uji kekerasan

LABORATORIUM PENGUJIAN BAHAN

Laporan Praktikum Uji Material Semester Ganjil 2014/2015

Kelompok 07 Pengujian Kekerasan

BAB II

PENGUJIAN KEKERASAN

2.1 Tujuan Pengujian

1. Mengetahuai angka kekerasan suatu benda

2. Mengetahui pengaruh perlakuan panas terhadap kekerasan bahan.

3. Mengetahui salah satu cara pengukuran kekerasan.

4. Mengetahui perubahan struktur pada setiap perlakuan

2.2 Teori Dasar Pengujian

Kekerasan adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan tusukan (penetrasi)

dari luar sehingga tidak mengalami kerusakan.

2.2.1 Macam-macam Metode Pengujian Kekerasan

Secara garis besar pengukuran kekerasan dibagi tiga (3) jenis, yaitu :

1. Metode Pengujian dengan Goresan (Moh’s Method)

Pengukuran kekerasan dilakukan dengan menggoreskan material dengan

mineral standar yang diketahui nilai kekerasannya. Urutan kekerasan mineral

berdasarkan cara Moh’s adalah sebagai berikut:




Tabel 2.1 Kekerasan Material berdasarkan Moh’s Method

No Nama material Skala kekerasan

1 Kalium, Natrium 0,5 – 0,6

2 Talk 1

3 Kalsium, Sulfur 2

4 Tembaga, Arsenik 3

5 Flourit, Besi 4

6 Apasit, Kobalt 5

7 Benlium, Molibdenum 5,5

8 Titanium, Mangan 6

9 Kwarsa, Vanadium 7

10 Topas 8

11 Kromium 8,5

12 Korundum, Silicon 9

13 Intan 10

Sumber : William D. Callister, Jr. (2007:227)

2. Metode Pengujian dengan Cara Pantulan (Shore Scleroscope Method)

Pengujian ini dengan menggunakan intan tipped hammer (palu hitam) yang

mana palu hitam ini dinaikkan pada ketinggian tertentu dan dijatuhkan secara bebas

pada permukaan material uji. Ketinggian pantulan menunjukkan kekerasan yang

diukur. Semakin tinggi pantulan menunjukkan kekerasan yang semakin besar.

Gambar 2.1 Scleroscope

Sumber : Vander Voort, George F. (1984 : 370)




3. Metode Pengujian dengan Cara Lekukan (Idention Hardness)

a. Brinell Method

Pengujian Brinell menggunakan bola baja yang ditekankan secara tegak

lurus pada permukaan benda uji (bola baja sebagai identor) karena penekanan

dan penusukan tersebut maka permukaan benda uji akan terjadi tapak tekan yang

berbentuk tembereng bola, yang dapat dihitung dengan rumus :

BHN

Dimana:

BHN = angka kekerasan Brinell (kg/mm2)

= beban (kg)

D = diameter indentor (mm)

d = diameter tapak tahan (mm)

Gambar 2.2 Brinell Tester


Pada pengujian kekerasan Brinell standard, digunakan bola baja yang

dikeraskan berdiameter 10 mm. Gaya tekan 3000 kg (untuk pengujian kekerasan

baja). Untuk material yang telah lunak gaya tekan dapat dikurangi menjadi 1500

kg atau 500 kg untuk menghindari identasi yang berlebihan. Lama penekanan

normalnya 10-15 detik khusus untuk besi dan baja. Sedangkan bahan lain bisa

mencapai 30 detik.

b. Vickers Method

Prinsipnya sama dengan pengujian Brinell, hanya saja menggunakan

identor berbentuk pyramida beralas bujur sangkar dengan sudut puncak antara

dua sisi berhadapan 136o, beban yang diberikan antara lain 5 kg, 10 kg, 20 kg,

30 kg, 50 kg, 100 kg atau 120 kg. Angka kekerasan dinyatakan oleh :




VHN =

Dimana :

VHN = angka kekerasan (kg/mm2)

ρ = beban yang ditatapkan (kg)

d = panjang diagonal tapak tekan (mm)

Gambar 2.3 Vickers Tester


c. Rockwell Method

Cara Rockwell menggunakan prinsip yang sama dengan cara Brinell,

hanya saja identor yang dipakai ada dua (2) jenis dan berukuran lebih kecil

daripada identor Brinell. Identor yang digunakan yaitu :

1. Menggunakan kerucut intan dengan sudut puncak yang agak bulat, berjari-jari

0.2 mm.

2. Menggunakan bola baja berdiameter 1/16 in, 1/8 in , ¼ in dan ½ in.




Tabel 2.2 Skala kekerasan Rockwell

SKALA MAJOR

LOAD, KG

TIPE

INDENTOR

MATERIAL YANG DI

UJI

A 60 Intan kerucut Extremely hard materials,

fungsten carbides, etc

B 100 1/14" Bola

Medium hard materials,

low and medium-carbon

steels, brass, bronze, etc

C 150 Intan kerucut Hardened steels, hardened

and tempered alloys

D 100 Intan kerucut Case-hardened steel

E 100 1/8" Bola Cast iron, alumunium and

magnesium alloys

F 60 1/16" Bola Annealed brass and copper

G 150 1/16" Bola Beryllium copper,

phosphor bronze, etc

H 60 1/8" Bola Alumunium sheet

K 150 1/8" Bola Cast iron, alumunium

alloys

L 60 1/4" Bola practics and soft metals

such as lead

M 100 1/4" Bola same as L scale

P 150 1/4" Bola same as L scale

R 60 1/2" Bola same as L scale

S 100 1/2" Bola same as L scale

V 150 1/2" Bola same as L scale

Sumber: Avner, Sidney H (1974:30)

Rumus yang digunakan :

HRC =

Dimana :

HRC = angka kekerasan Rockwell

k = konstanta; intan = 0,2 dan bola baja = 0,6

h1 = kedalaman akibat beban mayor (mm)

h2 = kedalaman akibat beban minor (mm)




Gambar 2.4 Rockwell Tester

Sumber : Avner, Sidney H (1974:27)

Dalam cara Rockwell, terdapat beberapa skala yaitu A sampai V.

Masing-masing skala memiliki beban serta identor tersendiri dan digunakan

untuk material dengan kekerasan yang amat keras. Skala B untuk kekerasan

medium. Skala C untuk material dengan kekerasan rendah dan seterusnya

sampai skala V untuk plastic dan sort metal seperti timbale. Terdapat juga

superficial Rockwell untuk menguji spesimen yang tipis sampai 0.006 in dan

juga untuk powdered metal.

2.2.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekerasan

Kekerasan material dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Kadar karbon

Semakin tinggi kadar karbon, maka logam akan semakin keras namun rapuh.

Kadar karbon sebesar 0,6 – 1% merupakan kadar karbon yang sangat berpengaruh

pada kekerasan logam. Setelah lebih dari 1% maka kadar karbon tidak berpengaruh

pada nilai kekerasannya.

2. Unsur paduan

Unsur paduan akan mempengaruhi sifat mekanik logam. Beberapa unsur

paduan pada logam beserta pengaruhnya pada sifat mekanik antara lain:

1. Nikel (Ni)

- Meningkatkan kekuatan dan kekerasan pada baja.

- Meningkatkan ketahanan korosi

- Meingkatkan keuletan dan tahan gesek

2. Chromium, fungsinya adalah :

- Membentuk karbida

- Menambah keelastisan sehingga baik buat pegas.

- Meningkatkan kekerasan baja.




3. Mangan, fungsinya adalah :

- Meningkatkan kekerasan

- Membuat baja mengkilap

4. Silicon, fungsinya adalah :

- Meningkatkan kekenyalan dan kekerasan

- Menaikkan titik kritis

- Bersifat deoksidan.

5. Boron, fungsinya adalah :

- Menaikkan kekerasan

- Pada karbon kurang dari 0.6% akan menyebabkan kerapuhan.

6. Titanium

- Efektif menambah pertumbuhan butiran.

- Meningkatkan kekerasan baja.

3. Perlakuan Panas

Pengaruh perlakuan panas akan mempengaruhi kekerasan logam tergantung

pada perlakuan yang diberikan. Hardening akan meningkatkan kekerasan (paling

keras), berikutnya tempering, lalu normalizing dan yang paling lunak adalah

annealing.

4. Bentuk Butir dan Dimensinya

Material dengan bentuk butir kecil memiliki kekerasan yang tinggi

dibandingkan dengan butiran besar, karena butir kecil memiliki gaya ikat antar atom

yang lebih besar sehingga membuat material tersebut keras.

5. Homogenitas.

Homogenitas akan mempengaruhi kekerasan karena semakin homogen suatu

material atau semakin sama arah orientasi kristalnya maka material tersebut bersifat

ulet. Bila strukturnya heterogen maka materialnya bersifat keras dan getas.




2.3 Pelaksaan Pengujian

2.3.1 Alat dan Bahan yang Digunakan

1. Spesifikasi Alat yang Digunakan

a. Uji Kekerasan

1. Rockwell Type Hardness Tester

Spesifikasi alat :

- Merk : CV 600A

- Indentor bola Rockwell : 1/16”

- Indentor Intan : 120˚

- Buatan : Jerman

- Skala pembebanan : HRA = 588 N

HRB = 980 N

HRC = 1470 N

Gambar 2.5 Rockwell Type Hardness Tester

Sumber : Laboratorium Pengujian Bahan Universitas Brawijaya (2015)

2. Centrifugal Sand Paper Machine

Spesifikasi alat :

- Merk : Saphir

- Buatan : Jerman

- Diameter : 15 cm

- Putaran : 50 – 600 rpm




Gambar 2.6 Centrifugal Sand Paper Machine


b. Uji Mikrostruktur

1. Mikroskop Logam

Spesifikasi alat :

- Merk : Nikon

- Buatan : Jepang

- Pembesaran : 450 kali

Gambar 2.7 Mikroskop Logam


2. Etsa

Digunakan untuk menghilangkan korosi dan karat pada spesimen.Berupa

cairan kimia yang akan bereaksi dengan cairan tertentu pada logam. Atom

yang tidak stabil misalnya atom pada batas elastik. Pada pengujian kali ini

digunakan etsa yang mengandung 1-1,5 ml white nitric dalam 10 ml ethyl

alcohol 95-100%




Gambar 2.9 Etsa


3. Kertas Gosok

Digunakan untuk menghaluskan dan meratakan permukaan specimen

dengan cara digosokkan dan kehalusan dari kertas gosok ditunjukkan oleh

angka yang tercantum di balik kertas gosok tersebut. Semakin besar angka

yang tertulis menunjukkan semakin halus dan rapat susunan pasir dari kertas

gosok tersebut. Penggunaan jenis kertas gosok yang tepat agar tidak merusak

komponen material.

Gambar 2.10 Kertas Gosok

Sumber : Dokumentasi Pribadi

4. Batu Hijau

Digunakan untuk menghaluskan dan mengkilapkan permukaan

specimen.




Gambar 2.11 Batu Hijau


5. Kain Flanel

Digunakan untuk menghaluskan dan membersihkan spesimen dari batu

hijau yang tersisa.

Gambar 2.12 Kain Flanel

Sumber : Dokumentasi Pribadi

2. Komposisi Kimia Spesimen

Spesimen : Baja ASSAB 760

Komposisi Kimia : C = 0,5 %

Mn = 0,5 %

Si = 0,25 %

3. Pergeseran Titik Eutectoid

No Logam Komposisi Suhu Eutectoid %C

1 Mn 0,5% 725 0,74

2 Si 0,25% 730 0,72




Perhitungan

Pergeseran Titik Eutectoid

1. Temperatur Eutectoid

= 727,47 oC

2. Kadar Karbon Eutectoid

= 0,729 %

Gambar 2.13 Pergeseran Titik Eutectoid

Sumber: Dokumentasi Pribadi




3. Bentuk dan Dimensi Spesimen

Gambar 2.14 Bentuk dan Dimensi Spesimen

Sumber: Dokumentasi Pribadi

2.3.2 Prosedur Pengujian

a. Uji Kekerasan

1. Dilakukan proses heat treatment.

2. Siapkan permukaan benda kerja:

a. Ratakan kedua permukaan benda kerja menggunakan kikir dan amplas kasar,

sehingga kedua permukaan tersebut sejajar.

b. Haluskan permukaan benda kerja menggunakan centrifugal sand paper

machine sampai betul-betul rata halus dan siap diuji

3. Siapkan perangkat uji kekerasan Rockwell C pada Universal Hardness Tester:

a. Memasang bandul beban (1470 N)

b. Memasang indentor intan

c. Memasang benda kerja pada landasan

d. Atur tuas pada posisi unloading

4. Putar turn wheel hingga benda kerja menyentuh pada indentor sampai jarum besar

skala C dan jarum kecil menunjuk pada titik berwarna merah. Jika terasa berat,

jangan dipaksakan tetapi harus diputar balik kemudian cek tuas pembebanan dan

diulangi.

5. Dorong tuas pembebanan kea rah loading secara perlahan-lahan. Tunggu hingga

jarum besar pada skala berhenti dengan sendirinya.

6. Tunggu selama 10 detik dari saat berhentinya jarum, kemudian gerakkan tuas ke

unloading secara perlahan-lahan sampai maksimal. Dengan naiknya tuas jarum

ikut berputar searah putaran jarum jam sampai akhirnya berhenti.

7. Baca harga kekerasan HRC pada saat jarum telah berhenti. Bacalah pada skala C

yang berwarna hitam.





1. Permukaan specimen yang akan difoto diratakan dan haluskan dengan

centrifugal sand paper machine.

2. Permukaan spesimen dihaluskan dengan batu hijau dan di gosok dengan kain

flannel sampai benar-benar mengkilap dan halus.

3. Permukaan spesimen yang sudah mengkilap dibersihkan dengan alkohol,

kemudian di tetesi cairan etsa.

4. Spesimen diletakkan pada mikroskop logam, kemudian focus diatur sampai di

dapatkan gambar yang jelas dengan pembesaran 450 kali.

5. Dilakukan pemotretan dengan kamera, kemudian hasilnya dicuci dan dicetak.

2.4 Hipotesa

a. Uji Kekerasan

1. Heat treatment dapat menyebabkan perubahan tingkat kekerasan.dalam

pengujian kali ini perlakuan yang diberikan pada material adalah

hardening, tempering, tanpa perlakuan, normalizing dan annealing. Dari proses

tersebut dapat dijelaskan mulai tingkat kekerasan paling tinggi ke rendah.seperti

penjelasan di bawah ini.

a. Hardening

Dapat diketahui bahwa perlakuan panas yang diberikan pada suhu

maksimum dapat meningkatkan kekerasan untuk mendapatkan martensite.

b. Tempering

Dapat meningkatkan kekerasan setelah proses perlakuan panas

hardening untuk meningkatkan keuletan agar mendapatkan bainite.

c. Tanpa perlakuan

Spesimen tidak mengalami perlakuan panas apapun.

d. Normalizing

Dapat menghaluskan butiran yang mengalami pemanasan berlebihan

sehingga terjadi transformasi fase untuk menghasilkan austenite yang

homogen.

e. Annealing

Dapat meningkatkan keuletan material, tetapi kekerasan material

menurun.





Dengan perlakuan panas yang diberikan pada suhu maksimum(austenite)

dengan holding yang relative lama akan meningkatkan kekerasan secara maksimum.

Hal ini disebut dengan banyak kandungan pearlite dan ferriete.Pada uji fisik

didapatkan presentase pearlite lebih banyak dari ferrite.

2.5 Pengolahan Data

Data dari hasil pengujian dihitung dan disusun dalam bentuk Tabel, masing-

masing untuk spesimen tanpa perlakuan dan dengan perlakuan, selain data tersebut, di

ambil pula hasil pengujian berupa kekerasan rata-rata untuk perlakuan panas yang

berbeda.Dari data-data tersebuat dilakukan dua macam pengolahan data.

2.5.1 Analisa Mikrostruktur

Mikrostruktur tanpa perlakuan panas

Foto Mikro M450 kali

Dari hasil foto mikrostruktur tersebut diambil sepuluh sampel untuk dihitung

prosentase warna hitam dan putih

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10




Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperoleh data sebagai berikut :

No. Putih (%) Hitam (%)

1 31 69

2 22 78

3 38 62

4 41 59

5 31 69

6 41 59

7 34 66

8 38 62

9 38 62

10 57 43

∑ 371 629

Proporsi dari sampel (p1) :

n1 = 10 x 100 = 1000

p1 = = 0,371

Standar deviasi sampel (δ1)

q1 = 1 – p1 = 1 – 0,371 = 0,629

δ1 = = = 0,01527

Dari tabel distribusi standar dengan α = 5 % maka diperoleh nilai Z(α / 2) = ±

1,96 interval penduga rata-rata proporsi warna putih :

p1 – Z(α / 2) . δ1< p < p1 + Z(α / 2) . δ1

0,371 - (1,96 x 0,01527) < p <0,371 + (1,96 x 0,01527)

0,325 < p < 0,417

Jadi proporsi warna putih untuk foto mikrostruktur logam tanpa perlakuan panas

berkisar antara 0,325 % sampai 0,417% dengan tingkat keyakinan 95 %




Mikrostruktur dengan perlakuan panas Normalizing 950◦C

Foto Mikro M450 kali

Dari hasil foto mikrostruktur tersebut diambil sepuluh sampel untuk dihitung

prosentase warna hitam dan putih

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10




Dari sepuluh sampel tersebut dapat diperoleh data sebagai berikut :

No. Putih (%) Hitam (%)

1 32 68

2 24 76

3 26 74

4 14 86

5 17 83

6 23 77

7 20 80

8 15 85

9 19 81

10 18 82

∑ 208 792

Proporsi dari sampel (p2) :

n2 = 10 x 100 = 1000

p2 = = 0,208

Standar deviasi sampel (δ2)

q2 = 1 – p2 = 1 – 0,208 = 0,792

δ2 = = = 0,041

Dari tabel distribusi standar dengan α = 5 % maka diperoleh nilai Z(α / 2) = ±

1,96 interval penduga rata-rata proporsi warna putih :

p2 – Z(α / 2) . δ2< p < p2 + Z(α / 2) . δ2

0,208 - (1,96 x 0,041) < p <0,208 + (1,96 x 0,041)

0,127 < p < 0,288

Jadi proporsi warna putih untuk foto mikrostruktur logam tanpa perlakuan panas

berkisar antara 0,127 % sampai 0,288 % dengan tingkat keyakinan 95 %




Uji Beda Dua Proporsi

Untuk mengetahui perbedaan antara proporsi warna putih spesimen tanpa

perlakuan panas dan spesimen dengan perlakuan panas dilakukan pengujian dua

proporsi

Hipotesa : H0 : p1 = p2

H1 : p1 ≠ p2

Data untuk menghitung Zhitung

n1 = 1000

n2 = 1000

p1 = 0,371

p2 = 0,208

q1 = 0,629

q2 = 0,792

Perhitungan Zhitung :

Zhitung =

Zhitung = 12,47292

Kedudukan Zhitung pada kurva normal adalah sebagai berikut :

Dari kurva uji Z diketahui bahwa Zhitung terletak pada daerah tolak berarti ada

perbedaan yang nyata antara prosentase warna putih untuk spesimen tanpa perlakuan

panas dan spesimen dengan perlakuan panas.




2.5.2 Data Kelompok

Dilakukan perbandingan nilai kekerasan sebelum dengan sesudah perlakuan

panasuntuk menentukan ada tidaknya perubahan nilai kekerasan. Untuk itu

perludigunakan pengujian dengan metode uji standart.

Tabel 2.3 Data Spesimen Tanpa Perlakuan Panas

No X [ X – ] [ X – ]2

1 19 -0,1 0,01

2 19,5 0,4 0,16

3 20 0,9 0,81

4 20 0,9 0,81

5 19 -0,1 0,01

6 19,5 0,4 0,16

7 18 -1,1 1,21

8 19 -0,1 0,01

9 19 -0,1 0,01

10 18 -1,1 1,21

Σ 191 0 4,4

Kekerasan rata-rata

Standartdeviasi

StandarDeviasi Rata-Rata

db = n-1 = 10 – 1 = 9

dengan α = 5% makanilai t Tabel → t (α/2;db) = t (0,025;9) = ±2,26 interval

penduga kekerasan specimen tanpa perlakuan panas

18,600314 < µ < 19,599686




Grafik 2.1 Uji T Tanpa Perlakuan

Jadi kekerasan spesimen rata-rata tanpa perlakuan panas berkisar antara

18,600314 HRC sampai 19,599686 HRC dengan tingkat keyakinan 95 %

Tabel 2.4 Data Spesimen Dengan Perlakuan Normalizing 950° C

No X [ X – ] [ X – ]2

1 15,3 -1,4 1.96

2 15 -1,7 2,89

3 17 0,3 0,09

4 18 1,3 1,69

5 16,4 -0,3 0,09

6 16 -0,7 0,49

7 17,8 1,1 1,21

8 18 1,3 1,69

9 16,5 -0,2 0,04

10 17 0,3 0,09

Σ 167 0 10,24

Kekerasan rata-rata




Standar deviasi

Standar deviasi rata-rata

db = n-1 = 10 – 1 = 9

dengan α = 5% maka nilai t Tabel → t (α/2;db)

t (0,025;9) = ±2,26

interval penduga kekerasan spesimen tanpa perlakuan panas

15,892 < µ < 17,507

Grafik 2.2 Uji T Perlakuan Normalizing 950oC

Jadi kekerasan specimen rata-rata dengan perlakuan Normalizing 950° C berkisar

antara 15,892 HRC sampai 17,507 HRC dengan tingkat keyakinan 95%.

Uji Beda Dua Rata-Rata

Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan kekerasan pada specimen tanpa

perlakuan dan dengan perlakuan panas dilakukan uji beda dua rata-rata dengan uji

standart t.

Hipotesa : Ho : μ1 = μ2 (tidak ada perbedaan kekerasan antara spesimen tanpa

perlakuan dengan spesimen yang diberi perlakuan)




H1 : μ1 ≠ μ2( terdapat perbedaan kekerasan antara spesimen tanpa

perlakuan dengan spesimen yang diberi perlakuan )

Digunakan pengujian dua arah dengan

α = 5% dan db = (n1 -1) + (n2 -1)

= (10-1) + (10-1) = 18

Makanilai t Tabel → t (0,025;18) = ±2,101

Perhitungan thitung

Kedudukan thitung pada kurva distribusi t adalah sebagai berikut

Grafik 2.3 Hitung pada Distribusi Uji T

Dari kurva uji t diketahui bahwa thitung terletak di daerah tolak, berarti

terdapat perbedaan yang nyata antara rata-rata kekerasan specimen tanpa perlakuan

panas dan specimen dengan perlakuan panas dengan keyakinan 95%.

Analisa Varian DuaArah

Tujuan : Untuk mengetahui pengaruh variasi suhu pemanasan waktu

holding dan kombinasi keduanya terhadap kekerasan specimen




Hipotesa :

H01 : α1 = α2 ( perlakuan panas tidak berpengaruh)

H11 : α1 ≠ α2 ( perlakuan panas berpengaruh)

H02 : β1 = β2 ( suhu tidak berpengaruh)

H12 : β1 ≠ β2 ( suhu berpengaruh)

H03 : (αβ)1 = (αβ)2 ( perlakuan panas dan suhu tidak berpengaruh)

H13 : (αβ)1 ≠ (αβ)2 ( perlakuan panas dan suhu berpengaruh)

Perulangan (z) = 5 kali

Banyaknya data(n) = 20

Banyaknya data tiap kolom (u) = 10

Banyaknya data tiap baris (v) = 10

Banyaknya variasi holding (x) = 2

Banyaknya variasi heating (y) = 2

Tabel 2.5 Analisa Varian Dua Arah

FAKTOR SUHU

F

A

K

T

O

R

P

E

R

L

A

K

U

A

N

Norm

ali

zin

g

850 oC 950oC Σr

16 15,3 31,3

15,5 15 30,5

17 17 34

15,5 18,4 33,9

16 16 32

Σ1 = 80 Σ2 = 81,7 Σbaris 1 = 161,7

An

nea

lin

g

8,2 9,5 17,7

9 1 10

10,5 2 12,5

9,1 3 12,1

9,5 1 10,5

Σ3 = 46,3 Σ4 = 16,5 Σbaris 2 = 62,8

Σ Σkolom1 = 126,3 Σkolom2 = 98,2 Σtotal = 224,5




Fk =

=

2520,0125

JKT = ( a2+ b2+c2+ …+t2) – Fk

= (3079,95)-(2520,0125) = 559,9375

= 3009,073-2520,0125

= 489,06

= 2559,493 – 2520,0125

= 39,4805

= 3098,166 – 2520,0125

= 578,1535

JKAB = JKP - JKA – JKB

= 578,1535 – 489,06 – 39,4805

= 49,613

JKG = JKT - JKA - JKB – JKAB

= 559,9375 – 489,06 – 39,4805 – 49,613

= -18,216

Dimana :

Fk : Frekuensi Komulatif

JKB : Jangkauan Kuartil Bawah

JKT : Jangkauan Kuartil Tengah

JKP : Jangkauan Kuartil Tengah

JKA : Jangkauan Kuartil Atas




JKG : Jangkauan Kuartil Galat

F Tabel dengan α = 5% → F (α, V1 ,V2)

F1Tabel : V1= (x-1) = (2-1) = 1

V2= (x.y) . (z-1) = (2.2) . (4.1) = 4 . 4 = 16

F1 Tabel ( 5%, 1, 16) = 4,49

F2 Tabel :V1 = (x-1) = (2-1) = 1

V2 = (x.y) . (z-1) = (2.2) . (4.1) = 4 . 4 = 16

F2Tabel ( 5%, 1, 16) = 4,49

F3Tabel : V1 = (x-1) = (2-1) = 1

V2 = (x.y) . (z-1) = (2.2) . (4.1) = 4 . 4 = 16

F3Tabel ( 5%, 1, 16) = 4,49

Tabel 2.6 Analisa Varian Dua Arah

SumberKeragaman Db JK KT Fhitung

Pengaruh A

(Perlakuan)

(x-1) =

(2 – 1) = 1

JKA =

489,06

12 = JKA/(x-1)

=

489,06

F1 = 12/ 2

=

3.811,295

PengaruhB

(Suhu)

(y-1) =

(2- 1) = 1

JKB =

39,4805

22 = JKB/(y-1)

=

39,4805

F2= 22/ 2

=

18,86351

Pengaruh

A& B

(Perlakuan&Suhu)

(x-1)(y-1) =

(2-1)(2-1) =

1

JKAB =

49,613

32 = JKAB/(x-1) (y-

1)

=

49,613

F3= 32/ 2

=

16,82578

Galat

(xy) (z-1)=

(2.2)(5-1)=

16

JKG =

-18,216

2 = JKG/(xy)(z-1)

=

1,68325

Jumlah () 19 510,3245

HasilAnalisa

1. F1 hitung>F1 Tabel = 3.811,295 > 4,49

Keterangan :

Variasi holding yang diberikan pada specimen berpengaruh pada kekerasan, hal

ini sesuai dengan hipotesa H11 : α1 ≠ α2 .




2. F2 hitung < F2 Tabel = 18,86351 > 4,49

Keterangan :

Variasi suhu yang diberikan pada specimen berpengaruh pada kekerasan, hal ini

sesuai dengan hipotesa H12 : β1 ≠ β2

3. F3 hitung > F3 Tabel = 16,82578 > 4,49

Keterangan :

Variasi holding dan suhu yang diberikan pada specimen tidak berpengaruh pada

kekerasan, Hal ini sesuai dengan hipotesa H03 : (αβ)1 = (αβ)2

Tabel 2.7 Data Kekerasan Tanpa perlakuan

Tanpa Perlakuan

No Kekerasan (HRC)

1 19

2 19,5

3 20

4 20

5 19

6 19,5

7 18

8 19

9 19

10 18

19,1




Tabel 2.8 Data Kekerasan Normalizing 950° C

Normalizing 950° C

No Kekerasan (HRC)

1 15,3

2 15

3 17

4 18

5 16,4

6 16

7 17,8

8 18

9 16,5

10 17

16,7

Tabel 2.9 Data Kekerasan Annealing 950°C

Annealing 950°C

No Kekerasan (HRC)

1 9,5

2 1

3 2

4 3

5 1

6 3

7 1

8 4

9 4

10 4

3,25




Tabel 2.10 Data Kekerasan Hardening 950°C

Hardening 950°C

No Kekerasan (HRC)

1 33,5

2 35,5

3 36

4 36

5 41

6 41

7 40

8 42

9 45

10 39

35,3

Tabel 2.11 Data Kekerasan Rata-rata Perlakuan Panas

No Perlakuan Kekerasan Rata - Rata

(HRC)

1 Hardening 950° C 35,3

2 Tanpa Perlakuan 19,1

3 Normalizing 950°C 16,7

4 Annealing 950°C 3,25




2.6 Pembahasan

Hubungan perlakuan panas dengan tingkat kekerasan

Gra

fik 2

.4 H

ubung

an P

erla

kuan

Pan

as d

eng

an T

ingkat

Kek

eras

an D

ata

Kel

om

pok

Pad

a S

pes

imen

hard

enin

g o

li

800

° C

dan

Tan

pa

Per

lak

uan

.




Pemberian perlakuan panas pada spesimen dapat merubah sifat mekanik suatu

spesimen. Spesimen tanpa perlakuan panas memiliki sifat kekerasan yang berbeda

dengan spesimen yang mendapatkan perlakuan panas tergantung dari perlakuan panas

yang diberikan.Pada pengujian kali ini menggunakan specimen baja Assab 760 yang

diberikan perlakuan Normalizing 950oC.

Dari perlakuan tersebut dan diuji kekerasannya didapatkan nilai kekerasan

raat-rata 16,7 HRC. Dengan perhitungan menggunakan rumus interval penduga

kekerasan specimen diperoleh bahwa nilai kekerasan dari specimen tersebut berkisar

antara 15,892 HRC sampai 17,507 HRC dengan tingkat keyakinan 95%, sedangkan

pada specimen tanpa perlakuan didapatkan nilai kekerasan rata-rata 19,1 HRC. Dengan

perhitungan menggunakan rumus interval penduga kekerasan specimen diperoleh

bahwa nilai kekerasan dari specimen tersebut berkisar antara 18,600314 HRC sampai

19,599686 HRC dengan tingkat keyakinan 95%.

Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai kekerasan specimen

Normalizing 9500C memiliki kekerasan yang lebih rendah dibandingkan dengan

spesimen dengan tanpa perlakuan




Hubungan perlakuan panas dengan tingkat kekerasan Data antar

kelompok

Gra

fik 2

.5 H

ubung

an P

erla

kuan

P

anas

den

gan

T

ingkat

K

eker

asan

D

ata

A

nta

r K

elom

pok




Pada grafik perbandingan nilai kekerasan dengan berbagai macam perlakuan

menerangkan hubungan antara berbagai macam perlakuan panas dengan kekerasan rata-

ratanya.Spesimen yang memiliki nilai kekerasan dari yang tinggi sampai yang terendah

ialah Hardening 950oC, Tanpa perlakuan, Normalizing 950oC dan Annealing 950°C.

Hardening 950°C dengan mempunyai kekerasan yang tertinggi yaitu 35,3 HRC.

Hal ini dikarenakan terjadinya pendinginan cepat pada specimen sehingga terbentuk

struktur martensit yang memiliki sifat keras. Berikutnya, specimen tanpa perlakuan

mempunyai kekerasan sebesar 19,1 HRC. Specimen tanpa perlakuan memiliki nilai

kekerasan dibawah kekerasan hardening karena tidak mengalami perlakuan panas

apapun. Spesimen dengan perlakuan Normalizing 950°C mempunyai kekerasan 16,7

HRC. Dan nilai kekerasan yang berada padaurutan paling akhir adalah specimen dengan

perlakuan annealing 950°C dengan kekerasan sebesar 3,25 HRC. Hal ini dikarenakan

pendinginan annealing dilakukan secara perlahan dalam dapur pemanas.

Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa nilai kekerasan spesimen yang paling

tinggi ke yang paling rendah kekerasannya adalah hardening 9500C, tanpa perlakuan,

normalizing 9500C, dan annealing 9500C.




2.7 Kesimpulan dan Saran

2.7.1 Kesimpulan

1. Dengan perlakuan panas yang berbeda-beda didapatkan nilai kekerasan yang

berbeda-beda pula. Nilai kekerasan tertinggi terdapat pada perlakuan hardening.

2. Proses pendinginan pada spesimen dengan perlakuan panas tertentu akan

mempengaruhi kekerasan spesimen tersebut.

3. Suhu pemanasan yang semakin tinggi membuat material lebih keras, karena

semakin banyak butiran atom yang terbentuk daripada temperatur atau suhu yang

tidak mencapai suhu austenite.

2.7.2 Saran

1. Hendaknya alat pengujian kekerasan yang rusak mulai diperbaiki.

2. Asisten sebaiknya lebih berkordinasi lagi dengan praktikan sehingga praktikan

menadi lebih terbentu saat praktikum.

3. Praktikan harus lebih teliti dalam membaca skala kekerasan pada alat uji dan

menghaluskan permukaan spesimen dengan konsisten untuk mendapatkan data

pengujian yang lebuh akurat.

uji kekerasan

Documents