8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

1/17

BAB I

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan

pengujian ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat mekanik suatu

material.Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada satu titik, atau daerah

tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu

material.Dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah digolongkan

sebagai material ulet atau getas.

Uji keras juga dapat digunakan sebagai salah satu metode untuk

mengetahui pengaruh perlakuan panas dan perlakuan dingin terhadap material.

Material yang telah mengalami cold working, hot working, dan heat treatment,

dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan

permukaan suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita dapat dengan

mudah melakukan quality control terhadap material.

TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui macam-macam metode pengujian keras serta aplikasinya2. Mengetahui prosedur dan standar pengujian keras3. Mengetahui sifat mekanik serta perubahan yang terjadi akibat proses

pemanasan

4.

Mengetahui kelebihan dan kekurangan metode-metode pengujiankekerasan.

5. Mampu menghitung besaran sifat mekanik suatu material

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

2/17

BAB II

TEORI DASARSecara umum, kekerasan sebuah material dapat didefinisikan sebagai

ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis. Kekerasan dapat juga

diartikan menjadi berbagai macam definisi, yaitu :

yKetahanan terhadap penekanan di bawah beban statik atau dinamikyEnergi yang diserap ketika diberikan beban impakyKetahanan terhadap pengoresanyKetahanan terhadap abrasiyKetahanan terhadap pemotongan dan pengeboran

Syarat untuk benda yang akan diuji kekerasannya adalah :

Ketebalan pemotongan harus sesuai dengan ketebalan material Permukaan uji harus datar Permukaan uji harus bersih dari lapisan-lapisan lain yang mungkin

mempengaruhi kekerasan material

Permukaan material dan benda penguji (indenter)diusahakan membentukbidang tegak lurus

Beban penguji harus memiliki harga kekerasan yang lebih besar darimaterial yang ingin diuji agar tidak terjadi deformasi plastis pada benda

penguji.

Ukuran benda penguji harus lebih kecil daripada material yang diuji agartidak terjadi perubahan lain dari material,misalnya pembengkokan.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

3/17

Pengujian dilakukan beberapa kali di beberapa tempat agar nilainya lebihmewakili dari seluruh permukaan.

Terdapat tiga metode dalam pengujian kekerasan, yaitu :

1.Metode GoresanPrinsip pengujian kekerasan dengan metode goresan adalah

mengukur kekerasan, berbagai mineral dan bahan lainnya dapat disusun

berdasarka kemampuan garesan yang satu terhadap yang lain yang

dijadikan sebagai referensi. Kekerasan goresan dinyatakan dengan skala

Mohs. Skala ini terdiri dari 10 standar mineral yang telah menjadi

standar patokan nilai kekerasan gores, dimana 10 standar ini telah

disusun menurut kekerasannya. Nilai 1 menunjukkan harga kekerasan

paling rendah sedangkan nilai 10 menunjukkan harga kekerasan paling

tinggi.

Skala Mohs tidak cocok untuk pengukuran logam karena interval

skala pada nilai kekerasan yang tinggi, tidak benar. Sebut saja bahwa

logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan Mohs antara 4

sampai 8.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

4/17

2.Dynamic HardnessKekerasan dinamik disebut juga kekerasan pantul. Kekerasan

dinamis diukur dengan alat yang disebut shore schleroscope. Prinsip

metode ini adalah menjatuhkan suatu indentor pada permukaan suatu

material, kemudian diamati ketinggian pantul indentor.Perbedaan

ketinggian antar ketinggian saat dijatuhkan dengan ketinggian pantul

menunjukkan besar energi yang diserap material.

3. Metode Penekanan (indentation hardness)

Prinsip umum pengujian ini adalah dengan menekan spesimen uji dengan

suatu indentor, lalu dicari nilai kekerasannya. Pengujian kekerasan metode

penekanan juga terdiri atas beberapa cara, antara lain :

1.Kekerasan BrinellIndentor berupa bola baja dengan beban bervariasi dari 500 kg hingga

3000 kg. 500kg untuk soft material, 1500kg untuk intermediate

hardness, dan 3000kg untuk hard metal. Cara kerjanya, benda ditekan

dengan indentor selama kurang lebih 30 detik setelah itu diukur

diameter bekas penekanan pada material dengan menggunakan

mikoskop untuk menentukan harga kekerasan Brinell.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

5/17

Angka Kekerasan Brinell (BHN) adalah beban (P) dibagi dengan luas

permukaan lekukan.Rumusnya :

222

dDDD

PBHN

!

T

dimana:

P : beban penekan (Kg)

D : diameter bola penekan (mm)

d : diameter lekukan (mm)

Keuntungan penggunaan metode brinell antara lain :

o Tidak dipengaruhi oleh oleh permukaan material yang kasaro Bekas penekanan cukup besar, sehingga mudah diamati dan dapat

mengatasi ketidakseragaman fasa material pada pengujian.

Kerugiannya antara lain :

o Tidak dapat dikenakan pada benda yang tipis dan permukaan yangkecil, serta pada daerah kritis di mana penekanan dapat

mengakibatkan kegagalan.

o Tidak berlaku untuk material yang sangat lunak maupun sangatkeras.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

6/17

2. Kekerasan MeyerKekerasan Meyer pada dasarnya serupa dengan kekerasan Brinell,

namun dalam perhitungannya, dalam uji keras meyer yang dihitung

adalah luas proyeksinya yang berbentuk lingkaran. Angka kekerasan

Meyer dapat dirumuskan sebagai berikut:

2.

4

d

PPm

T

!

dimana:

P : beban yang diterapkan (Kg)

d : diameter proyeksi jejak (mm)

Keuntungan metode ini yaitu lebih stabil, harga kekerasan tidak

tergantung pada besar beban. Sedangkan kerugiannya yaitu jika

beban yang diberikan terlalu kecil, maka deformasi material daerah

sekitar penekanan tidak sepenuhnya plastis, sehingga hasil pengukuran

kurang valid.

3. Kekerasan VickersUji kekerasan Vickers menggunakan penekan berupa piramida intan

dengan sudut diantara 2 bidang yang berhadapan adalah 136o .sudutini

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

7/17

dipilih karena nilai tersebut mendekati sebagian besar nilai

perbandingan yang diinginkan antara diameter lekukan dan diameter

bola penumbuk pada uji kekerasan Brinell. Angka kekerasan Vickers

(VHN) adalah beban dibagi dengan pengukuran mikroskopik dari

panjang diagonal jejak.

22

854.12sin..2

L

P

L

P

VHN !!

U

dimana:

P : beban penekan (Kg)

L : panjang diagonal rata-rata (mm)

: sudut antara permukaan intan yang berlawanan (136o)

Keuntungan metode Vickers :

o Indentor dibuat dari bahan yang cukup keras, sehinggadimungkinkan dilakukan untuk berbagai jenis logam.

o Memberikan hasil berupa skala kekerasan yang kontinu dan dapatdigunakan untuk menentukan kekerasan pada logam yang sangat

lunak dengan kekerasan DPH 5 hingga logam yang sangat keras

dengan DPH 1500

o Dapat dilakukan untuk benda-benda dengan ketebalan yang sangattipis, sampai 0.006 inchi

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

8/17

o Harga kekerasan yang didapat dari uji Vickers tidak bergantungpada besar beban indentor

Sedangkan kerugiannya yaitu pengujian ini tidak dapat digunakan

untuk pengujian rutin karena pengujian tersebut lama, memerlukan

persiapan permukaan benda uji yang teliti, dan rentan terhadap

kesalahan perhitungan panjang diagonal.

4. Kekerasan RockwellMetoda ini paling banyak digunakan karena sifatnya yang cepat,

relatif bebas dari kesalahan dari manusia, mampu untuk

membedakan perbedaan kekerasan kecil yang dimiliki oleh baja

yang diperkeras, dan ukuran lekukan yang ditimbulakan oleh uji

Rockwell kecil. Uji ini memperhitungkan kedalaman bekas

penekanan yang diukur dengan dial gage , yang kemudian

dikonversikan ke dalam skala Rockwell (0-100).Pembebanan yang

diberikan pada uji ini dilakukan dua kali yaitu dengan pembebanan

makro (10 Kg) dan kemudian dengan menggunakan beban makro

yang besarnya beragam (60Kg-150Kg).

Kekerasan Rockwell dapat dibagi menjadi:

Rockwell APenetrator berupa kerucut intan dengan pembebanan 60 Kg.

Biasa digunakan untuk jenis-jenis logam yang sangat keras

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

9/17

Rockwell BIndentor berupa bola baja dengan diameter 1,6 mm dan

pembebanan 100 Kg. Biasa digunakan untuk material-material

yang lunak.

Rockwell CIndentor berupa kerucut intan dengan pembebanan 150 Kg.

Biasa digunakan untuk logam-logam yang diperkeras dangan

pemanasan.

Pengkategorian ini berdasarkan kombinasi jenis indentor yang

digunakan dengan beban yang diberikan.Pengkategorian ini

dimaksudkan agar penguji manggunakan jenis kombinasi yang tepat

pada benda uji sesuai dengak sifat yang dimiliki oleh benda uji

tersebut.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

10/17

4. Micro Hardeness

Menggunakan indentor piramida intan dengan beban antara 1-

100gr. Pengukuran micro hardness digunakan untuk permukaan benda yang

sempit dan ketebalan yang tipis, serta daerah kritis. Jenis metode

pengukuran kekerasan micro hardness:

1. Metoda VickersMirip dengan metoda Vickers yang telah dijelaskan di atas namun

Vickers untuk micro hardness test menggunakan beban yang lebih

kecil.

2. Metoda KnoopGeometri indentor Knoop yang memiliki alas dengan perbandingan

diameter 7:1 memungkikan indentor Knoop menjangkau daerah-daerah

yang lebih sempit dan tipis dari Vickers.

Untuk mendapatkan ketelitian hasil pengukuran kekerasan, hal yang

harus diperhatikan sebelum waktu melakukan pengujian yaitu :

y Permukaan benda kerja harus bersih dari kerak dan kotoran lainnya.y Posisi permukaan spesimen diusahakan tegak lurus dengan arahindentasi.

y Permukaan spesimen harus diam statis sebelum diberi beban tekan.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

11/17

y Ketebalan spesimen paling tidak 10 kali diameter indentor.y Jarak antar titik pengukuran harus lebih besar dari 3 kali diameterindentor.

y Jarak titik pengukuran dari tepi spesimen paling tidak 3 kali diameterindentor.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

12/17

BAB III

DATA PERCOBAAN

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

13/17

BAB IV

ANALISIS DATA

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

14/17

BAB VI

DAFTAR PUSTAKA

Callister, William D. Materials and Science Engineering: an Introduction, 6th

edition. John Wiley & Sons, Inc. 2003.

Dieter, George E. Mechanical Metallurgy. McGraw Hill Book Co. 1988.

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

15/17

BAB VII

LAMPIRAN

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

16/17

TUGAS SETELAH PRAKTIKUM

8/2/2019 34348170-Uji-kekerasan

17/17

TUGAS TAMBAHAN