BAB 2 PRAKTIKUM METFIS MESIN UB

8/20/2019 BAB 2 PRAKTIKUM METFIS MESIN UB

1/30

LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN

2

Kelompok 04 Pengujian Kekerasan

BAB II

PENGUJIAN KEKERASAN

2.1 Tujuan pengujian

1. Mengetahui angka kekerasan suatu bahan.

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan suatu bahan.

3. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan.

4. Mengetahui perubahan struktur pada setiap perlakuan.

2.2 Definisi Kekerasan

Kekerasan adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan tusukan

(indentasi) dan gesekan benda yang lebih keras dari luar. Kekerasan juga salah satu

sifat mekanik dari suatu bahan. Dapat dikatakan kemampuan suatu bahan untuk

menahan defrmasi plastis.

2.3 Peaksanaan Pengujian

2.3.1 Aa! "an Ba#an $ang Digunakan

• !pesifikasi "lat yang Digunakan

a #ji Kekerasan1. Rockwell Type Hardness Tester

- Merk $ %& '"

- ndentr bla Rockwell $ 1*1'+

- ndentr intan $ 12

- ,uatan $ -erman

- !kala embebanan $ /0"

/0, 5

/0% 1461


2/30


3


7ambar 2.1 Rockwell Type Hardness Tester

!umber $ 8abratrium engujian ,ahan 9eknik Mesin :9 ; #, (21)

2. Centrifugal Sand Paper Machine

Digunakan untuk menghilangkan ktran yang menempel pada

spesimen dan meratakan permukaan spesimen.

- Merk $ Saphir

- ,uatan $ -erman

- Diameter $ 1 cm

- utaran $ 12 rpm

7ambar 2.2 CentrifugalSand Paper Machine



3/30


4


b. #ji Mikrstruktur

Microscope 8gam

- Merk $ ikn

- ,uatan $ -epang

- embesaran $ 4 kali

7ambar 2.3 Microscope 8gam

!umber $ 8abratrium engujian ,ahan 9eknik Mesin :9 < #, (21)

3. =tsa

Digunakan untuk memperjelas penampakan struktur mikr

spesimen. =tsa berupa cairan kimia yang akan bereaksi dengan atm

tertentu pada lham> terutama atm ; atm yang tidak stabil> misalnya

atm pada batas butir. =tsa yang digunakan pada pengujian ini adalah

nital> yang merupakan campuran 1 ; ml ?hite nitric acid dalam 1 ml

ethyl / methyl alcohol 5 ; 1@. ital akan menggelapkan perlit>

meperjelas batas butir ferit> dan membedakan ferit dari martensit.

7ambar 2.4 =tsa


4/30




4. Kertas 7sk

Digunakan untuk meratakan spesimen.

7ambar 2. Kertas 7sk


. "utsl

Digunakan untuk menghaluskan dan mengkilapkan spesimen

7ambar 2.' "utsl


'. Kain :lanel

Digunakan untuk menghaluskan dan membersihkan spesimen dari

batu hijau yang tersisa.

7ambar 2.6 Kain :lanel


• Kmpsisi Kimia !pesimen


5/30


'


- !pesimen $ ,aja "!!", 6'

- Kmpsisi Kimia$ % > @

Mn > @ !i >2 @

• ergeseran 9itik Eutectoid

9abel 2.1 ergeseran 9itik Eutectoid

erhitungan ergeseran 9itik Eutectoid

- 9emperatur Eutectoid

F C =∑c= A

U

(TCx %C )

∑i=0

n

%C

¿ (725 x 0,74 )+(730 x 0,72)

(0,74+0,72)

626>46 %

- Kadar Karbn Eutectoid

%C =∑c= A

U

(TCx %C )

∑i=0

n

TC

¿ (725 x 0,74 )+(730 x 0,72)

(725+730)

>625 @

8gam Kmpsisi !uhu Eutectoid @%

1 Mn >@ 62 >64

2 !i >2@ 63 >62


6/30


6


Keterangan $ :e ; :e3%

ergeseran 9itik Eutectoid

7ambar 2. egeseran 9itik Eutectoid

• ,entuk dan Dimensi !pesimen

!kala $ 1$1

7ambar 2.5 ,entuk dan Dimensi !pesimen


7/30



2.3.2 Pr%se"ur Pengujian

a. #ji Kekerasan

1 rses Heat Treatment

2 ermukaan specimen yang diuji dibersihkan dahulu dari terak dan

tran dengan centrifugal sand paper machine sampai betul

halus dan siap diuji.

2 emanasan benda kerja yang akan diuji yang sudah dibersihkan dahulu dari

terak.

3 Dilakukan pengujian kekerasan dengan Rockwell Type hardness tester

dengan pengambilan data secara acak> yaitu diambil 1 titik pada

permukaan spesimen> dengan jarak yang tersebar merata pada permukaan

spesimen.

b. #ji Mikrstruktur

1. ermukaan spesimen yang akan dift diratakan dengan centrifugal sand

paper machine

2. ermukaan spesimen lalu dihaluskan dengan autsl dan digsk dengan

kain flanel sampai benar

kemudian ditetesi dengan cairan etsa

4. !pesimen diletakkan pada mikrskp lgam> kemudian fkus diatur sampai

didapatkan gambar yang jelas dengan perbesaran 4 kali.

2.& 'ip%!esa

,erdasarkan teri yang ada> maka nilai kekerasan spesimen yang akan kami

uji mulai dari yang tertinggi sampai terendah adalah spesimen dengan perlakuanhardening air> hardening air garam> hardening li> tanpa perlakuan> normalizing > dan

terakhir annealing . 9elah diketahui bah?a pendinginan yang cepat akan menambah

kekerasan material dan begitu juga sebaliknya.

Hardening air garam memiliki kekerasan paling tinggi secara teri karena

pendinginan dengan media air garam akan mempercepat laju pendinginannya>

kemudian selanjutnya ada hardening air yang media pendinginnya air membuat

pendinginannya cepat namun masih diba?ah air garam> dan hardening li yang

media pendinginnya adalah li lebih lambat dari air dan air garam. !etelah itu ada


8/30


5


spesimen tanpa perlakuan> lalu sepesimen normalizing yang media pendinginannya

adalah udara sekitar> lebih lambat dari hardening li> dan yang paling lunak secara

teri adalah spesimen annealing karena pendinginannya lambat> terjadi di dalam

dapur baja.


9/30


1


2.( Peng%a#an Da!a

Data dari hasil pengujian dihitung dan disusun dalam bentuk tabel> masing<

masing untuk spesimen tanpa perlakuan dan dengan perlakuan> selain data tersebut>

di ambil pula hasil pengujian berupa kekerasan rata


10/30


11


9abel 2.2 rsentase putih dan hitam mikrstruktur tanpa perlakuan

No. Putih (%) Hitam (%)

1 54,55 45,45

2 56,83 43,173 53,11 46,89

4 71,52 28,48

5 31,92 68,08

6 64,95 35,05

7 46,99 53,01

8 65,74 34,26

9 55,16 44,84

10 62,68 37,32

∑ 563,46 436,54

rprsi dari sampel (p1) $

n1 1 B 1 1

p1 Σ putih

n1

563,46

1000 >'3

!tandar deAiasi sampel (C1)

1 1 ; p1 1 ; >' >436

C1

√ p 1. q1

n1

√0,563 .0,437

1000 >1'

Dari tabel distribusi standar dengan E @ maka diperleh nilai F(E * 2)

G 1>5' interAal penduga rata'3 < (1>5' B >1') H p H>'3 I (1>5' B >1')

>33 H p H >54

-adi prprsi ?arna putih untuk ft mikrstruktur lgam tanpa perlakuan

panas berkisar antara >33 sampai >54 dengan tingkat keyakinan 5 @


11/30


12


b. Mikrstruktur dengan perlakuan panas nnealing 6J%

7ambar 2.11 :t mikrstruktur spesimen "nnealing 6%

!umber $ 8abratrium engujian ,ahan 9eknik Mesin #niAersitas ,ra?ijaya

(21)

Dari hasil ft mikrstruktur tersebut diambil sepuluh sampel untuk

dihitung prsentase ?arna hitam dan putih

1 2 3 4

' 6 5 1


12/30


13


Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperleh data sebagai

berikut $9abel 2.3 rsentase putih dan hitam mikrstruktur

annealing 6%

No. Putih (%) Hitam (%)

1 42,81 57,19

2 59,21 40,79

3 77,06 22,94

4 58,35 41,65

5 30,12 69,88

6 58,08 41,92

7 67,61 32,39

8 69,25 30,75

9 65,82 44,8410 32,06 67,94

∑ 560,36 450,30

rprsi dari sampel (p2) $

n2 1 B 1 1

p2 Σ putih

n2

560,36

1000 >'

!tandar deAiasi sampel (C2)

2 1 ; p2 1 ; >4' >44

C2 √ p 2 .q2n2 √ 0,560 .0,4401000 >16Dari tabel distribusi standar dengan E @ maka diperleh nilai F(E * 2)

G 1>5' interAal penduga rata' < (1>5' B >16) H p H>' I (1>5' B >16)

>3 H p H >51

-adi prprsi ?arna putih untuk ft mikrstruktur lgam tanpa perlakuan

panas berkisar antara >3 sampai >51 dengan tingkat keyakinan 5 @

c. #ji ,eda Dua rprsi


13/30


14


#ntuk mengetahui perbedaan antara prprsi ?arna putih spesimen tanpa

perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas dilakukan pengujian dua

prprsi

/iptesa $ / $ p1 p2

/1 $ p1 p2

Data untuk menghitung Fhitung

n1 1

n2 1

p1 >'3

p2 >'

1 >436

2 >44

erhitungan Fhitung $

Fhitung

p1− p2

√ p1 . q1n1 + p 2. q2n2

0,563−0,560

√0,563

.0,437

1000 +0,560

.0,440

1000

Fhitung >14

Kedudukan Fhitung pada kurAa nrmal adalah sebagai berikut $

7rafik 2.1 F hitung pada kurAa nrmal

5' 1>5'>1


14/30


1


Dari kurAa uji F diketahui bah?a Fhitung terletak pada daerah terima berarti

tidak ada perbedaan yang nyata antara persentase ?arna putih untuk spesimen

tanpa perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas annealing 6 %.

2.(.2 Da!a Ke%*p%k

Dilakukan perbandingan nilai kekerasan sebelum dengan sesudah perlakuan

panas untuk menentukan ada tidaknya perubahan nilai kekerasan. #ntuk itu

perludigunakan pengujian dengan metde uji standar t

9abel 2.4 Data spesimen tanpa perlakuan panas

L L ; X N L ; X N2

1 15 1 >1

2 15> >4 >1'

3 2 >5 >1

4 2 >5 >1

15 1 >1

' 15> >4 >1'

6 1 1 1>21

15 1 >1

5 15 1 >11 1 1 1>21

O 151 4>4

• Kekerasan rata


15/30


1'


x−{t (∝2 ;db)δ }1 >622

2 32 5 >52

3 32>2 6 >'2

4 32 5 >52

34 1> 1>12

' 33>6 >6 >'2

6 34 1> 1>12

33> > >32

5 34 1> 1>12

1 32 5 >52

O 325> >1'

• Kekerasan rata' 15>'


16/30


16


• !tandart deAiasi

δ =

√ Σ [ x− x ]

2

n−1=√

8,1659

=0,952

• !tandar deAiasi rata2' interAal

penduga kekerasan spesimen perlakuan panas

x−{t (∝2 ;db)δ }


17/30


1


#ntuk mengetahui ada tidaknya perbedaan kekerasan pada spesimen tanpa

perlakuan dan dengan perlakuanpanas dilakukan uji beda dua rata


18/30


15


Dari kurAa uji t diketahui bah?a thitung terletak didaerah tlak> berarti

terdapat perbedaan yang nyata antara rata


19/30


2


9abel 2.' "nalisa &arian Dua "rah

-

865,8¿¿¿2¿

FK =( n Ʃ )2

n =¿

- -K9 ( a2I b2Ic2I VIt2) < :K

32>12 I322 I32>22 I322 I342 I32 I32 I312 I312 I332 I34>52 I3>12 I32

I3>32

I3'2

I63>52

I642

I64>2

I62

I64>2

) ; 37340,48-K9 '2'>36

- JKA={( Ʃ Baris 1)

2+{( Ʃ Baris 2)2 }

Y . − FK

¿ {(317,3)2+{(548,5)2 }

2.5−37340,48

¿ {(2575,4)2+{(2282,1)2 }

2.5−1179765,31 ¿966348,4

- JKB={( Ʃ K!"!# 1)2+{( Ʃ K!"!#2)2}

X . − FK

: a k t r e r l a k u a n

:aktr !uhu

n n e a l i n g

6 % 5 % Or

32>1 3 '2>1

32 3 '2

32>2 31 '3>2

32 31 '3

34 33 '6

Oc 1'2>3 1 316>3

H a r d e n i n g

i r34>5 63>5 1>

3>1 64 15>1

3 64> 15>

3>3 6 11>3

3' 64> 11>

Oc 16'>3 362>2 4>

Ott 33>' 26>2 '>


20/30


21


¿4301,24 ¿ {(338,6)2+{(527,2)2 }

2.5−37340,48

543554

- JK$={( Ʃ

1)2+{( Ʃ

2)2+( Ʃ 3 )

2+{( Ʃ4)2 }

− FK

{(162,3)2+{(155)2+(176,3)2+{(548,5)2}

5−37340,48

'1>'

- -K", -K < -K" < -K,

'1>'< 966348,4 ; 543554

64)

1>'5'

Dimana $

:K $ :rekuensi Kmulatif

-K9 $ -angkauan Kuartil 9engah

-K" $ -angkauan Kuartil "tas

-K, $ -angkauan Kuartil ,a?ah

-K $ -angkauanKuartil 9engah

-K7 $ -angkauanKuartil7alat

+ Ta,e "engan - (/ 0 + - 1 14

:19abel A1 (B


21/30


22


9abel 2.6 "nalisa &arian Dua "rah

!umber

Keragaman

Db -K K9 :hitung

engaruh "

(erlakuan)

(B45

Keterangan $

&ariasi perlakuan yang diberikan pada specimen berpengaruh pada kekerasan>

hal ini sesuai dengan hiptesa /11 $ E1 E2 .


22/30


23


2 :2 hitung X :2 9abel 1>554=I12X 4>45

Keterangan $

&ariasi suhu yang diberikan pada spesimen berpengaruh pada kekerasan> hal

ini sesuai dengan hiptesa /12 $ T1 T2

3 :3 hitung X :3 9abel >11=I12X 4>45

Keterangan $

&ariasi perlakuan dan suhu yang diberikan pada specimen berpengaruh pada

kekerasan> hal ini sesuai dengan hiptesa /13 $ (ET)1 (ET)2

2.(.3 Da!a An!ar Ke%*p%k

9abel 2. Data Kekerasan 9anpa perlakuan

9anpa erlakuan

Kekerasan (/0%)

1 15

2 15>

3 2

4 2

15

' 15>6 1

15

5 15

1 1

O 151


23/30


24


9abel 2.5 Data Kekerasan nnealing 6%

nnealing 6%

Kekerasan (/0%)

1 32>1

2 32

3 32>2

4 32

34

' 33>6

6 34

33>

5 34

1 32

O 325>

9abel 2.1 Data Kekerasan "ormalizing 6%

"ormalizing 6%

Kekerasan (/0%)

1 32>

2 34

3 33

4 33>

34

' 33>

6 33>

33

5 33

1 33

O 333>3


24/30


2


9abel 2.11 Data Kekerasan Hardening Yli 6%

Hardening Yli 6%

Kekerasan (/0%)

1 33

2 33

3 32>5

4 33>1

33>

' 33>

6 32>

33>

5 33>

1 34

O 332>

9abel 2.12 Data Kekerasan Hardening ir #aram 6%

Hardening ir #aram

6%

Kekerasan (/0%)

1 34>2

2 3>

3 3>5

4 3>6

3>6

' 36

6 34>5

36

5 3>5

1 3>5

O 36>6


25/30


2'


9abel 2.13 Data Kekerasan Hardening "ir 6%

Hardening "ir 6%

Kekerasan (/0%)

1 34>5

2 3>1

3 3

4 3>3

3'

' 3>1

6 3>2

36

5 3>2

1 3>1

O 33>5

9abel 2.14 Data Kekerasan 0ata66

4 9anpa erlakuan 15>1

"ormalizing 6% 33>33

' nnealing 6% 32>5


26/30


26


2.5 Pe*,a#asan

e r l a k u a n a n a s d e n g a

n 9 i n g k a t K e k e r a s a n D a t a K e l m p k a d a ! p e s i m e n n n e a l i n g ( 6 %

D a p u r ) d a n 9 a n p a

e a l i n g 7 5 0

C


27/30


2


7rafik diatas adalah grafik hubungan perlakuan panas dengan tingkat

kekerasan pada spesimen annealing 6 % dan spesimen tanpa perlakuan.

Dari perlakuan tersebut dan diuji kekerasannya didapatkan nilai kekerasan

rat5 /0%. Dengan perhitungan menggunakan rumus interAal penduga

kekerasan spesimen diperleh bah?a nilai kekerasan dari spesimen tersebut berkisar

antara 32>2'5 /0% sampai 33>'3 /0% dengan tingkat keyakinan 5@> sedangkan

pada spesimen tanpa perlakuan didapatkan nilai kekerasan rata1 /0%

.Dengan perhitungan menggunakan rumus interAal penduga kekerasan spesimen

diperleh bah?a nilai kekerasan dari spesimen tersebut berkisar antara 1>' /0%

sampai 15>' /0% dengan tingkat keyakinan 5@.

Dari hasil tersebut dapat diketahui bah?a nilai kekerasan spesimen annealing

6 % memiliki kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan spesimen tanpa

kekerasan> hal ini menyimpang dari dasar teri yang seharusnya spesimen dengan

perlakuan annealing 6 % lebih lunak dibandingkan spesimen yang tanpa

perlakuan.

enyimpangan ini dapat terjadi dikarenakan beberapa faktr> diantaranya

adalah pengaruh arah rientasi butir> cacat bidang slip> dan tegangan sisa.

Menyimpangnya nilai kekerasan spesimen annealing 6 % bisa disebabkan karena

arah rientasi butirnya masih hetergen sehingga terlihat di hasil uji kekerasannya

nilainya meningkat> dan juga bisa karena tegangan sisa yang masih relatif banyak

sehingga menambah kekerasannya juga. !elain itu penyimpangan juga dapat

disebabkan karena banyaknya cacat bidang slip pada spesimen tanpa perlakuan yang

menyebabkan nilai kekerasannya menurun menjadi diba?ah spesimen annealing 6

%.


28/30


25


7 r a f i k 2 . '

/ u b u n g a n

e r l a k u a n a n a s d e n g a n 9 i n g k a

t K e k e r a s a n D a t a " n t a r K e l m p k

m a l i z i n g 7 5 0

C

i r a r a m 7

5 0

% C

e n i n g A i r 7 5 0

C

e n i n g ! " i 7 5 0

C

e a l i n g 7 5 0

C


29/30


3


7rafik diatas menggambarkan perbandingan nilai kekerasan dengan berbagai

macam perlakuan dengan kekerasan rata "ormalizing 6Z% & Hardening Yli 6Z%> nnealing

6Z%> dan tanpa perlakuan.

Dari data tersebut terlihat adanya penyimpangan> yang mana secara teri

yang seharusnya memiliki nilai kekerasan dari yang tinggi sampai yang terendah

ialah Hardening "ir 6%> Hardening "ir 7aram 6Z%> Hardening Yli 6Z%>

tanpa perlakuan> "ormalizing 6Z%> dan terakhir nnealing 6Z%.

enyimpangan ini dapat terjadi dikarenakan beberapa faktr> pada spesimen

Hardening "ir garam 6% nilai kekerasannya lebih tinggi dari kekerasan spesimen

Hardening "ir 6%> hal ini dapat disebabkan karena adanya pengaruh suhu

lingkungan akibat delay saat akan mendinginkan spesimen Hardening "ir 6%>

tidak seketika itu dicelupkan ke air> hal ini dapat menyebabkan ukuran butir

spesimen Hardening "ir 6% relatif lebih hmgen dan relatif lebih besar

dibandingkan spiesimen Hardening "ir 7aram 6% sehingga pada percbaan ini

spesimen Hardening "ir 6% kekerasannya sedikit diba?ah spesimen Hardening

"ir 7aram 6%.

Kemudian "ormalizing 6Z% kekerasannya menjadi diatas spesimen

Hardening Yli 6Z% bisa disebabkan karena masih adanya tegangan sisa yang

relatif besar pada spesimen "ormalizing 6Z% yang menyebabkan spesimen

menjadi lebih sulit terdefrmasi sehingga nilai kekerasannya menjadi lebih tinggi

dibanding spesimen Hardening Yli 6Z% . !elain itu pada spesimen tanpa

perlakuan> nilai kekerasannya jauh diba?ah spesimen "ormalizing 6Z%> dan

nnealing 6Z% hal ini dapat disebabkan karena arah rientasi butir yang relatif

hmgen dan banyaknya cacat bidang slip yang menyebabkan spesimen lebih mudah

terdefrmasi> hal ini dapat dilihat dari nilai kekerasan spesimen tanpa perlakuan yang

kecil dibandingkan dengan spesimen "ormalizing 6Z%> dan nnealing 6Z%.


30/30

Documents

BAB 2 PRAKTIKUM METFIS MESIN UB