bab i heat treatment
TRANSCRIPT
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 1/22
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari karakteristik struktur dari
logam atau paduan. Mikroskop merupakan peralatan yang paling penting untuk
mempelajari struktur mikro suatu logam. Mikroskop memungkinkan untuk
menghitung ukuran butir, distribusi dari fasa-fasanya dan inklusi yang memiliki efek
yang besar terhadap sifat logam. Fasa adalah suatu kondisi dimana komponen
kimianya sama. Struktur mikro adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan
bantuan alat, dalam hal ini mikroskop optik yang dijadikan sebagi alat dalam
pengujian ini, sedangkan struktur makro adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat
dengan cara visual/kasat mata.
Pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu metalografi makro, yaitu
penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 1000 kali, dan metalografi
mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali. Pada analisa
mikro digunakan mikroskop optik untuk menganalisa strukturnya. Berhasil tidaknya
analisa ini ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin sempurna preparasi benda uji,
semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.
Pada dasarnya pengujian metalografi mencakup dua spesimen pengujian,
antara lain : pengujian merusak atau Destructive Test (DT) yang mencakup pengujian
tarik dan tekan, pengujian kekerasan, pengujian impak, uji charpy dan relaksasi
tegangan, uji kelelahan dan pengujian keausan. Yang kedua adalah pengujian yang
tidak merusak atau Non Destructive Test (NDT) yang menggunakan metode
ultrasonik, metode magnetik, metode akustik, metode radiografi dan yang terakhir
adalah pemeriksaan visual.
Logam mempunyai sifat-sifat istimewa yang menjadi dasar penggunaanya.
Salah satu sifat yang dimiliki oleh logam adalah sifat mekanik. Sifat-sifat mekanik
yang dimiliki oleh logam antara lain kekuatan, kekerasan, ketangguhan, keuletan,
mampu bentuk, dan mampu las. Sifat-sifat mekanik tersebut dipengaruhi oleh
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 2/22
beberapa faktor, antara lain komposisi kimia, perlakuan yang diberikan, dan struktur
butirnya.
Struktur butir yang terdapat pada suatu logam dipengaruhi oleh perlakuan
yang diterima oleh logam tersebut, yang akan mempengaruhi pada sifat mekanik
logamnya, misalnya pengerolan pada suatu logam maka struktur butir logam tersebut
akan laminar (memanjang) dan sifat kekerasannya akan naik. Contoh lain hasil dari
heat treatment, dengan mengamati struktur butirnya selain gambaran sifat
mekaniknya yang dapat diketahui, fasa yang ada juga dapat diketahui.
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini adalah untuk mempelajari struktur mikro dari suatu
logam yang telah dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakan mikroskop
optik.
1.3 Batasan Masalah
Pada percobaan ini logam yang akan dipelajari struktur mikronya adalah Baja
AISI 1045 sebelum dilakukan proses perlakuan panas (base metal ), dikuens didalammedia air, media oli dan baja AISI 1045 yang dinormalising. Proses mounting
menggunakan bakelit denganukuran amplas yang dipakai grid 600,800, 1000, 1200
dan 1500.
1.4 Sistematika Penulisan
Penulisan laporan ini dibagi menjadi enam bab. Bab I menjelaskan mengenai
latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, sistematika penulisan. Bab II
menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat dari
percobaan yang dilakukan, Bab III menjelaskan mengenai metode penelitian, Bab IV
menjelaskan mengenai data percobaan, Bab V menjelaskan mengenai pembahasan
dan Bab VI menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan. Selain itu juga di
akhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban
pertanyaan dan tugas serta terdapat juga blangko percobaan.
BAB II
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 3/22
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Metalografi
Metalografi adalah salah satu ilmu tentang logam yang mempelajari dan
menyajikan struktur mikro maupun topografi logam, fasa-fasa, ukuran butir dan
distribusinya, serta sifat-sifat logam serta paduannya dengan menggunakan peralatan
mikroskop. Metalografi merupakan pengujian dan pengamatan terhadap strukutur
butir suatu logam. Dalam pengamatan secara metalografi dapat diperoleh gambaran
struktur butiran suatu logam. Pengujian metalografi harus menggunakan bantuan dari
mikroskop optik.
Metalografi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang struktur makro dan
mikro dari suatu logam, bisa juga diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang
sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material atau logam.Sebelum kita berbicara
jauh tentang ilmu metalografi ada baiknya kita mulai dengan desain pengujian,
pengujian yang ideal harus mempunyai arti (meaningfull ), dapat dipercaya (reliable),
dapat dilakukan kembali (reproducible), diketahui presisinya (of known precision),
dan ekonomis (econonomical ). Ada dua masalah dalam tahap pemilihan material,
antara lain :
1. Pengaturan prosedur fisik (diuraikan dalam standar)
2. Penentuan jumlah spesimen (berdasarkan standar atau pengalaman) sebagai contoh
adalah material pelat hasil giling (rolling plate) harus dibuat dalam 3 arah
pengujian, yang pertama untuk casting metal , forging metal dan yang ketiga
adalah heat treated metal yang mana kesemuanya itu harus dilakukan denganrepresentataif.
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.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 4/22
Karena pada dasarnya tujuan dari pengujian ini adalah untuk mendapatkan
sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material logam maka sangat penting sekali 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.
Kekuatan atau strength adalah kemampuan dari struktur atau komponen untuk
tahan terhadap pembebanan tanpa terjadi kerusakan ( failure) yang disebabkan oleh
tegangan eksternal ataupun deformasi berlebihan. Sedangkan mechanical propertis
adalah sesuatu yang berhubungan dengan sifat elastis ataupun plastis material
terhadap suatu pembebanan yang diberikan.Pada dasarnya sifat mekanis material
melipiti : kekutan ( strength), kekakuan ( stiffness), elastisitas, plastisitas, resilience
dan ketangguhan (toughness). Kekuatan diukur melalui tegangan yang terjadi pada
material dalam kondisi tertentu.
Kekakuan ( stiffnes) adalah besarnya deformasi elastis yang terjadi dibawah
pembebanan dan diukur melalui modulus elastis. Elasticity (elastisitas) adalahkemampuan suatu material untuk berdeformasi tanpa terjadinya perubahan permanen
setelah tegangan dilepaskan. Plasticity (plastisitas) adalah kemampuan material untuk
berdeformasi permanen tanpa terjadi perpatahan. Ukuran plastisitas biasanya
ditunjukan dengan besarnya keuletan (ductility). Resilience adalah energi yang diserap
material didaerah elastis. Ketangguhan (taughness) adalah energi yang dibutuhkan
untuk mematahkan material.
2.2 Klasifikasi sifat-sifat logam
Sifat-sifat yang ada pada logam meliputi sifat fisik dan sifat mekanik, tetapi
yang akan dibahas pada uraian kali ini hanya meliputi sifat mekanis dari suatu logam.
Sifat mekanis terbagi menjadi dua yang sangat berpengaruh sekali terhadap keadaan
dari suatu material logam, yaitu sifat mekanik daerah plastis dan sifat mekanis daerah
elastis.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 5/22
1. Sifat mekanik daerah elastis
Kekuatan elastis ( yield strength) yaitu kemampuan suatu bahan untuk
menerima beban tanpa terjadi deformasi plastis, untuk logam yang getas titik yield
dicari dengan off set metode yaitu tarik garis sejajar dengan garis elatis dari titik
regangan 0,2% atau 3,5% hingga memotong kurva. Kekakuan ( stiffness) yaitu
kemampuan suatu bahan pada daerah elastis dan hanya mengalami deformasi elastis
tetapi hanya sedikit. Parameter kekakuan adalah modulus young (E), dirumuskan
sebagai berikut . Resilien yaitu kemampuan menyerap energi tanpa terjadi deformasi
plastis, parameternya adalah modulus of resilience dirumuskan sebagai berikut : 2/2.E
2. Sifat mekanik daerah plastis
Tensile strength adalah suatu kemampuan bahan untuk menerima beban tanpa
menjadi putus, kekuatan seiring dengan kekerasan akan mempengaruhi UTS
(Ultimate Tensile Strength), UTS besar maka kekerasannya akan meningkat. Keuletan
(ductility) adalah kemampuan suatu bahan untuk deformasi plastis tanpa patah,
keuletan dinyatakan dengan % perpanjangan dan % pengurangan luas penampang.
Ketangguhan (toughness) adalah banyaknya energi yang diperlukan untuk
mematahkan satu satuan volume suatu bahan, secara grafik adalah luas penampang
dibawah kurva dari uji tarik.
Dalam tahapan pengerjaan, sebelum material logam diuji suatu material harus
diukur terlebih dahulu. Disini pengukuran tidak hanya ditekankan pada panjang, lebar
dan tinggi dari material saja, akan tetapi meliputi sudut, volume, massa, gaya,
tekanan, interval waktu, temperatur, arus listrik, tegangan listrik dan tahanan listrik.
Setiap pengukuran kecuali perhitungan (counting ) selalu terdapat variasi kesalahan
dan ini harus terkontrol atau diketahui sehingga pengujian dapat disebut sebagi
material logam yang mempunyai kepresisian dan keakuratan yang nyata.
2.3 Pengamatan metalografi
Fase adalah suatu kondisi dimana komponen kimianya sama. Struktur mikro adalah
suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan bantuan alat, dalam hal ini mikroskop
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 6/22
optik yang dijadikan sebagi alat dalam pengujian ini, sedangkan struktur makro
adalah suatu struktur yang hanya bisa dilihat dengan cara visual/kasat mata.
Pengamatan metalografi dibagi menjadi dua, yaitu : metalografi makro, yaitu
penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 - 1000 kali, sedangkan
metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali.
Pengamatan metalografi dibagi menjadi 2, yaitu :
a. Metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10-500
kali.
b. Metalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000
kali.
Pada analisa mikro digunakan mikroskop optik untuk menganalisa
strukturnya. Berhasil tidaknya analisa ini ditentukan oleh preparasi benda uji, semakin
sempurna preparasi benda uji, semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.
Tahapan persiapan benda uji metalografi secara umum adalah sebagai berikut :
a. Memilih atau mengambil spesimen
Ada tiga cara dalam memilih dan mengambil spesimen dari sifat dan tujuan
penyelidikan :
1. Kontrol kualitas
2. Analisa keruasakan
3. Keperluan penelitian
b. Pemotongan benda uji
Pemotongan jangan sampai merusak struktur bahan akibat gesekan alat potong
dengan benda uji. Untuk menghindari pemanasan setempat dapat digunakan air
sebagai pendingin. Selain itu juga perlu menghindari perubahan bentuk spesimenakibat beban alat pemotongan.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 7/22
Pada dasarnya ada tiga arah pemotongan :
1. Arah memanjang
2. Arah menyilang
3. Arah sejajar
c. Mounting
Dilakukan untuk benda uji yang kecil dan tipis sehingga memudahkan pemegang
benda uji. Proses mounting biasanya menggunakan bakelit.
d. Pengampelasan
Dilakukan pada permukaan yang hendak diamati. Dimulai dari amplas yang paling
kasar (#400, #600, dan #800) sampai amplas yang paling halus (#1000 dan #1200)
dengan posisi tegak lurus sekitar 90 o terhadap benda uji. Pada proses pengampelasan
memakai mesin berputar, yang digunakan sebagai medianya adalah ampelas dengan
tingkat kekasaran yang berbeda. Selama proses pengampelasan benda uji harus dialiri
secara terus-menerus untuk menghindari terjadinya panas. Hasil yang diperoleh
permukaan spesimen dengan goresan yang searah, halus dan homogen..
e. Polishing
Dilakukan untuk menghilangkan goresan-goresan yang masih ada bekas
pengampelasan yang halus. Pemolesan dilakukan dengan bahan poles seperti pasta
gigi atau autosol, dan aluminium oksida. Tujuan polishing yaitu untuk mendapatkan
permukaan spesimen yang memenuhi syarat untuk diperiksa di bawah mikroskop.
f. Etsa
Dilakukan untuk mengikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat
diamati dengan jelas dengan menggunakan mikroskop optik. Pada dasarnya ada
perubahan atau perkembangan struktur mikro yang terjadi selama proses etsa,
dikarenakan :
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 8/22
1. Perbedaan warna akibat distribusi struktur mikro.
2. Jenis kekerasan yang berbeda.
g. Proses Pencucian
Proses pencucian benda uji dilakukan setelah proses pengampelasan,
polishing, dan setelah etsa. Proses pencucian paling bersih menggunakan alkohol
kemudian dikeringkan. Selain alkohol dapat juga menggunakan air bersih dan
aquades untuk mencuci benda uji.
h. Analisa
Proses analisa dilakukan dibwah mikroskop optik. Spesimen yang telah memenuhi
syarat diamati dibawah mikroskop optik. Berhasil atau tidaknya dalam
mengidentifikasi dan mengamati mikro struktur, lebih banyak ditentukan oleh
pengetahuan dan pengalaman mengenai berbagai logam dan paduan.
Mikroskop cahaya pada semua cabang metalurgi fisik, kegunaan mikroskop
amat besar. Yang amat sederhana adalah mikroskop cahaya yang terdiri dari tiga
bagian pokok :
Lensa Pemantul ( illuminator ), untuk memantulkan permukaan logam.
Lensa Objektif, yang mempunyai daya pisah.
Lensa Mata (eye lens), untuk memperbesar bayangan yang terbentuk oleh lensa
objektif.
Pengujian mikroskop dilakukan setelah pemolesan selesai dan setelah selesai
proses etsa. Proses etsa dilakukan dengan bantuan larutan kimia yang sesuai dapat
memberikan gambaran seperti kelarutan dan ukuran butir, distribusi fase, hasil
deformasi plastis dan eksistensi dari pengotor dan cacat-cacat. Proses kimia atau etsa
permukaan, mula-mula memperlihatkan batasan butir tetapi lebih lanjut etsa akan
memperlihatkan bayangan yang berbeda antara satu butir dengan butir yang lain. Hal
ini menunjukkan bahwa larutan etsa tidak mengikis permukaan logam seluruhnya
melainkan sepanjang bidang-bidang kristalografi tertentu. Bagian yang memiliki
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 9/22
orientasi yang sama kemudian terdapat dalam butir, dan karena setiap butir memiliki
orientasi yang berbeda dari butir-butir sekitarnya, setiap butir akan menentukan sinar
kelensa objektif pada mikroskop dan hasilnya akan timbul sinar, sementara butir-butir
disekitarnya memantulkan semua sinar kelain arah dan tampak lebih gelap.
(a) (b)
Normal Microskop Object Reflecting
Gambar 2.1 Susunan skematis sistem mikroskop
BAB III
PROSEDUR PERCOBAAN
3.1 Diagram Alir Percobaan
Mounting
Rough Grinding #600, #800,
Benda uji
AISI 1045
Fine Grinding #1000,#1200 dan #1500
polishing
Etching dengan larutan nital
Pengamatan dibawah mikroskop
Data
Pembahasann
Literatur
Kesimpulan
Gambar 3.1 Diagram alir percobaan metalografi
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 10/22
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yang digunakan
1. Benda uji
2. Blower
3. Penjepit spesimen
4. Mesin mounting
5. Palu
6. Mesin poles
7. Mikroskop optik
8. Mesin heat treatment 9. Kompresor
3.2.2 Bahan yang digunakan
1. Benda Uji
2. Kertas amplas 600#, 800#, 1000#, 1200#.dan 1500#
3. Air
4. Etanol
5. Alumina
6. Nital
7. Bakelit
8. Waks
9. Kapas
3.3 Prosedur Percobaaan
A. Prosedur Percobaan Metalografi
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 11/22
1. Mempersiapkan benda uji AISI 1045 yang belum di heat treatment, sampel
yang sudah dikuens dengan oli, sampel yang dikuens dengan air dan sampel
yang sudah dinormalising.
2. melakukan mounting pada benda uji yang telah dipotong dengan
menggunakan bakelit.
3. Benda uji diamplas kasar pada permukaan yang akan diamati. menggunakan
amplas dengan ukuran 600#, dan 800#. Cara pengamplasan yaitu menekan
permukaan benda uji yang akan diamati ke amplas lalu menggerakkan maju
sambil memberikan tekanan secukupnya. Selama pengamplasan, gerakan
amplas hanya satu arah. Dalam mengamplas memberikan air pendingin,
sehingga geram-geram dapat hilang. Jika ingin merubah arah muka,
menggunakan arah tegak lurus terhadap arah sebelumnya jangan lupa
bersihkan dulu dengan air,
4. Setelah pengamplasan kasar selesai, melakukan pengamplasan halus,
sebelumnya spesimen dibersihkan dengan air. Prosedur pengamplasan harus
sama dengan pengamplasan kasar. Amplas yang digunakan yaitu 1000#, 1200
# dan 1500#.
5. membersihkan dengan air, kemudian melakukan poles kasar. Secara berkala
lihat permukaan yang dipoles.
6. Lalu melakukan poles halus dengan menggunakan alumina, mengoleskan
alumina sedikit keatas kain poles, lalu melakukan langkah seperti poles kasar,
jika permukaan telah selesai seperti cermain dan tidak ada goresan maka
pemolesan telah selesai.
7. membersihkan permukaan benda uji dengan menggunakan air dan alkohol
(etanol ) untuk mengilangkan lemak dan benda uji telah siap untuk dietsa. Cara
etsa yaitu: mencelupkan permukaan yang akan diteliti kedalam larutan etsa
selama kurang lebih 5 detik. Lalu mengangkat dan membersihkan dengan
blower . Benda uji yang telah dietsa jangan sampai tergores dan terkena lemak.
(menggunakan larutan nital 2%).
B. Prosedur Precobaan Identifikasi Struktur Mikro
1. menaruh sample pada tempat prepat, dimana sebelumnya bagian belakang
sample ditetempeli lilin (waks).
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 12/22
2. meletakkan benda uji diatas meja objektif mikroskop optik.
3. menyalakan lampu mikroskop dan menentukan pembesaran lensa objektif.
4. mengatur fokus lalu mengamati struktur mikro dan menggambarkan apa yang
terjadi.
5. Setelah selesai mengambil kembali benda uji dari meja objektif dan
mematikan lampu fokus.
BAB IV
DATA HASIL PERCOBAAN
4.1 Data Hasil Percobaan
Dari percobaan yang telah dilakukan mengenai pengujian impak, maka
diperoleh data hasil pengujian seperti yang terdapat dalam tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data hasil percobaan
BAB V
PEMBAHASAN
5.1 Pembahasan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka didapatkan bentuk struktur
mikro yang berbeda tergantung kepada perlakuan panas yang diberikan
1.Sampel yang tidak dilakukan pengerjaan panas
Bahan :AISI 1045 (0,45%C)
Perlakuan :Tidak di heat treatment
Kekerasan : 16 HRC
Bahan:Base Metal Bahan:kuens dengan air
Bahan:dinormalising Bahan: dikuens dengan oli
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 13/22
1. Sampel yang Normalizing
Bahan : Baja 0,4% C
Perlakuan : Normalizing
Pembesaran : 500 kali
Beban pengujian : 150 kgf
Kekerasan rata-rata : 53 HRC
Normalising merupakan suatu proses perlakuan panas dimana logam dibiarkan
dingin diudara. Nilai kekerasan yang didapat pada pengujian dengan menggunakan
metode Rockwell skala C adalah 53 HRC. Pada pengamatan struktur mikronya
5.2.2 Quenching Oli
Bahan : Baja 0,4% C
Perlakuan : Quenching oli
Pembesaran : 500 kali
Beban pengujian : 150 kgf
Kekerasan rata-rata : 44,67 HRC
Struktur mikro : Martensit
Pada pengamatan kedua, benda uji yang menggunakan metode pengujian
sebelumnya artinya yang dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakan
metode quenching media oli didapatkan hasil struktur mikro yang berbeda dengan
pengamatan benda uji yang pertama dan kedua, pada pengamatan ini struktur mikro
yang diperoleh adalah martensit, perlakuan panas dengan media oli terlihat putih
bening disertai dengan garis-garis sebagai fasa martensit.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 14/22
Karena pada metode quenching ini, proses pendinginannya dilakukan dengan
menggunakan oli dan dilakukan dengan cepat maka sifat fisik dari baja hasil
pengujian ini keras sekali, oleh karena struktur mikro yang terkandung didalam benda
uji ini mengandung martensit maka kita bisa menyimpulkan baja jenis ini keras sekali.
5.2.3 Quenching Air
Bahan : Baja 0,4% C
Perlakuan : Quenching Air
Pembesaran : 500 kali
Beban pengujian : 150 kgf
Kekerasan rata-rata : 56,12 HRC
Struktur mikro : Martensit
Pada pengamatan kedua, benda uji yang menggunakan metode pengujian
sebelumnya artinya yang dilakukan proses perlakuan panas dengan menggunakanmetode quenching media air didapatkan hasil struktur mikro yang berbeda dengan
pengamatan benda uji yang pertama yang paling banyak mempengaruhi adalah
paduan antara ferrite dengan martensit, karena pada metode quenching proses
pendinginannya dilakukan dengan mengunakan air dan dilakukan dengan sangat cepat
maka sifat fisik dari baja hasil pengujian ini sangat keras sekali, oleh karena struktur
mikro yang terkandung didalam benda uji ini mengandung martensit maka kita bisa
menyimpulkan baja jenis ini sangat keras sekali.
5.1.4 Tidak dilakukan Heat Treatment
Bahan : SS 400 (0,18% C)
Perlakuan : Tidak dilakukan
Heat Treatment
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 15/22
Pembesaran : 500 kali
Struktur mikro : Ferrit
Pada pengamatan keempat, benda uji yang tidak menggunakan metode
pengujian sebelumnya artinya tidak dilakukan proses perlakuan panas didapatkan
hasil struktur mikronya ferrite.
Pada dasarnya pengamatan seperti yang tersebut di atas sudah bisa dikatakan
baik, karena benda uji pada pengamatan ini tidak dilakukan proses perlakuan panas
terlebih dulu beda halnya apabila benda uji ini dilakukan proses perlakuan panas,
tetapi karena kita menguji dan mengamati benda kerja yang mana pada proses
pengujian ini harus ada suatu benda uji yang memiliki karakteristik yang berbeda dan
ini diperlukan pada setiap kali kita menguji suatu benda kerja.
Di sini jelas terlihat bahwa benda uji yang sebelumnya dilakukan proses laku
panas akan sangat berbeda dengan benda uji yang sama sekali tidak menggunakan
proses laku panas, pada pengamatan ini menghasilkan struktur mikro yang sudah
terdapat kandungan ferrit. Di bawah ini digambarkan diagram fasa Fe3C yang
mencakup keterangan dari beberapa pembentukan yang terjadi pada hasil pengujian.
Gambar 2. Diagram fasa Fe3C
Gambar 3. Diagram TTT
Berdasarkan gambar diatas kita dapat menjelaskan sifat mekanik dari masing-masing
fasa yang terbentuk dengan bantuan diagram dan beberapa literature yang sesuai
dengan standart yang digunakan.
BAB VI
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan yang dilakukan maka dapat diambil beberapa kesimpulan
diantaranya :
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 16/22
1. Pada hasil dari normalising terbentuk dari ferrite dan cementite yang sedikit,
dan kemudian terbentuk pearlite yang lebih banyak.
2. Pada hasil dari full annealing terbentuk fasa ferrite yang lebih banyak dan
pearlite yang lebih sedikit. Hasil dari full annealing sifatnya lunak.
3. Pada hasil dari quenching terbentuk martensite sehingga sifatnya lebih keras.
4. Proses heat treatment yang diberikan berbeda maka komposisi fasanya juga
akan berbeda.
5. Waktu pendinginan yang berbeda akan menyebabkan komposisinya berbeda.
6. Dengan bantuan mikroskop optik memakai pembesarannya 500x sudah dapat
melihat struktur mikronya.
7. Bila hasil komposisi fasanya yang terbentuk adalah martensite maka sifatnya
akan keras, bila komposisi utamanya adalah ferrite maka akan lunak.
8. Untuk mendapatkan sifat akhir yang keras dapat menggunakan quenching .
9. Untuk mendapatkan sifat akhir yang lunak dapat menggunakan full annealing.
DAFTAR PUSTAKA
1. Davis, H.E, dan G.E, Troxell, “The Testing and Inspection of Engineering
Material”, Mc. Graw-Hill, New York, 1964.
2. Avner, S.H., “ Introduction to Physical Metallurgy”, Mc. Graw-Hill, New
York, 1964.
3. ” Buku panduan praktikum laboratorium metalurgi II ”, Fakultas Teknik
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, cilegon, Banten, 2007.
4. Lakhtin, Y.,” Engineering Physical Metallurgy”, MIR Published, Moscow,
1968.
5. Van Der Voort, “Metallography Principles and Practices”.
6. Thelning, 1984, “Steel and its heat treatment ”, Buttherworths.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 17/22
LAMPIRAN
A. Jawaban Pertanyaan dan Tugas
1. Pada percobaan Metalografi, suatu tekstur struktur fasa akan muncul setelah
sample dietsa, mengapa hal ini dapat terjadi? Jelaskan mekanismenya!
Jawab :
Etsa dilakukan untuk mengikis daerah batas butir sehingga struktur bahan
dapat diamati dengan jelas dibawah mokroskop optik. Apabila tidak dilakukan
etsa maka kita akan kesulitan dalam hal pengamatan benda uji karena benda uji
hasil polishing belum tentu kelihatan benar-benar halus oleh karena itu masih
perlu dilakuakn etsa.
Mekanismenya adalah sebagai berikut : menyelupkan benda uji yang
akan diteliti kedalam larutan etsa selama kurang lebih 5 detik, kemudian diangkat
dan dibersihkan dengan blower .
2. Apa yang dimaksud dengan Mounting ? Mengapa diperlukan proses Mounting !
Jawab :
Mounting (pembingkaian) adalah suatu proses yang dilakukan pada uji
metalografi yang hanya bisa dilakukan untuk benda uji yang kecil dan tipis
sehingga memudahkan kita pada saat pemegangan benda uji. Karena benda pada
pengamatan ini mengunakan benda uji yang kecil maka kita memerlukan proses
mounting sebagai proses pembantunya.
3. Apa manfaat pengujian metalografi dan bagaimana aplikasinya dalam dunia
industri?
Jawab :
Ilmu metalografi adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur makro
dan mikro dari suatu logam, dan bisa juga diartikan sebagai ilmu yang
mempelajari tentang sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material atau logam,
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 18/22
manfaatnya kita bisa melihat struktur apa yang terkandung dalam suatu material
logam dan tahapan apa yang harus kita lakukan untuk memproduksi suatu
material logam dengan kekuatan yang kita inginkan sesuai dengan pengujian.
Aplikasi dalam dunia industri pada pengujian metalografi adalah bisa
digunankan untuk mengetahiu 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.
4. Sebutkan hasil metalogarafi jenis-jenis besi tuang dan bagaimana sifat
mekanisnya:
Jawab :
Besi tuang kelabu adalah besi tuang kelabu mempunyai bidang patah
berwarna abu-abu dan didalam besi tuang sebagian dari karbon (C) merupakan
karbon bebas atau disebut grafit yang berbentuk pelat-pelat tipis yang tersebar.
Lamel-lamel grafit ini sebetulnya merupakan retak–retak halus sehingga
mengurangi sifat-sifat mekanis, kuat tariknya rendah dan regangannya hampir
tidak ada. Besi tuang kelabu lebih mudah dituang dari pada baja, oleh karena
temperatur tuangnya lebih rendah dan sifat pengerutannya lebih kecil.
Besi tuang malabel : besi tuang ini mempunyai garfit berbentuk bundar-
bundar atau berbentuk bola seperti pada besi tuang nodular dan mempunyai sifat
mekanis yang lebih baik.
Besi tuang nodular : besi tuang nodular adalah jenis besi tuang yang
mampu tempa yang kuat dan ulet.
5. Bagaimana pembentukan struktur martensite dan bainite?
Jawab:
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 19/22
• Mekanisme pembentukan bainit
Bainit tidak berbentuk lamellar seperti perlit tetapi berupa sementit
platelet yang terperangkap dalam ferrit yang sangat halus. Bainit memiliki
kekerasan 40-60 HRB, lebih kuat dari perlit lebih tangguh dan lebih ulet dari
martensit. Bainit terbentuk dimulai, pada pendinginan setelah melewati
temperature A1 austenit (FCC) akan mengalami transformasi allotropik menjadi
besi alpha (BCC) dan karena besi alpha tidak bisa melarutkan karbon dalam
jumlah banyak maka karbon yang sebelumnya diaustenit akan keluar dari larutan
dan membentuk inti sementit dibatas butir austenit. Semakin banyak karbon yang
keluar dari austenit membentuk sementit, austenit disekitar sementit makin sedikit
karbon dan akan menjadi ferrit.
Ada gaya dorong yang mendorong atom-atom besi gamma untuk
merubah posisinya agar menjadi besi alpha. Makin rendah temperaturnya dibawah
A1 makin besar gaya dorongnya, sehingga sebagian austenit akan membentuk
ferrit.
Karena austenit kaya akan karbon sedang ferrit sebaliknya maka
karbon yang terperangkap secara difusi akan keluar membentuk sementit pada
arah bidang kristallografi tertentu dari ferrit yang terbentuk, struktur ini disebut
bainit. Cara pembentukan bainit dilakuakn dngan memanaskan baja sampai
temperatur austenit kemudian didinginkan dengan cepat sampai dibawah hidung
diagram TTT dan diatas garis Ms, serta dibiarkan pada temperatur tersebut sampai
transformasi selesai.
Mengenai hal ini dibawah dijelaskan dan digambarkan diagram TTT
dari mekanisme pembentukan bainit, bainit terbentuk dari austenit yang langsung
bertransformasi dengan austenit membentuk bainit. Ingat bainit terbentuk karena
adanya proses transformasi dari pearlite menjadi austenite dan langsung
bertransformasi membentuk bainit, begitu pula dengan pembentukan yang dialami
oleh martensite akan sama mekanismenya tetapi akan berbeda dalam hal
bertransformasi.
Diagram TTT
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 20/22
• Mekanisme pembentukan martensit
Karena austenit kaya akan karbon sedang ferrit sebaliknya maka
karbon yang terperangkap secara difusi akan keluar membentuk sementit pada
arah bidang kristallografi tertentu dari sementit yang terbentuk, struktur ini
disebut martensit. Cara pembentukan martensit dilakukan dengan memanaskan
baja sampai temperatur austenit kemudian didinginkan dengan cepat sampai diatas
hidung diagram TTT dan diatas garis Ms, serta dibiarkan pada temperatur tersebut
sampai transformasi selesai.
Transformasi dari austenit menjadi martensite berlangsung dengan
mengeluarkan sejumlah panas sehingga reaksi eutektoid berlangsung secara
isothermal. Temperatur akan turun lagi bila reaksi eutektoid sudah selesai.
Pada temperatur yang lebih rendah lagi maka sudah tidak lagi ada
perubahan fase pada garis A1 yang terjadi adalah reaksi eutektoid yaitu austenit
menjadi martensite, sedang ferit yang sudah ada (ferrit proeutektoid) tidak
mengalami perubahan. Semakin tinggi kadar karbon (dalam range baja
hipoeutektoid) maka jumlah martensitnya akan semakin banyak dibandingkan
dengan perlit.
Mekanisme pembentukan martensit bisa langsung dilihat dari diagram
dibawah ini.
Mekanisme pembentukan martensit
Pada temperature dibawah garis A1 tidak akan terjadi lagi transformasi
dari austenit menjadi martensite, dimana pada temperature kamar struktur terdiri
dari perlit yang terbungkus jaringan sementit.
6. Sebutkan macam-macam larutan etsa dan sebutkan penggunaannya dari larutan
etsa tersebut?
Jawab :
Nital, banyak digunakan untuk mengetsa daerah batas butir sehingga
struktur bahan dapat diamati dengan jelas dibawah mikroskop optik.
5/10/2018 BAB I Heat Treatment - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/bab-i-heat-treatment 21/22
Alkohol, banyak digunakan untuk membersihkan daerah bekas
pemolesan yang kelihatannya tidak teratur dan masih bergelombang, sehingga
didapatkan benda uji yang memiliki daerah/struktur bahan yang mengkilap atau
licin.
7. Zat etsa apa yang digunakan untuk pengamatan material berikut :
a. Kuningan
b. Besi tuang putih
c. Baja 0,2 %
Sebutkan pula fasa-fasa yang diharapkan terbentuk setelah ditambah zat etsa!
Jawab :
a. Kuningan
Zat etsa yang digunakan adalah nalkohol. Zat yang diharapkan adalah
austenit.
b. Besi tuang putih
Zat etsa yang digunakan adalah nital. Zat yang diharapkan adalah pearlit.
c. Baja 0,2 %
Zat etsa yang digunakan adalah nital. Zat yang diharapkan adalah
martensit
Lampiran B Gambar Alat dan Bahan
Mesin Polishing Compressor
Baja karbon