Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
-
Upload
azanokholicc -
Category
Documents
-
view
236 -
download
0
Transcript of Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
1/14
LAPORAN
UJI METALOGRAFI
MUHAMMAD MUKHLISIN
6508040025
TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2009
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
2/14
BAB IV
UJI METALOGRAFI
4.1 T ! "#
4.1.1 T ! "# $ $
Mahasiswa mampu melakukan pengujian metalografi terhadap suatu
material.
4.1.2 T ! "# %& ' '
1. Mahasiwa mampu menganalisa struktur mikro suatu material.
2. Mahasiswa mampu menganalisa komposisi kimia suatu material.
3. Mahasiswa mampu menganalisa perlakuan (treatment) yang pernah
dialami oleh suatu material.
4.2 D"'"( T)*(+
Metalografi merupakan suatu metode untuk menyelidiki struktur logam
dengan menggunakan mikroskop optik dan mikroskop elektron. Sedangkan struktur
yang terlihat pada mikroskop tersebut tersebut disebut mikrostruktur. Pengamatan
tersebut dilakukan terhadap spesimen yang telah diproses sehingga bisa diamati
dengan pembesaran tertentu. Gambar 4.1 berikut menjelaskan spesimen dengan
pembesaran dan lingkup pengamatannya.
Gambar 4.1 Spesimen ukuran dan bentuk obyek pembesaran
!ari gambar diatas dapat diketahui bahwa penyelidikan mikrostruktur
berkisar 1" #−
$m %batas kemampuan elektron mikroskop hingga 1" 2−
$m batas
&'(2
a. Spesimen b. Mikrostruktur $. )ristal d. *tom
" +(2 $m 1" #− ( 1" 2− $m 1" #− $m
1" #− $m
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
3/14
kemampuan mata manusia,. -iasanya objek pengamatan yang digunakan 1" +−
$m
atau pembesaran +"""(3"""" kali untuk mikroskop elektron dan 1" 3−
$m atau order
pembesaran 1""(1""" kali mikroskop optik.*gar permukaan logam dapat diamati se$ara metalografi maka terlebih
dahulu dilakukan persiapan sebagai berikut
1. Pemotongan spesimen
Pada tahap ini diharapkan spesimen dalam keadaan datar sehingga memudahkan
dalam pengamatan.
2. Mounting spesimen %bila diperlukan,
/ahap mounting ini spesimen hanya dilakukan untuk material yang ke$il atau
tipis saja. Sedangkan untuk material yang tebal tidak memerlukan proses
mounting .
3. Grinding dan polishing
/ahap grinding dan polishing ini bertujuan untuk membentuk permukaan
spesimen agar benar(benar rata. Grinding dilakukan dengan $ara menggosok
spesimen pada mesin hand grinding yang diberi kertas gosok dengan ukuran grid
yang paling kasar %grid 32", sampai yang paling halus. Sedangkan polishing
sendiri dilakukan dengan menggosokkan spesimen diatas mesin polishing
machine yang dilengkapi dengan kain wool yang diberi serbuk alumina dengan
kehalusan 1(" "+ mikron. Panambahan serbuk alumina ini bertujuan untuk lebih
mengahluskan permukaan spesimen sehinggan akan lebih mudah melakukan
metalografi.
4. Etsa (etching)
Proses etsa ini pada dasarnya adalah proses korosi atau mengorosikan permukaan
spesimen yang telah rata karena proses grinding dan polishing menjadi tidak rata
lagi. )etidakrataan permukaan spesimen ini dikarenakan mikrostruktur yang
berbeda akan dilarutkan dengan ke$epatan yang berbeda sehingga meninggalkan
bekas permukaan dengan orientasi sudut yang berbeda pula. Pada
pelaksanaannya proses etsa ini dilakukan dengan $ara men$elupkan spesimen
pada $airan etsa dimana tiap jenis logam mempunyai $airan etsa (etching
reagent) sendiri(sendiri. Perhatikan gambar 4.2 yang menunjukkan pengaruh efek
&'(3
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
4/14
proses etsa permukaan spesimen yang telah mengalami proses grinding dan
polishing .
Gambar 4.2 Pengaruh etsa terhadap permukaan spesimen
Setelah permukaan spesimen dietsa maka spesimen tersebut siap untuk
diamati di bawah mikroskop dan pengambilan foto metalografi.
Pengamatan metalografi pada dasarnya adalah melihat perbedaan
intensitas sinar pantul permukaan logam yang dimasukkan ke dalam mikroskop
sehimgga terjadi gambar yang berbeda %gelap agak terang terang,. !engan demikian
apabila seberkas sinar di kenakan pada permukaan apesimen maka sinar tersebut
akan dipantulkan sesuai dengan orientasi sudut permukaan bidang yang terkena sinar.
Semakin tidak rata permukaan maka semakin sedikit intensitas sinar yang terpantul
ke dalam mikroskop. *kibatnya warna yang tampak pada mikroskop adalah warnahitam. Sedangkan permukaan yang sedikit terkorosi akan tampak berwarna terang
%putih, sebagaiman ditunjukkan pada gambar 4.3 berikut.
Gambar 4.3 Pantulan sinar pada pengamatan metalografi
&'(4
a. Permukaan sebelum dietsa b. Permukaan sesudah dietsa
Sinar datang
)elabu Putih Gelap 0itam
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
5/14
4., M)-* */* +
4.,.2 B"&"#
1. 2 buah Spesimen
2. )ertas gosok %grid 32" 4"" dan #"",
3. )ain wool
4. -ubuk alumina
+. rutan ital 2 %*lkohol 5 ml 6 0 7 3 2 ml ,
#. )ain bersih
4.,., A/"-
1. Polishing Machine
2. 8awan kimia
3. Pipet
4. Mikroskop
5. Dryer
4.,.4 L"# %"& %)(!"
1. Pemotongan spesimen
Proses ini tidak dilakukan pada praktik metalografi karena spesimen yang
disediakan telah dipotong dengan ukuran tertentu. 0al ini bertujuan untuk
mempersingkat waktu.
2. Grinding
• Mengambil kertas gosok yang paling kasar % grid 32", yang telah
digunting sesuai dengan bentuk piringan hand grinding dan pasang pada
hand polishing machine .
• Menyalakan polishing machine buka katup sehingga air mengalir di
kertas gosok tersebut dan sampai halus permukaan.
• Mengangkat spesimen dan amati permukaan yang digosok. -ila masih
ada goresan yang tidak searah dengan orientasi gosokkan gosok lagi
sampai tidak ada lagi goresan yang tidak searah.
&'(+
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
6/14
• -ila goresan sudah searah matikan polishing machine dan aliran air
kemudian ganti kertas gosok dengan grid yang lebih halus %32" 4""
dan #"", dan gosok lagi seperti langkah sebelumnya.
• -ila proses grinding telah selesai mematikan polisher dan aliran
polisher serta $u$i spesimen dengan air.
• 0al yang perlu di perhatikan dalam proses grinding yaitu setiap
pergantian kertas gosok maka arah orintasi penggosokan harus tegak
lurus dengan arah orientasi penggosokan sebelumnya.
3. Polishing
• )ertas kain wool diambil dan dipasang pada polishing machine .
• Polishing machine dinyalakan membuka sedikit katup air sehingga air
mengalir tidak terlalu deras diatas kain wool yang berputar.
• -enda yang akan di polishing di $elupkan terlebih dahulu ke dalam
serbuk alumina.
• Spesimen diambil ditelungkupkan pada polisher dengan sedikit tekanan
diatas kain wool tersebut dan tahan sampai benda uji halus.
• Spesimen diangkat dan diamati permukaan benda uji apabila benda uji
belum halus maka benda uji harus di polisher lagi sampai tidak ada lagi
goresan.
• Proses polisher selesai jika bekas goresan dari proses grinding % grid
#"", telah hilang dan halus seperti $ermin.
• 9ntuk membersihkan sisa(sisa polishing poeder spesimen di$u$i
dengan air dan alkohol lalu dikeringkan dengan dryer atau digosok
dengan so ft tissue
4. :tsa
• Menyiapkan alat(alat yang diperlukan seperti pipet $awan kimia dan
hand dryer yang telah dibersihkan terlebih dahulu.
• Mengambil larutan 0 7 3 2 ml dengan pipet dan tuangkan ke $awan
kimia.
• )emudian $ampur 0 7 3 dengan alkohol 5 ml
&'(#
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
7/14
• Masukkan spesimen ke dalam $awan kimia tersebut selama beberapa
detik dan ambil kembali kemudian menyiramnya dengan air.
• Mengeringkan spesimen tersebut dengan dryer .
+. Pengamatan dengan mikroskop
• Meletakkan spesimen di bawah lensa mikroskop
• Mengatur pembesaran %1""; atau 2""; dan +"";,
• Menyalakan lampu dan mengatur fokusnya
• Menggambar struktur mikro yang tampak pada lembar kerja
• *pabila telah selesai matikan lampu• Menganalisa gambar struktur mikro spesimen.
4.4 A#"/+'" "# P)$ "&"'"#
MICRO-ETCH TEST
Date : 2 !esember 2"" Material :
Welding Process Position :
E!uipment : 7lympus -< +1 M
"eference :
1. #ocation : $ "eagent : %ital &' Magnifying : 1""; 2""; +""; Material : Nodular cast iron
tructure : errite perlite * grafit
Struktur Material odular 8ast &ron pembesaran 2""; ditunjukkan pada gambar di
bawah ini
&'(=
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
8/14
Perlit
Ferit
Magnifiyiing : 200x
Magnifiyiing : 500x
Perlit
erit
G"$ "( 4.4 Gambar Material odular 8ast &ronPembesaran 2"";
Struktur Material odular 8ast &ron pembesaran +""; ditunjukkan pada gambar di
bawah ini
G"$ "( 4.5 Gambar Material odular 8ast &ron Pembesaran +"";
&'(5
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
9/14
-esi tuang nodular adalah stuktur dari besi $or yang berbentuk grafit
nodular atau juga disebut grafit sfero. Struktur seperti ini diklasifikasikan dalam
tipe ' menurut kongres +ommittee of ,nternational oundry keterangan dari
gambar tersebut warna kelabu tidak teratur adalah partikel ke$il dari bahan bukan
logam % non metalli$ $lross , grafit nodular ditunjukkan warna kelabu yang
mengelilinginya dan ferrite ditunjukkan area putih yang luas sedangkan matriksnya
berupa berupa perlite. Struktur besi $or dengan grafit nodular mempunyai keuletan
yang lebih baik dibndingkan dengan besi $or grafit serpih dan juga mempunyai
kekuatan tarik yang lebih baik dari grafit serpih. Selain sifat diatas besi tuang
nodular mempunyai ketahanan korosi yang baik dan juga mempunyai ketahanan
panas yang baik pula karena sifat(sifat inilah besi $or grafit nodular lebih banyak
digunakan untuk berbagai ma$am keperluan dibandingkan dengan besi $or grafit
serpih.
&. #ocation : $ "eagent : %ital &' Magnifying : 1""; 2""; +""; Material : Carbon steel
tructure : errite perlite
Struktur Material 8arbon Steel pembesaran 2""; ditunjukkan pada gambar di
bawah ini
&'(
Perlit
Ferit
Magnifiyiing : 200x
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
10/14
G"$ "( 4.6 Gambar Material 8arbon Steel Pembesaran 2"";
Struktur Material 8arbon Steel pembesaran +""; ditunjukkan pada gambar di
bawah ini
G"$ "( 4. Gambar Material 8arbon Steel Pembesaran +"";
Pada gambar hasil per$obaan tampak ferit % berwarna putih , dan perlit
% berwarna hitam , bila kadar perlit semakin besar maka kadar karbon juga
semakin
besar. !engan struktur yang tampak pada gambar maka baja ini termasuk baja
hipoeutektoid. Perkiraan prosentase karbon dapat dihitung dengan
menggunakan
rumus sebagai berikut
&'(1"
Perlit
Ferit
Magnifiyiing : 500x
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
11/14
3 3 P)(/+- 07008
-aja kontruksi memiliki kadar maksimum karbon sebanyak " 2 ( " 3 jadi
kandungan perlit dalam prosen adalah 3= + . -aja seperti ini memiliki sifat yaitu
kekuatannya bertambah pada tingkatan yang dibutuhkan untuk tujuan kontruksional
tetapi kemampuan uletnya menurun. )ualitas pabrikasi % pekerja dan karakteristik
pengelasan , bahan ini sangat baik misalnya digunakan untuk pembuatan boiler kapal
dan kendaraan dan juga dalam bagian % seperti balok penopang > girder ? balok >
beams ? balok silang > joists ? , untuk digunakan pada jembatan dan bangunan. -aja
sering digunakan pada kondisi panas tetapi baja yang mempunyai ukuran ke$il biasa
digunakan dalam kondisi yang normal.
P@0&/9 G*
*sumsi
• )andungan ferrit pada Spesimen 1 A 5"
)andungan perlit pada spesimen 1 A 2"
Sehingga kandungan karbonnya A 2" ; " ""5 A " 1#
• )andungan ferrit pada Spesimen 2 A =4 2
)andungan perlit pada spesimen 2 A 2+ 5
Sehingga kandungan karbonnya A 2+ 5 ; " ""5 A " 2"#4
4.5 K)'+$ /"#
!ari per$obaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa
0asil pengujian dengan metalography yang berupa gambar mikrostruktur
material dapat digunakan untuk mengetahui komposisi yang terkandung dalam
material tersebut jenis material dan sifat dari material tersebut.
Pada $arbon steel memiliki struktur yang terdiri dari ferrit dan perlit.
8arbon steel yang memiliki persen perlit besar biasanya memiliki sefat kekerasan
yang rendah sedangkan pada $arbon steel dengan persen perlit ke$il
biasanyamemiliki sifat kekerasan yang $ukup baik. Benis baja ini biasanya
&'(11
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
12/14
digunakan untuk proses pengerjaan panas seperti pada penge$oran $reak ekstursi
untuk bilah penggantung dan untuk $etakan penempaan panas.
Sifat du$tile besi $or % 8ast &ron , tergantung pada struktur bentuk grafitnya
sedangkan bentuk grafit dari besi $or dipengaruhi laju pendinginan pada waktu
melalui temperature transformasi eute$toid dan juga tergantung pada kandungan
unsure yang lain karena pada umumnya unsure(unsur penyusunnya berpengaruh
terhadap per$epatan penggrafitan pada waktu pembekuan besi $or. Seadangkan
kekuatan tarik dari besi $or sangat dipengaruhi oleh derajat eute$ti$ % S 8 , untuk
besi $or yang mempunyai kekuatan tarik tinggi harga S 8 nya harus ke$il sifatnya
akan menjadi besi $or putih.
DAFTAR PUSTAKA
-udi Prasojo S/. 2""2. -uku Petunjuk Praktek 9ji -ahan Burusan /eknik Permesinan
)apal. PP S(&/S Surabaya
&'(12
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
13/14
-
8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi
14/14
&'(14