Laporan Pengujian Kekerasan - Rockwell and Brinell Update

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah berkat rahmat Allah SWT kami dapat menyelesaikan tugas laporan Praktikum Pengujian Logam. Laporan ini

disusun sebagai salah satu tugas setelah

menyelesaikan praktikum mata kuliah Pengujian Logam dan Metallografi di Politeknik Negeri Jakarta. Setelah menyelesaikan Proses pengujian keras dengan menggunakan metode rockwell dan brinell, sebagai mahasiswa diharapkan tidak hanya dapat melakukan pengujian terhadap  beberapa jenis baja tetapi juga dapat membuat laporan hasil praktikum pengujian logam yang telah dilaksanakan sejak awal semester 4. Laporan ini membahas dari mulai teori pengujian logam sampai dengan hasil dan data pengujian logam. Dalam penyelesaian laporan ini tidak lepas bantuan dari seluruh anggota kelompok untuk menyelesaikan praktikum uji keras hingga membuat laporannya. Kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak Sidik selaku dosen mata kuliah pengujian logam khususnya  pengujian keras atas bimbinganya bimbinganya dalam menyelesaikan praktikum pengujian pengujian keras ini, hingga hingga  penyelesaian laporan ini. Semoga Laporan ini tidak hanya menjadi syarat tugas setelah menyelesaikan praktikum dalam mata kuliah ini, namun dapat menjadi referensi pembelajaran  bagi mahasiswa teknik khususnya teknik mesin. Kami menyadari masih banyak kelemahan dan kekurangan dalam penyusunan laporan ini. Karena itu, kami mengharapkan koreksi dan masukan dari berbagai pihak dalam rangka  perbaikan laporan ini. Semoga laporan ini dapat memberi manfaat bagi saya sendiri maupun orang lain yang mempelajarinya.

Hormat Kami,

Penulis

PG. 1

Daftar Isi Kata Pengantar..................... Pengantar........................................... ............................................ .............................................. ..........................................1 ..................1 Daftar Isi................... Isi......................................... ............................................ ............................................ .............................................. ...............................2 .......2 1. Tujuan.............. Tujuan.................................... ............................................ ............................................ ............................................ ............................3 ......3 2. Teori.................. Teori........................................... ................................................. .............................................. ............................................3 ......................3 a. Penambahan unsur paduan..................... paduan........................................... ............................................ ............................3 ......3  b. Perlakuan panas......................... panas............................................... ............................................ .........................................3 ...................3 c. Perlakuan dingin................ dingin...................................... ............................................ ............................................ ..........................4 ....4 3. Alat dan Bahan............... Bahan........................................ ................................................. .............................................. ...............................6 .........6 4. Langkah Kerja.......................... Kerja................................................ ............................................ ............................................ ..........................7 ....7 

Metode Rockwell..................... Rockwell........................................... ............................................ ..........................................7 ....................7



Metode Brinell........................ Brinell............................................... ............................................. ...........................................8 .....................8

5. Data, Pengolahan Data dan Analisis Data........................ Data.............................................. ..............................9 ........9 a. Metode Rockwell..................... Rockwell........................................... ............................................ ..........................................9 ....................9 1. HRC................ HRC...................................... ............................................ ............................................ ........................................9 ..................9 a.) St 45................ 45................................... ......................................... .............................................. .....................................9 .............9  b.) St 60.................. 60..................................... ......................................... ............................................ ...................................10 .............10 c.) St 80.................. 80..................................... ......................................... ............................................ ...................................11 .............11 d.) Amuntit.................... Amuntit....................................... ......................................... ............................................ ............................12 ......12 2. HRB............. HRB...................................... ............................................... ............................................ ........................................13 ..................13 a.) St 37.................. 37..................................... ......................................... ............................................ ...................................13 .............13 a. Metode Brinell......................... Brinell............................................... ............................................ ...........................................14 .....................14 1. St 60................... 60...................................... ......................................... ............................................ ........................................14 ..................14 2. St 45................... 45...................................... .......................................... ............................................. .......................................14 .................14 3. St 80................... 80...................................... ......................................... ............................................ ........................................15 ..................15 4. St 37................... 37...................................... ......................................... ............................................. ........................................15 .................15 5. Amuntit.................. Amuntit..................................... ......................................... ............................................ ....................................16 ..............16 6. Kesimpulan................. Kesimpulan....................................... ............................................ ............................................ ........................................17 ..................17

PG. 2

1. Tujuan 

Mengetahui tingkat kekerasan suatu bahan ( logam )



Pengaruh perlakuan –  perlakuan –  perlakuan  perlakuan tertentu terhadap perubahan tingkat kekerasan  bahan.

2. Teori Dasar Kekerasan didefinisikan sebagai ukuran ketahanan bahan terhadap deformasi plastis (permanen). Deformasi plastis dapat terjadi karena penekanan (penetrasi/indetansi),  penggoresan (scratching) atau penumbukan (rebound). (rebound). Kekerasan suatu bahan dapat  berubah di pengaruhi perlakuan –  perlakuan –  perlakuan  perlakuan tertentu misalnya, a. Penambahan Unsur Paduan. Penambahan unsur paduan (solute) terhadap unsur utama ( solvent ) dalam keadaan larut padat (solid solution) mengakibatkan bahan menjadi keras, baja menjadi lebih keras apabila kandungan karbonya lebih tinggi.  b. Perlakuan Panas (Heat Treatment) Baja dengan kandungan karbon diatas 0,3 % dipanaskan sampai temperatur austenit (austenisasi) kemudian didinginkan, kekerasanya dapat berubah tergantung dari kecepatan pendinginan yang terjadi. 

Pendinginan Lambat Proses pendinginan dilakukan dalam waktu yang sangat lambat, misalnya didinginkan dalam tungku setelah pemanasan (austenisasi) berakhir. Hasil yang diperoleh adalah baja lunak, sehingga proses demikian sering dikatakan sebagain proses (annealing).



Pendinginan Normal Proses pendinginan dilakukan dalam waktu yang normal, misal nya didinginkan di udara terbuka. Kekerasan yang terj adi pada pendinginan normal ini lebih tinggi dibandingkan dengan proses anneal. Proses ini sering disebut  proses normalizing.



Pendinginan Cepat Proses pendinginan dilakukan dalam waktu yang cepat, mis alnya dicelupkan kedalam oli, air atau air garam. Setelah proses ini kekerasan bahan meningkat tajam sehingga cenderung getas. Untuk sedikit melunakkan biasanya diikuti dengan proses temper.

PG. 3

c. Proses Pengerjaan Dingin (Cold Working) Pengerjaan dingin adalah proses yang dilakukan terhadap bahan dalam keadaan dingin (dalam temperatur ruang). Proses dingin ini misalnya di rol, ditarik, dilebarkan atau ditempa, akibat dari proses dingin bahan menjadi lebih keras . Metode Pengujian Kekerasan : 

Menggores Dua bahan yang berbeda saling digoreskan, tingkat kekerasanya ditentukan dari bahan mana yang tergores dan mana yang mampu menggores. Bahan yang mampu menggores lebih keras dibanding yang tergores. Metode ini dikembangkan oleh MOHS. Khusus untuk batuan, sehingga didapat 10 (sepuluh) tingkat kekerasan dari yang paling rendah talkum sampai tertinggi intan. Gambar tingkat kekerasan logam :



Tumbukan (Rebound/Dynamic Hardness) Metode ini dikembangkan oleh SHORE dengan menyatukan baja  –  baja  baja dari ketinggian tertentu bahan uji seperti ditunjukkan pada gambar 2.1 dibawah ini :

Harga kekerasan ditentukan seberapa tinggi bola baja tersebut memantul kembali setelah dijatuhkan. 

Penekanan (Penetrasi/Indentasi) Metode ini dilakukan dengan menekan penetrator / indentor terhadap benda uji dengan beban tertentu. Harga kekerasan didapat dengan metode, Brinnel, Vickers atau Rocwell.

PG. 4



Harga kekerasan Brinnel Penetrator / Indentor yang digunakan Brinnel terbuat dari bola baja yang keras, oleh karena itu pengujian dengan metode Brinnel dibatasi hanya untuk baja yang tidak dikeraskan, besi tuang logam non fero.



Harga kekerasan Vickers Pengujian dengan metode Vickers, menggunakan penetrator terbuat dari intan  berbentuk piramid dengan sudut sudut 136 o . Metode vickers ini dapat digunakan untuk menguji kekerasan berbagai macam tingkat kekerasan bahan.



Harga kekerasan Rockwell. Menentukan harga kekerasan dengan metode rockwell agak berbeda dibandingkan dengan Brinell maupun Vickers. Langkah melakukan pengujian rockwell

:



Tahap 1 = Penetrator digerakkan tepat diatas specimen.



Tahap 2 = Penetrator ditekan dengan beban minor. Ujung penetrator yang diwakili oleh jarum ukur, diletakan pada harga maksimum.



Tahap 3 = Penetrator diberi beban tambahan menjadi beban mayor, ditunggu beberapa saat.

PG. 5



Tahap 4 = Beban mayor ditiadakan tinggal beban minor. Karena  berkurangnya beban, maka specimen memberikan memberikan reaksi balik sehingga  penetrator terangkat keatas.

Harga kekerasan rockwell diukur dari garis minimum sampai ujung penetrator  pada tahap IV (empat).

3. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang diperlukan dalam uji kekerasan antara lain : 1. Mesin uji kekerasan

:

a. Rockwell  b. Brinell 2. Indentor

:

a. Indentor diamond  b. Indentor ball c. Indentor brinell 3. Jangka Sorong 4. Logam yang diuji a. St 37  b. St 45 c. St 60 d. St 80 e. Amuntit 5. Kikir (halus dan kasar)

PG. 6

:

4. Langkah Kerja 

PG. 7

Metode Rockwell 1. Siapkan alat dan bahan 2. Kikir bahan yang yang akan diuji : - St 37 - St 45 - St 60 - St 80 - Amuntit 3. Setelah bahan dikikir hinggal halus menggunakan kikir kasar lalu kikir halus  bahan siap diuji kekerasannya dengan metode rockwell 4. Pasang tatakan uji keras pada mesin uji keras rockwell. 5. Pasang indentor 6.  Nyalakan mesin, pilih indentor diamond diamond dan ball 7. Putar beban 150 pada saat menggunakan indentor diamond dan 100 pada saat menggunakan indentor ball. 8. Pasang bahan yang akan di uji pada tatakan tadi, lalu putar alat uji di angka 360 (standar mesin). Jika melewati angka standar maka akan ada ta nda overload. 9. Lalu setelah tepat diputar sesuai standar mesin, tekan start tunggu hingga mesin memberi sinyal kekuatan bahan yang terbaca pada mesin ( jika good maka bahan dapat diuji dengan indentor yang kita gunakan, jika not good maka bahan tidak dapat diuji dengan indentor yang kita gunakan) 10. Ujia bahan sebanyak 20 kali dan catat hasilnya lalu cari rata-rata dari  pengujian setiap bahan untuk mendapat mendapat nilai HRB atau HRC rata-rata nya. 11. Rapikan tempat, alat, dan bahan. 12. Kembalikan semua alat dan bahan ke tempat semula. - Tabel pemilihan beban dan penetrator ditunjukan seperti pada tabel : Metode atau Penetrator Beban Skala Rockwell (indentor) Mayor (kg) Minor (kg) B Bola baja 1/16” 100 10 C Intan 120o 150 10 o D Intan 120 100 10 G Bola baja 1/16” 150 10 Super Rockwell 30 N Intan 120o 30 3 30 T Bola baja 1/16” 30 3



Metode Brinell 1. Siapkan alat dan bahan 2. Kikir bahan yang yang akan diuji : - St 37 - St 45 - St 60 - St 80 - Amuntit 3. Setelah bahan dikikir hinggal halus menggunakan kikir kasar lalu kikir halus  bahan siap diuji kekerasannya dengan metode brinell. 4. Pasang tatakan uji keras pada mesin uji keras brinell. 5. Pasang indentor khusus untuk uji brinell. 6. Ukur diameter bola indentor. 7. Lalu atur gaya tekan pada mesin sebesar 500 N. 8. Lalu pompa tuas hingga beban naik ke batas merah. 9. Setelah sampai ke batas merah lepaskan tuas t uas hingga turun kebawah. 10. Setelah itu hitung diameter cekungan akibat pembebanan yang dilakukan menggunakan mikroskop pengukur. 11. Catat hasil pengujian dan hitung dengan rumus :

 =

PG. 8

2  .  (  √  

5. Data, Pengolahan Data dan Analisa Data a. Metode Rockwell 1. Menggunakan Indentor Diamond (HRC) 

st 45 st 45 Hasil Percobaan (HRC) 1 12 2 13,9 3 13,9 4 13 5 15,5 6 16 7 15,4 8 14,9 9 14,7 10 15,5 11 15,2 12 14,2 13 15,6 14 13,8 15 15,5 16 14,5 17 14,2 18 14,6 19 15,9 20 15,6 Rata-rata 14,695

Jadi, Harga kekerasan st 45 adalah 14,695 HRC

PG. 9



st 60 st 60 Hasil Percobaan (HRC) 1 28,5 2 27,7 3 27,5 4 27,6 5 27,6 6 27,1 7 26,7 8 26,6 9 25,7 10 21,6 11 23,6 12 24,1 13 25,9 14 26,8 15 26,8 16 27,5 17 28,4 18 27,6 19 27,3 20 28,2 Rata-rata 26,64

Jadi, Harga kekerasan st 60 adalah 26,64 HRC

PG. 10



st 80 st 80 Hasil Percobaan (HRC) 1 27,6 2 27,8 3 28,8 4 28,5 5 27,4 6 28,4 7 28,1 8 28,1 9 26,7 10 24 11 28,6 12 27,8 13 28,1 14 27,2 15 26,6 16 27,4 17 29,4 18 28,9 19 28,6 20 27,7 Rata-rata 27,785

Jadi, Harga kekerasan st 80 adalah 27,785 HRC

PG. 11



Amuntit Amuntit Hasil Percobaan (HRC) 1 12,6 2 14,4 3 15,3 4 14,3 5 15,6 6 14,8 7 14,9 8 13,8 9 14,7 10 15,2 11 14,9 12 15,5 13 15,1 14 14,1 15 14,4 16 15,4 17 15,2 18 15,1 19 14,9 20 15 Rata-rata 14,76

Jadi, Harga kekerasan Amuntit adalah 14,76 HRC

PG. 12

2. Menggunakan Indentor Bola (HRB) 

st 37 st 37 Hasil Percobaan (HRB) 1 90,2 2 89,2 3 88,5 4 86,8 5 87,7 6 88,7 7 91,5 8 87,9 9 88 10 88,5 11 88,8 12 89,9 13 89,5 14 89,2 15 87,6 16 90,6 17 88,7 18 90,2 19 89,6 20 90,3 Rata-rata 89,07

Jadi, Harga kekerasan st 37 adalah 89,07 HRB

PG. 13

 b. Metode Brinell  St 60

Diketahui : F = 500 N D = 2,5 mm d = 0,32 mm

 = 3,14 Ditanya

:

HB = ? Jawab :

 =

  .  (− √  − 

 =

 ( ) , . ,  (, −  (, (, ) − (, ) ) )

 =

  , 

  = 6211, 11,18 

Jadi, st 60 memiliki harga kekerasan brinell sebesar 6211,18 N / mm

 St 45

Diketahui : F = 500 N D = 2,5 mm d = 0,31 mm

 = 3,14 Ditanya : HB = ? Jawab :

 =

  .  (− √  − 

 =

 ( ) , . ,  (, −  (, (, ) − (, ) )

 =

  , 

 = 6602 6602,3 ,344

 

Jadi, st 45 memiliki harga kekerasan brinnel sebes ar 6602,34 N/mm

PG. 14

 St 80

Diketahui : F = 500 N D = 2,5 mm d = 0,30 mm

 = 3,14 Ditanya : HB = ? Jawab :

 =

  .  (− √  − 

 =

 ( ) , . ,  (, −  (, (, ) − (, ) ) )

 =

   , 

  = 7051, 571 

Jadi, st 45 memiliki harga harga kekerasan brinnel sebesar 7051,571 N/mm

 St 37

Diketahui : F = 500 N D = 2,5 mm d = 0,4 mm

 = 3,14 Ditanya : HB = ? Jawab :

=

2  .  (  √   

 =

 ( ) , . ,  (, −  (, (, ) − (, ) )

 =

   , 

 = 3955 3955,2 ,255

 

Jadi, st 37 memiliki harga kekerasan brinell sebesar 3955,25 N/mm

PG. 15



Amuntit Diketahui F = 500 N D = 2,5 mm d = 0,32 mm

:

 = 3,14 Ditanya : HB = ? Jawab :

=

2  .  (  √   

 =

 ( ) , . ,  (, −  (, (, ) − (, ) )

 =

   , 

 = 6211 6211,1 ,188

 

Jadi, amuntit memiliki harga kekerasan brinell sebesar 6211,18 HB

PG. 16

6. Kesimpulan o Bahan yang paling keras adalah st 80. o St 37 pada metode rockwell tidak dapat diuji dengan indentor diamond namun menggunakan indentor ball. Sedangkan st 45, st 60, st 80, dan amuntit pada metode rockwell tidap dapat diuji o dengan indentor ball namun dapat menggunakan indentor diamond. o Maka bahan yang diuji hanya dapat menggunakan salah satu indentor saja. Dari hasil pengujian di dapat data harga kekerasan sebagai berikut : o  Metode Rockwell :  No, Nama Bahan HRC HRB 1 st 37 89,07 2 st 45 14,695 3 st 60 26,64 4 st 80 27,785 5 Amuntit 14,76 

Metode Brinell  No, 1 2 3 4 5

PG. 17

:

Nama Bahan st 37 st 45 st 60 st 80 Amuntit

HBN 3955,25 6602,34 6211,18 7051,571 6211,18