I. TUJUAN PRAKTEK

1. Tujuan umum a. Mempelajari struktur mikro dan fasa-fasa logam besi menggunakan mickroskop optik dan barang etsa.b. Mahasiswa memiliki pengetahuan dan keterampilan dalam menentukan struktur.

2. Tujuan khusus a. Mahasiswa mengenal alat-alat untuk praktek pengamtan struktur mikro logam dan terampil dalam penggunaanyab. Mahasiswa memahami bentuk-bentuk fasa struktur mikro logam besi dan logam bukan besic. Mahasiswa memahami faktor-faktor penyebab terjadinya perubahan bentuk atau fasa struktur mikro logam

II. TEORI DASARKata metallography berasal dari bahasa Yunani yang berarti ganbaran/ ulasan tentang logam. Dalam arti yang lebih sempit diartikan pemeriksann fasa struktur mikro logam baik secara kualitatif maupun kwatitatif.Hasil study juga menyatakan bahwa sifat yang dimilki oleh logam sangat erat sekali kaitannya terhadap struktur mikro yang terbentuk dalam logam tersebut. Sementara itu terbentuknya fasa dan distribusi fasa didalam logam, secara umum sangat dipengaruhi oleh faktor seperti :a. Temperatur/suhu, seperti temperatur pada perlakuan panas, temperatur selama pengelasan dan lain-lain.b. Proses pembentukan, seperti : pengerolan, penempaan, penarikan (sampai batas deformasi plastis).c. Komposisi /kandungan unsur dalam logam, seperti : unsur C, Cr, Mo, dll.Fasa dan morfologi strukutr mikro logam dan paduannya dapat diamati dengan berbagai cara, tergantung sifat informasi yang dibutuhkan. Untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada material dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan: a. Pemeriksaan struktur mikro dengan mikroskop optik.b. Transmission Electron Microscope.Cara yang paling sederhana untuk mengamati struktur mikro logam yaitu dengan mikroskop.1. Mikroskop LogamCara kerja type mikroskop logam mempunyai perbedaan pada penyinaran benda uji, dibandingkan dengan mikroskop biologi. Benda uji metallographic tidak ditembus cahaya, untuk memperoleh gambar struktur mikro logam, pantulan cahaya dari permukaan benda uji tersebut haruslah dapat kembali kearah lensa objectif. Prinsip kerja penyinaran yang terjadi pada mikroskop logam terhadap bahan uji metallographic ditunjukkan pada gambar 1.

2. Diagram Pasa Besi KarbonFasa adalah bagian dari aduan yang homogen dan memiliki sifat fisik tertent. Karena itu sifat fisik tetentu. Karena itu sifat paduan tergantung dari jenis fasa, jumlah dan distribusi fasa yang ada. Berbagai sifat dan struktur mikro baja akan berubah jika ditengahi panas. Perubahan-perubahan tersebut berlangsung terus sampai uatu fasa berada dalam keadaan stabil. Jadi dalam proses tersebut trjadi perubahan jenis dan dstibusi fasa yang berbeda dari fasa semula.

Diagram Pasa Besi Karbona. Ferrite atau sering disebut Fe-a, yaitu larutan padat besi karbon yang membentuk struktur kristal BCC. Atom karbon pada fasa ini berkedudukan intertitial dan kandungan karbon max. 0.02% pada temperatur 723 C sedangkan pada 0 C hanya mengandung 0.005% C.b. Austenite atau sering disebut Fe- adalah salah sat fasa dalam pedeuan fe-C yang membentuk struktur kristal FCC. Kelarutan C max yang dapat dikandung 2% pada temperatur 1148C dan turun menjadi 0.8 % pada temperatur 723C.

(a) FERRITE (b) AUSTENIT

c. Sementite, ata sering disebut FeC , fasa lain dari paduan FeC yang membentuk kristal orthorombic dan dapat mengandung karbon sampai dengan 6.7%d. Besi delta ( ) adalah bentuk lain dari fasa FeC yang membentuk struktur kristal BCC dengan kelarutan C yang mampu dikandung ialah 0.009% pada temperatur 1465Ce. Perlit, yaitu fasa gabungan antara ferite dan sementite secara berselang seling membentk lamelar. Perlite terbentuk pada kadar karbon 0.8% tepat didaerah eutectoid. Perlit berstruktur kristal BCC.

Perlite (a) Ferrite dan Perlite (b)

Struktur Mikro yang mengalami Decarburization

Ferrite (a) Ferrite dan Pearlite 0,1% C (b) Ferrite dan Pearlite 0,16% (c)

Ferrlite 0,25% C (a), Ferrite & Pearlite 0,35% C (b), Ferrite & Pearlite 0,16% C (c)3. Fasa Struktur Micro dan Sifatnya

Selain fasa yang telah diuraikan diatas, baja mempunyai fasa lain yang dihasilkan dari proses transformasi fasa melalui proses perlakuan panas, fasa tersebut adalah Martensit dan Bainit.Martensit adalah fasa struktur mikro yang keras dan rapuh yang antara lain terbentuk bila baja didinginkan secara cepat dari temperatur austenit stabil dengan suatu proses quenching. Karena saat quenching perubahan temperatur berlangsung cepat maka waktu yang dibutuhkan oleh karbon untuk berdifusi keluar dari austenit tidak cukup, sehingga atom-atom karbon terperangkap menghalangi transformasi normal dari FCC ke BCC dan kristal FCC kemudian menjadi BCT(Body Centered Tetragonal). Karena itu transformasi yang terjadi adalah austenit ke martensit tanpa melalui proses difusi tetapi terjadi karena adanya pembalikan kristal.

Martensite (a) Martensite Temper (b)Bainite juga salah satu bentuk transformasi austenit jika didinginkan dengan kondisi kontinu atau isotermal antara daerah pembentukan perlit dan martensit. Bainite ini memiliki mode transformasi mirip dengan perlit dan martensit. Disebut mirip dengan perlit karena bainite merupakan campuran dari fasa ferite dan sementite, oleh karena itu dikendalikan oleh difusi dari karbon antara ferite dan sementite. Namun disini ferite dan sementite tidak terbebtuk lamel. Disebut mirip dengan martensite karena ferite dan sementite pada bainite berbentuk plate dan lath seperti bentuk martensit.Martensite dan BainiteBainit dikenal dalam bentuk dua Morfologi yaitu bainit atas yang memiliki struktur ferritelath dan feriite ini mempunyai konsentrasi karbon yang lebih rendah dan prestipasi karbon diluar lath ferrite tersebut. Bainit bawah mempunyai bentuk deperti arum dengan bentuk plate yang lebih tegas, umumnya pelat ferrite lebih tebal.Baja bainit memiliki potensi yang baik karena kekuatatan relatif tinggi walaupun tanpa dilakukan perlakuan panas tambahan. Bainit memang sudah memiliki keuletan tinggi.III. ALAT DAN BAHAN YANG DIPERLUKAN1. Alat Pemotong (Menggunakn mesin gerinda potong)a. Batu gerindab. Mesin potong (Cut of Machine)c. Kunci Pass 22 mmd. Material Uji

2. Pembingkaian (Mounting)a. Mounting press dan perlengkapannya (thrust-pin dan thrust-cup)b. Bahan pembingkai (bakelit atau polisar)c. Air bersih.d. Bahan uji.e. Peralatan penampungan air dll.

3. Pengamplasana. Mesin ampelas (rotari grinder)b. Ampelas grade 120, 220,320,400,600,800,1000 dan 1500.c. Air bersih.d. Bahan uji.

4. Pemolesan a. Mesin pemoles (Polisher)b. Kain Pemoles (nilon/ beludru)c. Pasta intan/ pasta alumina.d. Kunci Le. Bahan uji

5. Peng - Etsaana. Bahan kimia yang dibutuhkan (lihat tabel etsa)b. Tabung/ gelas ukur 100 mlc. Pipet 5 ml dan 10 ml.d. Glas pirex 100 ml 2 buah.e. Air dryer.f. Air bersih.g. Majun bersih.h. Bahan uji.

6. Penamatan Struktur Mikroa. Bahan uji.b. Mikroskop optik.c. Lensa objektive pembesaran5x, 10x, 20x, dan 40x.d. Lensa okuler 10x dan 15x.e. Perlengkapan yang diperlukan.

IV. LANGKAH PENGUJIANDasar Penyiapan SampelUntuk dapat melihat struktur mikro logam, perlu dipersiapkan tellebih dahulu hingga memenuhi syarat (permukaan bahan harus dibuat rata dan halus serta dilakukan pengetsaan). Setelah melakukan proses penyiapan spesimen, barulah dapat dilakukan pengamatan struktur mikronya menggunakan mikroskop optik. Aliran penyiapan bahan uji metallography dan pemeriksaan struktur mikro logam secara umum urutannya ditampilkan pada diagram berikut ini.

PEMILIHAN SPESIMENPEMOTONGAN BAHAN

PEMBINGKAIAN

PENGAMPELASANPEMOLESAN PENGETSAANPENGAMATAN STRUKTUR MIKROPEMOTRETANIDENTIFIKASI STRUKTUR MIKRO / ANALISA

1. Pemilihan SpesimenSebelum melakukan pengujian, terlebih dahulu kita memilih bagian yang akan diambil untuk dijadikan sampel. Demikian pula pada pemilihan ukuran dan penampangnya.Seorang Metallography haruslah dapat memilih, bagian-bagian mana yang akan dijadikan specimen. Memilih / mengambil spesimen harus disesuaikan dengan tujuan penyelidikan. Misalnya apakah tujuan merupakan:a. Kontrol kualitaSb. Analisan kerusakan materialc. Keperluan resit/ penelitianMaterial yang dipilih memberikan informasi yang tidak sedikit tentang asal usul logam tersebut. Umpamanya : apakah logam tersebut dituang, apakah logam tersebut dirol panas atau dingin dan sebagainya. Kadang-kadang sebelum diputuskan bagian mana yang akan dipotong untuk dijadian spesimen dilakukan pemetretan material secara utuh jai pada prinsipnya pengamatan dan analisa pendahuluan terhadap bahan yang akan diamati adalah memperoleh data-data awal untuk dijadikan acuan didalam menganalisa struktur mikro yang terbentuk didalam logam tersebut.

2. Pemotongan Bahan UjiTahapan ini dilakukan untuk memperoleh sampel yang mempunyai dimensi yang sesuai untuk pengujian metallographi ini. Dalam proses pemotongan ini diusahakan harus dihindari adanya kemungkinan terjandinya deformasi dan panas yang berlebihan, sehingga struktur mikro dari logam tersebut akan berubah, terutama struktur mikro di daerah dekat dari bagian spesimen yang dipotong.Oleh karena itu dilakukan pemotongan dengan metoda tertentu, yaitu dengan metoda abrasive cutting.Tujuannya pemotongan ini dimaksudkan untuk memperoleh bentuk / ukuran spesimen yang sesuai dengan kebutuhan sehingga mudah untuk diproses.Yang perlu dipertimbangkan dalam memilih alat potong yaitu hasil bidang potong diusahakan halus, rata serta dihindari terjadinya deformasi plastis dan panas yang berlebihan saat pemotongan . panas yang berlebihan dapat merusak alat pemotongserta kemungkinan besar akan merusak tatanan struktur.Mikro pada permukan potong, untuk mencapai hal ini, tentu saja akan dipengaruhi oleh kemampuan alat potong yang digunakan serta pengetahuan dan pengalakan kita. Untuk pemotongan bahan uji metallography biasanya digunakan alat potong jenis gerinda dan sistem pendiginan yang memadai.

YANG HARUS DIPERHATIKAN DALAM PEMOTONGANPemilihan lokasi-jumlah yang representatifUkuran-Tenik pemotonganJenis alat potong-TemperaturPelinding supaya tidak teroksidasi-Beri Identifkasi

Pemotongan spesimenDalam membandingkan struktur mikro daerah dekat patahan, dengan daerah lain di sekitar patahan sedikitnya dibutuhkan dua jenis orientasi. Spesmen dari daerah permukaan patahan harus benar-benar dipotong dengan hati-hati Asal patahan dibuat dedemikian rupa sehingga terletak ditepi spesimen Spesimen yang resperentif (sering kali lebih dari satu spesimen) Utuk logam yang telah mengalami pengerjaan atau deformasi, pmilihan dikaitkan dengan arah aliran kerja yang dialami logam.

Langkan kerja pemotongan dengan pemesinan gerinda potong :1. Memilih batu gerinda sesuai dengan spesifikasi/ kekerasan bahan yang akan ipotong2. Memasang batu gerinda di mesin potong.3. Beri tanda pada benda keja ( bagian yang akan dipotong).4. Cekam dan atur posisi benda kerja pada ragum mesin potong, kemudian menurunkan tutupnya.5. Menekan tonbol warna biru (untuk menghidupkan pompa pendingin ) dna atur aliran pendingin dengan memutar katub pengatur.6. Hidupkan mesin dengan menekan tombol hijau untuk memulai pemotongan.7. Mendorong ragum pemegang benda kerja dengan perlahan-lahan untuk pemakan benda kerja gerinda.8. Setelah putus tarik perlahan-lahan benda kerja.9. Matikan mesin dengan menekan tombol merah.10. Ambil benda kerja dengan melepaskan benda kerja pada ragum.11. Jika benda kerja cukup kecil, lanjutkan pembingkaian (mounting) Tips : Hindari pemotongan yang berlebihan selama pemotongan. Hndari pemotongan mata potong yang kasar.

3. PEMBINGAKAIAN (MOUNTING)Pembingkaian maksudnya adalah mengikatkanbahan uji sedemikian rupa dengan alat atau proses tertentu sehingga bahan uji menjadi mudah dan nyaman untuk dilakukan pengerjaan berikutnya. Pada prinsipnya tujuan pembingkaian adalah untuk :1. a dapat membedakan fasa-fasanya.