BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan Percobaan

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini terdapat beberapa jenis bahan yang digunakan pada industriindustri atau tujuan-tujuan lain. Untuk mendapatkan material yang baik harus diketahui segala hal mengenai karakteristik struktural atau susunan dari logam atau paduan logam yang akan dipakai atau digunakan pada industri-industri atau untuk keperluan lainnya. Dengan mengetahui karakteristik susunan atau struktur dari suatu logam atau paduan logam maka dengan mudah kita dapat memilih bahan untuk suatu kontruksi tertentu. Dengan melakukan pengujian metalografi maka dapat dilakukan berbagai jenis perubahan pada suatu meterial setelah mengetahui karakteristiknya. Pengetahuan metalografi pada dasarnya adalah mempelajari karakteristik atau susunan dari suatu logam atau paduan dalam hubungannya dengan suatu analisis kimia dan metalografi dari suatu logam. Biasanya logam yang diuji hanya bagian potongan tertentu saja disebabkan oleh pembawaan heterogen dalam logam. Maka tidak dapat dihindari bahwa pengujian metalografi sangat berperan bagi dunia industri. Oleh karena itu kita harus berusaha mencari material yang memiliki sifat dan karakteristik yang baik. 1.2 Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hubungan antara gambaran struktur mikro dari suatu logam dengan sifat mekanisnya maupun sifat fisiknya dengan menggunakan bantuan mikroskop optik.

2 2 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dari laporan ini adalah mengamati gambaran struktur mikro pada baja AISI low carbon yang belum diberikan perlakuan panas, yang telah di normalizing dan di quenching dengan air dan oli. Dengan tahapan-tahapan proses metalografi yaitu grinding, polishing, washing, drying, etching, dan observasi struktur mikro dengan mikroskop 1 optik. 1.4 Sistematika Penulisan Sistematika laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajian utama. Bab I menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan laporan yang digunakan. Bab II merupakan tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan. Bab III menjelaskan mengenai metode percobaan yang dilakukan. Bab IV menjelaskan mengenai data percobaan dan pembahasan berdasarkan tinjauan daftar pustaka yang diperoleh. Bab V menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan yang dilakukan, yang dilengkapi dengan saran seputar percobaan. Sebagai kajian tambahan, diakhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum serta blanko percobaan.

3 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Metalografi Metalografi merupakan suatu bidang ilmu metalurgi yang mempelajari karakteristik mikrostruktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta hubungannya dengan material tersebut dengan metode yang dipakai, yaitu : mikroskopik (optik maupun elektron), difraksi (sinar-x, elektron dan neutron) dan juga metalografi stereometri. Secara umum, pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu : metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran kali dan metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran hingga 1000 kali. Sebelum kita menguji suatu material logam, yang harus dipertimbangkan adalah dalam tahap pemotongan (shearing, punching, flame cutting) tidak boleh membuat cacat awal pada material logam uji, dimensi atau toleransi spesimen harus tercatat dan yang terakhir adalah penandaan (marking) harus dilakukan karena ditakutkan akan terjadi kekeliruan pada saat benda uji atau logam akan diuji. Dalam ilmu metalurgi struktur mikro merupakan hal yang sangat penting untuk dipelajari karena struktur mikro sangat berpengaruh pada sifat fisik dan mekanik suatu logam. Struktur mikro yang berbeda sifat logam akan berbeda pula. Struktur mikro yang kecil akan membuat kekerasan logam meningkat. Dan juga sebaliknya, struktur mikro yang besar akan membuat logam menjadi ulet atau kekerasannya menurun. Struktur mikro sendiri dipengaruhi oleh komposisi kimia dari logam atau paduannya tersebut serta proses yang dialaminya. Karena pada dasarnya tujuan dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material logam maka sangat penting sekali

4 4 kita harus mempertimbangkan design dari suatu struktur atau mesin maka yang harus kita lakukan adalah melihat kekutan dari mesin yang akan kita coba, untuk menjalankan fungsinya secara aman dan baik. Contoh sebuah crane harus medukung (support) beban tanpa terjadi perpatahan atau tanpa pembengkokan (bending) sehingga tidak mempersulit operator crane. [Avner,1964] 2.2 Tahapan Preparasi Sampel Dalam Metalografi Pada analisa mikro digunakan mikroskop optik untuk menganalisa strukturnya, berhasil atau tidaknya analisa 3 itu ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin sempurna preparasi benda uji maka semakin jelas gambar struktur mikro yang diperoleh. Adapun tahapan persiapan benda uji metalografi pada percobaan ini secara umum adalah sebagai berikut : 1. Pengambilan sampel (sampling) Untuk pengambilan sampel diambil pada posisi ¼ dari lebar sampel, karena ¼ dari lebar sampel dianggap telah mewakili. Ada tiga lokasi pengambilan sampling yaitu posisi di luar pecahan, pecahan, dan ujung pecahan. 2. Pemotongan benda uji (cutting) Pemotongan pada benda uji jangan sampai merusak struktur bahan yang diakibatkan oleh gesekan alat potong dengan benda uji. Untuk menghindari pemanasan setempat dapat digunakan air sebagai media pendingin. Pada saat pendinginan sebaiknya terdapat minyak yang larut dalam air, adapun fungsinya yaitu : a. Mencegah karat b. Mengurangi kemungkinan terbakar c. Memberikan kualitas potong yang baik Teknik pemotongan sampel dapat dilakuka dengan : a. Pematahan : untuk bahan getas yang keras b. Pengguntingan : untuk baja karbon rendah yang tipis dan lunak c. Penggergajian : untuk bahan yang lebih lunak dari 350 HB d. Pemotongan abrasi

5 5 e. Electric discharge machining : untuk bahan dengan konduktivitas baik dimana sampel rendam dalam fluida dielektrik lebih dahulu sebelum dipotong dengan memasang satu listrik antara elektroda dan sampel. 3. Mounting (pembingkaian) Mounting disebut juga proses pembingkaian sampel. Sampel dimounting dengan alat mounting press dengan penambahan bakelit yang akan menggumpal dan membingkai sampel. Selain bakelit juga masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk mounting. Hasil mounting yaitu berbentuk bulat dengan ukuran 1 inchi 1 ½ inchi. Adapun tujuan dari mounting yaitu: a. Untuk memudahkan saat melakukan preparasi atau handling. b. Untuk mendapatkan kerataan permukaan c. Memungkinkan preparasi spesimen lebih dari satu d. Memperpanjang bahan polishing e. Meningkatkan keamanan bagi penguji f. Mempermudah melihat struktur mikro g. Melindungi spesimen dari kerusakan mekanis maupun non mekanis h. Mempermudah pemberian identitas sampel i. Memudahkan dalam penyimpanan 4. Pengamplasan (Grinding) Pengampelasan dilakukan untuk memperhalus sampel dan membersihkan kotoran-kotoran yang terlihat seperti bekas karat, menghilangkan geram-geram yang menempel pada sampel, serta menghilangkan adanya deformasi. Pengampelasan dilakukan dari ampelas yang paling kasar sampai yang paling halus, dengan posisi tegak lurus terhadap benda uji. Pengamplasan selesai apabila tidak teramati lagi adanya goresan-goresan pada permukaan sampel, selanjutnya sampel siap dipoles. [Catatan mata kuliah metalografi, 2009]

6 6 5. Polishing (pemolesan) Polishing merupakan proses terakhir preparasi spesimen. Polishing dilakukan untuk menghilangkan goresan-goresan yang masih ada dari proses pengampelasan halus. Polishing terbagi menjadi dua bagian yaitu: a. Mechanical polishing b. Electro polishing, dilakukan apabila proses mechanical polishing tidak bisa dilakukan untuk suatu spesimen. Pemolesan dilakukan dengan bahan poles dan dengan mesin polesnya. Bahan yang digunakan untuk pemolesan biasanya seperti pasta gigi atau autosol. 6. Etsa Proses etsa dilakukan dengan tujuan untuk mengkikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik. Zat etsa bereaksi dengan sampel secara kimia pada laju reaksi yang berbeda tergantung pada batas butir, kedalaman butir dan komposisi dari sampel. Sampel yang akan dietsa haruslah bersih dan kering. Selama etsa, permukaan sampel diusahakan harus selalu terendam dalam etsa. Waktu etsa harus diperkirakan sedemikian sehingga permukaan sampel yang dietsa tidak menjadi gosong karena pengikisan yang terlalu lama. Oleh karena itu sebelum dietsa, sampel sebaiknya diolesi alkohol untuk memperlambat reaksi. Pada pengetsaan masing-masing zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Zat etsa yang umum digunakan untuk baja ialah nital. Setelah reaksi etsa selesai, zat etsa dihilangkan dengan cara mencelupkan sampel ke dalam aliran air panas. Seandainya tidak memungkinkan dapat digunakan air bersuhu ruang dan dilanjutkan dengan pengeringan dengan alat pengering. Permukaan sampel yang telah dietsa tidak boleh disentuh untuk

7 7 mencegah permukaan menjadi kusam. Stelah dietsa, sampel siap untuk diperiksa di bawah mikroskop. 2.3 Analisa Metalografi Setelah sampel tersebut diamati di bawah mikroskop optik dan didapat gambar struktur mikronya kemudian gambar struktur mikro tersebut di analisa. Ada dua cara menganalisa sampel yaitu dengan analisa metalografi kuantitatif dan metalografi kualitatif. 1. Metalografi Kuantitatif Metalografi kuantitatif adalah pengukuran gambar struktur dari potongan, replika, atau lapisan tipis dari logam-logam yang dapat diamati dengan mikroskop optik dan mikroskop electron 2. Metalografi Kualitatif Metalografi kualitatif adalah pengukuran komposisi fasa-fasa yang terbentuk pada potongan atau replica dari logam-logam yang diamati dari mikroskop optik ataupun mikroskop elektron. Biasanya obyek yang dianalisa adalah jumlah/banyaknya fasa-fasa yang terbentuk pada logam tersebut. [Catatan mata kuliah metalografi,2009] Dengan mengetahui fasa-fasa apa saja yang terbentuk dan banyaknya fasa yang terbentuk pada logam tersebut maka kita dapat mengetahui sifat-sifat fisik dan mekanis dari logam tersebut, karena sifat-sifat fisik dan mekanis suatu logam dipengaruhi oleh fasa yang terbentuk pada butir-butir tersebut.

8 8 BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Diagram Alir Percobaan berikut : Percobaan ini secara umum digambarkan dalam bentuk diagram alir sebagai 4 benda uji baja AISI low carbon Grinding dengan ukuran kertas amplas #80, #100, #120, #240, #320, #400, #600, #800, #1000, #1200 Polishing dengan alumina Washing and Drying Etching dengan larutan nital 3% Washing and Drying Mengamati struktur mikro spesimen dengan mikroskop optik Data Pembahasan Literatur Kesimpulan Kesimpulan Data pengamatan Data

9 9 Kesimpulan Gambar 1. Diagram Alir Percobaan 3.2 Alat dan Bahan Alat yang digunakan 8 1. Kertas amplas #80, #100, #120, #240, #320, #400, #600, #800, #1000, dan # Dryer 3. Mesin grinding dan polishing 4. Mikroskop optik Bahan yang digunakan 1. Baja AISI low carbon 2. Air 3. Alumina 4. Nital 3% 5. Kapas 6. Metanol 3.3 Prosedur Percobaan 1 Mengamplas benda uji dengan kertas amplas ukuran #80, #100, #120, #240, #320, #400, #600, #800, #1000, # Melakukan pemolesan dengan alumina. 3 Membersihkan permukaan benda uji dengan metanol dan air. Kemudian dikeringkan dengan dryer. 4 Mengetsa dengan larutan nital 3%. Kemudian diberi metanol dan dikeringkan. 5 Mengamati benda uji dengan mikroskop optik.

10 10 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan berikut : Berdasarkan percobaan metalografi yang telah dilakukan, hasilnya sebagai Tabel 1. Data Hasil Percobaan Perbesaran : 200x Perlakuan : Non treatment Perbesaran : 200x Perlakuan : Quenching air Perbesaran : 200x Perlakuan : Quenching oli Perbesaran : 200x Perlakuan : Normalizing

11 Pembahasan 10 Dari data hasil pengamatan yang telah dilakukan maka didapatkan struktur-struktur mikro yang berbeda pada perlakuan yang diberikan maka pembahasannya adalah sebagai berikut : 1. Baja AISI low carbon non treatment Gambar 2. Baja AISI low carbon non treatment Baja AISI low carbon non treatment struktur-mikro fasa ferit dan yang berwarna abu-abu tua merupakan pearlite. Pearlite merupakan fasa yang terbentuk dari dua fasa yang bergabung, yaitu ferit dan cementit, dimana fasa cementit berbentuk laminer. Matriks dari struktur-mikro ini adalah ferit, dan fasanya adalah pearlite. Fasa ferit merupakan fasa yang memiliki kekerasan yang rendah (lunak) sehingga kekerasan pada baja AISI tanpa perlakuan panas ini rendah. 2. Baja AISI low carbon normalizing

12 12 Gambar 3. Baja AISI low carbon normalizing Struktur-mikro baja AISI low carbon setelah mengalami normalizing fasa ferit menjadi lebih sedikit dibandingkan pada baja AISI non heattreatment. Fasa pearlite pada perlakuan normalizing terlihat lebih banyak jika dibandingkan dengan fasa pearlite pada perlakuan non treatment. Hal ini dapat dilihat pada diagram TTT yang menunjukkan pendinginan yang lambat (dengan udara) akan menghasilkan fasa pearlite, hal ini sesuai dengan perlakuan normalizing perbesaran 1000X yang menunjukkan fasa pearlit terbentuk lebih banyak, dan hanya ada dua fasa yaitu fasa pearlite dan ferit. 3. Baja AISI low carbon quenching air Gambar 4. Baja AISI low carbon quenching air Spesimen ketiga adalah baja AISI 1045 yang telah diberi perlakuan panas secara quenching. Quenching merupakan proses laku panas dengan memanaskan baja hingga mencapai temperatur 50 0 C diatas hipoeutektoid kemudian didinginkan dengan cepat dengan menggunakan media air. Gambar dari pengamatan hasil percobaan adalah berupa jarum-jarum. Jarum-jarum tersebut adalah merupakan fasa martensit.

13 13 Jika dibandingkan data hasil percobaan tersebut dengan teorinya pada diagram TTT (time Temperature Transformation) atau diagram antara waktu pendinginan dengan temperatur, maka data hasil percobaan adalah benar karena proses quenching akan menghasilkan struktur yang martensit yang bentuknya seperti jarum-jarum panjang, yang sifatnya sangat keras tetapi strukturnya getas. Karena pendinginan yang cepat pula atom C yang ada tidak sanggup keluar berdifusi karena tidak cukup energi sehingga semestinya strukturnya BCC (Body Center Cubic) menjadi BCT (Body Center Tetragonal). Karbon yang terperangkap mengakibatkan struktur mikronya tegang dan keras sehingga sifanya sangat keras namun getas. Sifat logam yang di quenching paling keras dari ketiga sampel tetapi getas, keuletan dan ketangguhannya juga menurun. 4. Baja AISI low carbon quenching oli Gambar 5. Baja AISI low carbon quenching oli Terlihat strukturnya berwarna abu-abu tua dengan fasa martensit. Apabila dikaitkan dengan diagram TTT, maka pendinginan dengan oli lebih cepat dibandingkan dengan air. Matriks dari struktur-mikro pada gambar 9 adalah martensit, dan fasanya adalah ferit. Ferit pada gambar di atas sangat sedikit dibandingkan dengan martensit. Matriks yang berupa martensit ini memiliki kekerasan yang tinggi, sehingga baja dengan pendinginan cepat ini memiliki kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan benda uji yang lain.

14 14 Maka, perlakuan panas akan mempengaruhi struktur-mikro dari baja sehingga akan menyebabkan sifat kekerasannya berbeda dari sifat kekerasan fasanya. Baja AISI dengan karbon rendah tanpa perlakuan panas memiliki fasa ferit dan pearlit, apabila dilakukan perlakuan panas quenching akan menghasilkan fasa matensit, dan apabila dilakukan normalizing akan menimbulkan fasa pearlit yang semakin banyak. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Setelah melakukan percobaan metalografi maka penulis mendapatkan beberapa kesimpulan, di antaranya sebagai berikut : 1. Proses perlakuan panas, kecepatan dan media pendinginan sangat mempengaruhi struktur mikro dan sifat-sifat fisik pada logam. Semakin cepat pendinginan, maka bentuk butirannya akan semakin berlamel-lamel. Sehingga sifat kekerasannya dapat meningkat, namun ketangguhannya menurun. 2. Pada baja AISI low carbon terdapat fasa ferit dan pearlit dalam struktur-mikronya dengan ukuran ferit lebih besar dibandingkan pearlit. 3. Pada proses quenching oli, terlihat bentuk butiran logam yang berlamel dan kasar yang merata diseluruh daerah. Bentuk ini merupakan fasa martensit yang keras dan getas. Sedangkan quenching air terdapat fasa ferit dan martensit dalam struktur-mikronya dengan ukuran ferit lebih besar dibandingkan martensit. 4. Pada logam hasil normalizing, distribusi ukuran dan bentuk butirannya sangat teratur dan baik. Hal itu terlihat pada bentuk butiran pearlite yang bulat dan merata diseluruh bagian, dengan disertai struktur ferrite pada batas butiran pearlite. Sehingga proses normalizing memiliki sifat ketangguhan yang sangat baik.

15 Saran Saran yang dapat diberikan penulis untuk percobaan ini sebagai pengembangan di masa depan adalah pada saat grinding sebaiknya dilakukan bergantian sehingga spesimen yang diuji akan lebih efektif hasilnya.. 14 DAFTAR PUSTAKA Avner, S.H, Introduction to Physical Metallurgy. New York : Mc Graw- Hill. Davis, H.E, dan G.E Troxell, The Testing and Inspection Of Engineering Material, New York : Mc Graw-Hill. Djaka, Tri Catatan Kuliah Pengujian Logam dan Metalografi. Cilegon: FT. UNTIRTA. Lakhtin, Y Engineering Physical Metallurgy, Moscow : MIR Publised,. Smallman, R.E Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material Edisi Keenam Terjemahan. Jakarta : Erlangga. [Diakses tanggal 13 Maret 2013 pukul WIB]

16 16 15 LAMPIRAN

17 17 Lampiran 1. Jawaban Pertanyaan dan Tugas 1. Jelaskan manfaat pengujian metalografi 16 dan bagaimana aplikasinya dalam dunia industri? Jawaban : Metalografi merupakan pengujian dan pengamatan terhadap strukutur butir suatu logam. Manfaat dari pengujian metalografi adalah dapat diperoleh gambaran topografi struktur butir, kadar dari suatu logam atau paduan logam. yang dikandung suatu logam sehingga dari fasa-fasa dalam struktur butir suatu logam kita dapat mengetahui sifat mekaniknya. Aplikasi dalam dunia industri pada pengujian metalografi adalah bisa digunankan untuk mengetahui kadar kekuatan dari suatau material logam dan unsur atau paduan apa yang harus digunakan untuk menghasilkan logam dengan kekuatan yang kita inginkan, karena tujuan pada uji metalografi disini adalah untuk mendapatkan struktur mikro dari suatu logam maka aplikasi yang sering dipakai dalam dunia industri adalah bagaimana mendapatkan suatu material dengan kekuatan yang diinginkan. Contohnya adalah dengan metalografi industri dapat menghasilkan permukaan tampak lebih mengkilap pada body mobil, sepeda motor, alat-alat dapur, serta aplikasi logam pada bangunan. Selain itu aplikasinya terdapat pada frame jam tangan, drum stainless steel pada mesin cuci dan alat-alat pembedahan yang terbuat dari stainless steel. 2. Jelaskan mengapa kita harus melakukan etsa dan bagaimana mekanismenya? Dan jelaskan macam-macam etsa? Jawaban : Etsa dilakukan sebelum melakukan pengamatan metalografi dikarenakan etsa digunakan untuk mengikis daerah batas butir dan untuk menampilkan susunan

18 18 dan ukuran butir serta morfologi fasa sehingga struktur bahan yang diuji dapat diamati dengan jelas dibawah mokroskop optik. Larutan etsa yang dipakai dalam pengujian metalografi ini adalah larutan nital 3% yang sebelumnya dibersihkan dahulu dengan alkohol. Mekanismenya adalah kita hanya menyelupkan benda uji yang akan diteliti kedalam larutan etsa selama kurang lebih 5 detik, kemudian diangkat dan dilap hati-hati menggunakan kapas dan dikeringkan dengan menggunakan blower (hair dryer). 3. Jelaskan mekanisme mounting dan syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting? Jawaban : Mounting disebut juga proses pembingkaian sampel. Sampel dimounting dengan alat mounting press dengan penambahan bakelit yang akan menggumpal dan membingkai sampel. Selain bakelit juga masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk mounting. Hasil mounting yaitu berbentuk bulat dengan ukuran 1 inchi 1 ½ inchi. 4. Mengapa pada saat pengamplasan harus dialiri air terus menerus? Jawaban : Selama pengamplasan terjadi gesekan antara permukaan sampel dan kertas amplas yang memungkinkan terjadinya kenaikan suhu yang dapat mempengaruhi mikrostruktur sampel sehingga diperlukan pendinginan dengan cara mengaliri air. 5. Jelaskan apa yang terjadi apabila permukaan benda uji kasar atau bergelombang? Serta jelaskan metode-metode polishing? Jawaban : Apabila permukaan benda uji kasar atau bergelombang maka benda uji tidak bisa diperiksa menggunakan mikroskop. Polishing (pemolesan) adalah proses terakhir dari bagian preparasi spesimen untuk mendapatkan permukaan benda kerja yang benar-benar halus dengan menggunakan mesin poles metalografi yang terdiri dari piringan yang berputar dilapisi dengan kain selvyt dan didalamnya menggunakan gaya abrasif. Polishing diperlukan dalam metalografi karena proses ini berguna untuk meningkatkan benda kerja

19 19 tampak mengkilap, halus mencegah kontaminasi peralatan medis, menghilangkan oksidasi, atau mencegah korosi pada pipa. Dalam metalografi dan metalurgi, polishing digunakan untuk membuat plat rata, membuat permukaan benda kerja bebas dari cacat sehingga memudahkan dalam pemeriksaan mikrostruktur logam dengan mikroskop. 6. Jelaskan hasil metalografi jenis-jenis baja cor dan bagaimana sifat mekanisnya? Serta gambarkan mikrostrukturnya? Jawaban : Baja cor atau disebut juga baja tuang adalah baja yang dituang dalam bentuk tertentu. Kadar karbon dari baja tuang biasanya lebih rendah dari [ada kadar karbon dari besi tuang dan biasanya kurang dari 1,0% C. jenis-jenis baja tuang yaitu [Bagyo, 1985]: 1. Baja tuang mangan tinggi. Didinginkan dengan air 1000 C. Semua butir kristal adalah austenite yang mengandung mangan, sebagai larutan padat. Berbagai macam warna tergantung dari pantulan cahaya. Penambahan mangan akan memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi. 2. Baja tuang 18 Cr 8 Ni, didinginkan di air 1050 C 1 jam. Terbentuk fasa yang terdiri dari austenite sebagai matriks dan ferit tersebar diseluruh permukaan. 3. Baja tuang 13 Cr, dicelup dingin di minyak 950 C 1 jam. Sedikit ferit tesebar diantara matriks martensit diseluruh permukaan.

20 20 Gambar 6. Struktur Mikro Bainite (berwarna hitam seperti jarum) dan Matriks Martensit (warna putih) [Avner,1964] Gambar 7. Struktur Mikro Martensit [Avner,1964] 7. Zat etsa apa yang digunakan untuk pengamatan material berikut : a. Aluminium b. Besi tuang kelabu c. Baja karbon rendah Sebutkan pula fasa-fasa yang diharapkan terbentuk setelah ditambah zat etsa pada material tersebut? Jawaban : a. Aluminium, menggunakan zat etsa larutan HF 0,5%. Mikrostruktur yang dihasilkan setelah dietsa yang diharapkan yatu terdiri atas kristal utama padatan aluminium (dendritik) ditambah produk hasil reaksi dengan paduan. Elemen paduan yang tidak berada dalam keadaan padat biasanya membentuk fasa campuran pada eutectic, kecuali silikon yang muncul sebagai produk utama. Pada paduan alumuniumsilikon, eutektik terjadi pada sekitar 12 % Si. b. Besi tuang kelabu, menggunakan larutan nital 2% dan fasa yang diharapkan semua atau hampir semua karbonnya dalam bentuk lamel-

21 21 lamel grafit. Besi tuang kelabu terdiri atas perlit dan grafit. Dan perlit itu sendiri terdiri dari ferit dan cementit. c. Baja karbon rendah, menggunakan larutan nital 2% dan fasa yang diharapkan adalah fasa ferit dan perlit. 8. Sebutkan jenis baja AISI low carbon beserta komposisi kimianya? Jawaban : Baja karbon dapat diklasifikasikan dalam tiga grup: (1) baja karbon rendah, 0,05 sampai 0,25 persen karbon, untuk digunakan pada kekuatan yang sedang dan diiringin dengan sifat plastisitas yang baik; (2) baja permesinan, 0,3 sampai 0,55 persen karbon dapat digunakan untuk heat-treatment dengan kekuatan tinggi; (3) baja perkakas, 0,6 sampai 1,3 persen karbon. [Mark s Standard Handbook for Mechanical Engineering, 6-25] Maka baja AISI low carbon adalah sebagai berikut: AISI grade designation Chamical composition limit (ladle analyses), % C Mn P S ,08 max 0,25-0,40 0,04 max 0,05 max ,10 max 0,30-0,50 0,04 max 0,05 max ,10-0,15 0,30-0,60 0,04 max 0,05 max ,13-0,18 0,30-0,60 0,04 max 0,05 max ,13-0,18 0,30-0,60 0,04 max 0,05 max ,15-0,20 0,60-0,90 0,04 max 0,05 max ,15-0,20 0,30-0,60 0,04 max 0,05 max ,15-0,20 0,60-0,90 0,04 max 0,05 max ,18-0,23 0,70-1,00 0,04 max 0,05 max ,18-0,23 0,30-0,60 0,04 max 0,05 max ,18-0,23 0,60-0,90 0,04 max 0,05 max ,18-0,23 0,70-1,00 0,04 max 0,05 max Lampiran 2. Gambar Alat dan Bahan

22 22 Gambar 8. Mesin grinding dan polishing Gambar 9. Mikroskop Optik Gambar 10. Spesimen baja AISI low carbon Gambar 11. Dryer