Upload
rais-fikry
View
217
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 1/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri kita membutuhkan logam dengan berbagai sifat mekanik
tertentu sesuai dengan kegunaanya. Salah satu sifat mekanik yang dibutuhkan adalah
kekerasan. Kekerasan merupakan kemampuan material untuk menahan beban berupa
goresan, indentasi dan erosi. Kekerasan logam dapat ditingkatkan dengan melakukan
perlakuan panas.
Kemampuan suatu logam untuk dapat dikeraskan disebut hardenability.
Hardenabiliti pada dasarnya tergantung pada diagram transformasi, karena itu ia
akan tergantung pada dua faktor utama yaitu komposisi kimia (kadar karbon
dan unsur paduan) austenit dan ukuran butir (grain size) austenite. Untuk
mengetahui sifat mampu keras dari suatu logam dapat dilakukan dengan pengujian
grossman dan jominy. Dari metode tersebut kita akan mendapatkan kura antara
harga kekerasan dengan jarak !uen"hing dari pusat !uen"h.
Dalam praktikum kali ini akan dilakukan per"obaan jominy untuk
mengetahui sifat mampu keras suatu logam. Dari per"obaan jominy ini akan
diketahui kemampuan suatu logam untuk membentuk martensit setelah mengalami
proses laku panas berupa pemansan dan pendinginan. Spe"imen yang digunakan
adalah baja #$S$ %&' dan #$S$ '%'& . Setelah dilakukan pemanasan, spe"imen
akan didinginkan dengan menyemprotkan air pada salah satu ujungnya menggunakan
alat jominy. Dari praktikum ini nantinya akan didapatkan nilai kekerasan dari suatu
logam
I.2 Tujuan
%. engetahui sifat mampu keras dari baja #$S$ %&' dan #$S$ '%'&*. embandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis+. embandingkan hasil pengujian baja #$S$%&' dan baja #$S$ '%'&
'. engetahui pengaruh unsure dengan hasil pengujian
I.3 Rumusan Masalah
%. agaimana sifat mampu keras dari baja #$S$ %&' dan baja #$S$ '%'&
1
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 2/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
*. agaimana hasil dari pengujian dengan hasil teoritis
+. agaiman hasil pengujian baja #$S$ %&' dan baja #$S$ '%'&'. agaimana pengaruh unsur terhadap hasil pengujian
I. Man!aat
#da beberapa manfaat yang didapat setelah melakukan praktikum jominy, yaitu -
%. engetahui sifat mampu keras dari suatu logam
*. engetahui "ara kerja per"obaan jominy
2
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 3/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
BAB II
DA"AR TE#RI
II.1 Har$ena%&l&t'
Hardenabiliti adalah kemampuan baja untuk dapat dikeraskan dengan
membentuk martensit. Hardenabiliti menggambarkan dalamnya pengerasan yang
diperoleh dengan pengerasan, biasanya dinyatakan dengan jarak suatu titik di baah
permukaan dimana strukturnya terdiri dari &/ martensit (dianggap baha
pengerasan terjadi bila terjadi martensit &/). Suatu baja dikatakan memiliki
hardenability yang baik jika baja itu memperlihatkan tebal pengerasan yang besar
atau dapat mengeras pada seluruh penampang dari suatu benda yang "ukup besar.(Wahid Suherman,2001, Perlakuan Panas)
II.1 De!&n&s& Uj& ()m&n'
0engerasan suatu logam dapat dilakukan dengan melakukan heat treatment
pada logam tersebut. Kemampuan suatu logam untuk dapat dikeraskan tentu berbeda
beda. Kemampuan logam untuk dapat dikeraskan disebut dengan hardenability. esar
hardenabiliti ini dapat diukur dengan uji jominy.Uji jominy adalah suatu pengujian untuk menguji hardenability suatu logam.
0engujian ini juga dinamakan dengan 1ominy end2!uen"hed hardenability karena
pada pengujian ini digunakan suatu batang yang di!uen"h disalah satu ujungnya.
0engujian ini lebih murah dan lebih akurat dibandingkan dengan pengujian grossman.
0ada pengujian ini menggunakan batang uji berbentuk silindrik dengan
diameter *mm dan panjang %&&mm. batang uji dipanaskan sampai temperature
austenitisasi yang dianjurkan untuk baja tersebut dan dengan aktu tahan yang
memadai. Setelah itu batang uji dikeluarkan dari dapur dan ditempatkan ke suatu
pemegang dan ujungnya disemprotkan dengan air yang keluar dari nozzle %*, mm.
setelah dingin batang uji diratakan sedikit pada kesua sisi yang berseberangan dan
diukur kekerasanya pada setiap %3%45 sepanjang sisi. Hasil pengukuran kekerasan itu
lalu diplot pada grafik kekerasan terhadap jarak dari ujung !uen"h.
(Ir. Wahid Suherman, 2003, Ilmu Logam I )
II.2 *ur+a Hardenability $an Hardenability Band
3
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 4/15
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 5/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
,am%ar 2.2 Hardenabilit band
(%allister, 200&, 'aterial S#ien#e and ngineering & th dition )
II.3 D&agram Trans!)rmas&
Diagram fase memang suatu dasar yang sangat penting bagi proses perlakuan panas. #kan tetapi diagram tersebut hanya menunjukkan perubahan fase pada saat
kondisi yang e!uilibrium atau pada saat proses pemanasan atau pendinginan dari
suatu baja tersebut berjalan se"ara sangat lambat sehingga dimungkinkan suatu
pendinginan yang setimbang. Sedangkan untuk proses perlakuan panas yang
digunakan menggunakan suatu proses pendinginan yang "epat atau dapat dikatakan
pendinginan yang terjadi merupakan pendinginan non2e!uilibrium. 8leh karena itu
dibuatlah diagram lain yang dapat merepresentatifkan suatu perubahan non
e!uilibrium. Diagram ini dinamkan diagran transformasi, diagram ini menunjukkan
perkembangan transformasi terhadap aktu dan temperatur. 9emperatur sebagai
ordinat dan aktu (dengan skala logaritmik) sebagai absis.
5
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 6/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
,am%ar 2.3 Diagram $sotermal 9ransformation untuk aja :utektoid
(7allister, *&&;)
Diagram di atas merupakan isothermal trans$ormation diagram atau biasa
disebut juga timetem*eraturetrans$ormation diagram (999 diagram). Dapat dilihat
pada diagram tersebut baha seiring dengan perlakuan yang diterima, baja akan
mengalami perubahan struktur. Selanjutnya akan dibahas struktur apa saja yang akan
terbentuk dan bagaimana mekanisme pembentukannya sesuai dengan diagram
transformasi di atas.
II.3.1 Pem%entukan Pearl&te
ila austenit didinginkan di baah temperatur #% maka setelah beberapa saat
austenit akan mengalami tranformasi. 0embentukan perlite dimulai dengan intisementit di batas butir austenit. #tom karbon dari austenit di sekitar inti sementit akan
berdifusi keluar dengan inti sementit yang sudah terbentuk. Dengan keluarnya atom
karbon dari austenit maka kadar karbon austenit yang berada disekitar sementit akan
sangat sedikit sehingga austenit akan bertransformasi menjadi ferit. Keluarnya karbon
6
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 7/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST dari austenit ini berlangsung se"ara terus menerus sehingga diperoleh struktur yang
berlapis2lapis (lamelar) yang terdiri dari lamel2lamel ferit dan sementit. (<ahid
Suherman, *&&%)
,am%ar. 2.ekanisme 9ransformasi #ustenit enjadi 0earlite (7allister,*&&;)
Dari gambar *.' dapat dilihat baha dengan pendinginan agak "epat, strultur
pearlite yang akan dihasilkan adalah perlite dengan ketebalan lamel yang "ukup tebal
(%oarse Pearlite). Hal ini dapat terjadi karena dengan pendinginan yang agak lambat
maka aktu untuk karbon berdifusi akan semakin lama yang mengakibatkan lamel2
lamel pearlite akan menjadi tebal. #pabila pendinginannya agak diper"epat maka
yang akan terbentuk adalah lamel2lamel pearlite yang "ukup tipis ( $ine *earlite).
7
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 8/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
,am%ar 2.- (a) %oarse Pearlite, (b) +ine Pearlite (7allister, *&&;)
II.3.2 Pem%entukan Ba&n&t
0ada temperatur di baah hidung (= &o 7), suatu konstituen lain mulai
terjadi yaitu bainit. 0ada temperatur yang rendah ini austenit sudah berada di baah
temperatur stabilnya. 8leh karena itu, austenit akan mengalami driing $or#e yang
besar untuk berubah dari >77 ke 77. Karena driing for"e itulah austenit akan
berubah menjadi ferit. Dengan kandungan karbon yang besar pada austenit, maka
untuk bertranformasi menjadi ferit karbon yang ada akan berdifusi keluar membentuk
suatu karbida. Sementara austenit disekitar ferit tadi akan berubah menjadi ferit juga
dan karbonnya juga berdifusi keluar, sehingga akhirnya akan diperoleh suatu struktur berupa bilah2bilah ferit yang di dalamnya terdapat platelet sementit dengan arah yang
hampir sejajar dengan sumbu pertumbuhannya. Dibaah mikroskop struktur ini
tampak mirip pearlite, dinamakan bainit atas (upper bainite) atau fearthery bainite.
ila transformasi terjadi pada temepratur yang lebih rendah lagi maka bilah2
bilah ferit yang terbentuk akan semakin halus, berbentuk jarum2jarum(a"i"ular), dan
platelet sementit arahnya tidak lagi sejajar dengan sumbu akn tetapi membentuk sudut
= o. Struktur ini dinamakan bainit baah yang apabila dilihat dibaah mikroskop
tampak seperti martensite.
8
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 9/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
,am%ar 2. ekanisme 9erbentuknya ainit #tas dan ainit aah (9otten, *&&4)
II.3.3 Pem%entukan Martens&te
Struktur martensit dapat terbentuk karena proses pendinginan yang sangat
"epat pada austenit. 0ada diagram transformasi pada gambar *.+ dapat dilihat apabila
pendinginan dilakukan sangat "epat dan men"apai temperatur s maka martensit
akan mulai terbentuk.
0endinginan yang sangat "epat pada austenit ini akan menyeabkan austenit
akan mengalami driing for"e yang sangat besar untuk berubah dai >77 menjadi
77. Driing for"e ini akan menimbulkan shear stress terhadap atom ? atom pada
>77. Shear for"e ini yang menyebabkan atom2atom >77 akan sedikit tergeser
berupaya untuk membentuk 77, akan tetapi karena didalam sistem kristal tersebut
masih banyak karbon yang seharusnya berdifusi keluar akan tetapi sudah tidak bisa
berdifusi karena temperatur sudah terlalu rendah maka struktur 77 tidak akan bisa
ter"apai, salah satu rusuh dari sel tersebut akan lebih panjang dari pada yang lain. Sel
tersebut akan menjadi 79 ( !od %entered -etragonal ).
9
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 10/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
,am%ar 2./ Struktur 79 dari artensit (7allister, *&&;)
Struktur 79 yang terbentuk akan sangat tegang akibat dari perubahan
struktur yang terjadi se"ara dipaksakan. Karena strukturnya sangat tegang inilah yang
menyebabkan martensit menjadi sangat keras, kuat, dan getas. Di baah mikroskopoptik martensit tampak seperti jarum2jarum yang tersebar.
,am%ar 2.0 Struktur artensit yang erbentuk Seperti 1arum
Kekerasan pada martensit bergantung pada kadar karbon yang berada pada
autenitnya. Semakin tinggi kadar karbon karbon martensit yang terbentuk akan
semakin keras. Kadar karbon juga mempengaruhi s dan f. Kadar karbon yang
tinggi akn menyebabkan temperatur s dan f turun sehingga akan menyebabkan
akan semakin banyak austenit sisa yang terbentuk. <alau sebenarnya austenit sisa
juga dipengaruhi oleh adanya unsur paduan dalam asutenit. Dengan adanya austenit
sisa ini akan menyebabkan kekerasan maksimum tidak ter"apai.
(Wahid Suherman,2001, Perlakuan Panas )
II. A"TM A2--Standar pengujian yang digunakan dalam pengujian hardenability
adalah ASTM A255 untuk metde pengujian !miny" #ntuk pengujian
kekera$an digunakan $tandar ASTM %18 dengan menggunakan $kala
kekera$an &'k(ell)* +,&'-
1.
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 11/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
Gambar 2.12. Standar Pen!"#an S$e%#men ASTM A 2&&
11
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 12/15
/&%/A&AS0 S/%S0M% S%S#A0 %A ASTM 1255
%
/%MAASA /AA T%M/%&AT#& 85..*
M%#!0 %%&ASA M%#AA &*%
/%00A M%#AA AAT #!0 !M0
STA&T
/%#M/#A ATA A AA0SA ATA
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
BAB III
MET#D#L#,I
III.1 D&agram Al&r
12
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 13/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
III.2 Met)$e Penel&t&an
empersiapkan spe"imen dan alat. @alu memotong dan membubut baja sesuai
standar #S9 #*. Kemudian memanaskan baja pada A* 7 dan menahannya. @alu
melakukan pengujian jominy pada spe"imen. enguji kekerasan spe"imen
menggunakan Hardness 6o"kell 7. enganalisa data yang telah diperoleh dan
membahasnya. Kemudian menyimpulkan hasil analisa yang telah dilakukan.
III.2.1 Mater&al
aja #$S$ %&' dan aja #$S$ '%'& % buah
ambar 3.3 /imensi dan kuran S*esimen omin -est
III.2.2 Alat
%. 0enggaris % buah
*. >urna"e % buah
+. #lat 1ominy % buah'. Kertas #mplas se"ukupnya
. #lat Uji Hardness 6o"kell % buah
III.3 Pr)se$ur Per)%aan
%. 0reparasi spesimen sesuai dengan ukuran.
*. emanaskan ke dua spe"imen pada furna"e hingga temperatur B&&7.+. Setelah spesimen men"apai temperatur yang diperlukan,spesimen tersebut
diholding selama +& menit dalam tungku.
'. eletakkan spe"imen pada alat jominy, dan mendinginkan dengan "ara
disemprot dari ujung baahnya menggunakan air melaui nozzle pada alat
jominy hingga ke temperature kamar.. Spesimen dikikir dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan .
4. Kekerasan spesimen diukur pada jarak %3%45 hingga +*3%45
III. "kema Per)%aan
13
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 14/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
Cambar +.* Dimensi Spesimen 1ominy
Cambar +.+ #lat Uji 1ominy
14
8/19/2019 jominy 2014-2015
http://slidepdf.com/reader/full/jominy-2014-2015 15/15
LAPORAN PRAKTIKUMPERLAKUAN PANAS
JOMINYHARDENABILITY TEST
BAB I
ANALI"A DATA DAN PEMBAHA"AN
I.1 Anal&sa Data
15