BAB I

PENDAHULUAN

1.1 latar belakang

Pengetahuan dalam pengukuran sifat logam dalam ilmu metalurgi sangatlah

diperlukan. Salah satu sifat logam yang tidak pernah lepas dari kebutuhan adalah

kekerasan. Kekerasan merupakan sifat logam yang sangat penting,mengingat sifat ini

sangat berkaitan denagn sifat logam yang lain.

Kekerasan merupakan ukuran suatu tahapan dari logam terhadap penetrasi dari

indentor yang lebih keras atau sering juga disebut tahapan dari logam terhadap deformasi

plastis atau perubahan bentuk tetap. Dalam kenyataannya definisi kekerasan sangat

bergantung pada cara pengujian yang dilakukan. Beberapa definisi antara lain:

1. kekerasan pada indentasi permanent tertahan akibat beban

dinamis atau statis kekerasan indentasi.

2. energi yang diserap pada beban impact,kekerasan pantu.

3. ketahanan terhadap goresan , kekerasan abrasi.

4. ketahanan terhadap abrasi goresan – goresan.

5. ketahanan terhadap pemotongan .

BAB III3.1 Flow chart

3.1.1 Flow chart Uji kekerasan Rockwell

3.1.2 Vicker Hardness Test

3.1.3 Brinell Hardness Test

BAB IVANALISA DATA

4.1 data hasil percobaan

4.1.1 data Rockwell hardness test

terlampir

4.1.2 data Vickers hardness test

terlampir

4.1.3 data Brinell Hardness Test

terlampir

4.2 perhitungan hardness test

4.2.1 Cara Perhitungan

4.2.1.1 Perhitungan Vickers hardness test

Pada pengujian kekerasan Vickers digunakan indentor intan yang berbentuk

pyramid. Sudut puncak dinamid 1360. Angka kekerasan Vickers dihitung berdasarkan

luas tapak tekan (A) dengan menggunakan rumus berikut :

HV= P/ A

Dimana ; A = luas tapak tekan = d2/ 2cos220 = d2/1.8544

Sehingga HV = 1,8544P/ d2

~Data pertama

d1 = 0,6

d2 = 0,65

drata2 = 0,65+ 0,6 = 0,625

2

HV = 1,8544(30) = 142,42

(0,625)2

~Data kedua

d1 = 0,65

d2 = 0,7

drata2 = 0,65+ 0,7 = 0,675

2

HV = 1,8544(30) = 122,1

(0,675)2

~Data ketiga

d1 = 0,65

d2 = 0,7

drata2 = 0,65+ 0,7 = 0,675

2

HV = 1,8544(30) = 122,1

(0,675)2

~Data keempat

d1 = 0,6

d2 = 0,7

drata2 = 0,7+ 0,6 = 0,65

2

HV = 1,8544(30) = 131,67

(0,65)2

~Data kelima

d1 = 0,55

d2 = 0,6

drata2 = 0,55+ 0,6 = 0,575

2

HV = 1,8544(30) = 168,3

(0,575)2

4.2.1.2 Perhitungan Brinell hardness test

Pengujian kekerasan Brinell dilakukan dengan penekanan bola baja yang telah

dikeraskan berdiameter D dan beban P pada suatu specimen. Diameter tapak tekan (d)

pada permukaan specimen setelah beban dibebaskan diukur.Angka kekerasan Brinell dari

specimen tersebut dihitung berdasarkan beban (P) dan luas permukaan tertekan dengan

menggunakan Rumus:

BHN = 2P/ πD(D- akar dari (D2- d2)

Dimana :

BHN = Angka kekerasan Brinell (kg/ mm2)

P = beban (kg)

D = Diameter bola indentor (mm)

d= diameter tapak tekan (mm)

~Data pertama

d1 = 1,3

d2 = 1,4

drata2 = 1,3+ 1,4 = 1,35

2

BHN = 2(62,5) = 40,2

Π(2,5)(2,5- akar dari (2,52 – 1,352))

~Data kedua

d1 = 1,3

d2 = 1,4

drata2 = 1,3+ 1,4 = 1,35

2

BHN = 2(62,5) = 40,2

Π(2,5)(2,5- akar dari (2,52 – 1,352))

~Data ketiga

d1 = 1,4

d2 = 1,4

drata2 = 1,4+ 1,4 = 1,4

2

BHN = 2(62,5) = 37,1

Π(2,5)(2,5- akar dari (2,52 – 1,42))

~Data keempat

d1 = 1,2

d2 = 1,4

drata2 = 1,2+ 1,4 = 1,3

2

BHN = 2(62,5) = 43,65

Π(2,5)(2,5- akar dari (2,52 – 1,32))

~Data kelima

d1 = 1,3

d2 = 1,3

drata2 = 1,3+ 1,3 = 1,3

2

BHN = 2(62,5) = 43,65

Π(2,5)(2,5- akar dari (2,52 – 1,32))

BHNrata2= 40,2 + 40,2 +43,96+43,96+ 37,1 = 204,8 = 40,96

5 5

4.2.2 Tabel perhitungan

4.2.2.1 tabel perhitungan Vickers Hardness test

Material Beban Indentor SkalaDiagonal 1

Diagonal 2

Diagonal rata-rata kekerasan(HVN)

HVN(rata-rata)

baja las

30kp diamond   0,6 0,65 0,625 142.42      0,65 0,7 0,675 122.1      0,65 0,7 0,675 122.1      0,6 0,7 0,65 131.67      0,55 0,6 0,575 168.3

4.2.2.2 tabel perhitungan Brinell Hardness test

Material Beban Indentor SkalaDiagonal 1

Diagonal 2

Diagonal rata-rata kekerasan(HVN)

HVN(rata-rata)

Aluminium

62,5kp 2,5mm   1,3 1,4 1,35 40,2

40,96      1,35 1,4 1,35 40,2      1,4 1,4 1,4 37,1      1,2 1,4 1,3 43,65      1,3 1,3 1,3 43,65

4.3 pembahasan

4.3.1 pembahasan masing-masing specimen

4.3.1.1 Spesimen baja poros

grafik Rockwell test

21

22

23

24

25

26

27

28

1 2 3 4 5

jarak

Rc Angka kekerasan

Pada grafik baja poros menunjukkan angka kekerasan dari titik yang paling dalam

sampai titik paling luar semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan teori,dimana

seharusnya kekerasan akan meningkat pada titik paling dekat dengan permukaan atau

terjadi penurunan kekerasan pada titik lebih dalam. Hal tersebut dikarenakan pada

pembuatan baja poros dibuat ulet pada bagian dalam dan pada bagian permukaan dibuat

agar memiliki kekerasan yang lebih tinggi. Tujuan permukaan baja poros dibuat

keras,agar diperoleh sifat tahan aus dan tahan dari goresan maupun gesekan dari benda

lain, sedangkan pada bagian dalam dibuat ulet agar saat mendapat beban maupun faktor

lain dari luar seperti tekanan, getaran, gesekan dan impact tetap tangguh, contohnya pada

gear atau roda gigi. Adanya permukaan yang keras dan bagian dalam yang ulet membuat

roda gigi tersebut tidak patah saat terkena beban dari luar. Sehingga secara keseluruhan

baja itu masih tangguh. Permukaan yang keras ini diakibatkan karena surface hardening

atau pengerasan permukaan dan bagian dalam dibuat lebih ulet dari pada bagian luar

diakibatkan adanya proses pendinginan yang lambat,sehingga menghasilkan sifat

mekanik yang ulet.

4.3.1.2 spesimen baja las

grafik Vickers test

020406080

100120140160180

1 2 3 4 5

jarak

HVN Angka kekerasan

Pada grafik baja las,kekerasan tinggi dicapai pada titik 5(weld metal). Hal ini

dimungkinkan karena material yang berbeda mempunyai kekerasan yang berbeda pula

dan biasanya pada material weld metal kadar karbon, paduan,cara pengelasan , parameter

pengelasan dan tingkat laju pendinginan lebih baik dari pada base metal. Pada baja las,

tingkat kekerasan yang diinginkan bisa di weld metal , base metal dan HAZ hal tersebut

tergantung pada kadar karbon, paduan,cara pengelasan, parameter pengelasan dan tingkat

laju pendinginan. Jika diinginkan angka kekerasan tinggi terdapat pada daerah base metal

maka kadar karbon, paduan, cara pengelasan, parameter pengelasan dan tingkat laju

pendinginan harus lebih baik(tinggi) dari weld metal. Dan jika diinginkan angka

kekerasan tinggi terdapat pada daerah weld metal maka kadar karbon, paduan, cara

pengelasan, parameter pengelasan dan tingkat laju pendinginan harus lebih

baik(tinggi )dari base metal.Akan tetapi jika pada daerah weld metal dan base metal

mempunyai kadar karbon, paduan, cara pengelasan, parameter pengelasan dan tingkat

laju pendinginan yang sama tinggi maka tingkat kekerasan akan tinggi pada daerah

HAZ.

4.3.1.3 spesimen alumunium

grafik Brinnell test

32

34

36

38

40

42

44

46

1 2 3 4 5

jarak

BHN

Angka kekerasan

Pada grafik alumunium, terlihat hubungan kekerasan dengan jarak. Dari grafik

tersebut terlihat bahwa kekerasan tiap permukaan tidak sama, pada titik tertentupun

mengalami titik dengan kekerasan curam, hal ini tidak sesuai dengan teori. Mengingat

bahwa alumunium ini mempunyai sifat permukaan yang sama(homogen) seharusnya

mempunyai kekerasa yang hampir sama, kalaupun berbeda perbedaan tersebut tidaklah

terlalu jauh. Perbedaan kekerasan tersebut dikarenakan pada proses rolling(pembuatan

alumunium)menimbulkan stain hardening(peristiwa kenaikan kekuatan logam akibat

adanya tegangan yang diberikan) yang tidak merata sehingga menimbulkan tegangan

sisa. Suatu material perlu diberikan perlakuan panas ,tetapi untuk alumunium

kemungkinan tidak diberikan perlakuan panas(karena memiliki titik didih rendah)

sehingga tegangan sisa ini tidak hilang. Dengan tidak meratanya tegangan sisa kekerasan

alumunium tidak merata ,dimana semakin besar tegangan sisa maka makin tinggi

kekerasan nya. Hal itu yang menyebabkan logam alumunium yang dipakai dalam

percobaan kali ini mempunyai kekerasan yang berbeda ,sehingga grafik kekerasan tidak

rata.

4.3.2 pembahasan soal

1. Dalam percobaan kali ini didapatkan angka kekerasan Rockwell sebesar:

Material Beban Indentor Skala Kekerasan

(HRc)

Kekerasan

Rata-rata

Baja poros

silinder

100kp Kerucut

diamond

23

25

25,5

26,5

27

Untuk Angka kekerasan Vickers didapatkan hasilnya setelah perhitungan dengan

menggunakan rumus HVN ,didapatkan hasil sebagai berikut:

Material Beban Indentor SkalaDiagonal 1

Diagonal 2

Diagonal rata-rata kekerasan(HVN)

HVN(rata-rata)

baja las

30kp diamond   0,6 0,65 0,625 142.42      0,65 0,7 0,675 122.1      0,65 0,7 0,675 122.1      0,6 0,7 0,65 131.67      0,55 0,6 0,575 168.3

Sedangkan Untuk Angka kekerasan Brinell didapatkan hasilnya setelah

perhitungan dengan menggunakan rumus BHN ,didapatkan hasil sebagai berikut:

Material Beban Indentor SkalaDiagonal 1

Diagonal 2

Diagonal rata-rata kekerasan(HVN)

HVN(rata-rata)

Aluminium

62,5kp 2,5mm   1,3 1,4 1,35 40,2

40,96      1,35 1,4 1,35 40,2      1,4 1,4 1,4 37,1      1,2 1,4 1,3 43,65      1,3 1,3 1,3 43,65

2. maksud dan besarnya diameter (d) dibatasi yaitu 0.2D < d < 0.7D , dimana D

merupakan diameter bola penekanan yang besar diameter tapak tekan harus lebih

besar dari 0.2D bola penekan dan kurang dari 0.7D diameter bola penekan.

Apabila kurang dari 0,2D tampak tekan akan menciut hal inilah yang

mengakibatkan terjadinya ridging,sedangkan apabila lebih dari 0,7D tampak tekan

akan melebar ,hal inilah yang mengakibatkan terjadinya sinking.

Gambar terjadinya sinking dan ridging (ada dibuku PBT)

3. memilih metode vickres atau Rockwell karena untuk melakukan uji kekerasan

tidak memerlukan angka kekerasan terlebih dahulu.

4. Pengujian brinell Hardness test

keuntungan :

- tidak menuntut kehalusan permukaan

- bisa untuk bahan yang tidak homogen

- digunakan untuk material dari yang lunak sampai keras

- dapat membandingkan dua buah material yang berbeda angka kekerasannya

- indentor murah karena terbuat dari bola baja yang dikeraskan

Kekurangan :

- peluang terjadi sinking dan ridging cukup besar

- peluang terjadinya cacat cukup besar karena indentor yang digunakan

adalah bola baja yang dikeraskan

- Harus diketahui angka kekerasannya

- Mengakibatkan terjadinya indentasi yang cukup besar.

- Harus mengukur kedalaman indentasi dulu

- Tidak dapat digunakan untuk pengujian benda yang tipis

- Memerlukan waktu agak lama, karena harus mengukur angka

kekerasannya dengan manual

- Kurang akurat karana saat melakukan indentasi, indentor bisa mengalami

deformasi.

Pengujian Rockwell Hardness test

Keuntungan :

- lebih teliti karena perhitungan angka kekerasan menggunakan mesin.

- Dapat untuk menguji spesimen yang tipis.

- Angka langsung dibaca pada mesin uji.

- Memberikan bekas indentasi yang kecil sehingga tidak merusak spesimen

Kekurangan :

- tidak baik untuk bahan yang tidak homogen.

- Membutuhkan permukaan yang halus

- Tidak bisa membandingkan dua material yang berbeda

5. Pengujian Pyramid Intan pada Vickers Hardness test

keuntungan :

- angka kekerasan tidak dipengaruhi gaya tekan.

- Dapat digunakan mulai dari bahan yang lunak sampai yang paling keras.

- Ketelitian tinggi dan penetrasi dangkal.

- Mudah diukur.

- Dapat mengukur kekerasan dari yang sangat lunak hingga yang sangat

keras

- Sangat mudah untuk membandingkan kekerasan bahan yang satu dengan

yang lainya karena hanya memiliki satu skala angka kekerasan

- Indentor lebih awet karena terbuat dari intan

-

Kekurangan:

- hanya untuk benda tebal

- pengukuran manual.

- Hanya untuk permukaan yang halus

- Tidak cocok untuk

- Terjadi kesalahan perhitungan cukup besar karena proses perhitungan

dilakukan dengan manual tidak seperti Rockweel

- Untuk melakukan indentasi yang cukup banyak membutuhkan waktu tang

banyak

.

6 pengujian kekerasan meyer:

pengujian kekerasan dengan cara yang hampir sama dengan brinell, menggunakan

indentor bola. Hanya saja angka kekerasannya tidak dihitungdengan luas

permukaan tapak tekan. Dengan cara ini, hasil pengukuran tidak berpengaruh oleh

besarnya gaya tekan yang digunakan untuk menekan indentor.

BAB V

KESIMPULAN

V.1 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada grafik I (baja poros) menunjukkan angka kekerasan dari titik yang paling

dalam sampai titik paling luar semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan teori,

dimana seharusnya kekerasan akan meningkat pada titik paling dekat dengan

permukaan atau terjadi penurunan kekerasan pada titik lebih dalam. Hal

tersebut dikarenakan pada pembuatan baja poros dibuat lunak pada bagian

dalam dan pada bagian permukaan dibuat agar memiliki kekerasan yang lebih

tinggi. Dalam aplikasinya baja poros tersebut dibuat seperti itu, agar

memperoleh sifat tahan aus dan tahan dari goresan maupun kekerasan dari

benda lain pada bagian luar sedangkan bagian dalam ulet atau tangguh.

2. pada grafik II (baja las)menunjukkan bahwa Angka kekerasan tinggi dicapai

pada titik 5(weld metal). Pada baja las, tingkat kekerasan yang diinginkan bisa

di weld metal , base metal dan HAZ hal tersebut tergantung pada kadar

karbon, paduan,cara pengelasan, parameter pengelasan dan tingkat laju

pendinginan. Pada umumnya diinginkan angka kekerasan tinggi pada daerah

weld metal agar sambungan las tidak mudah patah.

3. pada Grafik 3 (aluminium) menunjukkan bahwa kekerasan tiap permukaan

tidak sama, pada titik tertentupun mengalami titik dengan kekerasan curam,

hal ini tidak sesuai dengan teori. Mengingat bahwa alumunium ini mempunyai

sifat permukaan yang sama(homogen) seharusnya mempunyai kekerasan yang

hampir sama, kalaupun berbeda perbedaan tersebut tidaklah terlalu jauh.

V.2 Saran

Yang dapat kami sarankan untuk percobaan ini adalah

1. Saat percobaan, sebaiknya pompa yang ada di lantai 1 tidak dalam keadaan

menyala.

2. Usahakan untuk tidak menyentuh mesin indentor saat sedang dilakukan

indentasi

3. Grader dan asisten diharapkan benar-benar menguasai penggunaan alat

percobaan

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat

dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Hardness Test yang telah

diharapkan. Dalam laporan Praktikum ini kami membahas “Uji Hardness Test” dimana

menggunakan tiga cara pengujian yakni Rockwell, Vickers dan Brinell Test dengan

menghasilkan nilai angka kekerasan yang berbeda- beda pada tiap spesimen.

Adapun tujuan dari penyusunan tugas ini adalah untuk memenuhi persyaratan

akademik pada Mata Kuliah Metalurgi II di Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya. Selain itu tujuan sbenarnya dari dari Hardness test ini adalah untuk

mendapatkan angka kekerasan dari tiap spesimen sehingga dapat diperoleh tingkat

kekerasan dari suatu logam. Dimana nanti dengan tingkat kekerasan tersebut, kita dapat

menentukan material logam apa yang sesuai untuk pembuatan suatu benda..

Dalam proses penyelesaian praktium ini, tentunya kami mendapatkan

bimbngan ,arahan koreksi dan saran . untuk itu kami sampaikan rasa terima kasih yang

sedalam-dalamnya kepada:

Imam Darmawan selaku koordinator praktium metalurgi.

Nanang Yulian ,selaku asisten kelompok M11

Para grader parktikum metalurgi

Serta teman-teman mahasiswa satu kelompok yang berjuang bersama-

sama untuk menyelesaikan praktiukm ini.

Orang tua yang senangtiasa selalu mensupport kita.

Pepatah mengatakan “tiada gading yang tak retak”, kami menyadari bahwa dalam

tugas ini dimungkinkan adanya kekurangan atau pun kesalahan. Oleh karena itu untuk

pengembangan ke arah yang lebih baik, kami sangat mengharapkan adanya masukan,

kritik, dan saran untuk perbaikan tugas ini. Semoga dengan tersusunnya tugas ini dapat

digunakan dan dimanfaatkan sebaik-baiknya oleh semua pihak.

Surabaya, 19 November 2008

Kelompok M 11

grafik Brinnell test

32

34

36

38

40

42

44

46

1 2 3 4 5

jarak

BHN

Angka kekerasan

grafik Vickers test

020406080

100120140160180

1 2 3 4 5

jarak

HVN Angka kekerasan

grafik Rockwell test

21

22

23

24

25

26

27

28

1 2 3 4 5

jarak

Rc Angka kekerasan