LAPORAN AKHIR
PRAKTIKUM METALURGI FISIK
2011/2012
PERLAKUAN PANAS, RECOVERY & RECRYSTALLIZATION, METALOGRAFI, JOMINY, KOROSI,
KELOMPOK 5
1. ARISMON SAPUTRA (1010913040)
2. BACOK DAMORA SAPUTRA (1010911001)
3. FRISSANDY REZVOZANO (1010912050)
4. IMAM AIDIL AMRI (1010913021)
5. ZUL AULIA MARSHAL (1010913030)
LABORATORIUM METALURGI
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2012
ii
KATA PENGANTAR
Puji beserta syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan segala rahmat serta karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik di Laboratorium Metalurgi.
Laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan dalam meyelesaikan
kuliah berserta praktikum Metalurgi Fisik dari awal hingga selesai. Praktikum
Metalurgi Fisik adalah salah satu komponen penting dalam proses belajar-
mengajar, terutama kaitannya dengan pengembangan keahlian praktis dan
kemampuan analitis yang sangat dibutuhkan bagi para lulusan pada saat terjun ke
dalam dunia kerja sebagai seorang sarjana teknik.
Pelaksanaan dan penyusunan laporan ini tidak mungkin terlaksana tanpa
bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin
menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof.Dr.-Eng H. Gunawarman sebagai kepala Laboratorium
Metalurgi Fisik.
2. Bapak Prof.-Ing H. Hairul Abral, Bapak Prof. Dr.-Eng. H.Gunawarman
dan Bapak Dr. Is Primananda yang telah memberikan pengetahuan dasar
pada mata kuliah metalurgi fisik.
3. Ronny Pribadi selaku koordinator asisten, Victor Martin. selaku
koordinator praktikum, Ahmad Fadhil Adli selaku asisten pembimbing
kelompok 5 serta asisten-asisten yang telah memberikan bimbingan
selama penyusunan laporan akhir ini.
4. Rekan-rekan kelompok 5 Jurusan Teknik Mesin Angkatan 2010 yang telah
memberikan saran dan bantuannya, serta semua pihak yang membantu
kami baik secara langsung maupun tidak langsung.
Semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya, kami
mengharapkan kritik dan saran untuk kesempurnaan laporan akhir ini.
Padang, April 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i
KATA PENGANTAR ................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ....................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ix
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN A. TEORI DASAR
A.1 Struktur Mikro Material ......................................................... 1
A.2 Sifat Material ......................................................................... 5
A.3 Cacat Material ...................................................................... 8
A.4 Diagram Fasa......................................................................... 11
A.5 Mekanisme Penguatan Material ............................................. 13
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN B. RECOVERY DAN RECRYSTALLIZATION
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang........................................................... 19
1.2 Tujuan Praktikum....................................................... 19
1.3 Manfaat...................................................................... 19
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Recovery dan Rekristalisasi........................... 20
2.2 Skematik Recovery dan Rekristalisasi......................... 22
2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Rekristalisasi....... 23
2.4 Pengerjaan Panas dan Pengerjaan Dingin ................... 24
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ................................................................... 27
3.2 Skema Alat................................................................ 27
3.3 Prosedur Percobaan.................................................... 28
iv
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan ................................................ 29
4.2 Pengolahan Data ....................................................... 30
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 32
4.4 Grafik........................................................................ 32
4.5 Analisa...................................................................... 34
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................ 35
5.2 Saran.......................................................................... 35
LAMPIRAN B
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN C. UJI JOMINY
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang........................................................... 36
1.2 Tujuan Praktikum....................................................... 36
1.3 Manfaat...................................................................... 36
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Uji Jominy .................................................... 37
2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band ............ 38
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu
Keras......................................................................... 39
2.4 Kurva CCT dan TTT................................................. 41
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan ................................................................... 43
3.2 Skema Alat................................................................ 43
3.3 Prosedur Percobaan................................................... 43
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan ................................................. 45
4.2 Pengolahan Data ....................................................... 45
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 58
v
4.4 Grafik........................................................................ 59
4.5 Analisa...................................................................... 60
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................ 62
5.2 Saran.......................................................................... 62
LAMPIRAN C
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN D. KOROSI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................ 63
1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 63
1.3 Manfaat....................................................................... 63
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Korosi ........................................................... 64
2.2 Deret Volta ................................................................. 65
2.3 Jenis-Jenis Korosi dan Pengendaliannya...................... 65
2.4 Metoda Pengendalian Korosi....................................... 72
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan .................................................................... 74
3.2 Skema Alat................................................................. 74
3.3 Prosedur Percobaan.................................................... 74
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan ................................................. 76
4.2 Pengolahan Data ....................................................... 77
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 79
4.4 Grafik........................................................................ 80
4.5 Analisa...................................................................... 81
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................ 82
5.2 Saran.......................................................................... 82
LAMPIRAN D
vi
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN E. METALOGRAFI
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................ 83
1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 83
1.3 Manfaat....................................................................... 83
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Metalografi .................................................... 84
2.2 Tahapan Metalografi ................................................... 84
2.3 Turunan Mikroskop..................................................... 90
2.3.1 Mikroskop Optik ................................................ 90
2.3.2 SEM (Scanning Electron Microscope)................ 91
2.3.3 TEM (Transmission Electron Microscope) ......... 92
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan .................................................................... 95
3.2 Skema Alat................................................................. 95
3.3 Prosedur Percobaan.................................................... 96
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan .......................................................... 97
4.2 Perhitungan ................................................................ 99
4.3 Tabel Hasil Percobaan ............................................... 102
4.4 Grafik ........................................................................ 103
4.5 Analisa ...................................................................... 104
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................... 106
5.2 Saran ......................................................................... 106
LAMPIRAN E
vii
PEMBATAS
LEMBAR ASISTENSI
BAGIAN F. PERLAKUAN PANAS
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................ 107
1.2 Tujuan Praktikum........................................................ 107
1.3 Manfaat....................................................................... 107
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Perlakuan Panas............................................. 108
2.2 Skematik Proses Perlakuan Panas................................ 108
2.3 Jenis – Jenis Pendinginan ............................................ 111
2.4 Kurva CCT dan TTT................................................... 112
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan .................................................................... 115
3.2 Skema Alat................................................................. 115
3.3 Prosedur Percobaan.................................................... 116
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan ......................................................... 117
4.2 Perhitungan Dan Pembahasan ................................... 117
4.3 Tabel Hasil Perhitungan ............................................ 119
4.4 Grafik........................................................................ 120
4.3 Analisa..................................................................... 121
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................ 123
5.2 Saran.......................................................................... 123
LAMPIRAN F
DAFTAR PUSTAKA
viii
DAFTAR TABEL
Tabel B.1 Hasil Percobaan Recovery dan Recrystalization ............................ 29
Tabel C.1 Komposisi Kimia........................................................................... 45
Tabel C.2 Hasil Percobaan Uji Jominy........................................................... 45
Tabel C.3 Hasil Perhitungan Uji Jominy ........................................................ 58
Tabel D.1 Hasil Perhitungan Percobaan 1....................................................... 79
Tabel D.2 Hasil Perhitungan Percobaan 2....................................................... 79
Tabel E.1 Perbedaan Mikroskop Optik, TEM, dan SEM ................................ 91
Tabel E.2 Titik Potong Horizontal.................................................................. 99
Tabel E.3 Titik Potong Vertikal ..................................................................... 99
Tabel E.4 Hasil Perhitungan Metalografi........................................................ 102
Tabel F.1 Hasil percobaan perlakuan panas.................................................... 117
Tabel F.2 Hasil perhitungan perlakuan panas ................................................. 119
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar A.1 Sel satuan BCC ....................................................................... 1
Gambar A.2 Sel satuan FCC........................................................................ 2
Gambar A.3 Sel satuan HCP........................................................................ 3
Gambar A.4 Macam-macam sel satuan........................................................ 4
Gambar A.5 Butir........................................................................................ 5
Gambar A.6 Kristal ..................................................................................... 5
Gambar A.7 Kurva Kekuatan ...................................................................... 6
Gambar A.8 Kurva Keuletan ....................................................................... 7
Gambar A.9 Kurva Ketangguhan................................................................. 7
Gambar A.10 Kurva Modulus Elastisitas ....................................................... 7
Gambar A.11 Kurva Kelentingan .................................................................. 8
Gambar A.12 Cacat Titik............................................................................... 9
Gambar A.13 Dislokasi Sisi........................................................................... 9
Gambar A.14 Dislokasi Ulir .......................................................................... 10
Gambar A.15 Cacat Bidang........................................................................... 10
Gambar A.16 Retakan ................................................................................... 11
Gambar A.17 Diagram Fasa .......................................................................... 12
Gambar A.18 Solid Solution Strengthening.................................................... 13
Gambar A.19 Second Phase Hardening......................................................... 14
Gambar A.20 Precipitation Hardening.......................................................... 14
Gambar A.21 Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries ................ 15
Gambar A.22 Dispersion Hardening ............................................................. 16
Gambar A.23 Strain Hardening..................................................................... 16
Gambar A.24 Penguatan Dengan Tekstur ...................................................... 17
x
Gambar A.25 Martensite Strengthening......................................................... 18
Gambar B.1 Proses Recovery......................................................................... 21
Gambar B.2 Proses Rekristalisasi ................................................................. 22
Gambar B.3 Skematik Recovery dan Rekristalisasi........................................ 23
Gambar B.4 Proses Rolling ........................................................................... 26
Gambar B.5 Tungku...................................................................................... 27
Gambar B.6 Alat Uji Keras ........................................................................... 27
Gambar C.1 Kurva Hardenability dan Hardenability Band ........................... 38
Gambar C.2 Hardenability band dan Hardenabilitiy ..................................... 39
Gambar C.3 Kurva CCT dan TTT Baja Hypoeutektoid.................................. 41
Gambar C.4 Kurva CTT dan TTT Baja Eutektoid.......................................... 41
Gambar C.5 Kurva CTT dan TTT Baja Hypereutectoid................................. 41
Gambar C.6 Skema Alat Uji Jominy ............................................................. 43
Gambar D.1 Korosi Sel Gavanik ................................................................... 64
Gambar D.2 Deret Volta................................................................................ 65
Gambar D.3 Korosi Seragam ....................................................................... 66
Gambar D.4 Korosi Sumuran ........................................................................ 67
Gambar D.5 Korosi Celah ......... ................................................................... 68
Gambar D.6 Korosi Batas Butir ................................................................... 68
Gambar D.7 Korosi Tegangan ....................................................................... 69
Gambar D.8 Korosi Erosi .............................................................................. 70
Gambar D.9 Korosi Selektif ....................................................................... 71
Gambar D.10 Korosi Galvanik ...................................................................... 71
Gambar D.11 Korosi pada kapal laut ............................................................. 72
Gambar D.12 Skema Alat.............................................................................. 74
xi
Gambar E.1 Fracturing ................................................................................ 84
Gambar E.2 Sawing...................................................................................... 84
Gambar E.3 Shearing ................................................................................... 85
Gambar E.4 Abrasive cutting........................................................................ 85
Gambar E.5 Electrical Discharge Machine .................................................. 86
Gambar E.6 Water Jet Cutting...................................................................... 86
Gambar E.7 Mechanical Mounting ............................................................... 87
Gambar E.8 Polymer Mounting .................................................................... 87
Gambar E.9 Grinding ................................................................................... 88
Gambar E.10 Pemolesan Elektrolit Kimia ..................................................... 88
Gambar E.11 Pemolesan Kimia Mekanis....................................................... 89
Gambar E.12 Pemolesan Elektro Mekanis..................................................... 89
Gambar E.13 Mikroskop Optik ..................................................................... 90
Gambar E.14 Skematik Alur SEM................................................................. 91
Gambar E.15 SEM (Scanning Electron Microscope) .................................... 92
Gambar E.16 Skematik Alur TEM ................................................................ 93
Gambar E.17 TEM (Transmision Electron Microscope)................................ 93
Gambar E.18 Skema Alat ............................................................................ ... 95
Gambar F.1 Kurva Heat Treatment ............................................................... 109
Gambar F.2 Diagram Fasa Fe-Fe3C .............................................................. 109
Gambar F.3 Diagram CCT dan TTT pada baja Hypoeutectoid....................... 112
Gambar F.4 Diagram CCT dan TTT pada baja Eutectoid .............................. 113
Gambar F.5 Diagram CCT dan TTT pada baja Hypereutectoid ..................... 113
Gambar F.6 Tungku ...................................................................................... 115
Gambar F.7 Rockwell Tester......................................................................... 115
TEORI DASAR
ASISTEN :
AHMAD FADHIL ADLI
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 1
TEORI DASAR
A.1 Struktur Mikro Material
Sebelum membahas tentang struktur mikro dari suatu material, kita harus
terlebih dahulu mengetahu secara umum apa itu material.
Secara umum, material merupakan segala sesuatu yang memiliki massa
dan menempati ruang. Sedangkan untuk material teknik itu sendiri adalah bahan
yang digunakan dalam bidang keteknikan.
Struktur mikro material terdiri atas :
1. Atom
Adalah bagian terkecil dari suatu material yang tidak dapat dibagi lagi
dengan reaksi kimia biasa.
2. Sel Satuan
Adalah susunan dari atom-atom yang tersusun secara teratur serta
memiliki pola berulang. Sel satuan juga tebagi atas beberapa jenis, antara
lain :
BCC ( Body Centered Cubic )
Adanya pemusatan satu atom di tengah-tengah kubus.
Gambar A.1 Sel Satuan BCC
Untuk mencari APF ( Atomic Packing Factor )
222 2)4( aar
234 ar
34 ar
3
4ra
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 2
APF
=
3
4
3
418
8
1 3
r
rxx
= 3
0,68 68%8
FCC ( Face Centered Cubic )
Adanya pemusatan satu atom di setiap sisi kubus.
Gambar A.2 Sel Satuan FCC
Mencari APF ( Atomic Packing Factor )
222)4( aar
224 ar
24 ar
2
4ra
APF =
=
2
4
3
46
2
18
8
1 3
r
rxxx
= 2
0, 74 74%6
HCP (Hexagonal Closed Package)
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 3
Gambar A.3 Sel Satuan HCP
Cara perhitungan APF dari HCP :
n atom = (3 1) + 12 + 2 = 6Volume sel satuan = luas alas x tinggi
Tinggi = 1,633a
Luas alas = 6 x luas segitiga
= 6 x (1/2 a x a sin 60)
= 6 x (1/2 a2 sin 60)
= 3a2 sin 60
Volume sel satuan = 3a2 sin 60 x 1,633a
= 4,899a3 sin 60
= 4,24a3
a = 2R, maka :
Volume sel satuan = 4,24(2R)3
= 4,24 x 8R3
= 33,94 R3
APF = Vol. Atom/ Vol. Sel Satuan = (n atom x 4/3 πr3)/a3
= (6 x 4/3 πr3)/33,94r3
= 25,13/33,94
= 0,74 = 74%
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 4
Macam-macam Sel Satuan Lainnya
Gambar A.4 Macam-Macam Sel Satuan
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5
3. Butir
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
sama dalam 2 dimensi.
4. Kristal
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
sama serta dapat dilihat dalam bentuk 3 dimensi.
A.2 Sifat Material
Adapun sifat-sifat dari material adalah sebagai berikut :
1. Sifat fisik
Merupakan sifat yang telah ada pada material, dapat dilihat secara
langsung ataupun dengan alat ukur. Contohnya adalah warna, massa
jenis, dimensi, dll.
2. Sifat kimia
Merupakan sifat material yang
lingkungan. Contohnya adalah
3. Sifat teknologi
Sifat material yang mu
Contohnya adalah mampu tempa, mampu cor, dan
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
sama dalam 2 dimensi.
Gambar A.5 Butir
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
sama serta dapat dilihat dalam bentuk 3 dimensi.
Gambar A.6 Kristal
sifat dari material adalah sebagai berikut :
Merupakan sifat yang telah ada pada material, dapat dilihat secara
langsung ataupun dengan alat ukur. Contohnya adalah warna, massa
dimensi, dll.
Merupakan sifat material yang terjadi akibat adanya reaksi dengan
Contohnya adalah korosi.
Sifat material yang muncul akibat mengalami proses pe
Contohnya adalah mampu tempa, mampu cor, dan mampu las.
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
5
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
Merupakan kumpulan dari sel satuan yang memiliki arah dan orientasi
Merupakan sifat yang telah ada pada material, dapat dilihat secara
langsung ataupun dengan alat ukur. Contohnya adalah warna, massa
terjadi akibat adanya reaksi dengan
ncul akibat mengalami proses pemesinan.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 6
4. Sifat termal
Sifat material yang dipengaruhi oleh temperatur. Contohnya adalah
konduktivitas termal, titik beku, dan titik didih.
5. Sifat optik
Sifat material yang berhubungan dengan pencahayaan. Contohnya
adalah gelombang, rasioaktivitas, dan pembauran cahaya.
6. Sifat akustik
Sifat material yang berhubungan dengan bunyi. Contohnya adalah
intensitas bunyi, cepat rambat bunyi, dan kemampuan pantulan bunyi.
7. Sifat magnetik
Sifat magnetik adalah sifat material untuk merespon medan magnet.
Contohnya adalah feromagnetik, induksi magnet.
8. Sifat mekanik
Sifat material yang ada akibat dari pembebanan.
Sifat mekanik ini terbagi atas :
Kekuatan
Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis secara
menyeluruh.
Gambar A.7 Kurva Kekuatan
Kekerasan
Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis lokal akibat
penetrasi di permukaan.
Keuletan
Regangan plastis maksimum yang diterima suatu material hingga
material patah.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 7
Gambar A.8 Kurva Keuletan
Ketangguhan
Besarnya energi yang diserap material sampai material tersebut
patah.
Gambar A.9 Kurva Ketangguhan
Modulus Elastisitas
Merupakan ukuran kekakuan material dengan membandingkan
tegangan dan regangan pada wilayah elastis.
Gambar A.10 Kurva Modulus Elastisitas
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 8
Kelentingan
Besarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis
berlangsung dan akan kembali kebentuk semula bila pembebanan
dihentikan.
Gambar A.11 Kurva Kelentingan
A.3 Cacat Material
Adalah ketidaksempurnaan dari suatu material. Cacat pada material terbagi
atas :
1. Cacat Titik ( Point Defect )
Merupakan cacat dari suatu material yang terjadi pada satu atom dari
suatu susunan atom.
Cacat titik juga terbagi atas :
- Kekosongan ( Vacancy )
Cacat titik ini terjadi akibat adanya atom yang hilang dari suatu
susunan atom.
- Subtitusi / pergantian
Cacat yang terjadi akibat adanya pergantian atom pada susunan
atom.
- Intertisi
Cacat yang terjadi akibat adanya atom lain yang menyusup dalam
susunan atom.
Intertisi terbagi atas:
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 9
- Self Intertisi, yaitu cacat akibat adanya atom yang menyisip pada
susunan atom yang berasal dari atom itu sendiri.
- Impurity, yaitu adanya atom asing yang menyusup pada susunan
atom yang bersifat mengganggu.
Gambar A.12 Cacat Titik
2. Cacat Garis / Dislokasi
Cacat garis adalah ketidaksempurnaan pada material akibat
kekosongan pada sebaris atom.
Dislokasi terbagi atas dislokasi sisi dan dislokasi ulir.
Dislokasi sisi (Dislocation line).
Adalah cacat garis yang arah pergerakan atomnya tegak lurus
terhadap garis dislokasi.
Gambar A.13 Dislokasi Sisi
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 10
Dislokasi Ulir
Yaitu cacat gais yang arah pergerakan atomnya sejajar terhadap
arah garis dislokasi.
Gambar A.14 Dislokasi Ulir
3. Cacat Bidang
Cacat bidang yaitu ketidaksempurnaan material pada sebidang struktur
atom. Contoh cacat bidang, yaitu ;
Twinning (kembaran): orientasi dari butir yang searah dibatas butir.
Batas butir: adanya perbedaan orientasi antar butir yang
mengakibatkan adanya celah diantara perbedaan orintasi tersebut.
Gambar A.15 Cacat bidang
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 11
4. Cacat Ruang
Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom
yaitu timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat
dilihat secara langsung. Contoh dari cacat ruang, yaitu:
Porositas
Retak
Gambar A.16 Retakan
A.4 Diagram Fasa
Fasa adalah sistem yang mempunyai karakteristik fisik dan kimia yang
sama Diagram fasa merupakan diagram yang memperlihatkan fasa yang terbentuk
bila dua fasa dipadukan. Pada diagram fasa dapat dilihat fasa-fasa yang ada,
temperatur material, komposisi masing-masing fasa, dan fraksi fasa
Reaksi invariant adalah reaksi yang melibatkan tiga fasa dimana dua fasa
menjadi satu fasa atau sebaliknya.
Terdapat tiga titik invariant yang penting yaitu :
1. Titik eutektoid
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa padat menjadi dua fasa
padat, atau sebaliknya.
γ(s) α(s) + Fe3C(s)
2. Titik eutektik
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair menjadi dua fasa
padat, atau sebaliknya.
L(c) γ(s) + Fe3C(s)
Pada kadar C 4,3% dan suhu 1148oC terjadi reaksi eutektik yaitu
pembentukan fasa austenit (2,11% C), sementiti (6,67% C) dari fasa cair
(4,3% C). Campuran anatara austenit dengan sementit disebut ledeburit.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5
3. Titik peritik
Dimana pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair ditambah stu fasa
padat menjadi satu fasa padat, atau sebaliknya.
L(c) + δ(s)
Pembentukan besi
merupakan batas karbon maksimum didalam paduan Fe3C yaitu 6,67%,
jika tidak larut maka akan timbul grafhit (karbon bebas, tidak berikatan
dengan Fe)
Fasa Tunggal :
Ferit (α)
o Kelarutan C
o Suhu < 912
o Cukup Ulet
Austenit (γ)
o Kelarutan C maksimal 2,14 %
o Suhu 912
o Ulet
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair ditambah stu fasa
padat menjadi satu fasa padat, atau sebaliknya.
γ(s)
Pembentukan besi-dendrit dan liquid dari fasa austenit. Selubility limit
merupakan batas karbon maksimum didalam paduan Fe3C yaitu 6,67%,
jika tidak larut maka akan timbul grafhit (karbon bebas, tidak berikatan
Gambar A.17 Diagram Fasa
Kelarutan C maksimal 0,022 %
Suhu < 912 OC
Cukup Ulet
Kelarutan C maksimal 2,14 %
Suhu 912 OC - 1394 OC
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
12
pada titik ini terjadi perubahan satu fasa cair ditambah stu fasa
Selubility limit
merupakan batas karbon maksimum didalam paduan Fe3C yaitu 6,67%,
jika tidak larut maka akan timbul grafhit (karbon bebas, tidak berikatan
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 13
Besi (δ)
o Kelarutan C maksimal 0,1 %
o Suhu 1394 OC – 1493 OC
Sementit (Fe3C)
o Intermetalik
o Kandungan C = 6,67 %
o Keras dan Getas
Fasa Campuran :
Pearlit
o Campuran Ferit + Sementit
o Kandungan C 0,76 %
o Suhu < 727 OC
Ledeburit
o Austenit + Sementit
o Kandungan C 4,3 %
o Suhu 727 OC- 1147 OC
A.5 Mekanisme Penguatan Material
1. Solid Solution Strengthening
Atom-atom asing yang larut padat baik secara intertisi maupun
subtitusi akan menimbulkan medan tegangan disekitarnya, dislokasi-
dislokasi yang juga memiliki medan tegangan disekitarnya jika harus
lewat disekitar atom asing ini akan terhambat pergerakannya sehingga
dibutuhkan tegangan yang lebih besar untuk bisa mendeformasi material
tersebut (logam lebih kuat)
Gambar A.18 Solid Solution Strengthening
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5
2. Penguatan dengan Fasa kedua
Penambahan unsur paduan pada logam sering kali menghasilkan
fasa kedua yang berupa senyawa.
Sebagai contoh Fe
ferit dan senyawa Fe
sedangkan sementit sangat keras tapi rapuh.
Fe
3. Precipitation Hardening
Penguatan
memanfaatkan
mikro untuk menghambat
dislokasi. Dengan demikian,
logam.
Persipitaty m
Keberadaan persipitat akan menghambat pergerakan dari dislokasi
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Penguatan dengan Fasa kedua (Second Phase Hardening)
bahan unsur paduan pada logam sering kali menghasilkan
fasa kedua yang berupa senyawa.
Sebagai contoh Fe yang dipadu dengan carbon akan memiki fasa
ferit dan senyawa Fe3C (sementit). Fasa ferit bersifat lunak dan ulet
ementit sangat keras tapi rapuh.
e + unsur C Fe3C
Gambar A.19 Second Phase Hardening
Precipitation Hardening
guatan presipitat adalah proses perlakuan panas
memanfaatkan kemampuan endapan kotoran intermetalik
untuk menghambat penciptaan dan penyebaran cacat kisi,
Dengan demikian, ini presipitat sangat memperkuat
Persipitaty merupakan penambahan atom asing ke material utama.
Keberadaan persipitat akan menghambat pergerakan dari dislokasi.
Gambar A.20 Precipitation Hardening
Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
14
bahan unsur paduan pada logam sering kali menghasilkan
yang dipadu dengan carbon akan memiki fasa
C (sementit). Fasa ferit bersifat lunak dan ulet
perlakuan panas yang
nano dan
kisi, seperti
sangat memperkuat matriks
erupakan penambahan atom asing ke material utama.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 15
4. Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries
Pergerakan dislokasi akan terhambat karena adanya butir dan batas
butir, semakin sulit dislokasi bergerak pada suatu material berarti
material tersebut semakin susah dideformasi
Butir logam merupakan kumpulan sel satuan yang memiliki
orentasi yang sama, pada saat mengalami deformasi maka dislokasi akan
bergerak pada bidang slipnya dan berusaha mencapai permukaan luar.
Karena orientasi satu butir berbeda terhadap yang lainnya, maka
orientasi bidang slip juga berbeda. Akibat dari semua itu ialah
dibutuhkan tegangan yang yang lebih besar untuk menggerakkan
dislokasi melewati batas butir.
Gambar A.21 Strengthening By Grain And Sub Grain Boundaries
5. Dispersion Hardening
Logam paduan bisa ditingkatkan kekerasannya dengan
penambahan partikel oksida yang akan menghalangi pergerakan dari
dislokasi
Partikel oksida tidak larut dalam matriknya pada suhu tinggi.
Penambahan partikel Al2O3 pada produk SAP (sintered aluminium
product) akan memberikan kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan
padual Al biasa pada suhu tinggi.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 16
Gambar A.22 Dispersion Hardening
6. Strain Hardening
Sewaktu logam mengalami deformasi maka banyak dislokasi yang
sampai ke batas butir dan sebagian dislokasi lainnya saling bertemu atau
berpotongan sehingga akan mengakibatkan reaksi dislokasi yang susah
bergerak. Hasil reaksi dislokasi yang susah bergerak ini akan
menghambat gerakan dislokasi selanjutnya bila mengalami deformasi
Dan hasil dari reaksi-reaksi dislokasi akan memperbanyak
dislokasi melalui Mekanisme Frank Read, dengan demikian maka
deformasi plastis akan menaikkan kerapatan dislokasi serta
memperbanyak reaksi dislokasi yang tidak bisa bergerak.
Gambar A.23 Strain Hardening
7. Penguatan dengan tekstur
Proses deformasi akan menyebabkan butir-butir dari logam
mengarah pada orientasi tertentu. Logam yang orientasi kristalnya
mengarah pada orientasi tertentu dikatakan memiliki tekstur
kristalografis.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 17
Dengan adanya orientasi yang tertentu tersebut, maka logam tidak
lagi bersifat isotrop melainkan justru bersifat anisotrop khususnya
dalam hal kekuatannya
Dari segi aspek mikro, maka gerakan dislokasi yang mudah terjadi
pada ferit akan terhalang oleh Fe3C. Dengan demikian dapat
disimpulakn baja dengan kadar karbon lebih tinggi memilki kekerasan
yang lebih tinggi juga, karena memiliki Fe3C yang lebih banyak.
isotropi anisotropi
Gambar A.24 penguatan dengan tekstur
8. Martensite Strengthening
Martensit memiliki susunan atom BCT sehingga dislokasi menjadi
susah untuk bergerak
Baja dipanaskan sampai fasa austenit lalu dilakukan pendinginan
cepat sehingga atom-atom karbon pada austenit tidak sempat berdifusi
keluar, akibatnya austenit akan bertransformasi menjadi martensit yang
memiliki sel satuan BCT
Kekerasan martensit akan semakin tinggi dengan semakin
banyaknya atom karbon yang larut didalamnya
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Teori Dasar
Kelompok 5 18
Gambar A.25 Martensite Strengthening
RECOVERY & RECRYSTALLIZATION
ASISTEN :
REZKI FIRMANSYAH
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recristalization
19
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Di dalam sebuah industri diperlukan material yang berkualitas, agar
produk yang dibuat lebih sempurna.Pada dasarnya sifat material yang digunakan
adalah keras, sedangkan material dengan tingkat kekerasan yang rendah tidak
begitu diperlukan dan terlebih dahulu ditingkatkan kekerasannya,
Untukitudiperlukan proses pengerasan. Dan salah satu cara meningkatkan
kekerasan yaitu dengan metode recovery dan recrystalization.
Oleh karena itu, kita sebagai mahasiswa khususnya teknik mesin harus
mengetahui cara dan fungsi pengolahan yang harus dilakukan.
1.2 TujuanPratikum
1. Mengetahui pengaruh tingkat deformasi plastis terhadap kekerasan logam
2. Mengetahui pengaruh temperatur pemanasan terhadap kekerasan logam
setelah mengalami deformasi plastis.
1.3 Manfaat
Dalam praktikum ini, manfaat yang kita peroleh yaitu kita mengetahui
bagaimana proses recovery dan recrystalization ini, kita juga dapat mengetahui
bagaimana pengaruh temperatur terhadap kekerasan material dan tingkat reduksi
yang berbeda-beda.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recristalization
20
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Recorvery dan Recrystalization
Material logam bila dideformasi pada temperatur terutama pada temperatur
kamar menunjukan perubahan sifat mekanismenya. Bentuk butir berubah dari
bentuk sebelumnya dari equaxe grain menjadi elongated grain sehingga
kekerasan dan kekuatannya bertambah. Hal ini disebabkan pertambahan dislokasi
lebih banyak dari pada pengurangan dislokasi akibatnya secara termodinamika
logam tidak berada dalam kesetimbangan atau tidak stabil dimana adanya
peningkatan energi dalam yang tersimpan pada dislokasi.
Seiring dengan peningkatan temperatur terjadi pengurangan energi dalam
dimana adanya pengurangan kerapatan dislokasi akibat terjadinya proses ambilisi
dari dua dislokasi yang berbeda jenis tanpa diikuti pertumbuhan butir baru,
sedangkan dislokasi berjenis sama akan membentuk susunan teratur sehingga
terjadi proses poligonisasi dengan sudut orientasi rendah, proses poligonisasi ini
dikenal sebagai proses pemulihan (recovery). Pada proses recovery ini kekuatan
dan kekerasan material tidak berubah.
Sejalan dengan peningkatan temperatur terjadi pertumbuhan butir di
daerah-daerah yang paling tinggi tingkat energi dalamnya yang tersimpan dalam
dislokasi.Pertambahan butir baru ini dikenal dengan recrystalization.Butir
menjadi halus di banding butir sebelum di recrystalization.Dalam hal ini terjadi
penurunan kekerasan, kekuatan, dan terjadi peningkatan elongation bahan.
Biasanya pertumbuhan butir baru ini kebanyakan terjadi pada daerah batas
butir lama karena disana terjadi penumpukan dislokasi. Seperti diketahui bahwa
batas butir merupakan salah satu penyebab terhalangnya pergerakan dislokasi.
Kristal yang mengalami deformasi plastis mempunyai lebih banyak energi dari
pada kristal yang tidak mempunyai regangan karena mengandung dislokasi dan
cacat-cacat titik.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012
Kelompok 5
Bila ada kesempatan, atom
yang lebih sempurna.
dipanaskan dan melalui suatu proses yang disebut
yang besar dari pada suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali
atom-atom dan membentuk butiran
Pada proses recry
Penataan kembali ini lebih mudah pada suhu
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300ºC selama satu jam.
Contoh yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hamp
terkristalisasi. Sebalikny
dibawah 200ºC tetap memiliki
dapat kita tarik kesimpulan bahwa :
Recovery yaitu proses pemulihan material.
penurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur
yang salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
berkurang tetapi tegangan sisa turun banyak.
Rekristalisasi yaitu pertumbuhan butir baru
terjadi pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan material
terdeformasi minimal 50%. Deformasi bisa dilakukan dengan proses pembentukan
yaitu pengerolan, ekstrusi, penempaan.Penyebab rekristalisasi adalah adanya
tikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
kesempatan, atom-atom akan bergerak dan membentuk
sempurna. Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal
dipanaskan dan melalui suatu proses yang disebut anealling. Getaran termal kisi
yang besar dari pada suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali
atom dan membentuk butiran-butiran yang lebih sempurna.
rystalization atom-atom bergerak dan menata diri
Penataan kembali ini lebih mudah pada suhu tinggi bahkan terjadi penurunan
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300ºC selama satu jam.
Contoh yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hamp
terkristalisasi. Sebaliknya contoh yang dibiarkan selama satu jam pada suhu
dibawah 200ºC tetap memiliki kekuatan yang didapat sewaktu pada 75%. Jadi
dapat kita tarik kesimpulan bahwa :
yaitu proses pemulihan material. Selama proses pemulihan terjadi
penurunan kekerasan sedikit tanpa perubahan struktur butir, dilokasi
yang salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
berkurang tetapi tegangan sisa turun banyak.
Gambar B.1 : Proses recovery
Rekristalisasi yaitu pertumbuhan butir baru.Proses rekristalisasi bisa
terjadi pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan material
terdeformasi minimal 50%. Deformasi bisa dilakukan dengan proses pembentukan
yaitu pengerolan, ekstrusi, penempaan.Penyebab rekristalisasi adalah adanya
Recrystallization
21
membentuk susunan
Tanpa regangan, hal ini dapat terlaksana bila kristal
. Getaran termal kisi
yang besar dari pada suhu dingin menyebabkan terjadinya pengaturan kembali
diri kembali.
terjadi penurunan
kekuatan dalam contoh yang dipanaskan pada suhu 300ºC selama satu jam.
Contoh yang mengalami pengerjaan dingin sebesar 75%, hampir semua
satu jam pada suhu
ada 75%. Jadi
Selama proses pemulihan terjadi
butir, dilokasi-dislokasi
yang salah arah secara vertikal akan kembali menyusun diri dan jumlahnya sedikit
Proses rekristalisasi bisa
terjadi pada pengerjaan panas atau pengerjaan dingin asalkan material
terdeformasi minimal 50%. Deformasi bisa dilakukan dengan proses pembentukan
yaitu pengerolan, ekstrusi, penempaan.Penyebab rekristalisasi adalah adanya
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 22
energi dari tumpukan kerapatan dislokasi. Sehingga terjadi peningkatan energi
dalam, atom cenderung untuk kembali pada tingkat energi rendah dengan cara
membentuk butir baru.
Gambar B.2 : Proses rekristalisasi
Proses rekristalisasi diklasifikasikan menjadi:
Dinamik
Rekristalisasi yang terjadi selama berlangsungnya deformasi. Terjadi pada
pengerjaan panas
Statik
Rekristalisasi terjadi setelah pemberian deformasi
2.2 Skematik Recovery Dan Recrystalization
Berikut ini adalah skematik dari proses recovery dan recrystalization.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 23
GambarB.3 :Skematik recovery dan recrystalization
Dari skematik diatas dijelaskan dimana pada proses rekristalisasi terjadi
penurunan kekerasan, dan peningkatan elongation bahan.Sedangkan pada proses
recovery, kekuatan dan kekerasan material tidak berubah.
Dari skema juga dapat dijelaskan bahwa sebelum material
direcovery,semua sifat mekanik pada material berada dalam keadaan
normal,namun pada waktu pengerolan atau pemberian deformasi terhadap
material, terjadi perubahan sifatmekaniknya. Pada waktu pemberian deformasi
tersebut terjadi peningkatan harga kekerasan, kekuatan, dan tegangan
sisa,sedangkan keuletan material tersebut berkurang.Adapun ukuran butirnya
menjadi lebih kecil dan pipih dari semula. Dengan penambahan temperature
setelah proses pemberian deformasi, terjadi pertumbuhan butir baru pada
material yang menyebabkan nilai kekerasan, kekuatan dan tegangan sisa menjadi
menurun, sedangkan keuletannya meningkat. Pertumbuhan butir baru inilah yang
disebut dengan rekristalisasi. Butir baru ini , akhirnya sifat material kembali
kepada bentuk semula.
2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Rerkristalisasi
1. Jumlah deformasi
Semakin besar jumlah deformasi maka semakin mudah rekristalisasiterjadi
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 24
2. Temperatur
Semakin tinggi temperatur maka material lebih cepat mencapairekristalisasi.
3. Waktu
Semakin lama waktu rekristalisasi maka persentasi yang terkristalisasijuga semakin banyak.
4. Ukuran butir
Semakin kecil ukuran butir awal, maka makin banyak batas butir makasetelah deformasi akan mudah terjadi rekristalisasi.
5. Komposisi (paduan)
Rekristalisasi mudah terjadi pada paduan dibandingkan pada logammurni.
2.4 Pengerjaan Dingin Dan Pengerjaan Panas
Pada proses recovery dan recrystalization ada dua jenis pengerjaan, yaitu:
a. Pengerjaan dingin
Di dalam pengerjaan ding ini temperatur yang digunakan dibawah
temperatur rekristalisasi (T kerja< T rekristalisasi), T rekristalisasi adalah
0.3 kali T melt. Pada pengerjaan dingin, material mengalami deformasi
plastis sehingga keuletan material menjadi turun sedangkan kekuatan dan
kekerasan material mengalami peningkatan. Ada beberapa kekurangan dan
kelebihan dalam proses pengerjaan dingin ini.
Kelebihan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:
Peningkatan kekuatan cukup berarti
Kualitas permukaan halus
Tidak terbentuk terakoksida
Kekurangan dari proses pengerjaan dingin diantaranya yaitu:
Terjadi tegangansisa
Butir yang pecah dana dan yadistorsi
Keuletan rendah
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 25
Daya pembentukan besar
Kadang-kadang efek strain hardening tidak disukai
b. Pengerjaan panas
Pada pengerjaan panas ini temperatur yang digunakan diatas
temperatur rekristalisasi (T kerja > T rekristalisasi), T kerja ≤ 0,6 T melt.
Dimana pada proses pengerjaan panas ini, material mengalami perubahan
struktur mikronya yang mana keuletan dari material tersebut meningkat
sedangkan kekuatan dan kekerasannya mengalami penurunan. Pengerjaan
panas ini dilakukan didalam tungku pada temperatur tinggi. Adapun
kelebihan dan kekurangan dari pengerjaan panas ini yaitu :
Kelebihan pengerjaan panas :
Daya pembentukan rendah
Peningkatan kekuatan rendah
Porositas dapat dikurangi
Ketidakmurnian logam terpecah dan tersebar
Adanya sedikit penghalusan butir
Kekurangan pengerjaanpanas :
Butuh pemanasan
Mudah terbentuk terak
Kualitas permukaan kurang bagus
Ketelitian dimensi sulit dikontrol
Umur perkakas rendah
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 26
Proses Rolling
GambarB.4 :Proses rolling
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 27
BAB. III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
1. Spesimen
2. Tungku
3. Gergaji
4. Gerinda
5. Alat uji tekan
6. Alat uji keras
3.2 Skema Alat
Gambar B.5 :Tungku
Gambar B.6 :Alat uji keras
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 28
3.3 Prosedur Percobaan
1. Siapkan spesimen dan semua peralatan pendukung untuk proses
penekanan
2. Tekan tujuh buah spesimen untuk regangan yang sama,Ɛ =
20%penekanan dilakukan pada temperatur kamar
3. Potong dua spesimen pada bidang tengah, dengan arah tegak lurus
terhadap gaya penekanan. Tandai dan ukur distribusi kekerasan pada
masing-masing setengah potongan.
4. Kemudian panaskan setengah potongan spesimen yang lainnyadalam
tungku (T = 200oC,300oC, 350oC, 400oC, 450oC, dan 500oC) selama 15
menit lalu dicelupkan ke dalam air.(Peralatan wajib : sarung tangan,
penjepit, dan sepatu pengaman). Bersihkan dan ukur distribusi kekerasan
5. Lakukan dengan cara yang sama untuk deformasi Ɛ = 30%
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 29
BAB. IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
Tabel B.1 Hasil Percobaan Recovery dan Recrystalization
Deformasi
Kekerasan sebelum
dipanaskan(HRC)
Kekerasan setelah dipanaskan(HRC)
450
20%
52,550,548
51,553
30%
49,5 43.551 4356 45
56,5 4758 40,5
Data hasil percobaan
Deformasi sebelum dipanaskan setelah dipanaskan52,550,5
20% 4851,553
49,5 45,551 43
30% 56 4556,5 4758 40,5
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 30
Deformasi sebelum dipanaskan (HRC) BHN52,5 50550,5 480
20% 48 45051,5 493,353
Deformasi sebelum dipanaskan (HRC) BHN49,5 469,551 486,6
30% 5656,558
Deformasi setelah dipanaskan (HRC) BHN45,5 427,743 399,6
30% 45 421,847 442,1
40,5
4.2 Pengolahan Data
51,7 49,6 49,8 47351,5 X 493 49,5 X 469,551,1 488 49,1 465
51,5 488 46,1 43357 x 486,6 45,5 X 427,75
50,5 480 45,3 426
43,6 405 45,3 42643 x 399,6 45 X 421,8
42,7 397 44,5 413
47,7 44647 x 442,1
46,8 441
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 31
= e(In 6,08 − 0,2)= e(1,8 − 0,2)= e1,6
= 4,95 cm
Penekanan =
= 6,08 – 4,95
= 1,13 cm
Sudah ditekan = 5,61 cm
= e(In 4,01 − 0,31)= e1,08
= 2,94 cm
Penekanan =
= 4,01 – 2,94
= 1,87 cm
Sudah ditekan = 3,67 cm
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 32
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Tabel Perhitungan
∑ h h Ah20% 6,08 4,95 1,1330% 4,01 2,94 1,87
4.4 Grafik Percobaan
1. Deformasi 20%
2. Deformasi 30%
444648505254565860
Suhu Kamar
Posisi Titik
HRC
Deformasi 20 % sebelum dipanaskan
444648505254565860
Suhu Kamar
Posisi Titik
HRC
Deformasi 30 % sebelum dinapanaskan
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 33
36
38
40
42
44
46
48
1 2 3 4 5
Posisi Titik
HRC
Deformasi 30 % setelah dipanaskan
HRC
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 34
4.5 Analisa
Dari pratikum yang telah dilakukan didapatkan data yang setalah
dilakukan perhitungan dan grafik didapatkan hasil yang sama dengan teori
yang telah ada.
Dari hasil deformasi yang dilakukan pada kedua spesimen dengan
temperatur kamar nilai HRC yang didapatkan dari 5 titik pengujian pada
umumnya nilai HRC E = 30% lebih keras pada E = 20%.
Walaupun nilai pada titik pengujian 1 Pada E =30% lebihkecil dari nilai
pada pengujian 1 pada E = 20%, tapi secara keseluruhan nilai kekerasan
deformasi E = 30% lebih keras dibandingkan E = 20% pada temperatur
kamar, jadi pratikum yang telah dilakukan sesuai dengan teori.
Sedangkan darisegi temperatur hanya dilakukan pengujian pada spesimen
E =30% pada temperatur 450 c. Dari hasil data didapatkan bahwa hasilnya
sesuai dengan teori dimana spesimen yang berada ditemperatur kamar
memiliki kekerasan yang lebih tinggi dari spesimenpada temperatur 450 c.
Ini disebabkan karena spesimen yang mengalami deformasi dan kemudian
dipanaskan, maka akan mengalami penurunan kekerasan.
Kecilnya nilai kekerasan pada titik pengujian 1 E = 30% dari pada titik
pengujian 1 E = 20% kemungkinan disebabkan oleh spesimen yang tidak
rata. Dimana hal ini akan menyababkan kesalahan pada pengujian HRC
dengan mesin rokwell.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recrystallization
Kelompok 5 35
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dalam praktikum kali ini yaitu :
Material yang mengalami deformasi plastis akan mengalami
peningkatan kekerasan, semakin tinggi tingkat deformasi yang diberikan
maka semakin keras material tersebut.
Jika material yang telah dideformasi dilakukan heat treatmen dan
proses quencing, maka nilai kekerasan akan menurun dibandingkan dengan
spesimen yang hanya dilakukan deformasi plastis saja.
5.2 Saran
Ratakan permukaan spesimen dengan baik agar pada saat
pengujian kekerasan akan mendapatkan hasil yang baik.
Pisahkan spesimen dengan baik agar tidak terjadi kesalahan atau
pertukaran spesimen.
Laporan Akhir Pratikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Recovery dan Recristalization
18
LAMPIRAN B
Tugas Sebelum Praktikum
1. Penumpukan dan perbanyakan dislokasi
Penumpukan dapat terjadi karena deformasi ketika di deformasi material
akan mengalami penumpukan dislokasi.
2. Grafik Gibbs Free Energy
Grafik yang memperlihatkan energi sisa pada material setelah material di
deformasi
3. Fenomena Onihilasi dan Poligonisasi
Onihilasi : Perulangan dislokasi yang berlawanan jenis
Poligonisasi : Penumpukan dislokasi pada beberapa butir
Kelompok 5 19
Tugas Setelah Praktikum
1.
Dari gambar diatas. Proses recrystallization terjadi penurunan kekerasan
dan peningkatan elongation dan recovery kekuatan dan kekerasan material
tdak berubah. Pada Deformasi, tegangan sisa meningkat , kekuatan dan
kekerasan juga naik tetapi keuletan menurun. Pada recovery kekuatan dan
kekerasan stabil, sedangkan tegangan sisa menurun dan keuletan dan
kekerasan cenderung naik. Selanjutnya pada recrystallization, tegangan sisa
dan kekuatan mengalami penurunan tetapi keuletan naik, perubahan yang
terjadi kembali ke keadaan semula setelah terjadi peristiwa grain growth.
2. Pada temperature 200 Co kekerasan dan kekuatan material hanya sedikit.
Penurunan kekerasan terjadi karena terbentuknya butir baru pada batas butir,
hal ini disebabkan karena adanya deformasi yang mengakitbatkan
penumpukan dislokasi pada batas butir. Akibatnya energi dalam pada daerah
batas butir meningkat.
3. Tidak dapat terkristalisasi apabila regangan nol, karena regangan nol berarti
tidak bisa terjadi perbedaan apa-apa pada logam dan tidak ada perlakuan
gaya pada logam tersebut.
4. Semakin besar energi dalam akan meningkat karena jumlah dislokasi yang
semakin banyak sehingga material tidak stabil dan mudah terkristalisasi
pada peningkatan temperatur terjadi pengurangan energi dalam sehingga
kerapatan dislokasi berkurang.
JOMINY
ASISTEN :
RONNY PRIBADI
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 36
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri kita membutuhkan material yang kuat untuk suatu
produk. Material yang keras sangat menentukan kualitas produk yang kita buat.
Kekerasan suatu logam bisa ditingkatkan dengan beberapa cara, salah satunya
dengan cara melakukan perlakuan termal pada logam tersebut.
Untuk mengetahui sifat mampu keras dari logam dapat kita lakukan
percobaan Jominy. Setelah logam dipanaskan, dilakukan pendinginan dengan
menyemprotkan air pada ujung spesimen dan dilakukan uji keras.
1.2 Tujuan Praktikum
1. Mengetahui sifat mampu keras dari baja;
2. Membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.
1.3 Manfaat
Ada beberapa manfaat yang dapat kita dapatkan setelah melakukan
praktikum Jominy, yaitu :
1. Dapat mengetahui sifat mampu keras dari baja;
2. Dapat membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 37
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Uji Jominy
Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis
lokal akibat penetrasi di permukaan. Peningkatan kekerasan bergantung pada sifat
mampu keras dari baja itu sendiri. Sifat mampu keras merupakan kemampuan
material untuk ditingkatkan kekerasannya dengan serangkaian perlakuan panas.
Sifat mampu keras dari baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatan
pendinginan.
Tidak semua baja dapat dinaikkan kekerasannya. Baja karbon menengah
dan baja karbon tinggi dapat dikeraskan, sedangkan baja karbon rendah tidak
dapat dikeraskan. Kandungan karbon yang tinggi mempercepat terbentuknya fasa
martensit yang menjadi sumber dari kekerasan dari baja. Kekerasan maksimum
hanya dapat dicapai bila terbentuknya martensit 100%. Baja dapat bertransformasi
dari austenit ke ferrit dan karbida. Transformasi terjadi pada suhu tinggi sehingga
kemampuan kekerasannya rendah.
Percobaan Jominy, bertujuan untuk mengetahui Hardenability suatu
logam. Cara untuk mengetahuinya adalah:
1. Bila laju pendinginan dapat diketahui, kekerasan dapat langsung dibaca dari
kurva kemampuan keras.
2. Bila kekerasan dapat diukur, laju pendinginan dari titik tersebut dapat
diperoleh.
Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampai
suhu transformasi ( austenit ) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat
dipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah,
sehingga menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkan
kecepatan pendinginan ditiap bagian spesimen berbeda-beda. Pada bagian yang
terkena air mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurun
kebagian yang tidak terkena air. Dari hasil pengukuran kekerasan tiap-tiap bagian
dari spesimen akan didapatkan kurva Hardenability Band.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 38
2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band
Gambar C.1 Kurva Hardenability dan Hardenability Band
Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa fasa perlit didapatkan pada suhu
antara 5000 C dengan 7000 C jika dipanaskan pada suhu austenit.
Sifat mampu keras dapat digambarkan dalam bentuk kurva yaitu kurva
Hardenability Band. Kurva Hardenability Band menggambarkan range-range
sifat mampu keras suatu logam. Jadi, kekerasan suatu material akan berada dalam
range tersebut jika dilakukan proses pemanasan.
Kurva diatas menyatakan fasa yang terjadi pada spesimen sampai
temperatur austenit yang diuji jominy. Dimana pada bagian yang terkena
semprotan air mengalami pendinginan cepat, dapat dilihat pada grafik dengan
nilai HRC paling tinggi dengan fasa martensit.
Kemudian dengan seiringnya peningkatan jarak dari ujung menuju
pangkal spesimen memiliki penurunan angka kekerasan. Hal ini disebabkan pada
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 39
bagian tersebut tidak mengalami quenching / pendinginan nya lambat. Hal
tersebut dapat dilihat dari perubahan fasa pada grafik yang ditunjukkan, yaitu dari
fasa martensit, fasa martensit dan perlit, fine perlit dan perlit.
Gambar C.2 Hardenability band
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras
Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material adalah:
1. Kecepatan pendinginan
Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam
akan menjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan
dengan beberapa cara yaitu:
a. Annealing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding
kemudian dibiarkan dingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan
material yang lebih lunak dari semula.
b. Normalizing
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding
kemudian didinginkan di udara.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 40
c. Quenching
Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu di holding
kemudian dilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media.
Medianya adalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan
material yang lebih keras dari semula.
2. Komposisi kimia
Komposisi kimia menentukan Hardenability Band. Karena komposisi
material menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia
yang menyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut
3. Kandungan karbon
Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras
material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki
kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk
martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi.
Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan
dengan beberapa perlakuan, yaitu:
a. Carborizing
Yaitu proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan
karbon pada permukaan baja.
b. Nitriding
Yaitu proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan
material.
c. Carbonitriding
Yaitu proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk
meningkatkan kekerasan material.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 41
2.4 Kurva CCT dan TTT
1. Baja Hypoeutectoid
a. Kurva CCT b. Kurva TTT
Gambar C.3 Kurva CCT dan TT Baja Hypoeutectoid
2. Baja eutectoid
a. Kurva CCT b. Kurva TTT
Gambar C.4 Kurva CCT dan TTT Baja Eutectoid
3. Baja Hypereutectoid
a. Kurva CCT b. Kurva TTT
Gambar C.5 Kurva CCT dan TTT Baja Hypereutectoid
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 42
Dari kurva CCT di atas dapat kita lihat beberapa perbedaan. Pada baja
Hypoeutektoid ada dua fasa yang terbentuk matertensit dan perlit. Terbentuk fasa
Martensite + perlit setelelah melewati garis perlit start dan martensite finish.
Perlite 100%
Terbentuk karena pada saat pendinginan spesimen tidak melewati fasa martensite
awal dan martensite finish.
Pada baja eutektoid tebentuk tiga fasa setelah dilakukan pendinginan. Fasa
pertama yang terbentuk yaitu martensite 100%, pendinginan dengan membiarkan
baja di udara mengasilkan fasa martensite + perlite. Sedangkan pendinginan
didalam tungku atau secara lambat menghasilkan perlite 100%.
Pada baja hyper eutektoid juga terbentuk tiga, sama seperti pada baja
eutektoid. Tetapi pada baja hyper eutektoid waktu yang dibutuhkan agak lama.
Pada kurva TTT, setelah spesimen mencapai suhu austenit (727 oC) dilakukan
holding terlebih dahulu gunanya agar semua bagian spesimen benar-benar
mendapat panas yang sama.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 43
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
1. Aparatus Jominy
2. Tungku Pemanas
3. Spesimen ( ASSAB 760 )
4. Air
5. Mesin Uji Rockwell
3.2 Skema Alat
Gambar C.6 Skema Alat Uji Jominy
3.3 Prosedur Percobaan
1. Buat skema pemanasan spesimen dalam tungku,meliputi pilihan
temperatur austenit, dan lamanya waktu pemanasan dan penahanan
temperatur.
2. Bersihkan spesimen dan masukkan spesimen ke dalam tungku.
3. Hidupkan tungku dan set proses pemanasan menurut skema yang telah
direncanakan. Proses pemanasan dimulai.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 44
4. Proses pemanasan selesai, spesimen dipasang pada kedudukan yang
telah disediakan (gunakan sarung tangan, penjepit dan sepatu
pengaman).
5. spesimen dikikir rata dan dibersihkan untuk pengukuran kekerasan
Rockwell.
6. Kekerasan spesimen diukur pada setiap posisi dengan interval ¼ inchi.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 45
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
Tabel C.1 Komposisi Kimia
Komposisi % C % Mn % Si
Maximum 0.5 0.6 0.3
Minimum 0.4 0.45 0.25
Tabel C.2 Hasil Percobaan Uji Jominy
Titik Pengujian Jarak Kekerasan (HRC)
1 1 cm 27.5
2 1 cm 20
3 1 cm 18.5
4 1 cm 15
5 1 cm 12
6 1 cm 9
7 1 cm 7
8 1 cm 5
4.2 Pengolahan Data
Butir 4
1. Diameter Ideal (DI)
% C max = 0,5 DI max = 0.305
% C min = 0,4 DI min = 0.275
2. Multiplying Factor (MF)
Mn
%Mn max = 0,6 MF max = 2,95
%Mn min = 0,45 MF min = 2,45
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 46
Si
%Si max = 0,3 Si max = 1,2
%Si min = 0,25 Si min = 1,15
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max
= 0.305 x 2.95 x 1.20
= 1.078
DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min
= 0.275 x 2.45 x 1.15
= 0.775
4. Initial Hardness (IH)
% C max = 0,5 IH max = 62.5
% C min = 0,4 IH min = 57.5
5. Dividing Factor
Posisi DF max DF min
1 1.80 2.35
2 2.80 3.35
3 3.40 3.85
4 3.75 4.20
5 3.95 4.40
6 4.15 4.60
7 4.30 4.75
8 4.55 5.00
6. HRC
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 47
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 48
Butir 5
1. Diameter Ideal (DI)
% C max = 0,5 DI max = 0.282
% C min = 0,4 DI min = 0.252
2. Multiplying Factor (MF)
Mn
%Mn max = 0,6 MF max = 2,95
%Mn min = 0,45 MF min = 2,42
Si
%Si max = 0,3 Si max = 1,2
%Si min = 0,25 Si min = 1,15
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max
= 0.282 x 2.95 x 1.20
= 0.998
DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min
= 0.252 x 2.42 x 1.15
= 0.701
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 49
4. Initial Hardness (IH)
% C max = 0,5 IH max = 62.5
% C min = 0,4 IH min = 57.5
5. Dividing Factor
Posisi DF max DF min
1 1.90 2.25
2 2.95 3.30
3 3.55 3.80
4 3.90 4.15
5 4.10 4.30
6 4.30 4.55
7 4.50 4.70
8 4.70 4.95
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 50
Butir 6
1. Diameter Ideal (DI)
% C max = 0,5 DI max = 0.262
% C min = 0,4 DI min = 0.234
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 51
2. Multiplying Factor (MF)
Mn
%Mn max = 0,6 MF max = 2,94
%Mn min = 0,45 MF min = 2,4
Si
%Si max = 0,3 Si max = 1,2
%Si min = 0,25 Si min = 1,15
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max
= 0.262 x 2.94 x 1.20
= 0.924
DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min
= 0.234 x 2.4 x 1.15
= 0.645
4. Initial Hardness (IH)
% C max = 0,5 IH max = 62.5
% C min = 0,4 IH min = 57.5
5. Dividing Factor
Posisi DF max DF min
1 1.95 2.40
2 3.00 3.50
3 3.55 3.95
4 3.90 4.30
5 4.10 4.50
6 4.30 4.75
7 4.45 4.90
8 4.70 5.00
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 52
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 53
Butir 7
1. Diameter Ideal (DI)
% C max = 0,5 DI max = 0.245
% C min = 0,4 DI min = 0.217
2. Multiplying Factor (MF)
Mn
%Mn max = 0,6 MF max = 2,95
%Mn min = 0,45 MF min = 2,45
Si
%Si max = 0,3 Si max = 1,2
%Si min = 0,25 Si min = 1,15
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max
= 0.245 x 2.95 x 1.20
= 0.867
DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min
= 0.217 x 2.45 x 1.15
= 0.611
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 54
4. Initial Hardness (IH)
% C max = 0,5 IH max = 62.5
% C min = 0,4 IH min = 57.5
5. Dividing Factor
Posisi DF max DF min
1 2 2.35
2 3.25 3.35
3 3.6 3.85
4 3.95 4.25
5 4.15 4.4
6 4.35 4.6
7 4.55 4.75
8 4.75 5
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 55
Butir 8
1. Diameter Ideal (DI)
% C max = 0,5 DI max = 0.222
% C min = 0,4 DI min = 0.198
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 56
2. Multiplying Factor (MF)
Mn
%Mn max = 0,6 MF max = 2,95
%Mn min = 0,45 MF min = 2,4
Si
%Si max = 0,3 Si max = 1,2
%Si min = 0,25 Si min = 1,15
3. Diameter Ideal Critical (DIC)
DIC max = DI max x MF Mn max x MF Si max
= 0.222 x 2.95 x 1.20
= 0.786
DIC min = DI min x MF Mn min x MF Si min
= 0.198 x 2.4 x 1.15
= 0.546
4. Initial Hardness (IH)
% C max = 0,5 IH max = 62.5
% C min = 0,4 IH min = 57.5
5. Dividing Factor
Posisi DF max DF min
1 2.4 3
2 3.45 3.85
3 3.95 4.3
4 4.3 4.6
5 4.45 4.8
6 4.7 5
7 4.85 5
8 5 5
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 57
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 58
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Butir no 8
Tabel C.3 Hasil Perhitungan Uji Jominy
Posisi HRC Max HRC Min HRC Praktikum1 26.04 19.17 27.52 18.12 14.94 203 15.82 13.37 18.54 14.53 12.5 155 14.04 11.98 126 13.29 11.5 97 12.89 11.5 78 12.5 11.5 5
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 59
4.4 Grafik
0
5
10
15
20
25
30
1 2 3 4 5 6 7 8
HRC
Titik
Hardenability Band
HRC Max
HRC Min
HRC Praktikum
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 60
4.5 Analisa
Pada percobaan jominy ini, bertujuan untuk mengetahui sifat kemampu
kerasan dari baja dengan serangkaian perlakuan panas ke material atau baja
tersebut.
Pada praktikum kali ini, pemanasan dilakukan pada temperatur 9100 C.
Setelah itu dilakukan pendinginan dengan menyemprotkan air pada salah
satu ujung dari baja tersebut.
Setelah spesimen dingin, spessimen tersebut di amplas lalu di gerinda,
hal ini bertujuan untuk meratakan permukaan spesimen. Selanjutnya baru
material di uji keras dengan mesin Rockwell untuk mendapatkan harga
kekerasan dari baja tersebut.
Uji keras dilakukan pada 8 titik dengan jarak 1 cm antara titik satu
dengan titik yang lain.
Dari 8 titik tersebut didapat angka kekerasan sebagai berikut :
Titik 1 -> 27.5
Titik 2 -> 20
Titik 3 -> 18.5
Titik 4 -> 15
Titik 5 -> 12
Titik 6 -> 9
Titik 7 -> 7
Titik 8 -> 5
Dari hasil diatas, dapat dilihat bahwa besar kekerasan di ujung material
memiliki kekerasan yang paling besar, lalu berangsur menurun terus sampai
ke pangkal material yang memiliki angka kekerasan paling rendah.
Selanjutnya dari hasil perhitungan yang telah dicari, didapat besar HRC max adalah sebagai berikut :Titik 1 -> 26.04
Titik 2 -> 18.12
Titik 3 -> 15.82
Titik 4 -> 14.53
Titik 5 -> 14.04
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 61
Titik 6 -> 13.29
Titik 7 -> 12.89
Titik 8 -> 12.5
Sedangkan HRC min yang didapat adalah sebagai berikut :
Titik 1 -> 19.17
Titik 2 -> 14.94
Titik 3 -> 13.37
Titik 4 -> 12.5
Titik 5 -> 11.98
Titik 6 -> 11.5
Titik 7 -> 11.5
Titik 8 -> 11.5
Secara teori, seharusnya harga HRC praktikum berada diantara besar
HRC max dan HRC min. Tetapi pada prakteknya, terdapat beberapa titik
yang tidak sesuai dengan teori. Ada yang HRC max nya berada di bawah
HRC prakikum dan ada pula HRC min yang berada diatas HRC praktikum,
hal ini dapat dilihat dengan jelas dari grafik.
Kesalahan ini mungkin disebabkan karena kekurang telitian praktikan dalam
membaca tabel / grafik dividing factor, besar HRC max dan HRC min yang
di dapat tidak akurat.Kesalahan juga dapat disebabkan karena ketidak
telitian praktikan saat melakukan uji keras, sehingga HRC yang di dapat
menjadi tidak akurat.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 62
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kekerasan baja yang paling besar adalah pada ujung baja yaitu bagian yang
didinginkan lebih dulu dengan air. Kekerasan nya menurun seiring dengan
semakin jauhnya jarak dari ujung baja atau semakin dekat dengan pangkal
baja.
5.2 Saran
Untuk praktikan selanjutnya agar pada saat pengamplasan spesimen, agar
mengamplasnya sampai rata agar pada saat uji keras mendapatkan hasil
yang akurat. Dan pada saat mencari perhitungan agar teliti dalam membaca
tabel/grafik yang ada supaya hasil yang di dapat akurat.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 63
LAMPIRAN C
Tugas Sebelum Praktikum
1. Perbedaan sifat mampu keras dengan kekerasan adalah :
Sifat mampu keras merupakan kemampuan logam untuk menerima
peningkatan kekerasan melalui serangkaian perlakuan panas.
Sedangkan kekerasan merupakan kemampuan logam untuk menahan deformasi
plastis local akibat adanya penetrasi di permukaan.
2. Kurva Hardenability : Kurva yang diperoleh dari pengujian yang
memperlihatkan sifat mampu keras logam.
Hardenability band : Kurva yang menunjukkan range-range mampu keras dari
logam hasil perhitungan teoritis.
3. Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras :
1. Kecepatan pendingin
Semakin cepat pendinginan, maka logam akan semakin keras.
2. Kandungan Karbon
Semakin banyak karbon yang terkandung dalam suatu logam, maka
makin keras logam tersebut.
3. Komposisi Kimia
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Jominy
Kelompok 5 64
Tugas Setelah Praktikum
1. Faktor-faktor yang mempengaruhi hardenability :
1. Laju Pendinginan
Terbukti bahwa bagian ujung specimen memiliki kekerasan yang paling
tinggi disebabkan oleh semprotan air pada ujung specimen tersebut.
2. Kandungan Karbon
Semakin tinggi atau banyak nya kandungan karbon, maka material akan
semakin keras
2. Ketika baja di quenching, maka baja tersebut akan menjadi getas. Jadi untuk
mengurangi tingkat kegetasan yang berlebihan, maka dilakukan proses
secondary hardening dan tempering pada baja melalui heat treatment.
KOROSI
ASISTEN :
LANANG AIDIL
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 63
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia kerja kita akan berhadapan dengan masalah-masalah
terutama dengan material yang digunakan dalam kegiatan indutri. Material sangat
mendukung hasil kerja nantinya. Sebagai contoh, apabila material kita mangalami
kerusakan maka hal ini dapat mengakibatkan terganggunya kerja nantinya. Secara
umum kerusakan material di dalam dunia indutri disebabkan oleh adanya
peristiwa korosi pada material tersebut. Korosi merupakan suatu masalah besar
yang tidak dapat dihilangkan. Tetapi korosi hanya dapat diperlambat lajunya.
Untuk itu sebagai mahasiswa Teknik Mesin harus bisa mengetahui apa-apa saja
yang mengakibatkan terjadinya korosi, jenis-jenis korosi yang terjadi pada
material tersebut serta cara mencegah dan meminimalisir terjadinya korosi
tersebut.
1.2 Tujuan
1. Memahami prinsip dasar korosi
2. Mengetahui fenomena-fenomena yang terjadi pada korosi galvanik dua
sel
3. Memahami pengaruh lingkungan terhadap logam
1.3 Manfaat
Dengan adanya praktikum korosi ini, diharapkan kita dapat mengetahui
fenomena-fenomena yang terjadi pada peristiwa korosi. Selain itu juga diharapkan
agar dapat mengetahui jenis-jenis korosi dan cara mengatasinya.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 64
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Defenisi Korosi
Secara umum defenisi dari korosi adalah perusakan material secara kimia
atau elektrokimia dengan lingkungan. Selain itu korosi juga didefinisikan sebagai
degradasi material (logam dan paduannya) akibat reaksi kimia dengan
lingkungan. Contoh perusakan kimia adalah pengkaratan yang terjadi akibat gas
pada temperatur tinggi, sedangkan reaksi elektrokimia dapat dilihat pada sel
galvanik.
Adapun syarat terjadinya korosi adalah :
Adanya katoda,
Adanya anoda,
Adanya lingkungan.
Tanpa adanya salah satu syarat di atas maka korosi tidak akan terjadi.
Korosi tidak dapat dihilangkan tetapi hanya dapat diminimalisir pertumbuhannya.
Pada proses korosi ada dua reaksi yang menyebabkan terjadinya korosi
yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Pada reaksi oksidasi akan terjadi
pelepasan elektron oleh material yang lebih bersifat anodik. Sedangkan reaksi
reduksi adalah pemakaian elektron oleh material yang lebih bersifat katodik.
Proses korosi secara galvanik dapat kita lihat pada gambar berikut :
Gambar D.1 Korosi sel galvanik
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 65
Pada reaksi di atas dapat dilihat dimana Cu bertindak sebagai katoda
mengalami pertambahan massa dengan melekatnya elektron pada Cu. Sedangkan
Zn bertindak sebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yang
ditandai dengan lepasnya elektron dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaan
elektron ini harus mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkungan
adalah asam sulfat. Jika ada dua buah unsur yang dicelupkan dalam larutan
elektrolit yang dihubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalami
korosi adalah material yang lebih anodik.
2.2 Deret Volta
Untuk mengetahui unsur yang lebih anodik dan lebih katodik dapat kita
lihat pada deret Volta. Berikut deret Volta :
Anodik Katodik
Gambar D.2 Deret Volta
Selain contoh reaksi sebelumnya kita juga dapat lihat peristiwa korosi
lainnya yaitu pada peristiwa pengkaratan (korosi) logam Fe mengalami oksidasi
dan oksigen (udara) mengalami reduksi. Rumus kimia dari karat besi adalah
Fe2O3 . xH2O dan berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari
besi itu berlaku sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) -----> Fe2+(aq) +2e E = +0,44V
O2(g) + 2H2O(l) +4e ----> 4OH E = +0,40V
Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi membentuk
ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3 .
xH2O.
2.3 Jenis-Jenis Korosi dan Pengendaliannya
Korosi dapat dibagi (digolongkan) berdasarkan :
A. Berdasarkan sifatnya :
1. Korosi Aktif
Korosi aktif adalah korosi yang terjadi dengan cepat.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 66
Ciri-ciri dari korosi aktif ini antara lain :
Mudah melepaskan ion.
Mudah menempel di tangan.
Contoh : Paku yang berkarat.
2. Korosi Pasif
Korosi pasif adalah korosi yang terjadi lambat.
Ciri-ciri dari korosi pasif ini antara lain :
Sulit melepaskan ion.
Sulit menempel di tangan.
Contoh : Korosi pada Al
B. Berdasarkan reaksi :
Reaksi kimia : misalnya pengkaratan oleh gas.
Reaksi Elektrokimia : misalnya menggunakan larutan galvanik.
C. Berdasarkan tempat terjadinya korosi :
1. Uniform or general attack corrosion (korosi seragam)
Korosi seragam adalah korosi yang terjadi pada permukaan material
akibat bereaksi dengan oksigen. Biasanya korosi seragam ini terjadi pada
material yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas yang
tinggi
Gambar D.3 Korosi seragam
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 67
Cara pengendalian dari korosi seragam adalah :
Dengan melakukan pelapisan dengan cat atau dengan material yang lebih
anodik.
Melakukan inhibitas dan cathodic protection.
2. Piting Corossion (Korosi Sumuran atau kawah)
Korosi sumuran adalah korosi yang terjadi akibat cacat pada permukaan
material seperti celah atau lubang kecil. Pada daerah cacat ini akan lebih
anodik dibandingkan permukaan material sehingga korosi akan menuju
bagian dalam material.
Gambar D.4 Korosi sumuran
Cara pengendalian korosi sumuran adalah :
Hindari permukaan logam dari cacat goresan.
Perhalus permukaan material.
Hindari variasi yang sedikit pada komposisi material.
3. Crevice Corrosion (korosi celah)
Korosi celah adalah korosi yang ditemukan pada daerah berkonsentrasi
rendah atau korosi yang terjadi pada celah yang terbentuk akibat
pendempetan material. Pada celah, kadar oksigen lebih rendah dari
lingkungannya sehingga elektron akan berpindah pada kadar oksigen yang
tinggi sehingga terjadi korosi. Korosi celah sering terjadi pada sambungan
paku.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 68
Gambar D.5 Korosi celah
Cara pengendalian korosi celah :
Hindari pemakaian sambungan paku keling atau baut, gunakan sambungan
las.
Gunakan gasket non absorbing (lapisan pembatas di celah sambungan yang
terbuat dari karet atau semacamnya).
Usahakan menghindari daerah dengan aliran udara.
4. Intergranular Corrosion (Korosi batas butir)
Korosi batas butir adalah korosi yang terjadi pada atau di sepanjang
batas butir dan batas butir bersifat anodik dan bagian tengah butir bersifat
katodik. Korosi ini terjadi akibat presipitasi dari pengotor seperti kromium
di batas butir, yang menyebabkan batas butir menjadi rentan terhadap
serangan korosi. Dimana presipitat krom karbida terbentuk karena karbon
meningkat yang ada di sekitarnya, sehingga krom di sekitarnya akan
berkurang dan terjadi korosi. Proses terbentuknya presipitat karbon karbida
disebut sentisiasi.
Gambar D.6 Korosi batas butir
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 69
Cara pengendalian korosi batas butir adalah :
Turunkan kadar karbon dibawah 0,03%.
Tambahkan paduan yang dapat mengikat karbon.
Pendinginan cepat dari temperatur tinggi.
Pelarutan karbida melalui pemanasan.
Hindari pengelasan.
5. Stress Corossion (korosi tegangan)
Korosi tegangan adalah korosi yang disebabkan adanya tegangan tarik
yang mengakibatkan terjadinya retak. Tegangan ini disebabkan pada
temperatur dan deformasi yang berbeda. Berikut retak serta bentuk
penjalarannya yang diakibatkan oleh korosi tegangan :
Gambar D.7 Korosi tegangan
Cara pengendalian korosi tegangan adalah :
Turunkan besarnya tegangan.
Turunkan tegangan sisa termal.
Kurangi beban luar atau perbesar area potongan.
6. Errosion Corrosion (korosi erosi)
Korosi erosi adalah korosi yang disebabkan oleh erosi yang mengikis
lapisan pelindung material , zat erosi itu dapat berupa fluida yang
mengandung material abrasive. Korosi tipe ini sering ditemui pada pipa-
pipa minyak.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 70
Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi ini antara lain :
• Jenis logam.
• Perlakuan panas dan arah pergerakan butir.
• Persentase ketidaksamaan, material yang lebih anodik.
• Area permukaan anodik dan katodik.
• Temperatur.
• Persentase larutan elektrolit.
• Kesediaan oksigen.
Gambar D.8 Korosi erosi
Cara pengendalian korosi erosi :
Menghindari partikel abrasive pada fluida.
Mengurangi kecepatan aliran fluida.
Mengurangi aliran turbulen.
7. Selective Corrosion (korosi selektif)
Selective corrosion adalah korosi yang menyerang unsur di dalam
logam akibat perbedaan potensial unsur utamanya. Korosi ini disebabkan
karena komposisi yang tidak merata pada material. Korosi ini biasa terjadi
pada pipa-pipa besi cor.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 71
Gambar D.9 Korosi selektif
Cara pengendalian korosi selektif :
Menghindari komposisi yang berbeda dari material penyusun.
8. Korosi Galvanik
Korosi galvanik adalah korosi yang terjadi pada dua logam yang
berbeda jenis jika dihubungkan. Korosi ini juga terjadi karena pasangan
elektrikal pada dua logam atau paduan logam yang memiliki perbedaan
komposisi. Logam yang lebih anodik akan terkorosi sementara logam
lainnya yang lebih katodik akan terlindungi. Posisi logam pada deret volta
akan menentukan apakah suatu logam lebih anodik atau katodik.
Gambar D.10 Korosi Galvanik
Cara pengendalian korosi galvanik adalah :
Hindari pemakaian 2 jenis logam yang berbeda.
Pergunakan logam yang lebih anodik dengan rasio yang lebih besar
dibanding logam katodik.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 72
Lapisi pada pertemuan dua logam yang berbeda jenis.
Gunakan logam ketiga yang lebih anodik.
2.4 Metode Pengendalian Korosi
Metoda-metoda yang dilakukan dalam pengendalian korosi adalah :
1. Menekan terjadinya reaksi kimia atau elektrokimianya seperti reaksi
anoda dan katoda.
2. Mengisolasi logam dari lingkungannya.
3. Mengurangi ion hidrogen di dalam lingkungan yang dikenal dengan
mineralisasi.
4. Mengurangi oksigen yang larut dalam air.
5. Mencegah kontak dari dua material yang tidak sejenis.
6. Memilih logam-logam yang memiliki unsur-unsur yang berdekatan.
7. Mencegah celah atau menutup celah.
8. Mengadakan proteksi katodik, dengan menempelkan anoda umpan.
Proteksi katodik adalah cara mengevaluasi korosi dengan memberi umpan
anodik sehingga bila terjadi korosi maka umpan katodik (dalam hal ini
berbentuk lapisan/paku) yang akan terkorosi terlebih dahulu.
Gambar D.11 Korosi pada kapal laut
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 73
Pengendalian korosi pada lambung kapal baja di bawah air laut umumnya
dilakukan dengan cara pelapisan cat dan pemasangan zinc- anode. Dalam hal ini
telah dilakukan studi tentang efektifitas pengendalian korosi dengan pelapisan cat
dan pemasangan zinc – anode.
Pelat baja lambung kapal yang diteliti, sesuai sertifikasi klasifikasi
perkapalan yang dilindungi dengan pelapisan cat dan pemasangan zinc – anode,
direndam dalam air laut secara alami selama kurang lebih enam bulan. Untuk
mengetahui efektifitas pengendalian korosi dilakukan pengamatan dan pengujian
material-material yang dipergunakan dengan pengukuran difraksi sinar – X, tes
adhesi, tes hardness dan perhitungan laju korosinya. Setelah dilakukan penelitian
diperoleh cara yang cocok dan umur dari metode pengendalian korosi yang
sesuai dengan kondisi di lingkuangan perairan di Indonesia, yaitu pengendalian
korosi yang dikombinasi dengan pengecatan dan pemasangan anoda korban yang
lebih efektif.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 74
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
1. Timbangan.
2. Gelas Reaksi.
3. Stopwatch.
4. Larutan kimia.
5. Alat Uji Korosi Galvanik
3.2 Skema Alat
Gambar D.12 Skema Alat
3.3 Prosedur Percobaan
1. Siapkan spesimen.
2. Bersihkan dan keringkan spesimen.
3. Siapkan jembatan garam (NaCl terlarut dalam agar-agar komersial)
sebagai penghubung antara dua sel.
4. Siapkan larutan elektrolit sebagai media korosif. Ukur pH larutan
menggunakan pH meter. (Jenis larutan yang digunakan : NaOH 1M, HCl
1M dan air laut).
5. Timbang massa awal spesimen.
6. Susun alat uji dan spesimen.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 75
7. Hidupkan power supply. Atur potensial yang diberikan. (Variasi potensial
: 10, 15 dan 20 Volt).
8. Celupkan spesimen ke dalam larutan selama 15 menit.
9. Amati apa yang terjadi.
10. Setelah selesai, hitung luas permukaan yang terendam.
11. Bersihkan spesimen dengan gundar plastik (plastic brush) dan air
mengalir kemudian keringkan spesimen dengan hairdryer.
12. Timbang massa akhir spesimen.
13. Laju korosi spesimen dihitung sesuai ASTM G1-03
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 76
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
A. Percobaan 1
• Reaksi : - Katoda : Cu2+ + 2e → Cu(s)
- Anoda : Al(s) → Al3+ + 3e
• Larutan yang digunakan : NaOH 1 M
No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g)
1 Cu10
15
7,23 7,215 7,18 7,17
2 Al10 10,01 10,0115 9,57 9,57
B. Percobaan 2
Reaksi : - Katoda : Cu2+ +2e → Cu(s)
- Anoda : Al(s) → Al3+ +3e
• Larutan yang digunakan : Air laut
No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g)
1 Cu10
15
7,49 7,3915 7,27 7,26
2 Al10 9,91 9,9215 10,14 10,17
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 77
4.2 Pengolahan Data
Densitas Al = 2,7 gr/cm3
Densitas Cu = 8,92 gr/cm3
A. Percobaan 1
Luas total = 2 (5 x 2,13) + 2 x (0,17 x 5) + (2,13 x 0,17)
= (2 x 10,65) + 1,7 + 0,364
= 23,3621 cm2
1. V = 10 volt
Wloss = mawal - makhir
= 10,01 – 10,01
= 0
mmpy =
= 0
2. V = 10 volt
Wloss = mawal - makhir
= 10,01 – 10,01 = 0
mmpy =
= 0
B. Percobaan 2
Luas total = {2 x (5 x 2,1) + 2 x (0,18 x 5) + (2,1 x 0,18)}
= 21 + 1,8 + 0,378
= 23,178 cm2
87,6 Wloss
DAT
87,6 Wloss
DAT
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 78
1. V = 10 volt
Wloss = 9,91 – 9,92
= -0,01 g = -1 mg
mmpy =
=
=
= -5,56
2. V = 15 volt
Wloss = 10,14 – 10,17
= -0,03 g = -3 mg
mmpy =
=
=
= -16,67
87,6 Wloss
DAT
87,9 (-1)(2,7) (23,361) (0,25)
-87,915,768675
87,6 Wloss
DAT 87,9 (-3)(2,7) (23,361) (0,25)
-262,815,76867
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 79
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
A. Percobaan 1
Tabel D.1 Hasil Perhitungan Percobaan 1
No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g)
1 Cu10
15
7,23 7,215 7,18 7,17
2 Al10 10,01 10,0115 9,57 9,57
B. Percobaan 2
Tabel D.2 Hasil Perhitungan Percobaan 2
No Spesimen Voltase (Volt) Waktu (menit) massa awal (g) massa akhir (g)
1 Cu10
15
7,49 7,3915 7,27 7,26
2 Al10 9,91 9,9215 10,14 10,17
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 80
4.4 Grafik
A. Grafik Wloss vs Voltase
B. Kurva mmpy vs Voltase
-0,04
-0,03
-0,03
-0,02
-0,02
-0,01
-0,01
0,00
0,01
10 15
Wlo
ss (g
r)
Voltase (v)
Grafik Wloss vs Voltase
Al
Fe
-18,00-16,00-14,00-12,00-10,00
-8,00-6,00-4,00-2,000,002,00
10 15
mm
py
Voltase (volt)
Kurva mmpy vs Voltase
Al
Fe
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 81
4.4 Analisa
Pada pratikum kali, kami melakukan pengujian tentang laju korosi dan
melakukan kalkulasi terhadapnya. Spesimen yang digunakan pada pratikum ini
adalah Cu sebagai katoda dan Al sebagai anoda. Pengujian kecepatan laju korosi
dilakukan dengan menggunakan metode uji korosi galvanik. Pada percobaan
pertama kita menggunakan larutan Naoh 1 M, sedangkan pada percobaan kedua
kita menggunakan air laut.
Berdasarkan teori, Al digunakan sebagai anoda bila dipasangkan dengan
Cu yang berlaku sebagai katoda dalam jembatan garam uji korosi galvanik. Bisa
dilihat pada deret volta, posisi Al lebih anodik dibanding Cu. Harusnya saat
dilakukan uji korosi sel galvanik, Al terkorosi terlebih dahulu, sehingga massa Al
setelah itu akan berkurang dan pastinya Cu bertambah.
Namun setelah dilakukan pengujian secara langsung spesimen Al
menpolasi pertumbuhan massa dan massa Cu menjadi berkurang.
Hal ini bisa jadi di disebabkan oleh faktor-faktor di lapangan saat
pengujian dilakukan. Mungkin dikarenakan ketidaktelitian dalam pembacaan
skala pada alat dan mungkin juga terjadi kesalahan pada saat memasukkan nilai
voltase pada specimen yang digunakan.
Penggunaan waktu yang dibutuhkan dalam menguji laju korosi ini juga
esensial dalam pratikum kali ini. Apabila kita menggunakan waktu yang banyak,
maka spesimen yang lebih anodik akan makin banyak terkorosi. Lalu juga
penggunaan voltase, arus listrik pada pengujian korosi berfungsi sebagai
katalisator terjadinya korosi pada alat uji korosi galvanik. Secara teori semakin
lama waktu yang digunakan maka akan semakin besar spesimen tersebut
terkorosi, sebaliknya jika waktu yang dibutuhkan sedikit maka laju korosi akan
lebih sedikit. Jika tegangan yang diberikan besar maka nilai yang diperoleh
juga kecil sedangkan laju korosi akan lebih cepat.
.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 82
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah pratikum dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa
waktu yang digunakan dan besar arus (voltase) memegang peranan
penting dalam mengukur laju korosi. Dan juga banyak hal yang terjadi
selama proses pengujian yang menjadi fenomena menarik untuk diamati.
5.2 Saran
Adapun saran yang diberikan pada praktikum kai ini antara lain :
1. Harus teliti dalam membaca voltase dan mengatur waktu.
2. Tanyakan pada asisten apabila ada yang tidak mengerti.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 83
LAMPIRAN D
TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM
1.
Pada reaksi di atas dapat dilihat dimana Cu bertindak
sebagai katoda mengalami pertambahan massa dengan melekatnya
elektron pada Cu. Sedangkan Zn bertindak sebagai anoda, dimana
terjadinya pengurangan massa Zn yang ditandai dengan lepasnya elektron
dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaan elektron ini harus
mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkungan adalah asam
sulfat. Jika ada dua buah unsur yang dicelupkan dalam larutan elektrolit
yang dihubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalami
korosi adalah material yang lebih anodik.
2. Faktor-faktor yang menyebabkan korosi basah
1. lingkungan
2. Jenis material
3..
Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3 . xH2O dan berwarna
coklat- merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku
sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi.
Fe(s) -----> Fe2+(aq) +2e E = +0,44V
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 84
O2(g) + 2H2O(l) +4e ----> 4OH E = +0,40V
Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi membentuk
ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3
xH2O.
4. Alumunium terkorosi dalam air murni karena alumunium memiliki E0
yang kecil dan bersifat anodik.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Korosi
Kelompok 5 85
TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM
1. Jika tegangan yang diberikan besar, maka laju korosi yang didapat juga lebih
cepat. Juga semakin besar tegangan maka massa yang hilang juga akan lebih
besar
2. Cara mengurangi laju korosi pada badan kapal adalah dengan memasang
material yang lebih anodik pada badan kapal, sehingga badan kapal akan
selamat.
METALOGRAFI
ASISTEN :
ANDI NOFRIANTO
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 83
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Struktur mikro logam adalah salah satu hal yang sangat mempengaruhi
sifat logam terutama sifat mekanik dan teknologi. Apabila struktur mikro dalam
suatu material berubah-ubah maka sifat mekaniknya akan berubah pula. Untuk
mengamati struktur mikro dari suatu logam, diperlukan beberapa langkah
metalografi yang akan dilakukan pada percobaan kali ini.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum metalografi adalah :
1. Mengetahui cara pengambilan dan proses penyiapan spesimen metalografi
dengan prosedur yang benar.
2. Mengamati struktur mikro di bawah mikroskop optik.
3. Dapat mengetahui jenis pengerjaan dan perlakuan panas yang dialami
spesimen.
1.3 Manfaat
Praktikum yang dilakukan kali ini membawa manfaat, yaitu kita bisa
mengetahui penyiapan spesimen metalografi, dengan benar. Selain itu kita bisa
mengamati perubahan struktur mikro spesimen.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 84
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi 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
Sectioning yaitu pengambilan sampel, yang dapat dilakukan dengan cara :
a. Fracturing
Fracturing yaitu pengambilan sampel/spesimen melalui proses
pematahan terhadap material yang bersifat keras, getas dan kuat.
Gambar E.1 Fracturing
b. Sawing
Sawing yaitu pengambilan spesimen melalui proses pengergajian yang
biasanya dilakukan terhadap material dengan keuletan tinggi.
Gambar E.2 Sawing
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 85
c. Shearing
Shearing yaitu proses pengambilan spesimen dengan cara penggeseran
Gambar E.3 Shearing
d. Abrasive cutting
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
Gambar E.4 Abrasive cutting
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 86
e. Electrical Discharge Machine (EDM)
Yaitu pengambilan sampel spesimen dengan menggunakan larutan
elektrolit.
Gambar E.5 Electrical Discharge Machine
f. Water Jet Cutting
Water Jet Cutting adalah alat yang mampu mengiris logam atau
bahan lain dengan kecepatan dan tekanan yang tinggi. Proses ini pada
dasarnya sama dengan erosi air yang ditemukan oleh alam tetapi sangat
cepat dan terkonsentrasi.
Gambar E.6 Water Jet Cutting
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. Mechanical mounting
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 87
Mechanical mounting adalah pembingkaian dengan memanfaatkan
suatu sistem mekanik.
Gambar E.7 Mechanical Mounting
b. Polymer mounting
Polymer mounting adalah pembingkaian dengan memanfaatkan suatu
sistem polymer berbagai macam plastik digunakan untuk pembingkaian
metalografi dapat dibedakan atas beberapa cara yang berbeda, tergantung
teknik yang digunakan dan jenis material.
Gambar E.8 Polymer Mounting
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
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 88
yang timbul yang dapat merubah struktur mikro spesimen dan memperpanjang
masa pemakaian amplas.
Gambar E.9 Grinding
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:
a. Pemolesan elektrolit kimia
Terjadi jika rapat arus dan tegangan tinggi
Gambar E.10 Pemolesan Elektrolit Kimia
b. Pemolesan kimia mekanis
Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis
yang dilakukan serentak diatas piringan halus.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 89
Gambar E.11 Pemolesan Kimia Mekanis
c. Pemolesan elektro mekanis (Metode Reinacher)
Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis
pada piring pemoles.
Gambar E.12 Pemolesan Elektro Mekanis
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
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. Zat kimia untuk baja adalah mangan, krom, vanadium,
tungsten dan karbon.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 90
b. Elektro Etsa (Etsa Elektrolitik)
Elektro Etsa merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi
elektroetsa, cara ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat
arus listrik serta waktu pengetsaan.
6. Viewing
Viewing adalah pengamatan dapat dilakukan dengan pengamatan
menggunakan alat bantu, alat bantu yang digunakan yaitu mikroskop optik dan
mikroskop elektron
2.3 Turunan Mikroskop
2.3.1 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 1000 kali dan mempunyai sumber cahaya sendiri.
Gambar E.13 Mikroskop Optik
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 91
2.3.2 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.
Gambar E.14 Skematik Alur SEM
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 92
Gambar E.15 SEM (Scanning Elektron Microscope)
2.5 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 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.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 93
Gambar E1.16 Skematik Alur TEM
Gambar E.17 TEM (Transmision Elektron Microscope)
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 94
Tabel E.1: Perbedaan Mikroskop Optik, TEM, dan SEM
Perbedaan Mikroskop Optik TEM (Transmision
Elektron
Microscope)
SEM (Scanning
Elektron
Microscope)
Sumber cahaya Cahaya Elektron Elektron
Perbesaran 10 3 10 6 10 5
Prinsip kerja Dipantulkan Diteruskan Diteruskan
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 95
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam praktikum metalografi adalah :
1. Spesimen
2. Mesin gerinda
3. Amplas
4. Larutan etsa
5. Mikroskop optik
3.2 Skema Alat
Gambar E.18 Skema Alat
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 96
3.3 Prosedur Percobaan
Prosedur percobaan metalografi adalah sebagai berikut :
1. Pilih sampel metalografi (sesuai dengan tugas yang diberikan oleh
asisten).
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.
7. Pemeriksaan dibawah mikroskop optik.
8. Lakuakan pemotretan struktur mikro jika diperlukan.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012
Kelompok 5
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
Perbesaran (M)
LT Horizontal
LT Vertikal
Jumlah garis horizontal
Jumlah garis vertikal
Metalurgi Fisik 2011/2012
BAB IVDATA DAN PEMBAHASAN
Data Percobaan
: 80 kali
: 16,9 cm
: 12,7 cm
Jumlah garis horizontal : 8 garis
vertikal :11 garis
Metalografi
97
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 98
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 99
Titik Potong Horizontal
Tabel E.2 Titik Potong Horizontal
Titik Potong Jumlah Titik Potong
1 14
2 15
3 15
4 23
5 16
6 18
7 16
8 15
Titik Potong Vertikal
Tabel E.3 Titik Potong Vertikal
Titik Potong Jumlah Titik Potong
1 11
2 11
3 8
4 12
5 12
6 10
7 13
8 13
9 12
10 12
11 15
4.2 Perhitungan
1. Titik potong horizontal
Hgaris
TpnTPh
a. Garis 1
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 100
75,18
1411
Hgaris
TPTP
b. Garis 2
875,18
1522
Hgaris
TPTP
c. Garis 3
875,18
1533
Hgaris
TPTP
d. Garis 4
875,28
2344
Hgaris
TPTP
e. Garis 5
28
1655
Hgaris
TPTP
f. Garis 6
25,28
1864
Hgaris
TPTP
g. Garis 7
28
1677
Hgaris
TPTP
h. Garis 8
875,18
1588
Hgaris
TPTP
∑TP =132
TP rata-rata = 2,0625
2. Titik potong vertikal
Vgaris
TPnTPv
a. Garis 1
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 101
111
1111
Vgaris
TPTP
b. Garis 2
111
1122
Vgaris
TPTP
c. Garis 3
72,011
833
Vgaris
TPTP
d. Garis 4
09,111
1244
Vgaris
TPTP
e. Garis 5
09,111
1255
Vgaris
TPTP
f. Garis 6
90,011
1066
Vgaris
TPTP
g. Garis 7
18,111
1377
Vgaris
TPTP
h. Garis 8
18,111
1388
Vgaris
TPTP
i. Garis 9
09,111
1299
Vgaris
TPTP
j. Garis 10
09,111
121010
Vgaris
TPTP
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 102
k. Garis 11
36,111
151111
Vgaris
TPTP
∑Tp = 116
TP rata-rata = 1,06
Perhitungan Diameter Rata-Rata Butir
a. Garis Horizontal
10000625,280
9,16
cm
cm
TPhxM
HorizontalLtDh = 102,42 m
b. Garis Vertikal
100006,180
7,12
cm
cm
TpxM
VertikalLtDv = 149,76 m
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Tabel E.4 Hasil Perhitungan Metalografi
Garis Tp Horizontal Tp Vertikal
1 1,75 1
2 1,875 1
3 1,875 0,72
4 2,875 1,09
5 2 1,09
6 2,25 0,09
7 2 1,18
8 1,875 1,18
9 - 1,09
10 - 1,09
11 - 1,36
∑Tp 132 116
Tp rata-rata 2,0625 1.06
d Butir 102,42 ℳ 147,76ℳ
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 103
4.4 Grafik
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8
Jum
lah
titik
pot
ong
titik potong
Kurva Titik Potong Horizontal
Jumlah titik potong
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
jum
lah
titik
pot
ong
titik potong
Kurva Titik Potong Vertikal
jumlah titik potong
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 104
4.5 Analisa
Pada praktikum metalografi dapat dilihat struktur mikro optick suatu
material melalui mikroskop optik. Melalui mikroskop ini kita dapat melihat butir-
butir material, dan dapat diketahui batas butirnya, besar butir dan diameter butir
baik secara horizontal maupun vertikal. Namun, karena besar suatu butir pada
suatu material tidaklah sama dengan besar butir lainnya pada material itu juga.
Diameter butir tersebut dapat diketahui dengan menggunakan rumus:
TPhxM
HorizontalLtDh
Keterangan : Dh = diameter
M = perbesaran
TPh = jumlah titik potong
Dari praktikum ini didapat diameter rata-rata horizontalnya 91,54 m dan
diameter rata-rata vertikalnya 96,48 m.
Pada praktikum metalografi, pengambilan dan penyiapan specimen
metalografi harus dilakukan dengan benar dan sesuai prosedur. Hal ini dilakukan
agar sewaktu pengamatan dilakukan, hasil yang didapatkan dapat dilakukan
dengan banyak cara. Adapun prosedurnya yaitu:
1. Sectroning yaitu fracturing, sawing, shearing, abrative cutting, EDM.
2. Mounting yaitu Mechanical dan Chemical
3. Grinding yaitu untuk menghilangkan DDP
4. Polishing yaitu mechanical dan micro
5. Etching Surface yaitu macro dan mikro
6. Pengamatan / pemotretan yaitu langsung dan menggunakan alat
Pada praktikum ini, pengambilan spesimen dengan menggergaji spesimen.
Setelah digergaji spesimen diletakkan di dalam kotak rol film dan dibingkai
dengan resin yang dicampur dengan hardener, lalu setelah menunggu beberapa
hari, spesimen tersebut diamplas dengan menggunakan mesin amplas, lalu dengan
cara manual dari amplas kasar sampai amplas yang paling halus. Kemudian
dilanjutkan dengan pemolesan di atas kain beludru. Setelah ini dilakukan
pengetsaan dengan mencelupkannya dalam campuran air. Setelah itu barulah
diamati di bawah mikroskop optik.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 105
Setelah dilakukan pratikum metalografi tersebut, kami dapat mengamati
struktur dari spesimen, karena terkorosinya batas butir pada spesimen, tetapi
belum terlalu jelas batas-batas butir tersebut dapat diamati.
Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal yang menyebabkan batas butir
belum terlalu jelas terlihat foto struktur mikro. Beberapa hal tersebut mungkin
disebabkan dari beberapa kesalahan patikan dalam melakukan eksperimen atau
percobaan pratikum metalografi,diantaranya kesalahan yang terjadi dalam
mempersiapkan spesimen . Selain itu mungkin kesalahan pratikan dalam
mengamati spesimen itu sendiri dengan mikroskop.
Kesalahan pertama dapat pratikan analisa yaitu pada saat melakukan
pengamplasan. Pengamplasan itu sendiri bertujuan untuk menghilangkan bagian-
bagian bekas deformasi plastis. Namun, pada pengamplasan itu sendiri diberikan
deformasi. Seharusnya pada saat proses pengamplasan spesimen tidak boleh
mengalami penekanan. Dengan adanya pengamplasan tentu sedikit banyaknya
merubah struktur material itu sendiri.
Langkah selanjutnya yang juga mengalami kesalahan dalam pratikum kali
ini yaitu pada saat pemolesan. Pemolesan yang dilakukan kurang sempurna karena
spesimen yang dipoles tersebut masih kurang licin dan mengkilap. Sehingga
masih terdapat permukaan yang kasar. Sedangkan kita akan menggunakan
mikroskop yang keakuratannya sangat tinggi yang bisa mendeteksi kekerasan
yang sangat kecil sekalipun.
Pada pengamatan dengan mikroskop seharusnya dilakukan disaat suasana
lingkungan benar-benar tenang sehingga spesimen tidak terganggu oleh getaran
suara. Pada perhitungan, didapatkan hasil yang tidak sma. Hal ini mungkin
disebabkan karena bentuk struktur material yang acak. Sehingga jumlah yang
didapatkan secara vertikal dengan secra horizontal tidak akan sama.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 106
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setalah dilakukan percobaan pratikum metalografi maka dapat diambil
beberapa kesimpulan yaitu:
1. Proses pengambilan dan penyiapan spesimen metalografi adalah
sectioning, mounting, grinding, polishing, etching (etsa) dan viewing
2. Dengan mengetahui struktur mikro material maka dapat diketahui sifat
mekanik material tersebut.
5.2 Saran
1. Melakukan tahapan metalografi dengan prosedur yang benar
2. Saat pengamplasan dan pemolesan spesimen benar-benar rata dan
mengkilap agar saat pengamatan struktur mikro dapat terlihat jelas
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 107
LAMPIRAN E
TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM
1. Cara kerja mikroskop optik logam:
Sinar datang mengenai pemisah yang kemudian dipantulkan ke arah
spesimen. Dari spesimen tersebut ditangkap oleh kornea, dibiaskan,
kemudian dapat dilihat oleh mata bagaimana struktur mikro dari logam
yang diamati.
Perbedaan antara mikroskop optik logam dan biologi adalah mikroskop
optik logam mempunyai sumber cahaya sendiri, sedangkan mikroskop
optik biologi, sumber cahayanya berasal dari matahari.
2. Sifat fisik yang dapat diamati dengan mikroskop optik adalah:
a. Ukuran atau dimensi butir
b. Keteraturan butir
c. Warna
d. Hasil deformasi plastis
e. Eksistensi dari zat pengotor dan cacat-cacat pada butir.
3. Sifat-sifat morfologi (bentuk) dari fasa adalah :
a. Ferrit
Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 0,025 % pada suhu
723o C.
Sel satuannya BCC.
Terbentuk pada temperatur ruang sampai 910o C .
b. Austenit
Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 2,1 % pada suhu
910o C.
Sel satuannya FCC.
Terbentuk pada suhu 723o C- 1492 o C.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 108
c. Pearlit
Mempunyai kelarutan Karbon (C) maksimum 0,27 % pada suhu
727o C.
Merupakan fasa ganda.
Campuran anatara ferrit dan sementit.
d. Martensit pada baja
Sel satuannya BCC.
Mengalami proses quenching.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Metalografi
Kelompok 5 109
TUGAS SESUDAH PRAKTIKUM
1. Tujuan pengamplasan adalah agar permukaan spesimen yang diresin
menjadi datar dan licin sehingga mudah diamati di mikroskop.
Tujuan pemolesan adalah untuk menghilangkan daerah deformasi plastis
akhir berupa goresan pada permukaan spesimen.
Pengamplasan dilakukan secara bertahap untuk mendapatkan permukaan
specimen yang halus dan mengkilat.
2. Tujuan pengetsaan adalah untuk mengkorosi batas butir pada permukaan
specimen sehingga terdapat kekontrasan warna antara butir dan batas butir.
3. Electrolytic Polishing merupakan suatu metode pemolesan yang
memanfaatkan aliran listrik, yang prinsip kerjanya hamper sama seperti
prinsip kerja elektrolisa.
Electrolytic Etching merupakan suatu metode pengetsaan dengan
menggunakan arus listrik.
4. Struktur mikro yang diperoleh adalah butir dari specimen besarnya tidak
teratur, batas butir ada yang kurang jelas.
5. Metode pengukuran batas butir yaitu metode garis:
dV = TpMx
Lt
dimana:
dV = diameter butir
M = perbesaran mikroskop optik
Lt = panjang garis butir
Tp = perbandingan titik potong dengan batas butir
PERLAKUAN PANAS
ASISTEN :
M. RIDHA
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 107
BAB 1
PENDAHAULUAN
1.1 Latar BelakangPada saat sekarang ini, bahan material seperti logam semakin baik dan
rumit dalam proses pembuatannya. Material tersebut selanjutnya akan
digunakan untuk proses manufacturing dengan sifat mekanik yang baik. Hal
ini disebabkan meningkatnya kecepatan putar dan pergerakan linear serta
peningkatan frekuensi dan pembebanan pada komponen. Untuk mendapatkan
komponen dengan kekuatan material yang baik maka dapat dilakukan proses
perlakuan panas atau lebih dikenal dengan proses heat treatment pada
material tersebut.
1.2 Tujuan
1. Mempelajari prosedur perlakuan panas.
2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas dan media celup terhadap
kekerasan logam.
1.3 Manfaat
Heat treatment dilakukan untuk mendapatkan material dengan sifat
mekanik yang lebih tinggi, dan untuk mengetahui sifat material yang dapat
diperoleh setelah perlakuan panas sehingga dapat digunakan dalam
pembuatan produk sesuai dengan sifat yang ada pada material tersebut.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 108
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Perlakuan Panas
Heat treatment merupakan kombinasi antara pemanasan dan pendinginan
yang tujuannya untuk merubah struktur bahan yang dimiliki supaya diperoleh sifat
yang sesuai dengan yang diinginkan atau dibutuhkan. Pemanasan dilakukan
sampai temperatur austenite karena pada suhu austenite karbon larut padat dalam
Fe. Pada temperatur ini ditahan beberapa saat untuk meratakan pemanasan di
seluruh spesimen.
2.2 Skematik Proses Perlakuan Panas
Proses perlakuaan panas pada baja dilakukan sampai temperatur 737oC
dalam waktu beberapa saat atau padan temperatur austenite, kenapa demikian,
karena pada fasa austenite adalah fasa tunggal yang mudah untuk berubah
menjadi fasa tunggal atau fasa lain atau fasa austenite adalah fasa yang labil.
Setelah dipanaskan diberikan pendinginan dengan 3 variasi; annealing,
normalizing, quenching. Annealing merupakan pendinginan lambat yang dapat
dilakukan dengan menggunakan media tungku yang akan menghasilkan material
dengan fasa Pearlitic, bertujuan untuk melunakkan besi atau baja sehingga dapat
dengan mudah dilakukan proses permesinan dan dapat dengan mudah dilakukan
pengerasan lagi dengan resiko keretakan yang kecil. Pendinginan normalizing
merupakan pendinginan yang normal, tidak lambat ataupun cepat yang
menggunakan media udara bertujuan untuk memperbaiki dan menghilangkan
struktur butiran kasar dan ketidakseragaman struktur dalam baja menjadi
berstrukrur yang normal kembali yang otomatis mengembalikan keuletan baja lagi
dan menghasilkan material berfasa pearlite. Pendinginan quenching merupakan
pendinginan cepat dengan media air, oli dan larutan garam yang menghasilkan
material bersifat keras dan getas berfasa martensite.
Pada proses ini baja dipanaskan hingga temperatur austenite kemudian
didinginkan secara mendadak /di quenching pada bak yang berisi air garam yang
panas yaitu pada temperatur martensite dan ditahan dalam bak sedemikian lama
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 109
hingga permukaan maupun inti baja memiliki suhu sama yaitu suhu martensit, lalu
diangkat dan didinginkan di udara, baru setelah mencapai suhu kamar baru
dilakukan tempering, serta austempering dengan pemanasan kembali dengan cara
menunda quenching material sampai suhu dibawah suhu austenite.
Hal-hal pokok yang dapat dibaca pada diagram fasa adalah :
1. Fasa-fasa yang ada.
2. Komposisi masing-masing fasa.
3. Fraksi fasa.
Fasa terbagi atas :
1. Fasa tunggal
a. Liquid
Gambar F.1 Kurva Heat Treatment
Diagram Fasa Fe-Fe3C
Gambar F.2 Diagram Fe-Fe3C
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 110
Hal-hal pokok yang dapat dibaca pada diagram fasa adalah :
1. Fasa-fasa yang ada.
2. Komposisi masing-masing fasa.
3. Fraksi fasa.
Fasa terbagi atas :
2. Fasa tunggal
a. Liquid
Pada fasa ini semua karbon larut padat dalam Fe.
b. Ferrite
1. Mempunyai kelarutan C maks 0.025 % pada 727o C.
2. Mempunyai sel satuan BCC.
3. Terbentuk pada temperatur ruang sampai 910oC.
c. Austenite
1. Kelarutan C maksimal mencapai 2.1 % pada 910oC.
2. Terbentuk pada 727-1492oC.
3. Sel satuan FCC.
d. Pearlitic
1. Sama dengan ferrite tapi temperaturnya berbeda.
2. Sel satuan BCC.
e. Cementite (Fe3C)
1. Komposisi karbon 6.67 % dan sisanya Fe.
2. Merupakan senyawa kimia antara Fe dan C.
3. Fasa ganda
Fasa ganda yaitu pengabungan dua fasa tunggal yang membentuk sifat
baru, contoh: perlit, lediburid, dan bainite.
Reaksi invariant adalah reaksi yang melibatkan tiga fasa dimana dua
fasa menjadi satu fasa atau sebaliknya. Terdapat tiga titik invariant yang
penting yaitu :
1. Titik eutectoid
Ferrite mangandung 0,22%C dan sementit 6,67 %. Campuran ferrite dan
sementit disebut pearlite. Reaksi masing-masing fasa dapat dihitung :
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 111
Reaksi ferrite : 022,067,6
77,067,6
X 100% = 88,7%
2. Titik eutectic
Pada kadar C 4,3% dan suhu 1148oC terjadi reaksi eutectic yaitu
pembentukan fasa austenite (2,11% C) dan cementite (6,67% C) dari fasa
cair (4,3% C). Campuran antara austenite dengan cementite disebut
ledeburit.
3. Titik peritic
Pembentukan besi-dendrit dan liquid dari fasa austenite. Selubility limit
merupakan batas karbon maksimum di dalam paduan Fe3C yaitu 6,67%,
jika tidak larut maka akan timbul grafit (karbon bebas, tidak berikatan
dengan Fe). Nilai tersebut berasal dari :
% C = x 100%
= 180
12X 100% = 6,67 %
2.3 Jenis-Jenis Pendinginan
Temperatur pemanasan yang umum dilakukan adalah To = A3 + 100o C,
selanjutnya dari temperatur austenite ini didinginkan melalui proses yang terlihat
pada gambar.
Berikut adalah jenis-jenis pendinginan :
1. Annealing, merupakan pendinginan lambat dalam tungku. Tujuannya
untuk membuat material menjadi lunak.
2. Normalizing, merupakan pendinginan di udara terbuka. Tujuannnya untuk
menormalkan kekerasan material.
3. Quenching, merupakan pendinginan dalam fluida cair seperti air, oli,
minyak dan lain-lain. Tujuannya umtuk membuat material menjadi lebih
keras.
4. Tempering
Proses perlakuan panas untuk menciptakan keuletan dengan cara
pemanasan kembali pada material setelah dilakukan quenching.
Proses tempering terbagi dua yaitu :
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 112
a. Austempering
Pemanasan kembali dengan cara menunda quenching material sampai
suhu dibawah suhu austenit 727oC dan di atas martensit kemudian
diholding setelah itu baru didinginkan dengan normalizing.
b. Martempering
Pendinginan material dengan cara quenching hingga material menjadi
dingin, setelah itu dipanaskan kembali hingga temperatur austenite lalu
diholding baru kemudian didinginkan kembali secara normalizing.
2.4 Kurva CCT dan TTT
Diagram transformasi fasa merupakan suatu diagram laju pendinginan yang
merupakan kombinasi suhu dan waktu. Serta memperlihatkan fasa-fasa yang
terdiri dari CCT (Continous Cooling Transformation) dan TTT (Time
Temperature Transformation).
Perbedaan antara CCT dan TTT adalah pada CCT tidak ada holding dan tidak
terbentuk bainit. Sedangkan pada TTT dilakukan holding dan terbentuk bainit.
Hal-hal yang mempengaruhi kurva CCT dan TTT adalah :
1. % C
Semakin besar % C maka kurva menjarak kekanan dan sebaliknya.
2. Ukuran besar butir austenite
Semakin besar butir austenite maka kurva semakin menjorok kekanan.
3. Unsur paduan lain.
Berikut gambar kurva CCT dan TTT Baja Hypoetecyoid
A. Kurva CCT B. Kurva TTT
ToC ToC
Gambar F.3 Diagram CCT dan TTT Pada Baja Hypoeutectoid
Ms
Mf
Ps Pf
M + P + a P + a
Ms
Mf
Ps Pf
M 100% BAINIT 100%
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 113
Baja Eutectoid Baja Eutectoid
ToC ToC
Gambar F.4 Diagram CCT dan TTT Pada Baja Eutektoid
Baja Hypereutectoid Baja Hypereutectoid
ToC ToC
Gambar F.5 Diagram CCT dan TTT Pada Baja Hypereutectoid
Dari kurva CCT di atas dapat kita lihat beberapa perbedaan. Pada baja
Hypoeutectoid ada dua fasa yang terbentuk matertensit dan perlite. Terbentuk fasa
Martensite + perlite setelelah melewati garis perlite start dan martensite finish.
Perlite 100%
Terbentuk karena pada saat pendinginan spesimen tidak melewati fasa martensite
awal dan martensite finish.
Pada baja eutektoid tebentuk tiga fasa setelah dilakukan pendinginan. Fasa
pertama yang terbentuk yaitu martensite 100%, pendinginan dengan membiarkan
baja di udara mengasilkan fasa martensite + perlite. Sedangkan pendinginan
didalam tungku atau secara lambat menghasilkan pearlite 100%.
Pada baja hypereutectoid juga terbentuk tiga, sama seperti pada baja eutectoid.
Tetapi pada baja hypereutektoid waktu yang dibutuhkan sedikit lama.
Ms
Mf
Ps Pf
M 100 % M + P P 100 %
Ms
Mf
Ps Pf
M 100% BAINIT 100%
Ms
Mf
Ps Pf
M 100 % P + M P 100 %
Ms
Mf
Ps Pf
M 100% P + M P 100 %
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 114
Pada kurva TTT, setelah spesimen mencapai suhu austenit (727 oC) dilakukan
holding terlebih dahulu gunanya agar semua bagian spesimen benar-benar
mendapat panas yang sama.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 115
BAB 3
METODOLOGI
3.1 Peralatan Percobaan
1. Tungku
2. Media quenching
3. Spesimen
4. Amplas
5. Rockwell Tester
3.2 Skema Alat
Spesimen dipanaskan didalamtungku
Gambar F.6 Tungku
Spesimen dicelup ke media Pendingin
Spesimen diukur nilai kekerasannya
Gambar F.3.2 Rockwell Tester
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 116
3.3 Prosedur Percobaan
1. Hidupkan tungku, atur temperatur sekitar 900oC.
2. Setelah tungku mencapai temperatur yang ditetapkan, masukan spesimen
(tanyakan pada asisten spesimen yang akan dipanaskan), panaskan selama
30 menit.
3. Siapkan media quenching, yaitu : air, minyak, oli, dan air garam.
4. Setelah spesimen dipanaskan selama 30 menit, lakukan pencelupan pada
masing-masing media.
5. Bersihkan spesimen hasil percobaan dan haluskan permukaannya.
6. Ukur kekerasan spesimen sebanyak 5 titik.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 117
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Percobaan
Tabel F.1 Hasil percobaan perlakuan panas
4.2 Pengolahan Data
InterpolasiAir
46.1 43346 432.145.3 426
Oli21.3 23321 230.920.3 226
25.6 25525 252.724.8 252
No. Titik Pengujian
HRC
AirAir
GaramOli Udara Tungku
1 47.5 57 22 10.5 -1.52 46 51 22.5 10 -0.53 45 51 21 9 0.54 50 52.5 22 12 15 62 53.5 25 11 1
HRC rata-rata
50.1 22.5 10.5 53.4 0.1
47.7 44647.5 444.846.8 441
45.3 42645 421.2544.5 415
50.5 48050 47549.8 473
22.2 23822 236.821.3 233
23.1 24322.5 239.622.2 238
22.2 23822 236.821.3 233
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 118
Udara11 19010 186.48.5 181
- -11 190- -
Air Garam51.1 48851 487.150.5 480
Tungku 3 1621 155.30 152
1. Air
1. HRC = 47.5 BHN = 444.8
2. HRC = 46 BHN = 432.1
3. HRC = 45 BHN = 421.25
4. HRC = 50 BHN = 475
5. HRC = 62 BHN = -
2. Air Garam
1. HRC = 57 BHN = -
2. HRC = 51 BHN = 486.3
3. HRC = 51 BHN = 486.3
4. HRC = 52.5 BHN = -
5. HRC = 55.5 BHN = -
3. Oli
1. HRC = 22 BHN = 263.8
2. HRC = 22.5 BHN = 239.6
3. HRC = 21 BHN = 230.9
11 19010.5 188.28.5 181
11 1909 182.88.5 181
13.4 20012 194.111 190
51.1 48851 487.150.5 480
3 1620.5 153.60 152
3 1621 155.30 152
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 119
4. HRC = 22 BHN = 236.8
5. HRC = 25 BHN = 252.7
4. Udara
1. HRC = 10.5 BHN = 188.2
2. HRC = 10 BHN = 186.4
3. HRC = 9 BHN = 182.8
4. HRC = 12 BHN = 194.1
5. HRC = 11 BHN = 190
5. Tungku
1. HRC = -1.5 BHN = -
2. HRC = -0.5 BHN = -
3. HRC = 0.5 BHN = 133.6
4. HRC = 1 BHN = 155.3
5. HRC = 1 BHN = 155.3
4.3 Tabel Hasil Perhitungan
Tabel F.2 Hasil perhitungan perlakuan panas
No. Titik Pengujian
BHN
AirAir
GaramOli Udara Tungku
1 444.8 236.8 188.2 -2 432.1 486.3 239.6 186.4 -3 421.25 486.3 230.9 182.8 153.64 475 - 236.8 194.1 155.35 - - 252.7 190 155.3
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 120
4.4 Grafik
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5
HRC
Titik ke-
Grafik Kekerasan HRC
Air
Oli
Udara
Air Garam
Tungku
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 121
4.5 Analisa
Praktikum tentang heat treatment ini memberikan pengetahuan
tentang kekerasan logam dengan perlakuan termal untuk dapat
memperoleh kemampuan fisik yang diinginkan. Pada praktikum ini
menggunakan 5 buah spesimen dengan pemberian pemanasan dengan
temperatur 910oC, yang membedakan dari kelima spesimen adalah lama
pendinginan atau proses pendinginannya ada yang dengan menggunakan
metoda annealing yaitu pendinginan secara lambat yang setelah
dipanaskan material didinginkan tetap didalam tungku, sedangkan material
yang menggunakan media pendinginan air adalah quenching yaitu
pendinginan dengan cepat, begitu juga dengan oli dan air gram.
Pada proses pendinginan dengan menggunakan air, oli, dan air
garam materialnya akan menjadi lebih kuat dibandingkan dengan material
yang didinginkan didalam tungku. Kemudian terdapat pendinginan
normalizing yaitu pendinginan yang normal, tidak cepat ataupun lambat.
Pada praktikum ini, praktikan menggunakan media udara untuk
normalizing yang tidak condong material lunak ataupun keras. Kemudian
yang terakhir adalah menggunakan media air garam yang bisa dibilang
quenching.
Berdasarkan teori bahwa dengan menggunakan media pendinginan
air garam material akan memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi dari
material lain dengan media pendinginan yang lain pula baik dengan air,
oli, udara, muaupun tungku dikarenakan air garam (Na dan Cl)
mengandung adalah paduan unsur yang bersifat dapat meningkatkan
kekerasan yang berdifusi kedalam material.
Setelah melalui proses pendinginan tersebut, secara pengujian
material diberikan pengujian kekerasan dengan 5 buah titik tiap masing-
masing spesimen yang menghasilkan nilai kekerasan yang berguna untuk
mengetahui bahwa apakah benar pernyataan secara teoritis.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 122
Diperoleh hasil dari pengujian Heat treatment ini yang paling
lemah tingkat kekerasannya adalah spesimen yang menggunakan proses
pendinginan dengan media tungku dan yang paling tinggi nilai
kekerasannya adalah spesimen yang menggunakan media air garam pada
proses pendinginan. Namun pada praktikum ini dilakukan agar mahasiswa
mampu mengetahui proses dan penanganan mengenai material diwaktu
yang akan datang.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 123
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Pada praktikum Heat treatment ini dapat disimpulkan bahwa spesimen
yang diberikan perlakuan panas dan setelah itu diberikan berbagai macam tenggat
waktu pendinginan, ada yang lama dan sebentar. Dengan pendinginan dalam
waktu yang singkat material akan shock termal sehingga material tidak dapat
menahan perlakuan termal yang mendadak sehingga material sangat keras tapi
rapuh, dan sebaliknya pada spesimen yang pendinginannya lambat akan
menghasilkan material yang memiliki nilai kekerasan yang kecil, dan semakin
banyak paduan unsur-unsur yang bersifat meningkatkan kekerasan maka material
akan meningkat kekerasannya.
5.2 Saran
1. Diharapkan untuk para praktikan untuk melakuakn perintah yang diberikan
oleh asisten dan diawasi oleh asisten dalam melakukan pengujian.
2. Menghaluskan material dengan gerinda dan diusahakan material datar.
3. Gunakan alat yang menunjang praktikum tanpa merusaknya.
LAMPIRAN F
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 124
LAMPIRAN F
TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM
1. Apa yang dimaksud dengan fasa martensite dan bagaimana terbentuknya
martensite adalah fasa yang terbentuk akibat pendinginan yang cepat dari
fasa austenite yang terjadi dibawah eutectoid.
Terbentuknya martensite
Logam campuran ferrite dan cementite dipanaskan hingga temperatur fasa
austenite 727oC atau lebih, namun standard praktikum adalah 910oC untuk
tidak mengalami pengurangan panas terhadap panas dari luar. Sehingga
BCC memanjang/bertambah besar kemudian berdifusi karbon saat
pemanasan kedalam material. Pada saat pendinginan cepat atom karbon
terkurung dan membentuk BCT (Body Centered Tetragonal).
2. Apa pengaruh pemanasan terlalu lama terhadap struktur mikronya?
Pemanasan yang terlalu lama terhadap struktur mikro baja akan
menyebabkan terjadinya perubahan fasa sehingga kekerasan suatu material
akan menurun dan menimbulkan kerapuhan.
3. Gambarkan pada diagram fasa daerah pemanasan untuk proses pelunakan
dan pergeseran baja!
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 125
4. Apa yang dimaksud dengan struktur Vidmanstaten dan proses bagaimana
proses terbentuknya?
Proses terbentuknya
Baja karbon rendah dipanaskan hingga temperatur kritis
bertransformasi menjadi γ dan α. Temperatur kritis batas butir rata-
rata mencapai minimum. Pemanasan selanjutnya menghasilkan butir
yang besar.
Baja karbon menengah sama dengan baja karbon rendah tapi
pembesaran butir dimulai dari 1 pengeras.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 126
TUGAS SETELAH PRATIKUM
1. Temperatur pemanasan hingga suhu austenite adalah karena fasa austenite
merupakan fasa tunggal yang dapat berubah menjadi fasa lain. Selain itu,
austenite merupakan fasa tunggal yang paling stabil dan mempunyai daerah
temperatur yang lebar dan karena pada temperatur tersebut karbon larut padat
dalam Fe.
2. Media quenching yang meghasilkan kekerasan paling tinggi adalah air garam.
Karena pada air terjadi pendinginan secara cepat sehingga diperoleh kekerasan
yang tinggi. Pada air garam, atom-atom penyusunnya yaitu Na dan Cl yang
mempunyai konduktifitas akibatnya penurunan suhu permukaan yang cepat
akan diikuti dengan penurunan suhu dalam material sehingga terbentuk lapisan
keras dengan ketebalan tertentu.
3. Baja karbon rendah sulit ditingkatkan kekerasannya karena kadar karbonnya
yang rendah tidak memungkinkan menghasilkan martensite bila dilakukan
quenching. Selain itu, jika kekerasannya ditingkatkan maka baja karbon rendah
cenderung rapuh.
4. Tempering adalah suatu proses untuk menurunkan dan menaikkan kekerasan
dan kerapatan bahan hingga memenuhi persyaratan penggunaan. Jika
kekerasan turun, maka kelarutan tarik akan turun, dan sebaliknya. Proses
tempering dilakukan dengan mengurangi kegetasan martensite. Bahan
dipanaskan hingga temperatur austenite kemudian dicelup cepat untuk
mendapatkan martensite yang keras dan cukup liat. Semakin lama pemanasan
material semakin rapuh.
5. Perbedaan antara proses austempering dengan martempering :
a. Proses austempering
Proses pencelupan tertunda dimana setelah pendinginan hingga suhu di
atas martensite kemudian dilakukan penahanan suhu di atas hingga suhu
tersebut menjadi trasnformasi isotermal. Austenite dibiarkan
tertransformasi secara termal menjadi ferrite dan karbida di atas
martensite.
Laporan Akhir Praktikum Metalurgi Fisik 2011/2012 Perlakuan Panas
Kelompok 5 127
b. Proses martempering
Proses pencelupan terputus setelah pencelupan langsung hingga di atas
martensite. Kemudian material didinginkan secara lambat, austenite
berubah menjadi martensite yang seragam dan tidak terjadi distorsi.
DAFTAR PUSTAKA
Callister, W.D. 1991. “ Material science & Engineering an Introduction “. John Willey& Son’s
Davis, H.E . “ The Testing and Inspection of Engineering Materials ”. Mc.Graww Hill Book.co
Dieter, G.E. “ Mechanical Metallurgy ”. Mc.Graww Hill Book.co
Gibbs, G. B. “Influence of Chemical Environtment on High TemperatureMechanical Properties”. London: Metal Society, 1975
Swann, P. R. “Mechanisme of Environtment Sensitive Cracking of Material”.London: Metal Society, 1975