Hardness Test

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Praktek Laboratorium Mekanik merupakan Praktek dasar yang harus dilakukan dan dikuasai oleh setiap Mahasiswa yang akan menjadi seorang Ahli Mesin ( Mekanik ), baik secara perencana maupun sebagai pembuat. Karena itulah seorang Mahasiswa harus mampu menguasai jenis mesin mesin yang ada di Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya.

Praktek Laboratorium atau khususnya Praktek Hardness Test ( Uji Kekerasan ) misalnya, bertujuan untuk mengetahuhi ketahanan suatu benda / material terhadap penetrasi / penekan / daya tembus benda lain yang lebih keras dan nilai kekerasannya tidak mutlak.

Dengan kata lain, Laporan ini mencoba menuangkan / memberikan standar standar pengerjaan / pengujian, cara menganalisa data dan mampu meneliti setiap benda / material yang akan diuji. Sebagai penunjang, Mahasiswa dituntut untuk mampu mempunyai keahlian dalam pembuatan Langkah Kerja / Percobaan sebelum melakukan proses pengujian pada benda / material maupun pada Mesin yang akan digunakan. Sehingga terhindar dari hal hal yang tidak di inginkan.

1.2 Tujuan PengujianHardness Test atau Uji Kekerasan mempunyai tujuan pengujian, yaitu:1. Bisa melakukan pengujian kekerasan bahan / material yang belum di ketahui nilai kekerasannya.

2. Bisa menentukan kekerasan bahan dan membedakan kekerasan dari setiap jenis bahan / material yang telah diuji kekerasannya.

3. Bisa menentukan kekerasan bahan / material dengan menggunakan Metode Brinnell, Metode Rockwell dan Metode Vickers.BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Teori Dasar

Untuk menentukan kekerasan bahan / material dapat digunakan metode pengukuran atau pengujian ketahanan kekerasan terhadap penetrasi: Bola kecil, Kerucut dan Piramida.Pertama tama alat tekan atau penetrator ditekankan kedalam bahan / material dengan menggunakan Indentor bola baja atau Intan, kemudian beban dinaikkan dan kekerasan terbaca, yaitu selisih kedalaman penetrasi yang ditimbulkan oleh beban akhir dan beban awal, dikala pengujian kekerasan tergantung pada bentuk dan jenis metode penekan yang dipakai juga beban yang digunakan.Kekerasan adalah ketahanan suatu benda / material terhadap penetrasi / penekan / daya tembus benda lain yang lebih keras dan nilai kekerasannya tidak mutlak atau bias juga diartikan dengan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh unsur unsur paduannya. Karbon dalam besi secara pasti mempengaruhi kwalitas baja dan kekerasan yang dibutuhkan dapat dicapai dengan perlakuan panas.

Dari beberapa penyelidikan atau pengetesan bahwa bahan akan berubah kekerasanya bila dikerjakan dengan cold worked (misalnya : pengerolan dan penarikan).2.2 Jenis Jenis Metode Kekerasan

Untuk menentukan atau mengetahui nilai kekerasan suatu benda / material dapat dilakukan dengan cara pengujian atau pengetesan, yaitu :1. Metode Martens

2. Metode The File Hardness Test

3. Metode Palu Poldi

4. Metode Mohs

5. Metode Shore

6. Metode Brinnell

7. Metode Rockwell

8. Metode Vickers

Diantara Metode pengujian diatas yang akan dibahas dalam Laboratorium Mekanik Teknik Mesin ada tiga, yaitu : Metode Brinnell, Metode Rockwell dan Metode Vickers. Metode Brinnell

Metode ini digunakan dengan cara menekankan Penetrator dengan Indentor Bola Baja kepermukaan benda / material dengan beban penekanan sesuai dangan Indentor dan jenis benda / material yang akan diuji. ( lihat tabel )

Alat Penetrasi yang di gunakan adalah Indentor Bola Baja yang dikeraskan dengan ukuran 10 mm, 5 mm, 2,5 mm.

Metode ini di gunakan untuk menguji kekerasan logam yang belum dilakukan proses Heat Treatment(perlakuan panas)

Metode ini digunakan untuk mengetes atau menguji kekerasan logam yang belum dilakukan proses Heat Treatment ( perlakuan panas ).

Material yang diuji adalah material yang lunak saja dan harga kekerasannya hanya sampai 450 HB (Kg/mm2), jika hasil pengujiannya didapat harga kekerasannya diatas 450 HB, maka hasil pengujiannya kurang teliti.

Metode Brinnell sangat baik untuk logam logam tuang yang tidak rata kekerasannya. Kekurangan dari Metode Brinnell bekas tekanannya besar, sehingga merusak permukaan material, logam material yang akan diuji kekerasannya harus rendah dari kekerasan Indentor Bola Baja dan mengukur bekas diameter bekas penekanannya agak sulit, sehingga memerlukan ketelitian.

Harga kekerasan Brinnell adalah:

dimana : P = Beban ( Kg )

D = Dimaeter Indentor ( mm )

dr = Diameter hasil penekanan rata rata ( mm )

Alat Dan Bahan

1. Hardness Tester Machine

5. Benda / Material Uji

2.Lensa dengan pembesaran 50 X

6. Kunci L

3. Mistar Skala 50 X

7. Amplas4. Indentor bola baja 2,5 mm

8. Kikir

Langkah Percobaan :

1. Pertama tama kikir benda / material uji hingga rata

2. Kemudian setelah di kikir amplas benda / material tersebut hingga mendapatkan kehalusan

3. Persiapkan Hardness Tester Machine jenis Albert Gnehm

4. Hidupkan Mesin / Lampu Mesin

5. Pasang Indentor Bola Baja dengan ukuran 2,5 mm

6. Pasang Landasan benda uji pada kedudukannya

7. Pasang / letakkan Benda / Material uji pada landasan dengan posisi bagian yang di amplas menghadap keatas / lampu, kemudian kencangkan dengan memutar Handwheel

8. Pasang Mistar pada lensa / Mesin

9. Pilih beban yang sesuai dengan penetrator atau P = 187,5 Kg

10. Gerakkan tuas keposisi 1, kemudian posisi 2, lalu posisi 3, dan terakhir posisi 4 secara perlahan - lahan11. Tunggu hingga 20 detik

12. kembalikan tuas keposisi 1 ( posisi semula )

13. Ukur diameter bekas penekanan secara teliti pada layar / lensa dengan menggunakan mistar skala 50 X, Catat Hasilnya14. Lakukan kembali pengujian sebanyak 5 X

15. Ambil benda uji dan matikan mesin

16. Tentukan nilai kekerasannya dengan perhitunganData Hasil Pengujian Metode BrinnellNo.BahanD (mm)P (Kg)d (mm)dr (mm)HB (Kg/mm2)

1.STEEL2,5187,5 d1 : 1,3 1,3130,87

d2 : 1,3

d1 : 1,3 1,265138,99

d2 : 1,23

d1 : 1,3 1,325125,712

d2 : 1,35

d1 : 1,3 1,3130,87

d2 : 1,3

d1 : 1,3 1,3130,87

d2 : 1,3

Analisa Data

Kg/mm2

Kg/mm2

Kg/mm2

Kg/mm2

Kg/mm2

Kg/mm2

Penyimpangan Maksimal = HB Maksimal

= 138,99 131,4626 = 7,5274 Kg/mm2

Penyimpangan Minimal = HB Minimal

= 131,4626 125,712 = 5,7506 Kg/mm2

Penyimpangan Rata rata =

Kg/mm2 % Error =

%HB yang sebenarnya = ( % Error ) Kg/mm2

= ( 131,4626 5,050 % ) Kg/mm2HB = 131,4626 HB 2,5/ 187,5/ 20 Metode Rockwell

Metode ini sebenarnya merupakan gabungan dari metode Brinnell dan Vickers, sehingga hasilnya pun cukup presisi dan cepat.

Metode ini digunakan dengan cara menekankan Penetrator dengan Indentor Bola Baja 1/16" dan intan yang berbentuk kerucut dengan sudut puncak 120 kepermukaan material yang diuji dengan beban penekanan sesuai dengan Indentor yang dipakai.

Indentor yang dipakai dalam pengujian Metode Rockwell :

a. Untuk logam logam lunak digunakan Bola Baja 1/16" dengan beban 100 Kg

b. Untuk Baja baja yang keras digunakan intan dengan sudut 120 dengan beban 150 Kg

Metode Rockwell digunakan untuk menguji material dari yang lunak sampai yang keras. Metode Rockwell proses pengujiannya yang cepat dan tepat sehingga dapat digunakan untuk pengujian / pengerasan kekerasan bahan secara masaal dan bekas tekanannya kecil sehingga tidak merusak permukaan material. Tetapi Metode Rockwell tidak dapat digunakan pada bahan / material yang tipis yang tebalnya di bawah 1 mm.

Jika mengukur atau menguji dengan bola baja 1/16" dan bebanya 100 Kg. maka kekerasannya disebut HRB (Hardness Rocwell Ball).

Jika mengukur atau menguji dengan Intan 120 dan bebannya 150 Kg, maka kekerasannya disebut HRC (Hardness Rockwell Cone).Alat Dan Bahan

1. Hardness Tester Machine

4.Kunci L2. Indentor bola baja 1/16"

5.Benda / Material uji3. Landasan benda uji

Langkah Percobaan :1. Persiapkan Hardness Tester Machine

2. Pasang Indentor Bola Baja 1/16"3. Pasang landasan benda uji pada kedudukannya

4. Pasang Benda Uji pada landasan, kemudian kencangkan dengan memutar Handwheel

5. Pilih Beban Major P = 100 Kg

6. Atur Posisi jarum Dial Indikator pada 0 ( nol ) dengan cara memutar ringnya

7. Tarik Tuas Unloading8. Tunggu tuas Loading turun perlahan lahan, setelah itu mulai menghitung hingga 20 detik

9. Tarik Tuas Loading keatas, atau keposisi semula10. Lihat / Baca nilai kekerasannya pada Dial Indikator, kemudian catat hasilnya

11. Lakukan kembali sebanyak 5 X

12. Lepaskan benda uji, dengan cara memutar Handwell13. Tentukan nilai kekerasannya dengan perhitunganData Hasil Pengujian Metode Rockwell

No.BahanIndentor P (Kg)HRB

1.STEELBola Baja

1/16"100 46,1

66

65

72,9

72,1

Analisa Data

= 64,42 HRB

Penyimpangan Maksimal = HRB Maksimal

= 72,9 64,42 = 8,48 HRB

Penyimpangan Minimal = HRB Minimal = 64,42 46,1 = 18,32 HRB

Penyimpangan Rata rata =

= 13,4 HRB% Error =

= 20,80 %

HRB yang sebenarnya = ( % Error)

= ( 64,42 20,80 % )

HRB = 64,42 HRB 1/16" / 100/ 20 Metode Vickers

Metode ini sama dengan metode Brinnell yaitu besarnya nilai kekerasan ditentukan oleh beban penekanan dibagi dengan luas permukaan bekas penekanan.

Metode ini digunakan dengan cara menekankan penetrator dengan indentor intan yang berbentuk piramid dengan dasar bujur sangkar dan sudut puncaknya 136 kepermukaan material yang akan diuji.

Beban penekanan yang digunakan pada metode Vickers ini mulai dari 1 Kg sampai 120 Kg.

Untuk beban 1, 3, 5 Kg dengan tambahan bandul

Untuk 10, 30, 100 Kg tanpa tambahan bandul

Metode Vickers dapat menguji bahan / material yang keras, tipis yang tebalnya dibawah 1 mm, dan hasilnya lebih presisi.

Harga kekerasan Vickers, yaitu :

(Kg/mm2)Dimana : P = Beban Penekanan (Kg)

d = Diagonal Rata rata (mm)Alat Dan Bahan

1. Hardness Tester Machine

2. Lensa Pembesaran 50 X

3. Indikator Intan 136

4. Kunci L

5. Landasan Benda Uji

6. Amplas

Langkah Percobaan :1. Persiapkan Hardness Tester Machine

2. Amplas benda / material uji hingga rata atau mengkilap

3. Pasang landasan benda uji pada mesin

4. Pasang Indentor Intan 136

5. Pilih Beban P = 30 Kg

6. Pasang Mistar Skala 50 X

7. Letakkan benda uji pada landasan dengan posisi bagian yang diamplas menghadap keatas, kemudian kencangkan

8. Gerakkan Tuas pada posisi 1, 2, 3 dan 4 secara perlahan lahan. Tunggu hingga 20 detik9. Kemudian kembalikan tuas pada posisi 1

10. Ukur diagonal kekerasannya secara horizontal dan vertical dengan menggunakan mistar skala 50 X dan hitung rata ratanya

11. Lakukan kembali sebanyak 5 X

12. Lepaskan benda uji dari mesin

13. tentukan harga kekerasannya dengan perhitungan

Data Hasil Pengujian Metode VickersNo.BahanIndentorP (Kg)d (mm)dr (mm)HB (Kg/mm2)

1.STEELIntan

136100 d1 : 1,52 1,5280,25

d2 : 1,52

d1 : 1,44 1,44588,79

d2 : 1,45

d1 : 1,521,5181,31

d2 : 1,5

d1 : 1,521,5280,25

d2 : 1,52

d1 : 1,55 1,52579,72

d2 : 1,5

Analisa Data

= 80,25 Kg/mm2

= 88,79 Kg/mm2

= 81,31 Kg/mm2

= 80,25 Kg/mm2

= 79,72 Kg/mm2

EMBED Equation.3 = 82,06 Kg/mm2 Penyimpangan Maksimal = HV Maksimal = 82,064 79,72 = 6,726 Kg/mm2

Penyimpangan Minimal = HV Minimal = 82,064 79,72 = 2,344 Kg/mm2Penyimpangan Rata-rata =

= 4,535 Kg/mm2

% Error =

= 5,53 %

HV yang sebenarnya = ( % Error)

= (82,06 5,53 %)

HV = 82,06 HV 136/ 100/ 20BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Untuk menentukan kekerasan bahan / msterial dapat digunakan metode pengukuran atau pengujian ketahanan kekerasan terhadap penetrasi: Bola kecil, Kerucut dan Piramida. Kekerasan adalah ketahanan suatu benda / material terhadap penetrasi / penekan / daya tembus benda lain yang lebih keras dan nilai kekerasannya tidak mutlak atau bias juga diartikan dengan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh unsur unsur paduannya. Metode Brinnell sangat baik untuk logam logam tuang yang tidak rata kekerasannya. Kekurangan dari Metode Brinnell bekas tekanannya besar, sehingga merusak permukaan material, logam material yang akan diuji kekerasannya harus rendah dari kekerasan Indentor Bola Baja dan mengukur bekas diameter bekas penekanannya agak sulit, sehingga memerlukan ketelitian. Metode ini digunakan untuk mengetes atau menguji kekerasan logam yang belum dilakukan proses Heat Treatment ( perlakuan panas ). Metode Rockwell digunakan untuk menguji material dari yang lunak sampai yang keras. Metode Rockwell proses pengujiannya yang cepat dan tepat sehingga dapat digunakan untuk pengujian / pengerasan kekerasan bahan secara masaal dan bekas tekanannya kecil sehingga tidak merusak permukaan material. Tetapi Metode Rockwell tidak dapat digunakan pada bahan / material yang tipis yang tebalnya di bawah 1 mm. Metode Vickers dapat menguji bahan / material yang keras, tipis yang tebalnya dibawah 1 mm, dan hasilnya lebih presisi.

2

an Minimal

Penyimpang

an Maksimal

Penyimpang

%

100

HB

rata

an Rata

Penyimpang

)

(

2

2

2

1

dr

D

D

D

P

HB

HB

P

D

D

D

dr

2

2

2

2

(

)

HB

P

D

D

D

dr

3

2

2

2

(

)

HB

P

D

D

D

dr

4

2

2

2

(

)

HB

P

D

D

D

dr

5

2

2

2

(

)

5

5

5

4

3

2

1

HB

HB

HB

HB

HB

HB

HB

HB

HRB

HB

5

4

3

2

1

HRB

HRB

HRB

HRB

HRB

HRB

HRB

HRB

2

an Minimal

Penyimpang

an Maksimal

Penyimpang

%

100

HRB

rata

an Rata

Penyimpang

P

dr

1

,

854

2

2

HV

P

dr

1

,

854

1

2

HV

HV

2

3

854

,

1

dr

P

HV

HV

HV

HV

HV

1

2

3

4

5

5

HV

HV

2

an Minimal

Penyimpang

an Maksimal

Penyimpang

%

100

HV

rata

an Rata

Penyimpang

2

)

(

2

2

2

dr

D

D

D

P

HB

d2

d1

2

854

,

1

d

P

HV

d1

d2

4

854

,

1

dr

P

HV

2

5

854

,

1

dr

P

HV

HV

HV

PAGE SHAPE \* MERGEFORMAT

5

_1240393723.unknown

_1445615634.unknown

_1445615875.unknown

_1445616029.unknown

_1445616432.unknown

_1445616551.unknown

_1445616149.unknown

_1445616012.unknown

_1445615665.unknown

_1445615677.unknown

_1445615315.unknown

_1445615349.unknown

_1445615400.unknown

_1445615344.unknown

_1240393909.unknown

_1240394072.unknown

_1445615284.unknown

_1240394035.unknown

_1240393835.unknown

_1240392966.unknown

_1240393633.unknown

_1240393686.unknown

_1240393511.unknown

_1240393594.unknown

_1240392769.unknown

_1240392914.unknown

_1236854507.unknown