    01,506

    mm

    kgf

    =2

    67,168 mmkgf

    Jadi Nilai Kekerasanpada Base Metal 1 =2

    67,168 mmkgf

    Base Metal 2 (BM 2)

    1. BHN)(

    2

    22 dDDD

    P

    ))191,1()5,2(5,2(5,214,35,1872

    22 mmmmmmmmkgf

    )198,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

    237,2

    375

    mm

    kgf

    222,158 mmkgf

    2. BHN

    )(

    2

    22 dDDD

    P

    ))219,1()5,2(5,2(5,214,3

    5,1872

    22 mmmmmmmm

    kgf

    )182,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    12/16

    2

    491,2

    375

    mm

    kgf

    254,150 mmkgf

    3. BHN

    )(

    2

    22 dDDD

    P

    ))217,1()5,2(5,2(5,214,3

    5,1872

    22 mmmmmmmm

    kgf

    )183,25,2(85,7

    375

    mmmmmm

    kgf

    2482,2

    375

    mm

    kgf

    207.151 mmkgf

    Rata-rata BHN pada Base Metal 2(BM 2) =3

    BHNtotal

    =23

    83,459

    mm

    kgf

    =2

    28,153 mmkgf

    Jadi Nilai Kekerasanpada Base Metal2=2

    28,153 mmkgf

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    13/16

    III.2 Data Hasil Pengujian dan Perhitungan Vickers

    Vickers Hardness Test

    Load (P) : 30 kgf

    Identor : Piramid Intan

    Time : 20 detik

    BM 1 BM 2

    No

    d1 (mm) d2 (mm)(d1+d2)/2

    (mm)d1 (mm) d2 (mm)

    (d1+d2)/2(mm)

    1 0.676 0.619 0.6475 0.82 0.807 0.8135

    2 0.625 0.6 0.6125 0.762 0.755 0.7585

    3 0.768 0.737 0.7525 0.91 0.902 0.906

    Base Metal1(BM 1)

    1.HV= 1,854 2dP 2. HV= 1,854 2d

    P

    = 1,8542)6475,0(

    30

    mm

    kgf= 1,854

    2)6125,0(

    30

    mm

    kgf

    = 132,66kgf/mm2

    =148,25 kgf/mm2

    3. HV= 1,8542d

    P

    = 1,8542

    )7525,0(

    30

    mm

    kgf

    = 98,22kgf/mm2

    Rata-Rata HV pada Base Metal 1 (BM1) =3

    HVtotal

    =3

    /13,379 2mmkgf

    = 126,38kgf/mm2

    Jadi Nilai Kekerasanpada Base Metal 1 = 126,38 kgf/mm2

    Base Metal2(BM 2)

    1.HV = 1,8542d

    P2. HV = 1,854

    2d

    P

    = 1,8542)8135,0(

    30

    mm

    kgf= 1,854

    2)7585,0(

    30

    mm

    kgf

    = 84,04 kgf/mm2

    = 96,68 kgf/mm2

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    14/16

    3. HV = 1,8542

    d

    P

    = 1,8542)906,0(

    30

    mm

    kgf

    = 67,76 kgf/mm

    2

    Rata-Rata HV pada Base Metal2(BM2) =3

    HVtotal

    =3

    /48,248 2mmkgf

    = 82,83 kgf/mm2

    Jadi Nilai Kekerasanpada Base Metal 2 = 82,83kgf/mm

    2

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    15/16

    BAB IV

    PENUTUP

    4.1 Kesimpulan

    Nilai kekerasan rata-rata (kgf/mm)

    Brinell Vickers

    Base Metal 1 168.67 126.38

    Base Metal 2 153.28 82.83

    Tabel 4.1 Nilai kekerasan rata-rata pada BM 1 dan BM 2

    Nilai kekerasan rata-rata (kgf/mm)

    Benda BrinellKonversiBrineli-Vickers

    Benda VickersKonversiVickers-Brinell

    Pahat1

    168.67 177.67Roda Gigi

    1126.38 121.38

    Pahat2

    153.28 161.6Roda Gigi

    282.83 78.661

    Tabel 4.2 Konverrsi nilai kekerasan rata-rata pada BM 1 dan BM 2

  • 7/24/2019 Laporan Praktikum Hardness Test

    16/16

    Dari data hasil pengujian di atas dapat di simpulkan bahwa nilai kekerasan

    Brinell paling tinggi yaitu di daerah Base Metal 1 sebesar 168,67kgf/mm ,sedangkan

    Base Metal 2 memiliki nilai kekerasan paling rendah yaitu 153,28 kgf/mm dan nilai

    kekerasan Vickers paling tinggi yaitu di daerah Base Metal 1 sebesar 126,38 kgf/mm ,

    sedangkan Base Metal 2 memiliki nilai kekerasan paling rendah yaitu 82,83 kgf/mm.

    Setelah dikonversi nilai kekerasan Brinell paling tinggi yaitu di daerah Base

    Metal 1 sebesar 121,38 kgf/mm ,sedangkan Base Metal 2 memiliki nilai kekerasan

    paling rendah yaitu 78,661 kgf/mm dan nilai kekerasan Vickers paling tinggi yaitu di

    daerah Base Metal 1 sebesar 177,67 kgf/mm , sedangkan Base Metal 2 memiliki nilai

    kekerasan paling rendah yaitu 161,6 kgf/mm.