MAKALAH PENGUJIAN BAHANUJI BRINELL
Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah pengujian bahanDosen
pengampu :Heri yudiono, S.Pd.,M.T
Disusun oleh :Muhammadf suharno5201413089
PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI
SEMARANG
2015
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok
bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan
adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para
insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir,
untuk insinyur lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap
mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai itu adalah
ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih
bermakna kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat
potong. Begitu banyak konsep kekerasan material yang dipahami oleh
kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapat
dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari
material yang diuji.Uji keras merupakan pengujian yang paling
efektif karena dengan pengujian ini, kita dapat dengan mudah
mengetahui gambaran sifat mekanik suatu material.Meskipun
pengukuran hanya dilakukan pada satu titik, atau daerah tertentu
saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu
material.Dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah
digolongkan sebagai material ulet atau getas.Uji keras juga dapat
digunakan sebagai salah satu metode untuk mengetahui pengaruh
perlakuan panas dan perlakuan dingin terhadap material. Material
yang telah mengalami cold working, hot working, dan heat treatment,
dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur
kekerasan permukaan suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji
keras kita dapat dengan mudah melakukan quality control terhadap
material.Prinsip metode apapun uji kekerasan adalah memaksa
indentor suatu ke permukaan sample diikuti dengan mengukur dimensi
indentasi (kedalaman atau aktual luas permukaan indentasi).
Kekerasan bukan milik fundamental dan nilainya tergantung pada
kombinasi kuat luluh , kekuatan tarik dan modulus elastisitas .
Manfaat uji kekerasan: Mudah Murah Cepat Non-destruktif Dapat
diterapkan untuk sampel dari berbagai dimensi dan bentuk Dapat
dilakukan in-situ 1.2 Tujuan1. Memahami dan menguasai prosedur
metode uji kekerasan Brinell, 2. Menguasai beberapa metode
pengujian yang umum dilakukan untuk mengetahui nilai kekerasan
suatu logam.3. Membandingkan nilai kekerasan (Brinell dan Vickers)
dari beberapa jenis logam (besi tuang, baja, tembaga dan
alumunium).4. Mengetahui prinsip dan teknik pengujian kekerasan
mikro dan mengaplikasikannya untuk mengetahui kekerasan fasa-fasa
di dalam logam baja/besi tuang5. Mengestimasi nilai kekuatan tarik
beberapa logam berdasarkan nilai kekerasan Brinellnya.
BAB 2PEMBAHASAN
I. Dasar TeoriKekerasan suatu material dapat didefinisikan
sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan atau
penetrasi semetara dari material yang lebih keras. Terdapat tiga
jenis ukuran kekerasan yang tergantung dari cara melakukan
pengujian yaitu:a. Metode Gesek (Scratch Hardness) Metode ini
dikenalkan oleh Friedrich Mohs. Metode ini merupakan perhatian
utama dari para ahli mineral. Dengan mengukur kekerasan, berbagai
mineral dan bahan-bahan lain, disusun berdasarkan kemampuan gesekan
yang satu terhadap yang lain. Mohs membagi kekerasan material di
dunia berdasarkan skala (dikenal sebagai skala Mohs). Skala
bervariasi dari nilai 1 sampai 10. Dalam skala Mohs urutan nilai
kekerasan material di dunia diwakili oleh:a. Talcf. Orthoclaseb.
Gipsumg. Quartzc. Calciteh. Topazd. Fluorite i. Corundume. Apatite
j. Diamond (intan)
Prinsip pengujian : Bila suatu material mampu digores oleh
Orthoclase tetapi tidak mampu digores oleh apatite maka kekerasan
mineral berada pada apatite dengan orthoclase. Kelemahan metode ini
adalah ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material.
b. Metode Elastik /Pantul (Dynamic Hardness)
Metode ini menggunakan alat Shore Scleoroscope yang gunanya
untuk mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat
tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan
benda uji. Tinggi pantulan yang dihasilkan mewakili kekerasan benda
uji. Semakin tinggi pantulan tersebut yang ditunjukkan oleh dial
pada alat pngukur maka kekerasan benda uji dinilai semakin
besar.
c. Metode Lekukan / Indentasi (Indentation Hardness) Pengujian
ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan indentor dengan
gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan material
ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan
(tergantung jenis indentor dan jenis pengujian). Metode ini antara
lain:
d. Metode BrinellDiperkenalkan pertama kali oleh J.A Brinell.
Pengujian kekerasan berupa pembentukan lekukan pada logam dengan
memakai bola baja berdiameter 10mm dan diberi beban 3000kg. Untuk
logam lunak, beban dikurangi hingga tinggal 500kg, untuk
menghindari jejak yang dalam. Untuk bahan yang keras, digunakan
paduan karbida tungsten sebagai pemerkecil terjadina distorsi
indentor. Angka kekerasan Brinell dinyatakan sebagai beban P dibagi
luas permukaan lekukan. Rumus untuk angka kekerasan tersebut adalah
BHP = = (1)dimana, P = beban yang diterapkan (Kg)D = diameter bola
(mm)d = diameter lekukan (mm)t = kedalaman jejak (mm)Satuan dari
BHN adalah kg/mm2. Akan tetapi, BHN tidak memenuhi hukum fisika,
karena pada persamaan (1) tidak melibatkan tekanan rata-rata pada
permukaan lekukan. Pada gambar 1, dapat dilihat bahwa d = D sin .
Dengan memasukan harga ini ke persamaan (1), akan dihasilkan bentuk
persamaan kekerasan Brineel yang lain, yaitu
BHP = (2)
Gambar 1. Parameter-parameter dasar dalam pengujian BrinellUntuk
mendapatkan BHN yang sama dengan beban atau diameter bola yang
tidak standar, diperlukan keserupaan lekukan secara geometris.
Keserupaan geometris akan diperoleh, sejauh besar sudut 2 tidak
berubah. Pada persamaan (2) menunjukkan bahwa agar dan BHN tetap
konstan.Geometri uji Brinell adalah aksi simetrik sebagai lawan
terhadap regangan bidang. Shaw dan DelSalvo memperlihatkan bahwa
daerah plastik di bawah penumbuk tumpul, berlainan dengan slip,
tetapi sangt mirip dengan daerah batas elastis-plastis berupa
garis-garis tegangan gesre maksimun konstan di bawah bola yang
menekan pelat dasar.Berikut adalah tabel uji kekerasan berdasarkan
metode-metode diatas
II. Metodologi Penelitian Alat dan bahan : a. Hoytom
macrohardness tester (metode Brinell,).b. Buehler Micromet 2100
series microhardness tester .c. MicrometerRd. Measrin microscopee.
Sampel uji silinder pejal dan uji tarik.
Gambar : Mesin hydraulic
Untuk mendapatkan ketelitian hasil pengukuran kekerasan, hal
yang harus diperhatikan sebelum waktu melakukan pengujian yaitu :
Permukaan benda kerja harus bersih dari kerak dan kotoran lainnya.
Posisi permukaan spesimen diusahakan tegak lurus dengan arah
indentasi. Permukaan spesimen harus diam statis sebelum diberi
beban tekan. Ketebalan spesimen paling tidak 10 kali diameter
indentor. Jarak antar titik pengukuran harus lebih besar dari 3
kali diameter indentor. Jarak titik pengukuran dari tepi spesimen
paling tidak 3 kali diameter indentor.
III. Flow Chart Prosedur Pengujian Meratakan permukaan logam
dengan amplas, kikir, atau gerinda
Memilih indentor sesuai dengan skala kekerasan yang diinginkan
dan letakkan benda uji pada alat uji
Mengatur beban dan memberikan indentor yang sesuai dan
memberikan beban sesuai dengan jenis logam yang diuji, beban baja
1840 N, Cu 613 N, dan Al 294 N
Mengukur jejak indentor setelah beban dilepaskan
Menghitung nilai kekerasannya sesuai cara yang digunakan
Menentukan kekerasan pada lima titik dan hitung rata-ratanya
Pengujian Selesai
IV. Data dan PembahasanA. Tabel DataSampelP (Kg)D (mm)No.
indentasidx (mm)dy (mm)dave (mm)BHN (Kg/mm2)Rata-rata BHN
Fe187,53,211,2441,3941,319131,188125,331
187,53,221,4141,3441,379119,473
Cu62,53,211,061,0451,05369,87473,197
62,53,221,011,0041,00776,520
Al31,253,210,5870,9360,76267,66468,271
31,253,220,6090,7920,70180,143
31,253,230,6960,9610,82957,007
B. Contoh Perhitungan
Perhitungan nilai kekerasan Brinell
Rumus umum : Contoh perhitungan pada tabel menggunakan data dari
sample Fe nomor 4 adalah sebagai berikut : Beban (P) =187.5 Kg
Diameter indentor (D) = 1,6 mmPengukuran jejak saat pengujian
dilakukan dua kali, yakni : Diameter jejak 1 (d1) = 1.16mm Diameter
jejak 2 (d2) = 1.116 mm Diameter jejak rata-rata (d)= 1.16+1.116=
1.138mm 2 Hitung nilai BHN (Brinell Hardness Number) dengan
menggunakan persamaan :
C. GrafikGrafik baja BHN vs daveBaja
Grafik Al BHN vs dave
Grafik Cu BHN vs dave
D. PembahasanPrinsip PengujianKekerasan suatu material secara
universal dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu material
terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras.
Pengujian yang dilakukan yaitu dengan cara metode indentasi dengan
menggunakan metode brinell. Indentornya terdiri dari bola baja yang
diperkeras (hardened steel ball) dengan beban dan waktu indentasi
tertentu. Adapun metode pengujian yang biasa digunakan, antara lain
:a. Metode GoresMetode ini tidak banyak digunakan dalam dunia
metalurgi, namun masih digunakan dalam dunia mineralogi. Metode ini
dikenalkan oleh Friedrich Mohs, yaitu dengan mengukur kedalaman
atau lebar goresan pada permukaan benda uji dengan cara
menggoreskan permukaan benda uji dengan material pembanding (ASTM,
47-43, 1951, E. B. Begsman). Indentor yang biasa digunakan adalah
jarum yang terbuat dari intan. Metode ini membagi kekerasan
material di dunia ini berdasarkan skala (yang kemudian dikenal
sebagai skala Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk
kekerasan yang paling rendah, hingga skala 10 sebagai nilai
kekerasan tertinggi. Standar Mohs (ASTM E 448) tidak cocok
dilakukan untuk logam, karena skala kekerasan logam umumnya tinggi.
Disamping itu, metode ini memiliki kemampu-ulangan rendah karena
tidak akurat dalam perhitungan skala / nilai kekerasannya.
b.Metode Elastik / Pantul (Rebound)Pada metode ini, kekerasan
material ditentukan oleh alat Scleroscope yang mengukur tinggi
pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang
dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji.
Tinggi pantulan (rebound) yang dihasilkan mewakili kekerasan benda
uji.
c. Metode IndentasiPada metode ini, pengujian dilakukan dengan
penekanan benda uji menggunakan indentor, dimana gaya tekan dan
waktu indentasi ditentukan. Kekerasan material ditentukan oleh
dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan (tergantung jenis
indentor dan jenis pengujian). Berdasarkan prinsip bekerjanya, uji
kekerasan jenis ini dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1.Metode BrinellMetode ini diperkenalkan pertama kali oleh
J.A.Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan dengan
memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball) dengan
beban dan waktu indentasi tertentu. Hasil penekanan adalah jejak
berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya dibawah
mikroskop khusus pengukur jejak. Pengukuran nilai kekerasan suatu
material diberikan oleh rumus:
20
2 PBHN =
(( D) (D - D2 - d2 )
dimana : P adalah beban (Kg) D diameter indentor (mm) d diameter
jejak (mm)
Prosedur standar pengujian mensyaratkan bola baja dengan
diameter 10 mm dan beban 3000 kg untuk pengujian logam-logam
ferrous, atau 500 kg untuk logam-logam non ferrous. Untuk
logam-logam ferrous, waktu indentasi biasanya sekitar 10 detik,
sementara untuk logam-logam non ferrous sekitar 30 detik. Walaupun
demikian pengaturan beban dan waktu indentasi untuk setiap material
dapat pula ditentukan oleh karakteristik alat penguji. Nilai
kekerasan suatu material yang dinotasikan dengan HB tanpa tambahan
angka di belakangnya menyatakan kondisi pengujian standar dengan
indentor bola baja 10mm, beban 3000 kg selama waktu 1-15 detik.
Untuk kondisi yang lain nilai kekerasan HB diikuti angka-angka yang
menyatakan kondisi pengujian.Syarat menggunakan metode Brinell :
indentor bola baja yang dikeraskan berdiameter 2,5-10 mm, beban
300-3000 Kg permukaan test harus sesuai dengan karakteristik
material, tidak mengalami karburasi ataupun proses sejenis lainnya
diameter jejak dihitung dengan mikroskop elektronik ketebalan
minimum 0.6 mm dan permukaan tanpa dikeraskan pengujian tidak boleh
terlalu dipinggir beban yang digunakan harus steady dan terbebas
dari kemungkinan pembebanan tak diinginkan disebabkan oleh gaya
inersia dari beban jarak antar uji minimum 3d tidak terjadi
penggelembungan di bagian belakang material uji disebabkan
penggunaan beban yang terlalu besar permukaan harus rata, jika
perlu diamplas atau dimachining terlebih dahulu
Berikut beberapa standar pengujian kekerasan :Hardness
TestASTMJISDIN
BrinellASTM EJIS B 7736DIN EN ISO 6506
VickersASTM E 92JIS Z 2244DIN EN ISO 6507
RockwellASTM D 785 ISO 2039JIS Z 2245DIN EN ISO 6508
Pada pengujian yang dilakukan, indentornya mempunyai diameter
sebesar 3 mm. Ada 3 sampel benda uji yang digunakan, yakni Fe, Cu,
dan Al. Pengujian yang dipakai pada percobaan kali ini adalah
pengujian dengan metode indentasi, untuk lebih spesifiknya metode
Brinell. Indentor bola baja yang digunakan memiliki diameter (D)
sebesar 3 mm. Sebelum melakukan proses indentasi Brinell, ada
beberapa persyaratan yang perlu diperhatikan, antara lain :
Spesimen yang digunakan tidak boleh terlalu keras, karena bola
indentor yang digunakan akan terdeformasi terlalu besar Ketebalan
minimum 0.6 mm dan tanpa dikeraskan permukaan. Material yang
terlalu tipis tidak diperkenankan untuk digunakan karena indentasi
yang terjadi bisa jadi lebih besar daripada tebal spesimen itu
sendiri, sehingga bisa menimbulkan penggelembungan di bagian
belakan material, merusak sampel, atau bahkan merusak bola
indentor. Syarat ini terpenuhi, dimana ketebalan sampel yang
digunakan antara 1 1.5 cm Permukaan test haruslah haruslah sesuai
dengan sifat karakteristik materialnya, tidak mengalami
karburisasi, case hardening dan proses sejenis lainnya. Beban yang
digunakan haruslah steady dan terbebas dari kemungkinan pembebanan
tak diinginkan disebabkan gaya inersia dari beban Permukaan harus
rata, jika perlu sebelumnya permukaan diamplas atau di machining.
Penggunaan amplas dimulai dari grit terkecil (amplas kasar)
dilanjutkan dengan grit terbesar (amplas halus). Permukaan yang
tidak rata akan mempersulit penghitungan diameter indentasi di
bawah mikroskop.
Spesimen yang telah siap diuji, kemudian diaruh pada meja
spesimen pada mesin Brinell, kemudian meja tersebut diputar dan
disetting hingga permukaan sampel menyentuh bola indentor (tanpa
tekanan). Kemudian tuas pompa didorong untuk menandai dimulainya
proses indentasi, dan biarkan pada posisi tersebut selama 10 15
detik. Setelah itu, tarik kembali tuas pompa, longgarkan meja
dengan bola indentor, dan pengujian dapat dilanjutkan untuk titik
permukaan lainnya (jarak antar titik pengujian jangan terlalu
berdekatan untuk menghindari pengaruh deformasi yang terjadi di
bawah permukaan jejak indentasi yang mampu mengganggu hasil
pengujian yang representatif; pengujian jangan terlalu di pinggir).
Setelah itu, sampel dibawa ke bawah mikroskop untuk dihitung besar
diameter jejak indentasinya.Ukuran dan uniformitas dari bola
indentor diperiksa melalui pengukuran dengan menggunakan micrometer
caliper dengan tingkat akurasi yang baik. Mikroskop Brinell
diperiksa dengan membandingkan hasil pembacaannya dengan skala
standar. Kesalahan pembacaan terhadap standar tidak boleh lebih
dari 0.02 mm. Untuk pengujian dengan spesimen yang kecil atau
tipis, biasanya digunakan bola indentor dengan ukuran diameter
kurang dari 10 mm. Beberapa pengujian (yang bukan merupakan uji
Brinell standar) akan mendekati uji standar jika perbandingan /
hubungan antara beban aplikasi (P) dan diameter bola (D) sama
dengan pada uji standar. Jejak yang ideal maksimal sebesar diameter
indentor, idealnya sebesar d/2 dari indentor.
Analisa Grafik BHN vs Beban (Fe)Dari percobaan yang dilakukan
terhadap sampel Fe didapatkan data berupa diameter jejak indentasi.
Dari perhitungan didapatkan kekerasan BHN dari sampel Fe ini adalah
125,331 kg/mm2 (pada skala pengujian dengan beban 187,5 kg). Nilai
BHN ini akan saya gunakan untuk dibandingkan dengan literaturData
tersebut dibandingkan dengan literatur berikut ini :Data
perbandingan untuk FeMaterialBHN
Steel 0.6%C200 - 235
Steel 0.8%C240 360
Malleable iron120
Nickel cast iron200
Steel 0.4%C130 - 190
Dari sini dapat praktikan simpulkan bahwa sampel yang digunakan
kemungkinan adalah Steel 0,4%C atau mungkin Malleable iron, karena
untuk jenis material tersebut memiliki skala kekerasan BHN antara
130 - 190kg/mm2 untuk Steel 0,4%C dan Malleable Iron 120 BHN .Dari
grafik dapat dilihat bahwa dalam hubungannya pembebanan dengan
kekerasan sampel,terlihat bahwa semakin besar diameter rata-rata
maka yang terjadi makin kecil BHN. Terlihat dari grafik bahwa
terjadi perbedaan kekerasan BHN yang cukup jauh antara kedua
pembebanan. Kesalahan yang terjadi dimungkinkan oleh beberapa hal
diantaranya seperti pemberian jarak antar penjejakan. Bila antar
penjejakan jaraknya terlalu dekat, maka dapat menimbulkan
pengerasan yang lebih pada jejak di dkat penjejakan yang baru. Hal
ini disebabkan karena pembebanan pada jejak tersebt mempengaruhi
keadaan wilayah disekitar penjejakan, dan hal inilah dapat
menyebabkan pengerasan berlebih di penjejakan di dekat penjejakan
tersebut .
Analisa Grafik BHN vs Beban (Cu)Dari grafik bisa dilihat pada
beban 62,5 kg pada lokasi 1 kekerasan sebesar 76,520 BHN, beban
62.5 kg pada lokasi 2 kekerasan 69,874 BHN, an kekerasan
rata-ratanya adalah 73,197 BHN. Berikut perbandingan BHN untuk
beban 62.5kg dengan literatur ditujuka pada tabel 2.3MaterialBHN
(Brinell Hardness Number)
Sampel pengujian Cu73,197
Cu alloy C1100064.06 131.88
Cu alloy C17200135.94 423.77
Cu alloy C3600097.97 135.94
Cu alloy C71500107.83 149.86
Table 2.3 Perbandingan kekerasan sampel Cu dengan literaturDari
table bisa dilihat bahwa kekerasan Cu hasil uji mendekati kekerasan
literatur untuk Cu alloy C11000. Namun dari hasil tersebut masih
memiliki kesalahan literature jika mengambil nilai bawah dari
literatur sebesar 64,06 BHN kesalahan literatur sebesar 14,3%.
Kesalahan yang terjadi disebabkan oleh perhitungan diameter jejak
indentasi di bawah mikroskop yang kurang akurat, karena ada
beberapa permukaan jejak yang tidak berbentuk bulat sempurna
sehingga panjang diameter untuk arah yang berbeda menghasilkan
nilai yang berbeda. Hal ini menurut literatur disebabkan karena
bola indentor mengalami deformasi dibawah pembebanan dan terjadi
mekanisme recovery dari spesimen ketika beban dilepaskan. Kesalahan
pembacaan diameter seharusnya tidak boleh lebih dari 0.02 mm.
Disamping itu, waktu pembebanan yang terlampau lama akan
mengakibatkan tingkat deformasi yang terjadi menjadi lebih
besar.
Analisa Grafik BHN vs Beban (Al)Dari grafik diatas kita dapat
mengambil kesimpulan sebagai berikut 67,66468,271
80,143
57,007
Maka Nilai rata-rata 68,271 BHN untuk 31,25 kg.
MaterialBHN (Brinell Hardness Number)
Al alloy 110021.74 47.83
Al alloy 202453.62 143.48
Al alloy 201453.62 140.58
Al alloy 505256.52 84.06
Al alloy 545689.86 101.45
Al alloy 707566.67 165.22
Sampel Pengujian Al68,271
Kekerasan Al rata-rata dari sample yang kita miliki adalah
68,271 BHN, jika dikonversikan ketable maka sample yang kita
gunakan adalah Al alloy 5052. Al marupakan logam yang lebih lunak
dibandingkan dengan CU dan juga Fe. Oleh karena itu Al juga
mamiliki batas elastis yang lebih rendah dibandingkan dengan
keduanya. Pada percobaan ini range kekerasan yang dihasilkan cukup
besar, hal ini mungkin disebabkan karena adanya stain hardening
pada sample, atau kesalahan juga dapat terjadi karena adanya kurang
teliti dalam pengamatan. Karena Al lebih lunak maka pembebanan
optimum untuk Al adalah 31,25 Kg.Al memiliki sifat kekerasan yang
rendah karena :1. mempunyai struktur kristal FCC2. mempunyai
kekuatan yang rendah dibandingkan dengan Fe dan Cu3. bersifat ulet
dan mudah ditempa
Analisa Grafik BHN vs SampleDari grafik kita dapat mengetahui
bahwa kekerasan yang paling besar adalahkekerasan yang dimiliki
oleh Fe, kemudian Cu dan Al. Kekerasan yang dimiliki Fe adalah
sekitar 125,331 BHN , kekerasan yang dimiliki oeh Cu adalah 73,197
BHN, dan kekerasan yang dimiliki oleh Al adalah 68,271 BHN. Disini
kekerasan yang dihasilkan adalah berbanding terbalik dengan
diameter penjejakan, logam yang semakin keras maka akan memiliki
diameter yang lebih kecil. Jadi disini Fe memiliki diameter paling
kecil dibandingkan dengan yang lain. Grafik sample diatas telah
sesuai dengan literatur yaitu ketiga pembebanan yang diberikan
menghasilkan urutan kekerasa Fe-Cu-Al. Hubungan nilai kekerasan
dengan sifat lainSifat-sifat mekanik yang lain untuk material
sangat berkaitan erat dengan nilai kekerasan yang dimiliki suatu
material. Berikut kaitan nilai kekerasan dengan sifat-sifat lain
dari suatu material . Bila dikaitkan dengan mekanisme keausan, maka
semakin tinggi nilai kekerasan suatu material, maka material
tersebut semakin tahan terhadap mekanisme keausan. Disamping
ditentukan oleh nilai kekerasannya, pemilihan material tahan aus
juga ditentukan pula oleh tingkat ketangguhan, komposisi kimia, dan
struktur mikronya, dan variabel lainnya. Bila dikaitkan dengan
kekuatan material, maka nilai kekerasan memiliki nilai yang
ekivalen terhadap kekuatan materialnya. Artinya, semakin tinggi
nilai kekerasan suatu material, maka material tersebut memiliki
kekuatan yang tinggi. Bila dikaitkan dengan kekuatan tarik,
tegangan tarik maupun kekerasan dapat dijadikan indikator ketahanan
material terhadap deformasi plastis. Konsekuensinya, kedua variabel
tersebut proporsional satu sama lain. Sebagai aturan konversi
(untuk sebagian besar steel / baja), kekerasan Brinell dan tegangan
tarik (tensile strength) dihubungkan melalui persamaan :
Tensile Strength (MPa) = 3.45 x BHNTensile Strength (psi) = 500
x HB
Gambar Hubungan kekerasan Brinell dengan tensile strength
Makin keras material maka kekuatan tariknya semakin besar pula.
Walaupun demikian, semakin keras suatu material, maka kecenderungan
material tersebut untuk bersifat getas semakin besar. Hal ini
dikarenakan pergerakan dislokasi sangat kecil apabila dilakukan
pembebanan pada material, sehingga deformasi plastis yang terjadi
sangat kecil, bahkan hampir tidak ada. Oleh karena itu, tingkat
kekerasan material harus seimbang dengan ductility (keuletan) yang
dimiliki , dalam artian material tersebut merupakan material yang
tangguh.
V. Kesimpulan1. Nilai kekerasan sample untuk variable beban yang
sama dari yang tertinggi secara berurutan adalah Fe Cu Al.2.
Semakin keras suatu material maka material tersebut akan semakin
getas (patah lebih cepat) dan nilai keuletannya rendah.3. Semakin
tinggi nilai BHN suatu material, kekerasannya pun makin tinggi.4.
Tensile strength dan kekerasan memiliki perbandingan yang lurus dan
sama untuk besi tuang, baja dan perunggu. 5. Semakin tinggi nilai
kekerasan suatu material maka akan semakin rendah nilai
keausannya6. Metode Brinell hanya mencerminkan kekerasan dilapisan
permukaan.
Daftar Pustaka1. Callister, William D. Materials Science and
Engineering. 1996. John Wiley &Sons, Inc.2.Diktat Teori Dasar
Parktikum Metalurgi Fisik3.Davis, Harmer Elmer. The Testing of
Engineering Materials. 1964. Mc-Graw Hill.4. Sriati Djaprie,
Metalurgi Mekanik, edisi ketiga, jilid 1, Erlangga, 1993.