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
Recommended