MAKALAH SIFAT-SIFAT MEKANIK LOGAM PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES

Transkripsi

1 MAKALAH SIFAT-SIFAT MEKANIK LOGAM PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES NAMA : MUSTAFA SUFRAN NPM : Semester/kelas : 4/ A1 teknik mesin industri PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BALIKPAPAN 2016

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Sifat dan Kegunaan Besi Salah satu unsur kimia yang sangat banyak manfaatnya bagi kehidupan manusia adalah besi. Banyak peralatan ata alat bantu yang kita pakai setiap hari terbuat atau mengandung materi berupa besi. Mulai perangkat yang sobat gunakan untuk mengakses halaman ini hingga jalan tol pasti memerlukan bahan yang terbuat dari besi. Apa sebenarnya unsur besi itu dan apa saja manfaatnya? Berikut ulasan lengkapnya. Dalam sejarah manusia ada yang disebut jaman besi. Jaman ini dimulai sekitar 1200 tahun sebelum masehi. Jaman tersebut manusia untuk pertama kalinya belajar bagaiman menggunakan logam besi. Penggunaan besi terus berlanjut hingga abad ini. Besi bisa dibilang unsur logam yang paling banyak dan luas penggunaannya dalam kehidupan manusia. Tidak ada satupun logam yang dapat menggantikan peran besi sampai saat ini. Dalam tabel periodik unsur besi adalah jenis logam trnasisi. Logam transisi adalah tipe unsur logam yang punya kecenderungan sifat padat, warna silver, dan mengkilap. Dalam ilmu logam, jenis logam dikelompokkan diantarannya menjadi 4 kelompok, yaitu: Logam berat (besi, nikel, khrom, tembaga, timah hitam, timah putih, timah, dan seng). Logam ringan (alumunium, magnesium, titanium, kalsium, kalium, natrium, dan barium). Logam mulia (emas, perak, dan platina). Logam tahan api (wolfram, titanium, sirkonium, dan molibden). Proses pengujian logam adalah proses pemeriksaan bahan-bahan untuk diketahui sifat dan karakteristiknya yang meliputi sifat mekanik, sifat fisik, bentuk struktur, dan komposisi unsur-unsur yang terdapat di dalamnya. Proses pengujian logam dikelompokkan ke dalam tiga kelompok metoda pengujian, yaitu : Destructive Test (DT), yaitu proses pengujian logam yang bisa menimbulkan kerusakan logam yang di uji. Non Destructive Test (NDT), yaitu proses pengujian logam yang tidak bisa menimbulkan kerusakan logam atau benda yang di uji. Metallography, yaitu proses pemeriksaan logam tentang komposisi kimianya, unsur-unsur yang terdapat didalamnya, dan bentuk strukturnya.

3 1.2Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penyusun rumusan masalah sebagai berikut. 1. klasifikasikan logam ferrous dan non-ferrous? 2. Sebutkan sifat-sifat logam? 3. Apa saja Factor yang mempengaruhi sifat mekanik? 4. bagaimana cara pengujian terhadap material logam 1.3Tujuan Masalah 1. Untuk mengetahui sifat-sifat dari logam 2. Untuk mengetahui factor yang mempengaruhi sifat mekanik logam 3. Untuk mengetahui cara pengujian logam 1.4Manfaat penulisan 1. Memberikan siswa pengetahuan yang baru 2. Menambah wawasan dalam bidang teknik mesin

4 BAB II PEMBAHASAN 2.1Klasifikasi dari logam ferrous dan non-ferrous PENGERTIAN LOGAM Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta mempunyai titik cair tinggi. Bijih logam ditemukan dengan cara penambangan yang terdapat dalam keadaan murni atau bercampur. Bijih logam yang ditemukan dalam keadaan murni yaitu emas, perak, bismut, platina, dan ada yang bercampur dengan unsur-unsur seperti karbon, sulfur, fosfor, silikon, serta kotoran seperti tanah liat, pasir, dan tanah. Bijih logam yang ditemukan dengan cara penambangan terlebih dahulu dilakukan proses pendahuluan sebelum diolah dalam dapur pengolahan logam dengan cara dipecah sebesar kepalan tangan, dipilih yang mengandung unsur logam, dicuci dengan air untuk mengeluarkan kotoran, dan terakhir dikeringkan dengan cara dipanggang untuk mengeluarkan uap yang mengandung air. Gambar 1.0 contoh material logam Berdasarkan pada komposisi kimia, logam dan paduannya dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu:

5 Logam besi / ferrous Logam non besi / non ferrous 1. Logam-logam besi merupakan logam dan paduan yang mengandung besi (Fe) sebagai unsur utamanya. 2. Logam-logam non besi merupakan meterial yang mengandung sedikit atau sama sekali tanpa besi. Dalam dunia teknik mesin, logam (terutama logam besi / baja) merupakan material yang paling banyak dipakai, tetapi material-material lain juga tidak dapat diabaikan. Material non logam sering digunakan karena meterial tersebut mempunyai sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh material logam. Material non logam dapat dibedakan menjadi beberapa golongan, yaitu: 1. Keramik 2. Plastik (polimer) 3. Komposit Material keramik merupakan material yang terbentuk dari hasil senyawa (compound) antara satu atau lebih unsur-unsur logam (termasuk Si dan Ge) dengan satu atau lebih unsur-unsur non logam. material jenis keramik semakin banyak digunakan, mulai berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, kaca, dan lain-lain, bahkan teknologi roket dan penerbangan luar angkasa sangat memerlukan keramik. Plastik (polimer) adalah material hasil rekayasa manusia, merupakan rantai molekul yang sangat panjang dan banyak molekul MER yang saling mengikat. Pemakaian plastik juga sangat luas, mulai peralatan rumah tangga, interior mobil, kabinet radio/televisi, sampai konstruksi mesin. Komposit merupakan material hasil kombinasi dari dua material atau lebih, yang sifatnya sangat berbeda dengan sifat masing-masing material asalnya. Komposit selain dibuat dari hasil rekayasa manusia, juga dapat terjadi secara alamiah, misalnya kayu, yang terdiri dari serat selulose yang berada dalam matriks lignin. Komposit saat ini banyak dipakai dalam konstruksi pesawat terbang, karena mempunyai sifat ringan, kuat dan non magnetik.

6 2.2SIFAT-SIFAT MEKANIK Sifat mekanik adalah sifat yang menyatakan kemampuan suatu material / komponen untuk menerima beban, gaya dan energi tanpa menimbulkan kerusakan pada material/komponen tersebut. Sifat mekanik logam adalah suatu sifat terpenting karena sifat mekanik logam menyatakan kemampuan suatu logam untuk menerima beban atau gaya dari luar tanpa mengalami kerusakan pada logam tersebut.beberapa sifat-sifat mekanik antara lain: 1. Kekuatan (Strength) [N/mm3, kg/mm2, lb/in2] Merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut patah. Kekuatan ada beberapa macam tergantung pada jenis beban yang bekerja. Contohnya: kekuatan tarik,tekan, geser, torsi, dan kekuatan lengkung. 2. Kekerasan (Hardness) [BHN, VHN, HRc] Kekerasan adalah kemampuan suatu material untuk menerima penetrasi benda runcing, goresan, kikisan tanpa mengalami deformasi. 3. Keelastisitasan (Elasticity) [%] Kekenyalan merupakan kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi). 4. Plastisitas (Plasticity) [%] Merupakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi platis (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Mekanisme yang mempunyai plastisitas yang tinggi dikatakan sebagai material yang ulet (ductile), sedangkan material yang mempunyai plastisitas rendah dikatakan sebagai material yang getas (brittle). 5. Ketangguhan (Toughness) [kg/mm] Merupakan kemampuan bahan untuk menyerap energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. 6. Kekakuan (stiffness) Kemampuan suatu bahan untuk menerima tegangan atau beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. 7. Kelelahan (Fatigue) [siklus] Merupakan kecenderungan bahan untuk patah apabila menerima tegangan berulang-ulang yang besarnya jauh dibawah batas kekakuan elastisitas.

7 8. Mulur (Creep) [siklus] Menyatakan kecenderungan logam mengalami deformasi platis yang besarnya merupakan fungsi waktu saat menerima beban yang besarnya tetap. 2.3 Factor yang mempengaruhi sifat mekanik A. Kadar karbon Semakin tinggi kadar karbon maka kekerasan akan semakin tinggi namun akan menjadi rapuh. Kandungan karbon ini juga mempengaruhi keuletan, ketangguhan, maupun sifat mampu mesin. B. Unsur kimia Penambahan unsur kimia pada baja dapat mempengaruhi sifat mekaniknya.pembebanan karbon pada logam akan membuat logam semakin keras tapi rapuh. Unsur kimia yang dapat bersenyawa antara lain: Nikel untuk meningkatkan. - Meningkatkan kekuatan dan kekerasan. - Meningkatkanketahanan terhadap korosi. - Meningkatkankeuletan dan tahan gesek. Chromium, untuk - Menambah kekerasan baja. - Membentuk karbida. - Menambah keuletan, sehingga baik untuk pegas. Ukuran butir Ukuran butir pada baja sangat berpengaruh. Ukuran butir yang besar dan homogen membuat baja mempunyai sifat yang ulet. Sedangkan untuk ukuran butir yang kecil dan tidak homogen maka baja tersebut akan bersifat kaku dan keras. Fasa dan struktur Fasa dapat mempengaruhi sifat mekanik logam, karena pada tiap-tiap fasa padalogam memiliki struktur mikro sendiri dengan sifat mekanik, fisik dan kimia yang berbeda-beda, misalnya fasa martensite memiliki sifat-sifat keras, rapuh, magnetic dengan nilai kekerasan BHN. Jadi dapat dikatakan fasamartensitememiliki kekerasan yang lebih tinggi daripada ferrite. Logam yang memiliki struktur yang teratur mempunyai sifat mekanik yang lebih baikdibandingkan denganlogam yang strukturnya tidak

8 teratur sebab tegangan dalam yang timbul lebih besar. Tegangan didalam berbanding terbalik dengan sifat mekanik. Cacat Cacat terjadi kemungkinan besar selama proses pertumbuhan kristal atau pada proses heat treatment (perlakuan panas). Cacat ini dibedakan menajdi cacat titik, cacat garis, cacat bidang, dan cacat ruang. Cacat yang terjadi pada logammenyebabkan kerusakan pada struktur logam misalnya terjadinya kekosongan (vacancy), sisipan dan slip. Kerusakan ini menyebabkan menurunnya sifat mekanik logam. Endapan Reaksi pengendapan merupakan kebalikan dari reaksi pelarutan yang terjadi akibat proses pendinginan. Pengendapan terjadi bila logam didinginkan sampai daerah suhu dan fasa setelah larut yang dipengaruhi laju waktu pendinginan. Pada laju waktu pendinginan cepat terjadi endapan serta fasa dan pada laju pendinginan lambat dapat terjadi endapan dua fasa sehingga pengendapan yang terjadi berpengaruh pada sifat mekanik logam. Mengenai sifat mekanik ini, dikenal 2 macam pembebanan, yaitu: 1. Pembebanan statik Yaitu pembebanan yang sifatnya statik atau besarnya tetap atau berubah-ubah dengan sangat lambat. 2. Pembebanan dinamik Yaitu pembebanan yang besarnya beban berubah-ubah atau dinamis.

9 2.3 Proses pengujian bahan material Macam macam Pengujian Kekerasan Yang Dilakukan Pengujian yang paling banyak dipakai adalah penekanan-penekanan tertentu pada benda kerja dengan bahan tertentu dengan mengukur ukuran penekanan yang berbentuk diatasnya : a. Metode Brinel b. Metode Vickers c. Metode Rockwell Pengujian yang paling banyak dipakai adalah penekanan-penekanan tertentu pada benda kerja dengan bahan tertentu dengan mengukur ukuran penekanan yang berbentuk diatasnya : a. Metode Brinel b. Metode Vickers c. Metode Rockwell Uji Kekerasan Rockwell Pengujian Rockwell merupakan suatu uji untuk mengetahui tingkat kekerasan. Tingkat kekerasan yang di uji adalah tingkat kekerasan logam baik logam ferrous maupun logam non ferrous dengan menggunakan alat Rockwell Hardness Tester. Alat Uji Kekerasan Rockwell. Alat yang dipergunakan untuk melakukan uji kekerasan suatu logam yang dilakukan dengan menggunakan uji kekerasan rockwell digunakan alat yang bernama Rockwell Hardness Test. Berikut ini merupakan gambar beserta data dari mesin uji kekerasan rockwell : Nama alat Merk Loading Spesifikasi : Rockwell Hardness Test : AFFRI Seri 206.RT-206.RTS : Maximum 150 KP dan Minimum 60 KP : HR C Load : 150 KP Indentor : Kerucut Diamond 1200 HR B Load : 100 KP Indentor : Steel Ball Æ 1/16

10 HR A Load : 60 KP Indentor : Kerucut Diamond 1200 Gambar 2.1 alat uji kekerasan rockwell Cara Penggunaan Mesin Uji Kekerasan Rockwell Mesin uji kekerasan rockwell (rockwell hardness test) harus dipelajari dulu secara seksama. Mesin yang ada merupakan mesin yang digunakan untuk uji rockwell HRA, HRB, HRC, HRD, HRF, HRG selanjutnya sebelum dimulai pengujian indetor harus dipasang terlebih dahulu sesuai dengan jenis pengujian yang diperlukan baik itu indetor bola baja maupun kerucut diamond. Setelah indetor terpasang, letakan specimen yang akan diuji kekerasannya ditempat yang tersedia dan menyetel beban yang akan digunakan untuk proses penekanan. Nilai kekerasan dapat dilihat pada jarum yang terpasang pada alat ukur berupa dial indicator pointer.

11 Flowchart Uji Kekerasan Rockwell Berikut ini adalah flowchart metodologi pengambilan data : Gambar 2.2 Flowchart Pengambilan Data Uji Kekerasan 29 Penjelasan Flowchart Metodologi pengambilan data pada simulasi adalah sebagai berikut: Menentukan Material Logam ferrous (baja karbon) dan logam non ferrous (alumunium dan tembaga). Memotong Memotong bahan yang akan diuji. Mengerinda / mengikir Menghaluskan permukaan bahan uji yang telah dipotong. Mengamplas Menghaluskan bahan uji dari amplas berukuran 100 sampai dengan 1000 sampai permukaan benda rata. Uji Kekerasan (rockwell) Baja Karbon, Alumunium, dan Tembaga Menguji bahan uji dengan alatrockwell, yaitu untuk kelompok logam ferrous menggunakan indentor kerucut diamond 120o dan untuk kelompok logam non ferrous menggunakan indentor steel ball berukuran Ø 1/16. Pengambilan data Mengambil data yang dihasilkan pada saat menguji bahan, yaitu dengan menetukan beban yang diberikan, dimana untuk baja menggunakan jenis HRa dengan beban yang diberikan 60KP, untuk logam ferrous baja yang telah dilakukan kalibrasi menggunakan jenis HRc dengan beban yang diberikan 150KP, logam non ferrous alumunium dan tembaga menggunakan jenis HRb dengan beban yang diberikan 100KP.

12 Analisa Menganalisa hasil pengambilan data, yaitu membandingkan hasilnya untuk kelompok logamferrous dan logam non ferrous untuk dicari mana yang paling keras. Kesimpulan Menarik kesimpulan menurut tujuan yang telah ditentukan Uji Brinell Uji brinell dilakukan dengan penekanan sebuah bola baja yang terbuat dari baja chrom yang telah dikeraskan dengan diameter tertentu, oleh gaya tekan secara statis kedalam permukaan logam yang diuji harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan ditiadakan dan bola baja dikeluarkan dari bekas lekukan, maka diameter paling atas dari lekukan tadi diukur secara teliti untuk kemudian dipakai untuk penentuan kekerasan logam yang diuji dengan menggunakan rumus: Dimana : P = Beban yang diberikan (KP atau Kgf). D = Diameter indentor yang digunakan. d = Diameter bekas lekukan. Kekerasan ini disebut kekerasan brinell yang biasa disingkat dengan HB atau BHN (Brinell Hardness Number). Bertambah keras logam yang diuji bertambah tinggi nilai HB. Bahan-bahan atau perlengkapan yang digunakan untuk uji kekerasan brinell adalah sebagai berikut : Mesin uji kekerasan brinell Bola baja untuk brinell (brinell ball) Mikroskop pengukur Stop watch Mesin gerinda Ampelas kasar dan halus Benda uji (test specimen) Percobaan Kekerasan Brinell Mesin uji kekerasan brinell (Brinell Hardness Test) harus dipelajari dulu dan bila perlu mencatat hal-hal yang kiranya nanti diperlukan bagi pembuatan laporan, misalnya sebagai berikut: Merek, type, nomor seri, tahun pembuatan, dan kemampuan mesin secara keseluruhan. Bagian-bagian utama dari mesin. Gambar sketsa mesin secara keseluruhan. Cara-cara pemakaian mesin.

13 Bila memakai bola baja untuk uji brinell, biasanya yang terbuat dari baja chrom yang telah disepuh atau ada juga cementite carbide, bola brinell ini tidak boleh berdeformasi sama sekali disaat proses penekanan kepermukaan logam uji. Standar dari bola brinell yaitu mempunyai Ø 10 mm atau 0,3937 in, dengan penyimpangan maksimal 0,005 mm atau 0,0002 in. Selain yang telah distandarkan seperti diatas terdapat juga bola-bola brinell dengan diameter lebih kecil (Ø 5 mm, Ø 2,5 mm, Ø 2 mm, Ø 1,25 mm, Ø 1 mm, Ø 0,65 mm) yang juga mempunyai toleransi-toleransi tersendiri. Misalnya untuk diameter 1 s/d 3 mm adalah lebih kurang 0,0035 mm, antara 3 s/d 6 adalah 0,004 mm dan antara 6 s/d 10 adalah 0,005 mm. Karena penggunaannya tergantung pada gaya tekan (P) dan jenis logam yang diuji, maka praktikan harus dapat memilih diameter bola yang paling sesuai. Langkah-langkah yang harus ditempuh dalam melakukan percobaan yaitu: 1. Periksa dan persiapkan specimen sehingga siap untuk diuji. 2. Periksa dan persiapkan mesin untuk dipakai. 3. Lakukan pemeriksaan pada pembebanan, diameterbola baja yang digunakan, dan alat pengukur waktu. 4. Bebaskan beban tekan dan keluarkan bola dari lekukan lalu pasang alat optis untuk melihat bekas yang kemudian diameter bekas tadi diukur secara teliti dengan mikrometer pada mikroskop. Pengukuran diameter ini untuk sebuah lekuk dilakukan dua kali secara bersilang, tegak lurus dan baru dari dua nilai diameter yang diperoleh diambil rataratanya untuk kemudian dimasukan kedalam rumus brinell untuk memperoleh hasil kekerasan brinell (HB). 5. Lakukanlah proses pengujian sebanyak lima kali sehingga diperoleh nilai rata-rata dari uji kekerasan brinell tersebut. 6. Yang perlu diperhatikan adalah jarak dari titik pusat lekukan baik dari tepi specimen maupun dari tepi lekukan lainnya harus paling kurang 2 dan 3/2 diameter lekukan Uji Kekerasan Vickers Uji vickers ini didasarkan kepada penekanan oleh suatu gaya tekan tertentu oleh sebuah indentor berupa pyramid diamond terbalik yang memiliki sudut puncak kepermukaan logam yang diuji kekerasannya, dimana permukaan logam yang diuji ini harus rata dan bersih. Setelah gaya tekan secara statis ini kemudian ditiadakan dan pyramid diamond dikeluarkan dari bekas yang terjadi (permukaan bekas merupakan segi empat karena piramid merupakan piramid sama sisi), maka diagonal segi empat bekas teratas diukur secara teliti untuk kemudian digunakan sebagi kekerasan logam yang diuji. Nilai kekerasan yang diperoleh sedemikian itu disebut kekerasan vickers yang biasa disingkat denga Hv atau HVN (Vicker Hardness Number). Untuk memperoleh nilai kekerasan vickers maka hasil penekanan yang diperoloeh dimasukkan kedalam rumus:

14 Bahan-bahan atau perlengkapan yang biasa digunakan untuk uji kekerasan vickers adalah sebagai berikut: 1. Mesin percobaan kekerasan vickers 2. Indentor pyramid diamond 3. Mikroskop pengukur diagonal bekas 4. Stop watch 5. Mesin gerinda 6. Ampelas kasar dan halus 7. Benda uji (test specimen) 8. Mesin Percobaan Uji Kekerasan Vickers Mesin percobaan kekerasan vickers (vickers hardness test) harus dipelajari dulu. Maka dari itu hal yang penting dipelajari adalah bagaimana menggunakan alat uji kekerasan vickers ini, dalam hal memasang indentor pyramid diamond, meletakan specimen di tempatnya, menyetel beban yang akan dipakai, melihat dan mengukur diagonal persegi empat teratas dari bekas yang terjadi seteliti mungkin Percobaan metalografi Ilmu logam dibagi menjadi dua bagian khusus, yaitu metalurgi dan metallografi. Metalurgi adalah ilmu yang menguraikan tantang cara pemisahan logam dari ikatan unsur-unsur lain. Atau cara pengolahan logam secara teknis untuk memperoleh jenis logam atau logam paduan yang memenuhi kebutuhan tertentu. Sedangkan metallografi adalah ilmu yang mempelajari tentang cara pemeriksaan logam untuk mengetahui sifat, struktur, temperatur dan prosentase campuran logam tersebut. Metallografi merupakan suatu pengetahuan yang khusus mempelajari struktur logam dan mekanisnya. Dalam metallografi dikenal pengujian makro (makroscope test) dan pengujian mikro (mikroscope test). Pengujian makro (makroscope test) ialah proses pengujian bahan yang menggunakan mata terbuka dengan tujuan dapat memeriksa celah dan lubang dalam permukaan bahan. Angka kevalidan pengujian makro berkisar antara 0,5 sampai 50 kali. Pengujian cara demikian biasanya digunakan untuk bahan-bahan yang memiliki struktur kristal yang tergolong besar atau kasar. Misalnya, logam hasil coran (tuangan) dan bahan yang termasuk non-metal (bukan logam). pengujian mikro (mikroscope test) ialah proses pengujian terhadap bahan logam yang bentuk kristal logamnya tergolong sangat halus. Mengingat demikian halusnya, sehingga pengujiannya menggunakan suatu alat yaitu mikroskop optis bahkan mikroskop elektron yang memiliki kualitas pembesaran antara 50 hingga 3000 kali.

15 Pengujian metallografi dapat memberikan gambar-gambar dari struktur logam yang diuji sehingga dapat diteliti lebih lanjut mengenai hubungan struktur pembentuk logam dengan sifatsifat logam tersebut. Bahan-bahan dan perlengkapan untuk percobaan metallografi yaitu: 1. Grinding belt 2. Kertas amplas dan pemegangnya 3. Metallographic polishing table 4. Bejana untuk etching reagents 5. Etching reagent 6. Mikroskop metalurgi 7. Camera 8. Film 9. Printing paper 10. Specimen atau benda uji Penjelasan mengenai bahan-bahan dan perlengkapan untuk percobaan metallografi yaitu: 1. Grinding belt dan kertas amplas. Grinding belt digunakan untuk penggosokkan kasar permukaan specimen yang dilanjutkan dengan kertas amplas no. 400, setelah itu penggosokkan halus dengan kertas amplas no. 600, no. 800, dan no dan terakhir no Metallographic polishing table. Metallographic polishing table yaitu sebuah mesin poles yang digunakan untuk lebih memperhalus permukaan yang telah mengalami pengosokan halus dengan berbagai macam no. amplas. Mesin ini mempunyai sebuah piringan yang mana diatasnya terdapat semacam kain beludru. Bila proses polishing dilakukan harus menggunakan obat asah (polishing abrasive) agar betul-betul diperoleh permukaan yang halus tanpa cacat. 3. Bejana dan etching reagents. Bejana diperlukan untuk tempat etching reagents (echant) yang akan digunakan bagi pekerjaan etsa permukaan specimen yang telah mengalami polishing. Meng-etsa (etching) dengan etching reagents (bahan etsa) dilakukan sehingga diperoleh gambaran yang nyata dari permukaan specimen, sehingga dalam keadaan siap diletakkan dibawah mikroskop. 4. Mikroskop optis. Mikroskop optis digunakan untuk memperbesar gambaran yang nyata dari permukaan specimen yang yang telah mengalami etching, sehingga dapat dilihat secara jelas sekali struktur logam (specimen) yang pembesarannya bagi mikroskop optis ini lebih dari 50X sampai 400X. Jelas atau tidaknya gambar struktur yang diperoleh bergantung sekali baik kepala index pembesaran mikroskop dan numerical apertu lensa objective yang digunakan. 5. Camera. Camera digunakan untuk memotret gambar struktur yang sedang terlihat dibawah mikroskop, sehingga camera ini harus dapat dipasang pada mikroskop untuk dapat melakukan pemotretan mikro struktur dengan mudah dan cepat Alat Uji Metallografi Adapun spesifikasi alat yang digunakan untuk melakukan pengujian metallografi, adalah sebagai berikut:

16 Tyepiece : NWF 10 X Objective : MSFX, MF 10 X, MF 20 X, MF 40 X. Viewing Head Illuminator : Binocular body complete with interpupillary distance : Koehler-type illuminator complete with aperture and field tungsten filament bulb diaphragms, filter slots and bulb cord. Uses EL-38 (8V, 15 W) Mechanical Stage : Graduated 150 x 160 mm in size 30 x 30 mm cross motion, reading to 0,1by vernier. Provided with low position stage controls. Focusing Control : Stage height is adjustable by the control knob and fixed by locking knob. Fine controls are workable in arrange of 2 mm. Photo Mechanic : Optical path selector for visual abservation and photography, built in reflecting mirror and camera port. Plarizing Filters : Built in slideway, complete with analyzer, rotatable through 00-90, and polarizer filter. Microscope Stand : Inverrted stand, complete with built in plane glass reflector, built in power supply transformer, variable light intensity control, out put sockets. Color Filters : Green filters for visual abservation and monochromatic film photography, and blue filter for color photography.

17 Gambar 2.3 alat metalografi Uji Impact Charpy Tujuan uji impact charpy adalah untuk mengetahui kegetasan atau keuletan suatu bahan (specimen) yang akan diuji dengan cara pembebanan secara tiba-tiba terhadap benda yang akan diuji secara statik. Dimana benda uji dibuat takikan terlebih dahulu sesuai dengan standar JIS Z2202 dan hasil pengujian pada benda uji tersebut akan terjadi perubahan bentuk seperti bengkokan atau patahan sesuai dengan keuletan atau kegetasan terhadap benda uji tersebut. Percobaan uji impact charpy dilakukan dengan cara pembebanan secara tiba-tiba terhadap benda uji yang akan diuji secara statik, dimana pada benda uji dibuat terlebih dahulu sesuai dengan ukuran standar JIS Z2202. Adapun perlengkapan yang digunakan dalam pengujian impact yaitu alat uji impact tipe charphy dan benda uji (test specimen).

18 Mesin Uji Impact Gambar 2.4 alat uji impack Mesin uji bentur (impact) yang digunakan untuk mengetahui harga impak suatu bahan yang diakibatkan oleh gaya kejut pada bahan uji tesebut. Tipe dan bentuk konstruksi mesin uji bentur beranekaragam mulai dari jenis konvensional sampai dengan sistem digital yang lebuh maju. Dalam pembebanan statis dapat juga terjadi laju deformasi yang tinggi kalau bahan diberi takikan, maka tajam takikan makin besar deformasi yang terkonsentrasikan pada takikan, yang memungkinkan meningkatkan laju regangan beberapa kali lipat. Patah getas menjadi permasalahan penting pada baja dan besi. Pengujian impact charpy banyak dipergunakan untuk menentukan kualitas bahan. Benda uji takikan berbentuk V yang mempunyai keadaan takikan 2 mm banyak dipakai. Permukaan benda uji pada impact charpy dan izod dikerjakan halus pada semua permukaan. Takikan dibuat dengan mesin freis atau alat notch khusus takik. Semua dikerjakan menurut standar yang ditetapkan (JIS Z2202). Pada pengujian ini adalah suatu bahan uji yang ditakikan, dipukul oleh pendulum (godam) yang mengayun. Dengan pengujian ini dapat diketahui sifat kegetasan suatu bahan. Cara ini dapat dilakukan dengan cara charpy atau cara izod. Pada pengujian kegetasan bahan dengan cara impact charpy, pendulum diarahkan pada bagian belakang takik dari batang uji. Sedangkan pada pengujian impact cara izod adalah pukulan pukulan pendulum diarahklan pada jarak 22 mm dari penjepit dan takikannya menghadap pendulum. Prinsip Dasar mesin Uji Impact Bila pendulum dengan berat G dan pada kedudukan h1 dilepaskan, maka akan mengayun sampai kedudukan fungsi akhir 4 pada ketinggian h3 yang juga hamper sama dengan tinggi semula h1 dimana pendulum mengayun bebas. Pada mesin uji yang baik, skala akan menunjukkan usaha lebih dari 0,05 kilogram meter (kg m), pada saat pendulum mencapai kedudukan 4.

19 Bila batang uji dipasang pada kedudukannya dan pendulum dilepaskan, maka pendulum akan memukul batang uji dan selanjutnya pendulum akan mengayun sampai kedudukan 3 pada ketinggian h2. Usaha yang dilakukan pendulum waktu memukul benda uji atau usaha yang diserap benda uji sampai patah yaitu: Dan dapat juga dengan menggunakan persamaan berikut: Dimana : W1 G h1 Λ = Usaha yang dilakukan (kg m). = Berat pendulum (kg). = Jarak awal antara pendulum dengan benda uji (m). = Jarak lengan pengayun (m). cos α = Sudut posisi awal pendulum. Sedangkan sisa usaha setelah mematahkan benda uji adalah sebagai berikut. dan dapat juga dengan menggunakan persamaan berikut: Dimana : W2 G h2 λ cos β = Sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg m). = Berat pendulum (kg). = Jarak akhir antara pendulum dengan benda uji (m). = Jarak lengan pengayun (m). = Sudut posisi akhir pendulum.

20 Besarnya usaha yang diperlukan untuk memukul patah benda uji adalah: dan dapat juga dengan menggunakan persamaan berikut : Dimana : W W1 W2 G λ = Usaha yang diperlukan mematahkan benda uji (Kg m). = Usaha yang dilakukan (Kg m). = Sisa usaha setelah mematahkan benda uji (Kg m). = Berat pendulum (Kg). = Jarak lengan pengayun (m). cos α = Sudut posisi awal pendulum. cos β = Sudut posisi akhir pendulum. dan besarnya harga impact dapat digunakan persamaan berikut: Dimana : K = nilai impact (Kg m/mm2) W= Usaha yang diperlukan mematahkan uji (Kg m) Ao= Luas penampang dibawah tatikan (mm2) Alat Uji Impact Tipe Charpy Kapasitas 85 Joule Alat uji impact tipe charpy seperti pada gambar 2.3 dan 2.4 merupakan suatu alat uji yang digunakan untuk mengukur kegetasan dan keuletan pada benda uji dengan standar JIS Z2202. Berat pendulum yang digunakan pada alat uji impact tipe charpy ini 8 kg dean panjang lengan pengayun 600 mm. Pada alat ini menghasilkan besar energi (W1) pada setiap sudut waktu mematahkan benda uji dan sisa usaha (W2) setelah mematahkan benda uji. Adapun spesifikasi alat uji impact tipe charpy ini adalah sebagai berikut :

21 Tipe alat uji Kapaditas Berat go0dam (pendulum) : 8 Kg : Charpy : 85 J Jarak titik ayun dengan titik pukul : 600 mm Posisi awal pemukulan Sudut pisau pemukul Dimensi alat uji Standar bahan uji : 140o : 30o : 750 x 400 x 1000 mm : Alumunium Alat uji impact tipe charpy ini mempunyai beberapa bagian-bagian utama yang terdiri dari : Badan alat uji impact Pendulum Lengan pengayun Poros pengayun Bearing Tempat benda uji Busur derajat dan jarum penunjuk Pisau pemukul

22 Gambar 2.5 alat uji impact Bagian-bagian alat uji impact tipe charpy tersebut saling mendukung dan saling melengkapi sastu sama lain dalam penggunaan alat uji tersebut. Penjelasan dari masing-masing bagian-bagian alat uji impact tipe charpy adalah sebagai berikut: a. Badan alat uji impact Badan alat uji impact terbuat dari baja profil U 70 x 40 mm dengan tebal baja 5 mm. Sedangkan dimensi dari badan alat uji impact ini adalah 750 x 100 x 1000 mm. Proses pengerjaan yang dilakukan dalam pembuatan badan alat uji impact ini adalah proses penyambungan atau proses pengelasan. Badan alat uji impact berfungsi sebagai tempat dudukan dari bearing dan tempat benda uji. Berikut ini adalah gambar badan alat uji impact tipe charpy. b. Pendulum Pendulum berfungsi sebagai beban yang akan diayunkan ke benda uji dan juga terdapat pisau pemukul untuk mematahkan benda uji. Pendulum terbuat dari baja pelat silinder Ø 230 x 30 mm dengan berat 8 kg. Pada bagian atas pendulum dihubungkan ke bagian lengan pengayun dengan cara dilas. c. Lengan pengayun Lengan pengayun berfungsi untuk meneruskan gerakan ayunan dari poros ke pendulum. Legan pengayun ini terbuat dari baja silinder Ø 20 x 600 mm, pada bagian atasnya dihubungkan ke poros dengan dilas dan pada bagian bawahnya dihubungkan ke pendulum dengan cara dilas. d. Poros pengayun Poros pengayun berfungsi sebagai penerus ayunan dari bearing ke lengan pengayun dan pendulum. Poros pengayun terbuat dari baja silinder Ø 25 x 450 mm. Pada bagian ujung kanan dan kirinya dihubungkan ke bearing dan pada bagian tengahnya dihubungkan ke lengan pengayun dengan cara dilas. e. Bearing Bearing berfungsi sebagai pengayun poros. Bearing yang digunakan adalah bearing dengan ukuran diameter dalam atau diameter poros 25 mm. Bearing ditempatkan pada bagian atas kiri pada badan alat uji impact dengan cara dibaut. f. Tempat benda uji Tempat benda uji berfungsi sebagai tempat diletakannya benda uji yang akan dilakukan pengujian. Tempat benda uji ini terbuat dari baja profil U 70 x 40 mm dengan tebal 5 mm. Tempat benda uji dilas menyatu dengan badan alat uji impact. g. Busur derajat dan jarum penunjuk

23 Busur derajat berfungsi sebagai alat prngukur atau alat baca dari hasil pengujian. Jarum penunjuk berfungsi untuk menunjukan angka pada busur derajat yang merupakan hasil dari pengujian. Jarum penunjuk dihubungkan dengan poros pengayun dengan dibaut, sehingga arahnya sesuai dengan arah ayunan poros pengayun. h. Pisau pemukul Pisau pemukul berfungsi untuk memukul benda uji yang telah dibuat takikan, posisi pisau pada saat akan memukul adalah dibelakang kakikan benda uji. Bahan pisau pemukul ini harus lebuh keras dari benda yang akan diuji dan sudut pemukul pisau adalah 30 derajat. Pengujian Impact Charpy Benda uji yang akan diuji pada alat uji impact tipe charpy ini harus dibuat dengan standar yang telah ditetapkan yaitu JIS Z2202. Adapun langkah-langkah pengujian impact tipe charpy ini adalah sebagai berikut : 1. Meletakan benda uji ditempat benda uji pada alat uji impact. Penenmpatan benda uji harus benar-benar pas berada pada posisi tengah-tengah dimana pisau pada pendulum berada pas sejajar dengan takikannya tersebut 2. Menyetel posisi jarum pada 0 derajat 3. Mengangkat pendulum sejauh 140o dengan cara memutar berlawanan arah jarum jam secara perlahan-lahan 4. Melepaskan pendulum untuk mengayun dan mematahkan benda uji 5. Lihat dan catat hasil data yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada busur derajat 6. melakukan perhitungan dari dat pengujian yuang telah diperoleh, yaitu menghitung besarnya usaha(w) dan harga impact (K) dengan menggunakan persamaam berikut: Dimana: W G λ cos β cos α = Besarnya usaha untuk mematahkan benda uji (kg m). = Berat pendulum (godam) yang digunakan (kg). = Panjang lengan pengayun. = Sudut awal pendulum terhadap benda uji. = Sudut akhir pendulum terhadap benda uji.

24 Dimana : K = Nilai impact (Kg m/mm2). W = Usaha yang diperlukan mematahkan uji (Kg m). Ao = Luas penampang dibawah tatikan (mm2). 3 DIAGRAM FASA LOGAM Gambar 2.6 contoh diagram fasa logam(baja carbon)

25 4 CONTOH-CONTOH PENGGUNAAN LOGAM DALAM BIDANG INDUSTRI

26 Gambar 2.7 contoh penggunaan logam dalam bidang industri BAB III KESIMPULAN 1. Sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation. 2. Sifat-sifat mekanik :

27 Kekuatan (Strength) Kekerasan (Hardness) Kekenyalan (Elasticity) Plastisitas (Plasticity) Ketangguhan (Toughness) Kekakuan (stiffness) Kelelahan (Fatigue) Mulur (Creep) 3. Terdapat juga factor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik,yaitu: Kadar karbon Unsure kimia 4. Destructive Test (DT), yaitu proses pengujian logam yang bisa menimbulkan kerusakan logam yang di uji. 5. Non Destructive Test (NDT), yaitu proses pengujian logam yang tidak bisa menimbulkan kerusakan logam atau benda yang di uji. 6. Metallography, yaitu proses pemeriksaan logam tentang komposisi kimianya, unsur-unsur yang terdapat didalamnya, dan bentuk strukturnya. SARAN Mencari sumber lain selain penggunaan logam walaupun sampai sekarang logam susah tergantikan karena sifatnya keras dan tahan terhadap apapun, dan biasakan dalam mencari bahan baku menggunakan material logam yang dapat di daur ulang dan jangan terus-menerus mengeruk perut bumi atau merusak alam demi mencari sumber daya alam seperti logam dan sebagainya. DAFTAR PUSTAKA Rumus hitung,2014 sifat dan kegunaan besi, Yusufaya 2013 sifat mekanik logam dan factor, Documents.tips,sifat mekanik logam, 562e66a66cbd6.html Scribd, pengertian logam,

28 Indo-digital,sifat dan karakteristik, Fariedpradhana,pengujian logam, Terasepter,2013 pengujian bahan,