Download - PRAKTIKUM METALOGRAFI
Tujuan Praktikum
1. Menjelaskan tujuan dari proses metalografi.
2. Mampu melakukan pengujian metalografi, menjelaskan langkah-langkah pengujian
metalografi dan mengidentifikasi benda kerja
3. Mengetahui bentuk fasa dari logam.
4. Mengetahui bahan dan alat yang digunakan dalam pengujian metalografi.
5. Menjelaskan hubungan antara struktur mikro dan karakteristik butir terhadap bahan.
6. Mampu menentukan pengaplikasian dari jenis bahan yang diuji.
Alat dan Bahan
Alat
1. Gergaji
Digunakan untuk memotong spesimen.
1
2. Mesin Press Mounting
Digunakan untuk mengepress spesimen dengan bakelite agar menjadi satu bagian,
yang bertujuan untuk memudahkan pemegangan pada saat spesimen di gerinda
dan memudahkan pada saat melihat struktur mikro menggunakan mikroskop.
3. Mesin Gerinda (Grinding Machine)
Digunakan untuk mengamplas spesimen agar menjadi halus.
2
4. Mesin Poles (Polish Machine)
Digunakan sebagai finishing pada spesimen agar menjadi lebih halus.
5. Pengering (Dryer)
3
Digunakan untuk mengeringkan spesimen, yang mana pengeringan dapat
dilakukan menggunakan hair dryer atau alat pengering.
6. Mikroskop Optik
Digunakan untuk melihat struktur mikro pada spesimen.
Bahan
1. Sampel logam
Belum diketahui jenisnya karena akan diteliti dalam praktikum ini
4
2. Bakelite
Digunakan sebagai bahan pada saat mounting.
3. Ampelas nomer 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000
Digunakan pada saat proses grinding agar spesimen menjadi halus
5
4. Larutan Nital (97% alkohol dan 3%HNO3)
Digunakan pada saat proses etching
5. Pasta Alumina (ZACT)
Digunakan pada saat proses finishing agar spesimen lebih halus.
6. Detergen (sampo)
Digunakan untuk mencuci spesimen agar bersih
6
7. Kapas
Digunakan untuk mencuci spesimen.
7
Langkah Kerja
1. Pemotongan (Cutting)
Tujuan.
Pemotongan benda kerja dilakukan agar benda yang akan di identifikasi berukuran
proporsional terhadap ukuran cetakan bakelite nanti, selain itu pemotongan juga
dilakukan agar penampang benda yang akan diidentifikasi diposisikan dengan benar.
Langkah kerja:
1. Siapkan alat-alat yang akan digunakan pada proses pemotongan seperti benda kerja,
gergaji, kikir dan ragum.
2. Jepit benda kerja pada ragum. Pastikan pencekaman kuat tanpa merusak struktur
benda kerja
3. Potong benda kerja sesuai yang diperintahkan atau sesuai penampang yang akan di
identifikasi, pada kali ini kelompok kami mendapat benda berbentuk silinder dan
akan dipotong mengikuti garis sumbunya.
4. Potong benda kerja dengan rapi agar hasil pemotongan tidak perlu banyak di kikir
5. Setelah didapatkan sampel, perhalus permukaan yang sangat kasar pada benda yang
sudah digergaji agar tidak perlu menggerinda sangat lama karena perbandingan
pemakanan amplas dan kikir cukup jauh lebih besar kikir,
8
2. Pemasangan Sampel (Mounting)
Tujuan.
Agar material dapat dipegang pada saat penggerindaan, lalu agar hasil benda kerja dapat
diposisikan Rata dan tegak lurus pada meja mikroskop.
Langkah Kerja :
1. Cek perlengkapan yang diperlukan pada proses mounting seperti: Mounting tool,
Bakelite, dan benda kerja
2. Siapkan Mounting tool, posisikan tabung penahan (gambar dibawah), posisikan sisi
silinder yang menghadap keatas adalah sisi yang tidak berlubang besar.
3. Masukan besi penahan pertama dengan posisi penampang besar berada di atas.
9
4. Masukan bakelite pada mesin dengan takaran yang sudah disesuaikan, ratakan lalu
posisikan benda kerja pada bakelite yang sudah diratakan. Pastikan agar posisi
penampang benar. Tutupi lagi dengan sedikit bakelite
5. Tutup lagi dengan besi penahan dua dengan posisi penampang besar dibawah.
Putarkan dan posisikan poros penahan agar sesumbu dengan lubang tempat bakelite
akan di press.
6. Tekan benda kerja dengan cara memompa tuas pada mesin mounting hingga
mencapai tekanan 100bar ±3menit. Lakukan hingga tekanan stabil.
7. Hidupkan mesin dan buka keran air pada mesin dengan tujuan untuk memanaskan
bakelit yang ada dalam cetakan agar bisa mengeras dan menyatu dengan sampel.
10
8. Setalah mesin mati, matikan keran air lalu pompa tuas pada mesin mounting dengan tujuan untuk menggepress kembali dengan menggunakan bantuan tuas yang tersedia hingga tekanan 400bar lalu pompa lagi sampai 400bar lebih atau sampai ujung bar merah.
9. Lepas benda kerja dengan cara membalikan tabung penahan, posisikan agar penahan yang berlubang berada di atas atau menghadap ke atas seperti gambar dibawah.
10. Lalu press lagi dengan memompa tuas, dengan tujuan agar besi penahan dan benda kerja tertekan ke bawah hingga masuk ke tabung penahan.
11. Lepaskan tabung penahan dan ambil benda kerja serta 2 besi penahan, periksa hasil mounting.
11
12
3. Penghamplasan (Grinding)
Tujuan.
Untuk meratakan benda kerja agar sejajar dan rata pada saat diletakan di mikroskop,
menghaluskan dan mengkondisikan benda kerja agar permukaan dapat diidentifikasi
menggunakan mikroskop.
Langkah Kerja :
1. Siapkan alat dan bahan seperti mesin gerinda dan amplas yang telah di potong
bulat sesuai dengan mesin gerinda.
2. Nyalakan mesin dan keran air.
3. lakukan pengamplasan dengan menggunakan amplas yang kasar (amplas nomer
200) terlebih dahulu.
4. Lakukan proses pengamplasan dengan rapi dan teliti, hal ini dilakukan karena
hasil pengamplasan harus rapi dengan pola-pola garis yang searah dan rapi. Bila
kurang teliti maka sampel yang dihamplas akan miring kemudian memiliki 2
permukaan dan akan mempersulit pengelihatan di mikroskop nanti. lakukan
hingga kondisi sebidang dan segaris tercapai.
13
5. Apabila hasil sudah baik, lakukan ulang proses yang sama dengan amplas yang
lebih halus , lakukan bertahap sampai nomor 2000, periksa dan amati apakah benda
kerja sudah memenuhi kriteria seperti hasil sudah rapi, segaris, dan sebidang secara
kasat mata.
6. Untuk mengecek apakah sampel sudah benar-benar satu permukaan maka harus
dilakukan pengecekan menggunakan mikroskop namun sebelumnya sampel harus
dikeringkan terlebih dahulu menggunakan hairdryer atau mesin pengering. Bila di
mikroskop sampel yang kita amplas masih ada garis-garis yang mengganggu
pandangan maka harus dilakukan kembali proses pengamplasan namun cukup
dengan menggunakan amplas yang paling halus (amplas nomor 2000). Kemudian
cek kembali di mikroskop. Bila hasilnya sudah bagus maka proses penghamplasan
sudah selesai namun bila masih seperti sebelumnya yaitu terdapat garis-garis yang
mengganggu pandangan maka harus dilakukan proses penghamplasan kembali.
14
4. Pemolesan (Polishing)
Tujuan.
Pemolesan bertujuan untuk lebih menghaluskan, melicinkan dan membersihkan
spesimen dari noda dan karat pada permukaan sampel yang akan diamati setelah
pengamplasan dan untuk lebih mempermudah lagi pada proses pengamatan di
mikroskop.
Langkah Kerja.
1. Siapkan alat yaitu mesin universal polishing, pasta atau cairan yang mengandung
alumina dan bahan yang telah dianggap selesai di amplas.
2. Oleskan sedikit cairan alumina seperti yang kita gunakan adalah pasta gigi merk
Zact ke permukaan kain yang ada pada mesin poles, kemudian ratakan pasta
tersebut, beri sedikit air agar larut. Pasta gigi ini berfungsi untuk ikut menggerus
bagian/partikel terkecil yang belum rata yang ada pada permukaan sampel karena
dalam pasta gigi zact mengandung alumina yang lebih halus dari butir-butir partikel
yang ada pada amplas terhalus yang digunakan saat proses penghamplasan.
Sehingga hasil pemolesan akan menjadi bening dan dapat memantulkan bayangan
dengan jelas.
3. Proses polishing dilakukan sama halnya seperti melakukan pengamplasan. Benda
kerja di gesekan ke permukaan meja mesin, pemolesan dilakukan hingga benda
kerja bening dan tidak ada goresan-goresan dan noda. Pemolesan adalah hal yang
cukup sulit dilakukan,karena sering kali hasil pemolesan belum beres atau bersih
setelah dilihat di mikroskop. Ganti posisi pemolesan bila diperlukan , hal ini
bertujuan agar benda benar benar terpoles dengan baik
4. Lakukan pemolesan secukupnya hingga benda benar benar terlihat bersih. Dan siap
untuk di Etsa
15
16
5. Etsa (Etching)
Tujuan.
Proses etsa dilakukan untuk mengkikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik.
Langkah Kerja:
1. Etsa atau etching adalah proses yang dilakukan dengan cepat dan sigap, hal ini
dikarenakan pada saat proses etsa apabila benda di rendam di larutan terlalu lama
akan meyebabkan struktur mikro pada benda terbakar dan tidak dapat diidentifikasi
sehingga harus dilakukan pemolesan yang cukup lama lagi.
2. Pertama, benda kerja yang telah selesai dipoles dibersihkan dan siap untuk
dicelupkan kedalam larutan nital, larutan nital adalah larutan campuran antara 97%
methanol dan 3% HNO3. Selain itu, siapkan pula kapas yang sudah diberi shampoo,
Shampoo yang digunakan saat proses adalah shampoo “CLEAR” dengan alasan
karena kandungan dalam shampoo “CLEAR” hasil pembersihan yang baik
disbanding shampoo lain.
Gambar Nitrit dan Metanol
Gambar Larutan Nital
17
3. Setelah benda kerja dan larutan siap, Secara teoritis celupkan benda kerja selama 3
detik, namun pada aktualisasi praktikum ini 3 detik masih kurang, setelah dicoba
ternyata waktu yang cukup adalah sekitar 8 detik.
4. Setelah 8 detik dengan cepat, cuci dengan hati hati benda kerja dengan kapas yang
sudah diberi shampoo tadi, cuci benda secukupnya hingga bersih. Perhatikan pula
agar tidak ada shampoo yang tersisa.
5. Setelah itu, keringkan benda kerja di hairdryer atau mesin pengering hingga air di
benda kerja hilang.
6. Setelah kering, benda siap di identifikasi struktur mikronya. Perlu diingat apabila
proses pencelupan terlalu lama maka hasil akan tidak terlihat atau disebut gosong,
sedangkan apabila terlalusebentar maka akan terlihat kotor
18
6. Pengamatan mikroskopik
Tujuan.
Tujuan pengamatan mikroskopik adalah untuk melihat struktur mikro dari bahan yang
diproses sehingga benda kerja dapat diidentifikasi jenis, nama, kandungan dan kriteria
lainnya. Selain itu tujuan pengamatan ini juga agar mahasiswa dapat mengoprasikan
mikroskop yang telah terintegrasi dengan PC dan mengambil foto atau gambar struktur
tersebut.
Langkah Kerja:
1. Hidupkan mikroskop dan komputer.
2. Buka aplikasi mikroskop.
3. Simpan sampel diatas meja mikroskop, pastikan sorotan cahaya berada pada benda
kerja
4. Atur posisi sampel agar terlihat jelas pada mikroskop dan komputer.dengan cara
memutar spindle belakang untuk fokus/ ketinggian meja mikroskop dan spindle
depan untuk penggeseran benda
5. Atur meja mikroskop dan lihat apakah proses etching berhasil dengan cara
mengatur meja sehingga struktur mikronya jelas.
6. Apabila strukturnya tidak jelas, lakukan pemolesan dan etching jika perlu. Tapi
apabila struktur mikronya sudah dapat dilihat lanjutkan identifikasi
7. Atur pembesaran ke 5xlalu Fokuskan lensa pada mikroskop dengan mengatur meja
mikroskop sampai benar-benar terlihat jelas bagian dari struktur mikro sampel yang
kita ambil.
8. Setelah selesai dan struktur jelas. Cari posisi struktur paling baik lalu ambil gambar
dengan cara mengklik image-scalebar-lalu klik set Overlay setelah muncul blok
skala klik ikon Snapshot. Beri nama dan simpan gambar.
9. Lakukan langkah ke 7 dan 8 dengan menggunakan perbesaran 20x,50x dan 100x
10. Setelah foto didapat dan disimpan proses identifikasi pun dapat dilakukan dengan
mencari dan mencocokan di berbagai jenis referensi metalografi.
19
Data Praktikum
Gambar Struktur Mikro (Objektif 5x) Gambar Struktur Mikro (Objektif 20x)
Gambar Struktur Mikro (Objektif 50x) Gambar Struktur Mikro (Objektif 100x)
20
Analisa dan Diskusi
Jenis material specimen Berdasarkan data hasil praktek dan beberapa referensi didapatkan kesamaan hasil identifikasi seperti bentuk mikrostrukturnya. Bisa dilihat dibawah adalah gambar mikrostruktur dari referensi dan hasil percobaan.
Mikrostruktur hasil percobaan
Mikrostruktur dari referensi
Dari dua gambar tersebut kami menyimpulkan bahwa hasil percobaan mikrostruktur kami mirip secara mikrostrukturnya dengan gambar Baja karbon rendah (Fe 0.18%C), yang diambil dari referensi, yaitu dengan adanya pearlite dan ferrite.
21
Fasa fasa yang terdapat pada struktur mikro specimen
Dari gambar diatas disimpulkan bahwa spesimen yang kami uji berada pada bagian berwarna kuning tepatnya pada fase hypo-eutectoid karena hanya ditemukan ferrite dan pearlite saja.
22
Karakteristik sifat mekanik material berdasarkan fasa fasa stuktur mikro.
Ferrite (α)
Ferrite (α) merupakan fasa yang terbentuk pada temperatur sekitar 300-723 derajat
celcius. Pada daerah ini, kelarutan karbon maksimalnya adalah 0,025% pada
temperatur 725 derajat celcius, dan turun drastis menjadi 0% pada 0 derajat celcius.
Fasa ini biasa terjadi bersamaan dengan cementite, membentuk pearlite pada
pendinginan lambat. Fasa ini lunak, dan memberikan kemampuan bentuk pada logam.
Gambar di atas menunjukkan struktur fasa ferrite yang berwarna hitam, dan austenite
yang berwarna putih. Hal ini menunjukkan bahwa, selain lunak, ferrite sendiri
cenderung lebih mudah berkarat dibandingkan austenite.
Pearlite (α + Fe3C)
Pearlite merupakan satu fasa yang terbentuk dari gabungan dua fasa, Ferrite dan
Cementite. Pearlite dianggap sebagai satu fasa sendiri, karena memberikan kontribusi
sifat yang seragam. Seperti dijelaskan di atas, di dalam satu fasa, biasa terbentuk
dalam satu butir. Namun, untuk Pearlite berbeda, karena ada dua fasa dalam satu
butir. Karena butir berukuran lebih besar dari ukuran fasa Ferrite dan Cementite itu
sendiri (ukuran terkecil yang bisa dikarakterisasi sebesar ukuran indentasi dari uji
keras mikro vickers, sekitar 50 mikron), maka Pearlite, atas kesepakatan bersama para
ahli material, digolongkan sebagai satu fasa dalam satu butir. Pearlite memiliki
morfologi mirip seperti lapisan (lamellae) antara Ferrite (hitam) dan Cementite
(putih).
Aplikasi umum dari material spesimen
Aplikasi umum dari baja karbon rendah adalah
0,05 % – 0,20 % C :Body mobil, pipa, rantai, paku sumbat (rivets) , sekrup, paku.0,20 % – 0,30 % C : gear, Poros, baut, Benda tempa, besi besi bahan jembatan,
23
Referensi
1. Callister, William D. Materials Science and Engineering an Introduction, seventh
edition.
2. https://ml.scribd.com/doc/168254515/ Metalografi
3. http://pahatbaja.blogspot.com/2011/06/teori-dasar-metalografi.html
4. http://pwatlas.mt.umist.ac.uk/internetmicroscope/micrographs/microstructures/more-metals/
steel/low-carbon-steel/fe-0.18-normalised_z3.html
5. http://sekolah007.blogspot.ca/2013/04/diagram-fe-fe3c.html
6. http://www.infometrik.com/2011/08/perlakuan-panas-logam-1-diagram-fasa
7. http://en.wikipedia.org/wiki/Ferrite_%28iron%29
8. http://yefrichan.wordpress.com/2011/04/16/jenis-jenis-baja/
24
Data Pelaksanaan Praktikum
Tanggal Praktek : 24 November 2014 & 1 Desember 2014
Peserta Praktek :
Instruktur Praktek : Duddy Yan Purnadi
Tanda Tangan :
25
NO Nama Praktikan NIM Tanda Tangan
1. Harry Fikri Fawwaz 131211069
2. Ibnu Faqihudin 131211070