BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu yang sangat mempengaruhi sifat logam, terutama sifat mekanik

dan teknologi adalah stuktur mikro logam, jika struktur mikro logamnya berubah,

maka sifat mekanik dari logam/paduan tersebut akan berubah. Oleh karena itu,

perlunya dilakukan pengamatan struktur mikro dibawah mikroskop optik yang

akan dilakukan pada praktikum metalografi ini.

1.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Mengetahui cara pengambilan dan proses penyiapan spesimen metalografi

dengan prosedur yang benar.

2. Mengamati struktur mikro dibawah mikroskop optik

3. Dapat mengetahui jenis pengerjaan dan perlakuan panas yang dialami

spesimen

1.3 Manfaat

Manfaat dari praktikum metalografi ini adalah :

1. Dapat mengetahui penyiapan spesimen yang benar dengan memperhatikan

struktur mikro dari material tersebut

2. Dapat mengamati perubahan struktur mikro spesimen yang akan

mempengaruhi sifat mekanik material tersebut

52

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Metalografi

Metalografi adalah suatu teknik atau ilmu untuk melihat struktur mikro

dan makro material. Struktur mikro logam dapat diperoleh melalui proses

penyiapan spesimen metalografi.

2.2 Tahapan Metalografi

Tahapan-tahapan dalam proses metalografi meliputi beberapa langkah

yaitu:

1. Sectioning

Yaitu pengambilan sampel, yang dapat dilakukan dengan cara :

a. Fracturing

Yaitu pengambilan sampel/spesimen melalui proses pematahan tehadap

material yang bersifat keras, getas dan kuat.

b. Sawing

Yaitu pengambilan spesimen melalui proses pengergajian yang biasanya

dilakukan terhadap material dengan keuletan tinggi.

c. Shearing

Yaitu proses pengambilan spesimen dengan cara penggeseran

d. Abrasive cutting

Yaitu proses pengambilan spesimen dengan menggunakan pemotongan

dengan gerinda tangan.Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan,

teknik pemotongan terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Teknik pemotongan dengan deformasi yang besar sehingga

menggunakan gerinda tangan.

2. Teknik pemotongan dengan deformasi yang kecil, menggunakan

lowspeed diamond saw

e. Electrical Discharge Machine (EDM)

Yaitu pengambilan sampel spesimen dengan menggunakan larutan

elektrolit.

53

2. Mounting

Mounting dilakukan untuk memudahkan penanganan terhadap spesimen

yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan yang akan sulit

ditangani khususnya pada saat pengamplasan dan pemolesan apabila tidak

dilakukan pembingkaian, media mounting harus sesuai dengan material dan jenis

reagen etsa yang digunakan.

Ada dua jenis teknik mounting, yaitu :

a. Hot mounting

Yaitu mounting yang digunakan untuk jumlah sampel yang banyak, hasil

mounting akan memiliki kualitas yang baik, seragam dalam bentuk dan

ukuran, serta waktu proses yang pendek.

b. Cold mounting

Yaitu mounting yang digunakan untuk sampel yang ukurannya besar dan

untuk sampel tunggal.

3. Grinding

Sampel yang baru saja dipotong/sampel yang telah terkorosi memiliki

permukaan kasar. Permukaan kasar harus diratakan agar pengamatan struktur

mudah untuk dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas

amplas yang ukuran butir abrasifnya yang dinyatakan dengan mesh. Urutan

pengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah ke nomor mesh

yang tinggi.

Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah pemberian

air. Air berfungsi sebagai pemindah geram, memperkecil kerusakan akibat panas

yang timbul yang dapat merubah struktur mikro spesimen dan memperpanjang

masa pemakaian amplas.

4. Polishing

Setelah dilakukan pengamplasan pada spesimen harus dilakukan

pemolesan. Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan spesimen yang

halus dan bebas goresan serta mengkilap seperti cermin dan juga untuk

menghilangkan ketidakteraturan spesimen hingga orde 0,001 µm.

Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu,

kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus, ada tiga metode pemolesan, yaitu:

54

a. Pemolesan elektrolit kimia

Terjadi jika rapat arus dan tegangan tinggi

b. Pemolesan kimia mekanis

Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang

dilakukan serentak diatas piringan halus

c. Pemolesan elektro mekanis (Metode Reinacher)

Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada

piring pemoles.

5. Etching (Etsa)

Etsa merupakan proses penyerangan/pengikisan butir secara selektif dan

terkendali dengan pencelupan kedalam larutan pengetsa baik menggunakan listrik

maupun tidak kepermukaan spesimen sehingga detil struktur yang akan diamati

akan terlihat dengan jelas :

a. Etsa Kimia

Merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana

zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga

pemilihannya disesuaikan dengan spesimen yang akan diamati

b. Elektro Etsa (Etsa Elektrolitik)

Merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektroetsa, cara ini

dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu

pengetsaan.

6. Viewing

Pengamatan dapat dilakukan dengan pengamatan menggunakan Alat

Bantu, alat bantu yang digunakan yaitu mikroskop optik dan mikroskop elektron

2.3 Mikroskop Optik

Prinsip kerja mikroskop optik adalah sinar datang mengenai cermin

pemisah yang kemudian dipantulkan kearah spesimen, dari spesimen ditangkap

oleh kornea mata karena dibiaskan, sehingga mata dapat melihat struktur mikro

dan makro spesimen yang diamati. Pengamatan srtuktur mikro material

menggunakan mikroskop optik logam menggunakan perbesaran 100 kali dan

mempunyai sumber cahaya sendiri.

55

Mikroskop Optik

2.4 TEM (Transmision Elektron Microscope)

Digunakan untuk material yang berukuran kecil, yang diamati berupa

dislokasi, pancaran elektron, akan melewati bagian yang sangat tipis dari

spesimen, sebagian elektron dapat diserap dan sebagian lagi disebarkan sehingga

arahnya berubah.

Sumber gelombangnya adalah gelombang elektron, perbesaran 106, ukuran

spesimen μ

m dan prinsip kerja ditembus. TEM digunakan untuk material yang

berukuran kecil, sehingga dapat mengamati dislokasi. Prinsip kerja TEM adalah

elektron akan melewati bagian yang sangat tipis dari spesimen. Sebagian elektron

diserap dan sebagian lagi disebarkan sehingga arahnya berubah. Perbedaan

susunan atom akan menyebabkan elektron menyebar. Pancaran elektron

difokuskan oleh objektif cost dan diproyeksikan pada floursent screen.

56

TEM (Transmision Elektron Microscope)

2.5 SEM (Scanning Elektron Microscope)

Sumber gelombangnya adalah gelombang elektron, perbesaran 105, ukuran

spesimen mm dan prinsip kerja dipantulkan. Prinsip kerja SEM adalah elektron

ditembakkan dari Sun Suplay, ketika sampai pada permukaan spesimen hanya

menyapu atau menscan permukaan spesimen saja. Pantulan sinar dari elektron

akan terkumpul. Tampakan dari struktur mikro akan muncul pada layar yang bisa

difoto. Elektron ditembakkan dengan electron gun, ketika sampai dipermukaan

spesimen hanya menyapu/me-scan permukaan spesimen, tidak menembus sampai

ke dasar spesimen, pantulan sinar dari elektron akan terkumpul, tampakan dari

struktur akan muncul pada layar.

SEM (Scanning Elektron Microscope)

57

58

BAB III

METODOLOGI

3.1 Peralatan

Adapun peralatan yang digunakan untuk melakukan praktikum ini adalah:

1. Baja

2. Mesin poles

3. Amplas

4. Larutan etsa

5. Mikroskop optic

3.2 Skema Alat

Skema Alat Metalografi

59

3.3 Prosedur Percobaan

Langkah-langkah yang dibutuhkan dalam proses penyiapan dan

pemeriksaan spesimen metalografi adalah :

1. Pilih sampel metalografi

2. Ambil beberapa spesimen dari sampel tersebut

3. Bingkai spesimen tersebut dengan resin

4. Lakukan pengamplasan mulai dari amplas yang kasar sampai amplas yang

halus

5. Lakukan pemolesan

6. Lakukan proses pengetsaan pemerikasaan dibawah mikroskop

optikLakukan pemotretan sturktur mikro jika diperlukan.

60

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

M = 20 kali

LI vertikal = 12,2 cm

LI horizontal = 16,2 cm

Jumlah garis vertikal = 8 buah

Jumlah garis horizontal = 8 buah

Struktur Mikro Material

61

16,2 cm

1

2

3

12,2 cm

4

1

8

5

7

6

2 3 4 5 6 87

62

4.2 Perhitungan

1. Horisontal

M = 20 kali

Lt H = 16,2 cm

a.) Garis 1

n = 15

Tp1 = n8=15

8=1,875

b.) Garis 2

n = 18

Tp2 = n8=18

8=2,25

c.) Garis 3

n = 16

Tp3 = n8=16

8=2

d.) Garis 4

n = 22

Tp4 = n8=22

8=2,75

e.) Garis 5

n = 19

Tp5 = n8=19

8=2,375

f.) Garis 6

n = 16

Tp6 = n8=16

8=2

g.) Garis 7

n = 14

Tp7 = n8=14

8=1,75

h.) Garis 8

n =17

63

Tp8 = n8=17

8=2,125

Σ Tp = 17,125

Tp rata-rata = 2,141

d = ¿ H

m. Tp rata−ratax 1000

= 16,2

20.2,141x1000

= 376,328 µm

2. Vertikal

M = 20 kali

Lt H = 12,2 cm

a.) Garis 1

n = 17

Tp1 = n8=17

8=2,125

b.) Garis 2

n = 15

Tp2 = n8=15

8=1,875

c.) Garis 3

n = 14

Tp3 = n8=14

8=1,75

d.) Garis 4

n = 13

Tp4 = n8=13

8=1,625

e.) Garis 5

n = 15

Tp5 = n8=15

8=1,875

f.) Garis 6

64

n = 17

Tp6 = n8=17

8=2,125

g.) Garis 7

n = 11

Tp7 = n8=11

8=1,375

h.) Garis 8

n =19

Tp8 = n8=19

8=2,375

Σ Tp = 15,125

Tp rata-rata = 1,89

d = ¿ H

m. Tp rata−ratax 1000

= 12,2

20.1,89x1000

=322,751 µm

65

4.3 Analisa

Berdasarkan pada praktikum metalografi yang telah dilakukan,

pratikan tidak dapat mengamati bentuk struktur mikro dari specimen

tersebut.

Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal. Diantaranya kesalahan

yang terjadi dalam mempersiapkan specimen dan pengamatan specimen

dan pengamatan specimen itu sendiri pada mikroskop.

Kesalahan pertama yang dapat dianalisa yaitu pada saat

pengamplasan. Pengamplasan itu sendiri bertujuan untuk menghilangkan

bagian-bagian bekas deformasi plastis. Namun pada pengamplasan itu

sendiri diberikan deformasi. Sedangkan seharusnya dalam proses

pengamplasan, specimen tidak boleh mengalami penekanan. Dengan

adanya deformasi pada saat pengamplasan, tentu sedikit banyaknya

merubah struktur dari material itu sendiri.

Langkah selanjutnya yang juga mengalami kesalahan yaitu pada saat

pemolesan. Pemolesan yang dilakukan kurang sempurna karena specimen

yang dipoles tersebut masih tidak licin dan mengkilap. Sehingga masih

terdapat permukaan yang kasar. Sedangkan kita akan menggunakan

mikroskop yang keakuratannya sangat tinggi yang bias mendeteksi

kekasaran yang sangat kecil tersebut.

Pada pengetsaan juga terdapat beberapa kesalahan. Diantaranya

kesalahan dalam pembuatan larutan etsa, karena komposisinya yang tidak

sesuai dengan literature atau adanya sedikit kelencengan dalam

peramuannya.

Selain itu, dalam pegetsaan specimen terlalu lama berada dalam

larutan etsa sehingga yang seharusnya batas butir yang mengalami

pengkorosian, tetapi karena perendaman yang terlalu lama dalam

pengetsaan maka bagian yang yang lain selain batas butir juga akan

mengalami pengkorosian. Sehingga hampir semua bagian yang mengalami

korosi.

66

Pada pengamatan dengan mikroskop, seharusnya dilakukan disaat

suasana lingkungan benar-benar tenang, sehingga specimen tidak

terganggu oleh getaran suara. Karena resolusi yang diamati sangat kecil

dan getaran yang sangat kecil sangat mempengaruhi hasil pengamatan.

Pada penghitungan, didapat hasil yang tidak sama hal ini disebabkan

karena bentuk struktur material yang acak. Sehingga jumlah yang didapat

secara vertical dengan secara horizontal tidak akan sama.

67

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa specimen tidak dapat

diamati dengan baik apabila dalam proses pengetsaan terlalu lama.

Proses metalografi ini meliputi beberapa cara, yaitu;

1. Pemotongan spesimen

2. Pembingkaian

3. Pengamplasan

4. Pemolesan

5. Pengetsaan

6. Pengamatan

7. Pemotretan

5.2 Saran

Pada praktikum metalographi, sebaiknya jangan terlalu lama melakukan

proses pengetsaan, karena dapat menyebabkan kerusakan pada specimen.

Sehingga specimen tidak bias diamati.

68