Jenis Uji Keras

 

UJI DSETRUCTIVE TEST “HARDNESS TEST”  TEST” 

Disusun Oleh: Liza Mulyadiana 061001800506

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS TRISAKTI 2018

 

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya makalah yang  berjudul “Uji “Uji Destructive  Destructive Test “Hardness Test ””. ””. Atas dukungan moral dan materi yang diberikan dalam penyusunan makalah ini, maka penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1.  Orang tua yang membantu dan mendukung penulis dalam segala hal 2.  PT Komatsu Indonesia Selaku perusahaan yang mendukung penulis p enulis untuk mencari data mengenai Uji Destructive Test. 3.  Pak David selaku rekan kerja bidang MTC ( Material Technology Center ) yang telah memberikan materi pendukung dan pengujian Destructive Test dan masukkan kepada  penulis 4.  Teman-teman yang membantu dan mendukung penulis dalam mencari, mendukung dan membaeri masukkan kepada penulis 5.  Ibu Dr.Rianti Dewi SA, ST,M.Eng. IPM, Dosen Struktur dan Sifat Material, yang  banyak memberikan materi pendukung, dan bimbingan kepada penulis. p enulis. Penulis menyadari bahwa makalah ini belumlah sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari rekan-rekan sangat dibutuhkan untuk penyempurnaan makalah ini.

Jakarta, 14 Desember 2018

Liza Mulyadiana

 i

 

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................... .............................................. ...................................................................... ................. i DAFTAR ISI.................................................................................................................................. ii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................ .................................................. ........................................................... ....... 1 1.1. Latar Belakang ...................................................... .......................................................................................................... ........................................................... ....... 1

1.2.

Tujuan dan Manfaat ....................................................... ......................................................................................................... .................................................. 1

BAB II ISI MAKALAH................................................................................................................ 2

2.1.

Pengertian Uji Keras ( Hardness  Hardness Tester ) .......................................................................... 2

2.2.

Sejarah Uji Keras .................................................. ...................................................................................................... ........................................................... ....... 2

2.3.

Jenis-Jenis Uji Keras ...................................................... ........................................................................................................ .................................................. 4 2.3.1 Metode Pengujian Keras ......................................................................................... 4 2.3.2.Teknik Pengujian Kekerasan ................................................................................ 18

2.4.

Konversi Nilai Keras ...................................................................................................... ...................................................... ................................................ 19

2.5.

Kegunaan Uji Keras ....................................................................................................... ....................................................... ................................................ 19

BAB III PEMBAHASAN ........................................................................................................... 20

3.1.

Contoh Uji Kekerasan Menggunakan Metode Brinell .............................................. ................................................... ..... 20

BAB IV KESIMPULAN ......................................................................................................... ................................................... ......................................................... ..... 22

4.1.

Kesimpulan............................................................ Kesimpulan................................................................................................................ ......................................................... ..... 22

4.2.

Daftar Pustaka .................................................................................................. ............................................. ................................................................... .............. 22

 ii

 

BAB I PENDAHULUAN 1.1. 

Latar Belakang Suatu Komponen (Material padat) dalam proses pembuatannya tidak lepas dari permasalahan kecacatan fisik atau kerusakan yang terjadi pada komponen tersebut. Kerusakan atau kecacatan tersebut dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar dari segi kualitas maupun segi cost. Oleh karena itu, untuk mengurangi terjadinya kecacatan dalam suatu komponen kita perlu melakukan suatu pengujian untuk mengetahui standard kualitas untuk perlakuan yang sesuai pada komponen yang akan di proses dengan melakukan proses uji Destructive Test . Uji  Destructive Test  bertujuan untuk mengetahui performa pada material yang bersangkutan, salah satunya bila material tersebut dikenai kerja dari luar dengan besar gaya yang berbeda –  berbeda  –  beda.  beda. Pengujian ini umumnya jauh lebih mudah untuk dilaksanakan, selain itu memberikan informasi yang lebih baik dibandingkan dengan Non-Destructive Test . Jenis-jenis uji Destructive Test  antara  antara lain adalah Uji Testing),Uji Tekan (Compressed Tester ), Tarik ), ), UjiMakalah Bengkokini( Bending Tester  )(,Tensile Uji  Impact dan Uji Keras ( Hardness  Hardness Tester ). ). Pada penulis ingin membahas mengenai Uji Keras ( Hardness Tester ))..

Kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu material terhadap gaya penekan dari material lain yang lebih keras dalam skala yang terlokalisasi ( Localized  Localized Region). Melalui prinsip ini, uji kekerasan pun dikembangkan. Dari mulai metode goresan yang memanfaatkan nilai kekerasan minel, metode pantulan yang memanfaatkan hilangnya energi potensial, metode elektromagnetik ( Non  Non Destructive Test ) hingga kekerasan skala nano. Namun demikian, metode yang paling umum digunakan oleh industri dan skala lab adalah metode indentasi, baik secara makro maupun mikro.   Berdasarkan latar belakang diatas, maka dalam makalah ini penulis akan menjelaskan suatu pengujian mengenai uji keras ( Hardness Tester ))..

1.2. 

Tujuan dan Manfaat 1.  Mengetahui asal usul adanya uji keras 2.  Mengetahui Jenis-Jenis Uji Keras 3.  Memahami pengujian kekerasan dengan metode Brinell,Vickers, Knoop, dan Rockwell serta cara mengkonversi nilai kekerasan 4.  Mengaplikasikan beberapa formulasi dasar untuk memperoleh nilai kekerasan material dengan uji Brinell.

 1

 

BAB II ISI MAKALAH 2.1. 

Pengertian Uji Keras ( Hardness  Hardness Tester) Uji Keras ( Hardness  Hardness Tester ) kemampuan suatu bahan untuk menahan indentasi atau deformasi permanen ketika bersentuhan dengan indentor yang sedang dimuat. Umumnya tes kekerasan terdiri dari menekan indentor geometri yang dikenal dan sifat mekanik ke dalam bahan uji. Kekerasan material dikuantifikasi menggunakan salah satu dari berbagai skala yang secara langsung atau tidak langsung menunjukkan tekanan kontak yang terlibat dalam deformasi  permukaan uji.  Karena indentor ditekan ke dalam bahan selama pengujian, kekerasan juga dilihat sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban tekan.

2.2. 

Sejarah Uji Keras Metode pengujian kekerasan telah digunakan dalam berbagai format selama lebih dari dua abad dan telah memberikan informasi material yang berharga dan relevan mulai dari revolusi industri, perang dunia hingga eksplorasi ruang angkasa an gkasa serta pada era elektronik dan informasi. Selama bertahun-tahun, pengujian kekerasan telah berkembang cukup dramatis dari pengujian gores (Metode Goresan) sederhana menjadi penguji bermotor hingga sistem canggih yang sepenuhnya otomatis dan dikendalikan komputer. Asal usul uji keras berawal sekitar tahun 1722, pengembangan instrumentasi pengujian kekerasan telah konsisten dengan teknologi yang  berkembang dalam banyak hal.  Beberapa jenis tes kekerasan pertama berasal dari  batangan yang bervariasi dalam kekerasan yang dilakukan pengujian dari ujung ke ujung. Konsentrasi di mana material yang diuji bisa membentuk goresan pada bar yang merupakan faktor yang menentukan kekerasan suatu spesimen. Hal tersebut memberi indikasi kekuatan material yang relatif dan sebuah perbandingan yang cukup memadai untuk sementara waktu. Bentuk pengujian goresan diperkenalkan pada tahun 1800 oleh ahli mineralogi Jerman bernama Friedrich Mohs. Yang dikenal sebagai tes kekerasan Mohs, pengguna akan menggores sampel menggunakan bahan kekerasan yang ada. Kemudian, tes ini ditingkatkan ke format yang lebih standar dan melibatkan  permukaan material digoreskan dengan berlian dan mengukur lebar garis yang dihasilkan. Mohs memilih berlian, berdasarkan propertinya sebagai substansi alami yang paling keras dan berlian dapat menghasilkan goresan pada hampir semua zat lainnya. Tes ini menggunakan skala dari 1-10, semakin tinggi nilainya maka, semakin keras material yang di uji. Dalam beberapa proses, metode  Mohs masih digunakan sampai sekarang. Berbagai bentuk uji kekerasan terus diperkenalkan selama 100 tahun ke depan atau lebih.  2

 

Transformasi pertama mengacu pada pengujian yang lebih sistematis dengan pengenalan tes indentasi. Metode ini diperkenalkan pada 1859 dan didasarkan pada gaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan indent 3,5 mm dalam  bahan uji. Kedalaman yang yang diukur dengan sistem skala vernier dan total berat yang diperlukan untuk mencapai 3,5 mm diindikasikan sebagai kekerasan. Indentor tersebut terdiri dari kerucut terpotong yang meruncing dari 5 mm di bagian atas hingga 1,25 mm pada titik tersebut. Metode tes kekerasan indentasi diusulkan pertama kali oleh  J. A. Brinell   pada tahun 1900. Tujuannya adalah untuk menemukan cara yang konsisten dan cepat dalam menentukan kekerasan material. Tes kekerasan Brinell, masih banyak digunakan saat ini, terdiri dari indentasi permukaan logam dengan den gan bola berdiameter 1 hingga 10 mm dengan beban berat hingga 3.000 kg. Tes Brinell menjadi sarana pengujian bahan yang efektif dan produktif yang  juga memiliki kontribusi untuk mengantarkan pada era pengujian kekerasan. Akan tetapi, metode ini memiliki keterbatasan dimana ukuran identor (identor berbentuk  bola) pada metode  Brinell relatif besar sehingga memiliki nilai presisi yang kecil  pada spesimen yang relatif kecil. Selain itu, Gaya yang dihasilkan di hasilkan dari d ari pengujian tersebut berpotensi merusak spesimen sehingga pengujian spesimen kurang effisien. Untuk itu permintaan mengenai uji keras semakin tinggi mengenai teknik  pengujian yang andal dan produktif. Perkembangan uji keras semakin meningkat menuju pengujian yang memiliki metode uji yang lebih efisien dengan adanya pengujian Identasi menggunakan metode  Rockwell yang diperkenalkan sekitar tahun 1914 oleh S.R  Rockwell. Dengan aplikasi paten yang disetujui pada tahun 1919 serta melakukan  proses pengembangan yang disetujui pada tahun 1924. Metode ini ini menjadi metode utama yang lebih disukai untuk melakukan proses pengujian. Tahun 1924, merupakan pengembangan test uji keras yang dikenal dengan metode Vickerss hardness di Inggris oleh  R.Smith dan G.Sandland  yang  yang memiliki  beban yang lebih konsisten dan ringan. Metode ini memiliki prinsip yang sama dengan pengujian menggunakan metode Brinell  Brinell dengan jenis identor yang berbeda yaitu berbentuk piramida. Tahun 1939, alternatif test Vickers yang dikenal sebagai tes Knoop  diperkenalkan oleh F.Knoop,C.G.Peters   dan W.B.E. Emerson Biro standar  Nasional AS. Tes Knoop menggunakan identor piramida berlian yang lebih dangkal dan memanjang dan dirancang untuk digunakan pada kekuatan uji yang lebih rendah di banding dengan pengujian dengan metode Vickerss hardness denganhasil yang lebih akurat untuk material yang rapuh dan tipis. Metode uji  Brinell,Rockwell,Vickers dan Knoop  telah ditetapkan sebagai teknik uji material yang bermanfaat dan dapat diandalkan.

 3

 

2.3. 

Jenis-Jenis Uji Keras Terdapat tiga tipe utama dari perhitungan kekerasan, yaitu Metode Goresan, Metode Pantulan, Metode Indentasi. Sedangkan berdasarkan skalanya (termasuk  besar indentasi dan gaya), pengujian kekerasan terbagi menjadi: a.  Uji Kekerasan Makro (Macrohardness) (Rockwell, Brinell, Vickers) Adalah metode yang paling banyak digunakan untuk pengukuran kekerasan rutin cepat. Kekuatan indentasi dalam uji kekerasan makro  berada pada kisaran 50N sampai 30000N.  b.  Uji Kekerasan Mikro (Microhardness) (Micro-Vickers, Knoop) Berlaku bila kekerasan pelapis (Coating), kekerasan permukaan (Surface), atau kekerasan dari fase yang berbeda dalam material multifasa diukur. Piramida berlian kecil digunakan sebagai indenter dengan kekuatan kecil pada kisaran 10 sampai 1000gf. c.  Uji Kekerasan Nano (Nanohardness) Menggunakan pembebanan kecil/minor sekitar 1 nano-Newton diikuti oleh perhitungan kedalaman yang presisi dari indentasi

2.3.1.  Metode Pengujian Keras  Penjelasan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (scratching), pantulan ataupun indentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Berdasarkan mekanisme penekanan tersebut, dikenal 3 metode uji kekerasan: 1.  Metode gores Prinsip pengujian adalah penggoresan permukaan dua jenis material, yaitu material yang ingin diuji nilai kerasnya danlebar material lain sebagai pembanding.Dengan mengukur kedalaman atau goresan  pada material uji maka kita bisa menentukan secara kualitatif kekerasan material tersebut dibandingkan dengan material pembanding. Metode ini banyak digunakan dalam dunia mineralogi yang diperkenalkan oleh Friedrich Mohs pada tahun 1815, dimana ia membagi kekerasan material di dunia ini berdasarkan skala (Yang kemudian dikenal sebagai Skala Mohs). Skala S kala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang paling rendah (talc) hingga skala 10 sebagai nilai kekerasan tertinggi (intan). Urutan dari skala Mohs yaitu:

 4

 

Tabel 1. Urutan Skala Mohs (Source :Modul Panduan Karakterisasi Material 1 Universi Universitas tas Indonesia

Urutan Skala Mohs 1.  Talc 6.  Orthoclase 2.  Gipsum 7.  Quartz 3.  Calcite 8.  Topaz

 

4.  Apatite Fluorite 5.

 

9.  Corundum 10. Diamond (intan)

Gambar 1. Urutan Skala Mohs (Source :Modul Pengujian Material Universitas Indonesia)

Metode ini memiliki kekurangan utama yaitu ketidak akuratan dalam menilai kekerasan suatu material dimana, apabila suatu mineral mampu digores oleh Quartz (7) tetapi tidak mampu digores oleh Orthoclase (6), maka kekerasan mineral tersebut berada antara 6 dan 7. Bila kekerasan mineral diuji dengan metode lain, ditemukan bahwa nilai-nilainya berkisar antara 1-9 saja sedangkan nilai 9-10 memiliki rentang yang besar. Sehingga metode ini tidak cocok digunakan untuk logam dan tidak banyak lagi digunakan dalam bidang metalurgi dan material. 2.  Metode Pantulan ( Rebound   Rebound ) Metode ini menjelaskan bahwa kekerasan suatu material ditentukan oleh Scleroscope yang mengukur ketinggian suatu pantulan dari suatu ( Hammer   Hammer ) dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan ( Rebound ) yang dihasilkan mewakili kekerasan benda uji. Sehingga semakin inggi  pantulan tersebut, yang ditunjukkan oleh dial pada alat ukur, maka kekerasan benda uji dinilai semakin tinggi.contoh penggunaanya pada Equotip.

 5

 

Gambar 2. Contoh pengaplikasian uji Kekerasan metode pantulan dengan Equotip (Source: Google)

3.  Metode Indentasi

Metode ini dilakukan dengan cara penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material ditentukan oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan (tergantung jenis indentor dan jenis  pengujian). Berdasarkan prinsip bekerjanya metode uji kekerasan dengan cara indentasi dapat diklasifikasikan dimana 3 Jenis ini merupakan uji keras yang sering digunakan   dan akan dijelaskan sebagai berikut: a.  Metode Brinell  Diperkenalkan oleh  JA Brinell  tahun 1900. Sebagai uji indentasi yang pertama kali diperkenalkan, pengujian  Brinell menggunakan bola baja yang diperkeras (hardened steel ball) atau tungsten karbida dengan beban dan waktu indentasi tertentu. Hasil penekanan berupa jejak yang berbentuk setengah  bola dengan permukaan lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya dengan mikroskop khusus pengukur jejak. Nilai kekerasan dapat dikorelasikan ke tensile strength, ketahanan aus, keuletan. Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan oleh rumus:

 = Dimana: P D d t

      2  =  ( − √ −  ) 

: Beban (Kgf) : Diamaeter Indentor (mm) : Diameter Jejak (mm) : Kedalaman Jejak (mm)

 6

 

Gambar 3. Prinsip Indentasi dengan Metode Brinell (Source: Modul Pengujian Material Universitas Indonesia)

Prosedur standar pengujian mensyaratkan bola baja dengan diameter 10 mm dan beban 3000 kg untuk pengujian logamlogam ferrous, atau 500 kg untuk logam-logam non-ferrous. Untuk logam-logam ferrous, waktu indentasi biasanya sekitar 10 detik sementara untuk logamlogam non-ferrous sekitar 30 detik. Walaupun demikian pengaturan beban dan waktu indentasi untuk setiap material dapat pula ditentukan oleh karakteristik alat penguji. Nilai kekerasan suatu material yang dinotasikan dengan ‘HB’ tanpa tambahan angka di belakangnya menyatakan kondisi pengujian standar dengan indentor bola baja 10 mm,  beban 3000 kg selama waktu 1 — 15 15 detik. Untuk kondisi yang lain, nilai kekerasan HB diikuti angka-angka yang menyatakan kondisi pengujian. Contoh: 75 HB 10/500/30 menyatakan nilai kekerasan Brinell sebesar 75 dihasilkan oleh suatu pengujian dengan indentor 10 mm, pembebanan 500 kg selama 30 detik.

Gambar 4. Hasil indentasi Brinellberupa jejak berbentuk lingkaran dengan ukuran diameter dalam skala mm (Source: ASM Vol 8) 8)

Perhitungan telah dibuat dan tersedia dalam bentuk tabel untuk berbagai kombinasi diameter tayangan dan pemuatan. Tabel 2 daftar nomor kekerasan Brinell untuk diameter indentasi 2,00 hingga 6,45 mm untuk beban 500, 1000, 1500, 2000, 2500, dan 3000 kgf

 7

 

Tabel 2. Brinel Hardness Numberl (Source: ASM Vol 8)

 8

 

 9

 

Untuk menghindari kesalahan penggunaan dan kesalahan dalam pengujian kekerasan Brinell, dasar dan keterbatasan tes harus benar-benar dipahami. Tindakan pencegahan berikut harus diamati sebelum pengujian.  Ketebalan benda uji harus diperhatikan sedemikian rupa sehingga tidak ada tonjolan atau tanda lainnya yang menunjukkan efek beban muncul di sisi  potongan yang berlawanan dengan jejak.  Ketebalan spesimen harus setidaknya sepuluh kali kedalaman indentasi. Kedalaman indentasi. Tabel 3. Persyaratan ketebalan minimum untuk tes kekerasan Brinell (Source:  ASM Vol 8)

Ketebalan Minimum Spesimen

Kekerasan Kekerasan Minimum yang dapat dilakukan tes Brinell dengan ama aman n

mm

in

3000 Kgf Load 1500 Kgf Load 1500 Kgf Load

1.6

0.0625

602

301

100

3.2

0.125

301

150

50

4.8

0.1875

201

100

33

6.4

0.25

150

75

25

8

0.3125

120

60

20

9.6

0.375

100

50

17

b.  Metode Vickers  Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk  piramida dengan sudut 136°. Prinsip pengujian adalah sama dengan metode Brinell, walaupun jejak yang dihasilkan  berbentuk bujur sangkar berdiagonal. Panjang diagonal diukur dengan skala pada mikroskop pengukur jejak. Nilai kekerasan suatu material diberikan oleh:

 22  1.854   =    =   

Dimana: P L Ө 

: Beban (Kgf) :Panjang diagonal rata-rata dari jejak berbentuk  bujur sangkar (mm) :Sudutr antara sisi yang berlawanan = 136°

 10

 

Gambar 5. Skematis prinsip inde indentasi ntasi dengan metode vickers (Source (Source:: Modul Pengujian Material Universitas Indonesia)

Penggunaan indentor intan berbentuk piramid pada metode Vickers sangat menguntungkan karena dapat digunakan untuk memeriksa bahan-bahan dengan kekerasan tinggi. Di samping itu, bentuk dan geometri jejak yang dihasilkan tidak banyak terpengaruh oleh besarnya beban yang diberikan sehingga  besarnya beban tidak perlu dikontrol terlalu ketat seperti halnya  pada metode brinnel. Selain S elain pada skala makro, ma kro, metode vickers dapat digunakan pada skala mikro, dengan pembebanan sangat rendah, yaitu 1-1000 gram. Penampang jejak untuk uji ini sangat  bergantung dari sifat material yang yang akan diindentasi dapat dilihat  pada Gambar 6.

Gambar 6. Jenis identifikasi piramida berlian. (a) identifikasi sempurna;

(b) orientasi bantalan karena tenggelam; (c) identifikasi berlaras karena (dieter))  ridging (source: Mechanical Metallurgy (dieter)) 

Penulisan hasil pengujian kekerasan Vickers mirip dengan Brinell, yaitu sebagai contoh: 300 HV 30/60 yang berarti benda uji memiliki kekerasan 300 HV pada pembebanan 30 kgf dan waktu tahan 60 detik. Standar pengujian kekerasan Vickers bagi material logam dapat dilihat pada ASTM E92.

 11

 

Diamond indenter, 136° face angle, Beban 1 kgf Tabel 4.Vickers Hardness Number (Source:ASTM E 92)  

 12

 

 13

 

c.  Metode Rockwell  Berbeda dengan metode Brinell dan Vickers di mana kekerasan suatu bahan dinilai dari diameter/diagonal jejak yang dihasilkan, maka metode ini merupakan uji kekerasan dengan  pembacaan langsung (Direct-Reading). Metode ini banyak digunakan dalam industri karena praktis. Prinsip pengujian pada

metode rockwell yaitu dengan melakukan pembebanan sebanyak 2 tahap, dimana tahap pertama adalah pembebanan minor untuk menentukan titik awal (Starting Point) dan tahap kedua adalah pembebanan mayor (Pembebanan Utama). Dibutuhkan waktu tunggu (Dwell Time) pada setiap  pembebanan, setiap pembebanan mempunyai dwell time yang  berbeda. Nilai kekerasan didapatkan bukan dihitung dari  panjang diameter yang didapatkan melainkan oleh kedalaman (h) penetrasi dari indentor. Ada dua jenis tes Rockwell: Rockwell dan Rockwell dangkal. Dalam pengujian Rockwell, beban kecil adalah 10 kgf, dan beban utama adalah 60, 100, atau 150 15 0 kgf. Dalam pengujian Rockwell dangkal, beban kecil adalah 3 kgf, dan beban utama adalah 15, 30, atau 45 kgf.  Dalam kedua tes, indentor dapat  berupa kerucut berlian atau bola yang mengeras tergantung pada karakteristik material yang diuji. Indenters bola mengeras dengan diameter 116, ⅛, ¼ dan, ½in. (1,588, 3,175, 6,35, dan 12,7 mm) digunakan untuk menguji bahan yang lebih lunak seperti baja yang sepenuhnya dianil, nilai yang lebih lunak dari  besi tuang, dan berbagai jenis logam nonferrous. Bola baja mengeras secara tradisional telah digunakan untuk pengujian Rockwell. Pada uji Keras Rockwell ada 30 skala yang berbeda, yang ditentukan oleh kombinasi indentor dan beban minor dan mayor (Tabel 5 dan 6 ). Dalam banyak contoh, toleransi kekerasan Rockwell ditentukan atau ditunjukkan pada gambar. Kadangkadang, bagaimanapun, skala Rockwell harus dipilih untuk menyesuaikan dengan keadaan tertentu.

 14

 

Tabel 5. Rockwell standard Hardness (Source: ASTME 18)

Tabel 6.

Skala kekerasan superfisial Rockwell (Source: ASTME 18)

Catatan: Skala Rockwell N dari tester kekerasan dangkal digunakan untuk bahan yang mirip dengan yang diuji pada skala Rockwell C, A, dan D, tetapi pengukur tipis atau kedalaman kasus. Skala Rockwell T digunakan untuk bahan yang sama dengan yang diuji pada skala Rockwell B, F, dan G, tetapi  15

 

 pengukur tipis. Ketika diperlukan lekukan menit, penguji kekerasan yang dangkal harus digunakan. Skala Rockwell W, X, dan Y digunakan untuk bahan yang sangat lembut. Huruf N menunjukkan penggunaan indentor berlian; huruf T, W, X, dan Y menunjuk pengarah bola baja. Nilai kekerasan Rockwell superfisial selalu dinyatakan dengan nomor yang dilambangkan dengan angka dan huruf yang menunjukkan kombinasi beban dan indentor. Misalnya, 80 HR30N menunjukkan pembacaan 80 80  pada skala Rockwell dangkal menggunakan indentor berlian dan  beban besar 30 kgf Sebagian besar aplikasi untuk pengujian  baja, kuningan, dan bahan lainnya ditutupi oleh skala sk ala Rockwell C dan B. Namun, peningkatan penggunaan bahan selain baja dan kuningan serta bahan tipis memerlukan pengetahuan dasar tentang faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih skala yang tepat untuk memastikan tes Rockwell yang akurat. Pilihannya tidak hanya antara tes kekerasan k ekerasan biasa dan tes kekerasan superfisial, dengan tiga beban utama yang berbeda untuk masing-masing, tetapi juga antara indentor berlian dan 116, ⅛, ¼, dan ½ in. (1.588, 3.175, 6.35, dan 12.7 mm) indenters  bola diam. Jika tidak ada spesifikasi atau at au ada keraguan tentang kesesuaian skala yang ditentukan, analisis harus dibuat dari faktor-faktor berikut yang mengontrol pemilihan skala: • Jenis material • Ketebalan spesimen atau ketebalan lapisan yang dikeraskan  dikeraskan   pada permukaan bagian • Lokasi pengujian • Keterbatasan skala  skala  4.  Metode Micro Hardness Hardness  Uji makro-Vickers (ASTM E 92) beroperasi di atas berbagai gaya yang diterapkan dari 1 hingga 120 kgf, meskipun banyak ban yak penguji hanya mencakup kisaran 1 hingga 50 kgf, yang biasanya memadai. Penggunaan kekuatan di bawah 1 kgf dengan tes Vickers pertama kali dievaluasi pada tahun 1932 di National Physical Laboratory di Inggris. Empat tahun kemudian, Lips dan Sack membangun alat penguji Vickers pertama yang dirancang untuk gaya terapan rendah. Metode Knoop merupakan Merupakan salah satu metode pengujian kekerasan mikro, yaitu uji kekerasan dengan benda uji yang kecil atau sangat tipis. Metode ini digunakan saat benda uji bersifat getas atau memiliki ketebalan yang tipis. Pengujian Knoop (dan Vickers) sangat sensitif terhadap kondisi permukaan, sehingga membutuhkan polishing (diamond/Al2O3). Namun demikian pengujian Knoop dapat mendeteksi anisotropi dan sangat akurat pada aplikasi beban manapun. Disebut microhardness karena beban yang digunakan kurang dari 2N  16

 

sedangkan ketiga pengujian kekerasan diatas merupakan macrohardness karena beban yang digunakan lebih besar dari 2 N. Nilai kekerasan knoop adalah pembebanan dibagi dengan luas penampang yang terdeformasi permanen. Jejak yang dihasilkan sekitar 0.01 mm0.1 mm dan beban yang digunakan sebesar 5gr –  5gr –  5  5 kg. Permukaan benda uji harus benar-benar halus. Knoop indenter digunakan pada mesin yang sama dengan indentor Vickers, dan pengujian dilakukan dengan cara yang persis sama, kecuali  bahwa Knoop hardness (HK) dihitung berdasarkan pengukuran hanya diagonal panjang dan perhitungan area yang diproyeksikan. dari indent daripada area permukaan indent.  Kekerasan Knoop, kgf / mm2 ditentukan sebagai berikut:

   = 14.229 

Dimana: P L

: Beban (Kgf) :Panjang diagonal rata-rata dari jejak berbentuk  bujur sangkar (mm)

:ASTM TM E384)  E384)   Gambar 7. Jenis Indenter pada Knoop dan Vickers (Source :AS

 17

 

2.3.2.  Teknik Pengujian Kekerasan Berdasarkan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa teknik  pengujian kekerasan dapat dilihat berdasarkan tabel 7 dibawah ini: Tabel 7.

Teknik pengujian Kekerasan

(Source: Callister’s Material Science and engineerig an introduction )

 18

 

2.4. 

Konversi Nilai Keras Berdasarkan kegunaannya sebuah material yang di lakukan uji keras didapat nilai keras sesuai dengan metode yang digunakan,untuk mendapat nilai uji keras dengan metode lain kita hanya perlu melakukan proses konversi nilai keras untuk mendapat nilai kekerasan yang ditinjau dr metode lain dengan salah satu contoh tabel sebagai berikut: Tabel 8.Konversi nilai Kekerasan untuk Baja Non-Austenitik (Source: ASTME 140)  

2.5. 

Kegunaan Uji Keras Selain mengkarakterisasi kekerasan material, pengujian kekerasan juga memiliki banyak aplikasi yang sangat berguna, berikut meruapakan beberapa diantaranya adalah: a.  Mengkarakterisasi Anisotropi  b.  Memprediksi Machineability Spesimen c.  Indentifikasi Fasa d.  Mempreiksi Sifat Mekanis Lainnya  19

 

BAB III PEMBAHASAN 3.1. 

Contoh Uji Kekerasan Menggunakan Metode Brinell Contoh pengujian diambil dari salah satu komponen Excavator yaitu  pengujian hardness pada bucket. Area uji coba

Gambar 8. Bucket Excavator  

1.  Pembuatan Specimen dengan memotong bagian yang akan di uji Section A-A

Gambar 9. Specimen  Specimen 

2.  Section A-A adalah kondisi Specimen yang telah dilakukan proses Polish dan proses maco-etsa 3.  Proses Uji Hardness menggunakan metode Brinell

Gambar 10. Uji Hardness Metode Brinell  

 20

 

4.  Perolehan Nilai HB dari hasil pengujian Untuk memperoleh nilai HB dapat dilihat dari tabel 2 Brinell Hardness  Number dimana, Beban yang digunakan sebesar 3000 kgf dan diameter indentor 10 mm. Contoh yang diambil ada pada point 1 dimana hasil  pengukuran diameter jejak yang diperoleh sebesar 4,35 4 ,35 mm ,sehingga dari tabel brinell number didapat nilai HB sebesar 192. Perolehan data point 2 dan seterusnya dilakukan dengan metode yang serupa. 5.  Collecting data dari uji kekerasan No

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Position

Material

Plate outer side

SHT 560 Material Standard

Welding outer side

Bracket plate

SHT 490 Material Standard

Welding inner side Plate inner side

SHT 560 Material Standard

Hardness Standard HB)

192 197 197 156 152 156 167 1 17 50 6 156 156 192 197 197

180-235 HB

140-190 HB

180-235 HB

Gambar 11. Data Hasil Pengujian   Note: Standard yang digunakan sebagai acuan nilai kekerasan dilihat berdasarkan KES ( Komatsu  Engineering Standard )

Data diatas menunjukkan bahwa hasil dari pengujian brinell hardness  pada komponen bucket memiliki nilai kekerasan yang sesuai (tidak ditemukan abnormalitas pada komponen tersebut).

 21

 

BAB IV KESIMPULAN 4.1. 

Kesimpulan Metode pengujian kekerasan telah digunakan dalam berbagai format selama lebih dari dua abad dan telah memberikan informasi material yang berharga dan relevan mulai dari revolusi industri. Selama bertahun-tahun, pengujian kekerasan telah berkembang cukup pesat diawali dengan adanya metode pengujian menggunakan metode gores,metode pantulan hingga metode indentasi. Metode pengujian indentasi memiliki berbagai macam jenis pengujian dengan menggunakan metode Brinell,Vickers,Rockwell maupun Micro-hardness ,sehingga hal ini mempermudah peneliti untuk melakukan pengujian dengan menyesuaikan beban yang ada pada metode yang akan digunakan. Serta dengan adanya berbagai jenis metode pengujian dapat dilakukan pula konversi nilai kekerasan (HB,HRV,HRC,dll) sesuai dengan kebutuhan/spesifikasi dari komponen atau material yang diuji. Uji Keras juga membantu peneliti dalam mengetahui,karakterisasi Anisotropi, Memprediksi Machineability Spesimen, Indentifikasi Fasa, Memprediksi Sifat Mekanis Lainnya seperti nilai tensile dan sebagainya.

4.2. 

Daftar Pustaka 1.  Callister,William D dan David G.Rethwisch. Callister Science and Engineering 8th Edition.  2.  HermanYuwono,Akhmad.2009. Buku  Buku Panduan Praktikum Karakterisasi  Material 1 Pengujian Merusak (Destructive Testing).Fakultas Teknik Universitas Indonesia.Depok. 3.  HermanYuwono,Akhmad.2018. Modul  Modul Pengujjan Material.Fakultas Teknik Universitas Indonesia.Depok. 4.  Dieter ,George E.1988. Mechanical Metalurgy.London:Mc Graw Hill. 5.  [Anonim].2017. Standard Hardness Conversion Tables for Metals Relationship  Among Brinell Hardness, Vickers Hardness, Rockwell Hardness, Superficial  Hardness, Knoop Hardness, Scleroscope Hardness, and Leeb Hardness. United State:ASTM Int’l Int’l.. 6.  [Anonim].2003. Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Int’l.  Materials. United State:ASTM Int’l. 7.  [Anonim].2002. Standard Test Method for Microindentation Hardness of  Materials. United State:ASTM Int’l. Int’l. 8.  John A. Bailey.2000.  Mechanical Testing and Evaluation . United State: ASM International. 

 22