cover praktikum metalurgi fisikeprints.unpam.ac.id/8665/1/tms0481-praktikum metalurgi...apabila...
TRANSCRIPT
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik i
COVER
PRAKTIKUM METALURGI FISIK
Disusun oleh:
Abdul Choliq, S.T., M.T.
Sujianto, S.T., M.T.
Jl. Surya Kencana No.1 Pamulang
Gd. A, Ruang 212 Universitas Pamulang
Tangerang Selatan – Banten
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik ii
LEMBAR IDENTITAS PENERBITAN
PRAKTIKUM METALURGI FISIK
Penulis:
Abdul Choliq, S.T., M.T.
Sujianto, S.T., M.T.
ISBN: 978-623-7833-31-4
Editor:
Ersam Mahendrawan, S.Pd., M.Pd.
Penyunting:
Desain Sampul:
Ubaid Al Faruq, M. Pd
Penerbit:
Unpam press
Redaksi:
Jl. Surya Kencana No. 1 Pamulang – Tangerang Selatan
Telp. 021 7412566
Fax. 02174709855
Email: [email protected]
Cetakan pertama, 4 Juni 2020
Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam
bentuk dan cara apapun tanpa izin penerbit.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik iii
LEMBAR PUBLIKASI
Data Publikasi Unpam Press
Lembaga Pengembangan Pendidikan & Pembelajaran Universitas Pamulang
Gedung A R 212 Kampus 1 Universitas Pamulang
Jl. Surya Kencana No.1 Pamulang Barat, Tangerang Selatan, Banten
Website: www.unpam.ac.id Email: [email protected]
Praktikum Metalurgi Fisik / Abdul Choliq, S.T., M.T., Sujianto, S.T., M.T. -1st Ed
ISBN. 978-623-7833-31-4
1. Praktikum Metalurgi Fisik I. Abdul Choliq, S.T., M.T. II. Sujianto, S.T., M.T.
M112-04062020-01
Ketua Unpam Press: Pranoto
Kordinator Editorial: Ubaid Al Faruq, Ali Madiansyah
Kordinator Bidang Hak Cipta: Susanto
Kordinator Publikasi dan Dokumentasi: Aden
Desain Cover: Robi Maulana
Cetakan Pertama, 4 Juni 2020
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang. Dilarang Memperbanyak Karya Tulis Ini Dalam
Bentuk dan Cara Apapun Tanpa Izin Penerbit
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik iv
MODUL MATA KULIAH
PRAKTIKUM METALURGI FISIK
IDENTITAS MATA KULIAH
Program studi : Teknik Mesin S-1
Mata Kuliah/Kode : Praktikum Metalurgi Fisik/TMS0481
Sks : 1 Sks
Prasyarat : Metalurgi Fisik
Diskripsi mata kuliah : Mata kuliah praktikum metalurgi fisik merupakan mata
kuliah wajib Prodi Teknik Mesin S-1 yang membahas
tentang hardening, annealing, tempering, normalizing,
pengujian kekerasan Rockwell, dan pengamatan struktur
mikro.
Pembelajaran : Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa
mampu mengoperasikan mesin uji kekerasan Rockwell,
dan mampu melakukan pengamatan struktur mikro
material dengan menggunakan mikroskop optik
Penyusun : 1. Abdul Choliq, S.T., M.T.
2. Sujianto, S.T., M.T.
Ketua Program Studi Ketua Tim Penyusun
Teknik Mesin S-1
Dr. Ir. Juhana, M.Si. Abdul Choliq, S.T, M.T.
NIDK. 8835201019 NIDN. 0417037804
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya
sehingga penyususunan buku ajar yang berjudul Modul Praktikum Metalurgi Fisik ini
dapat terselesaikan. Buku ini disusun menggunakan tujuan untuk menambah wawasan
mahasiswa/i tentang proses heat treatment yang lazim ditemui dalam dunia industri
material teknik.
Format modul terdiri dari tiga bagian, yaitu bagian depan, bagian utama, dan
bagian akhir.(Muhidin, A., Faruq, U. A., & Aden, A.: 2018). Tujuan pembelajaran
dimaksudkan untuk memberikan batasan agar mahasiswa lebih terarah dalam
memahami heat treatment. Uraian materi dipakai untuk memberikan liputan atau
pengetahuan kepada mahasiswa/i. Uraian materi tersebut meliputi pengujian kekerasan,
hardening, tempering, annealing, normalizing, preparasi sampel dan metalografi.
Adapun bagian latihan praktikum digunakan untuk mengetahui sejauh mana
mahasiswa/i menyerap materi yang telah diperoleh.
Buku ini masih masih jauh dari sempurna, baik isi maupun penulisan. Untuk itu,
kritik dan saran sangat diharapkan agar lebih baik lagi. Semoga buku ini bermanfaat dan
dapat memberikan sumbangsih dalam pengembangan ilmu pengetahuan. Aamiiin.
Tangerang Selatan, 07 Januari 2020
Ketua Tim Penyusun
Abdul Choliq, S.T, M.T.
NIDN. 0417037804
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik vi
DAFTAR ISI
COVER ........................................................................................................................................ i
LEMBAR IDENTITAS PENERBITAN ..................................................................................... ii
LEMBAR PUBLIKASI ............................................................................................................... iii
IDENTITAS MATA KULIAH .................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ................................................................................................................. v
DAFTAR ISI............................................................................................................................... vi
TATA TERTIB DAN ETIKA PRAKTIKUM .............................................................................. x
PERTEMUAN 1 .........................................................................................................................1
PENGUJIAN KEKERASAN METODE ROCKWELL.............................................................1
A. TUJUAN PRAKTIKUM ............................................................................................. 1
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ............................................................................. 1
C. TEMPAT PRAKTIKUM ............................................................................................ 1
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM .......................................................... 1
E. ALAT DAN BAHAN .................................................................................................. 6
F. PROSEDUR PENGUJIAN ....................................................................................... 6
G. LEMBAR KERJA ...................................................................................................... 7
H. ANALISIS ................................................................................................................. 8
I. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 9
PERTEMUAN 2 .......................................................................................................................10
HARDENING ............................................................................................................................10
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 10
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 10
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 10
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 10
E. ALAT DAN BAHAN ................................................................................................ 14
F. PROSEDUR PENGUJIAN ..................................................................................... 14
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 16
H. ANALISIS ............................................................................................................... 17
I. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 18
PERTEMUAN 3 .......................................................................................................................19
TEMPERING ............................................................................................................................19
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 19
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik vii
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 19
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 19
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 19
E. ALAT DAN BAHAN ................................................................................................ 22
F. PROSEDUR PENGUJIAN ..................................................................................... 22
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 24
H. ANALISIS ............................................................................................................... 25
I. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 26
PERTEMUAN IV ......................................................................................................................27
ANNEALING ............................................................................................................................27
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 27
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 27
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 27
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 27
E. ALAT DAN BAHAN ................................................................................................ 29
F. PROSEDUR PENGUJIAN ..................................................................................... 29
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 30
H. ANALISIS ............................................................................................................... 31
I. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 32
PERTEMUAN 5 .......................................................................................................................33
NORMALIZING ........................................................................................................................33
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 33
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 33
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 33
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 33
E. ALAT DAN BAHAN ................................................................................................ 35
F. PROSEDUR PENGUJIAN ..................................................................................... 35
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 37
H. ANALISIS ............................................................................................................... 38
I. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 39
PERTEMUAN 6 .......................................................................................................................40
PREPARASI SAMPEL ............................................................................................................40
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 40
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 40
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik viii
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 40
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 40
E. BAHAN DAN ALAT ................................................................................................ 43
F. PROSEDUR PELAKSANAAN PREPARASI SAMPEL: ........................................ 44
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 46
H. ANALISIS ............................................................................................................... 47
I. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 48
PERTEMUAN 7 .......................................................................................................................49
PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO ...................................................................................49
A. TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 49
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM ........................................................................... 49
C. TEMPAT PRAKTIKUM .......................................................................................... 49
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM ........................................................ 49
E. ALAT DAN BAHAN ................................................................................................ 55
F. PROSEDUR PENGUJIAN ..................................................................................... 55
G. LEMBAR KERJA .................................................................................................... 56
H. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................60
RANCANGAN PEMBELAJARAN SEMESTER ...................................................................61
(RPS) ........................................................................................................................................61
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik x
TATA TERTIB DAN ETIKA PRAKTIKUM
Dalam mengikuti kegiatan praktikum, maka mahasiswa/i (peserta praktikum)
wajib untuk mentaati tata tertib dan etika praktikum berikut ini:
1. Memakai baju laboratorium sesuai aturan Universitas Pamulang.
2. Mahasiswa/i (praktikan) DILARANG:
a. Merokok dan menciptakan keributan.
b. Memakai kaos yang tidak berkerah.
c. Melakukan aktivitas yang mengganggu proses pelaksanaan praktikum.
d. Meletakkan makanan dan minuman di dalam Laboratorium.
e. Membuat Laboratorium menjadi kotor.
f. Merusak peralatan praktikum.
3. Mahasiswa/i (peserta praktikum) hanya diizinkan membawa modul praktikum
yang terkait, notebook, buku penunjang, dan alat tulis yang diperlukan pada
pelaksanaan praktikum.
4. Mahasiswa/i (peserta praktikum) diharapkan meletakkan tas, jaket, dan
perlengkapan lainnya ditempat yang tersedia di laboratorium.
5. Mahasiswa/i (peserta praktikum) diharapkan dapat memberikan informasi secara
lisan atau tertulis kepada pihak Asisten Laboratorium atau Kepala Laboratorium
jika berhalangan hadir sesuai jadwal yang ditetapkan dan disosialisasikan.
6. Mahasiswa/i (peserta praktikum) akan dikenakan sanksi berupa praktikum ulang
dan kompensasi jika tidak mengikuti proses praktikum tanpa alasan yang jelas
dan logis.
7. Setiap mahasiswa/i (peserta praktikum) hanya bisa mengikuti aktivitas praktikum
apabila sudah membuat laporan awal yang terdiri atas Judul Materi, Tujuan
Praktikum, Landasan Teori, Prosedur Percobaan, dan Lembar Kerja Praktikum.
8. Setiap mahasiswa/i (peserta praktikum) diharuskan hadir 30 menit sebelum
praktikum dilaksanakan.
9. Mahasiswa/i (peserta praktikum) harus tahu dan bisa menjaga keselamatan diri,
sesama mahasiswa, peralatan, dan lingkungan.
10. Jika sudah selesai melaksanakan praktikum, setiap mahasiswa/i (peserta
praktikum) harus membersihkan tempat praktikum dan mengembalikan semua
alat yang dipakai ke tempat semula.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik xi
11. Setiap mahasiswa/i (peserta praktikum) diharuskan membuat laporan dengan
tahapan berikut ini:
a. Laporan Awal, dimana mahasiswa/i (peserta praktikum) membuat laporan
pendahuluan yang terdiri dari halaman judul, judul materi, tujuan praktikum,
landasan teori, prosedur percobaan, dan lembar kosong kerja praktikum yang
sudah dicetak (printout). Selanjutnya, mahasiswa/i (peserta praktikum)
melakukan asistensi dengan dosen praktikum atau asisten laboratorium yang
terkait.
b. Laporan Praktek, dimana setelah praktek mahasiswa/i (peserta praktikum)
membuat laporan hasil percobaan yang ditulis dalam lembar kerja praktikum.
Lembar kerja praktikum yang berlaku apabila terdapat tanda tangan dari
Dosen Laboratorium atau Asisten Laboratorium yang terkait.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 1
PERTEMUAN 1
PENGUJIAN KEKERASAN METODE ROCKWELL
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai pengujian kekerasan logam dengan
metode Rockwell. Setelah menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta
praktikum) diharapkan bisa memahami, menjelaskan tahapan-tahapan serta
pelaksanakan pengujian kekerasan logam dengan menggunakan metode Rockwell.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS adalah
kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh) menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Kekerasan (hardness) merupakan salah satu sifat mekanik yang dimiliki
material. Kekerasan merupakan ukuran ketahanan material terhadap deformasi
plastis terlokasi, seperti indentasi kecil atau goresan. (Sofyan, 2010) Dahulu
kekerasan material diukur dengan kemampuan material tersebut menggores pada
material yang lain. Saat ini terdapat beberapa metode pengujian kekerasan, seperti
Brinell, Vickers, dan Rockwell. Pengujian dilakukan dengan cara menekankan
indentor berupa bola baja atau piramid intan ke permukaan material dengan
pembebanan dan waktu yang terkontrol. Jejak indentasi tersebut akan diukur untuk
mengetahui tingkat kekerasan material. Pengujian dengan metode ini paling sering
dilakukan, karena sederhana dan murah, tidak memerlukan persiapan spesimen
secara khusus, alat yang dipakai relatif terjangkau harganya. Selain itu sifat mekanik
lain seperti kekuatan tarik dapat diperkirakan dengan mengetahui kekerasan material
(lihat gambar 1.1).
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 2
Sumber: William D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering ed, 2004
Gambar 1.1 Hubungan antara kekerasan material dan kekuatan tarik
Pengujian dengan metode Brinell dilakukan dengan cara memberikan beban
konstan, umumnya antara 500 dan 3000kgf. Indentor berupa baja yang dikeraskan
dengan diameter 5 atau 10mm. Jejak diukur menggunakan mikroskop dan dikonversi
dengan persamaan:
𝐵𝐻𝑁 =2P
[ 𝜋𝐷(𝐷−(𝐷2−𝑑2)) 12 ]
(1.1)
Di mana P = beban (kgf), D = diameter (mm), dan d = diameter jejak (mm).
Diameter indentasi diukur dengan mikroskop berskala 0,05 mm atau 0,002 inchi.
Pengujian kekerasan yang lain adalah Vickers yang digunakan untuk mengukur
kekerasan tinggi yang tidak dapat dilakukan dengan metode Brinell (maks, 450 HRB
[48HRC]). Indentornya berupa piramid intan berbentuk dasar kotak dengan
pembebanan 1-120 kgf (lihat gambar 1.2).
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 3
Sumber:
http://article.sapub.org/10.5923.j.ijme.20140402.04.html
Gambar 1.2. Bentuk indentor Vickers
Beban diberikan selama 10-15 detik dan jejak indentasi diukur keua
diameternya dalam mm. Nilai kekerasan Vicker kemudian dihitung dengan
persamaan berikut
𝐻𝑉 =2𝑃 sin(136°)]
2 (1.2)
𝐻𝑉 =1,8544𝑃
𝑑2 (1.3)
di mana P= beban identasi (kgf), d = rata-rata diameter jejak (mm). Nilai
kekerasan Vickers dinyatakan dalam nomor Vickers dengan simbol “HV” diikuti
dengan sufiks yang menyatakan beban. Sebagai contoh:
1. 440 HV30, itu artinya 440 Vickers dengan beban 30 kgf yang diaplikasikan dalam
waktu 10-15 detik
2. 440HV30/20, artinya 440 Vickers dengan beban 30 kgf yang diaplikasikan dalam
waktu 20 detik
Metode Rockwell merupakan metode yang paling umum digunakan dalam
industri, karena sederhana dan tidak memberlukan skill khusus untuk
mengoperasikannya. Metode Rockwell tidak memerlukan pengukuran jejak. Nilai
kekerasan dapat langsung dibaca pada jam mesin seketika setelah penjejakan
indentor selesai. Ada beberapa skala kekerasan Rockwell yang umum dipakai
dengan menyesuaikan bebab dan bentuk indentor, di antaranya adalah:
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 4
1. Indentor kerucut intan bersudut 120⁰ atau disebut brale. Indentor ini digunakan
menguji material yang keras.
2. Indentor bola baja yang dikeraskan dengan diameter 1/16, 1/8, ¼, dan ½ inchi,
indentor ini digunakan untuk menguji material yang lunak
Selain itu masih banyak jenis indentor yang digunakan dengan menyesuaikan
aplikasi dan bebannya. Berikut adalah tabel skala indentor untuk Rockwell:
Tabel. 1.1 Indentor Rockwell
SIMBOL
SKALA Indentor
Beban Total
(kgf)
Aplikasi
A Kerucut intan 60 Cemented carbides, baja tebal, shallow case, hardened steel
B Bola baja 1/6 inchi 100 Paduan tembaga, naja lunak, paduan alumunium, meleable iron
C Kerucut intan 150 Baja, besi cor keras, peartitic meleable iron, titanium, cheep case-hardened steel, dan
material lain yang lebih keras dari HRB 100
D Kerucut intan 100 Baja tebal, medium case-hardened steel, peartitic meleable iron
E Bola baja 1/8 inchi 100 Besi cor, alumunium, paduan, magnesium, bearing metals
F Bola baja 1/16 inchi 60 Paduan tembaga annealed, logam plat lunak
G Bola baja 1/16 inchi 150 Perunggu, fosfor, tembaga beryllium, meable iron, batas tertinggi 92 HRG untuk
menghindarkan kerusakan bola baja
H Bola baja 1/8 inchi 60 Alumunium, zinc, lead
K Bola baja 1/8 inchi 150 Bearing metal dan material lunak dan tebal
L Bola baja 1/4 inchi 60 Bearing metal dan material lunak dan tebal
M Bola baja 1/4 inchi 100 Bearing metal dan material lunak dan tebal
P Bola baja 1/4 inchi 150 Bearing metal dan material lunak dan tebal
R Bola baja 1/4 inchi 60 Bearing metal dan material lunak dan tebal
S Bola baja 1/4 inchi 100 Bearing metal dan material lunak dan tebal
V Bola baja 1/4 inchi 150 Bearing metal dan material lunak dan tebal
Sumber:https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/659/uji-kekerasan-rockwell-dan-penggunaannya
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 5
Bagian-bagian alat uji
Rockwell:
1. Jam Ukur
2. Indentor holder
3. Anvil
4. Tuas Pemutar
5. Pengatur jarum
6. Tuas indentasi
7. Tuas pembebanan
8. Jarum panjang
9. Jarum pendek
10. Garis merah
Pengujian dengan metode Rockwell dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Rockwell, yaitu pengujian dengan menggunakann beban minor 10 kg dan beban
mayor 60, 100, atau 150 kgf
2. Superficial Rockwell, yaitu pengujian dengan menggunakan beban minor 3 kgf dan
beban mayor 15, 30, atau 45kgf
Sumber: Lab. Teknik Mesin Universitas Pamulang
Gambar 1.3. Mesin uji kekerasan Rockwell
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengukuran kekerasan
dengan metode Rockwell untuk menghindarkan kesalahan pengukuran, di antaranya
1
6 5
4
3
2
1
7
1
0
9
8
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 6
adalah kondisi mesin uji Rockwell yang baik dan terkalibrasi secara berkala,
kemahiran dan ketelitian operator, dan kondisi benda yang diuji yang dipreparasi
dengan benar. Pengujian kekerasan benda dengan metode Rockwell memiliki
beberapa kelebihan dibandingkan metode yang lain, yaitu dapat digunakan untuk
bahan yang sangat keras, dapat dipakai untuk batu gerinda sampai plastik, sesuai
untuk semua material yang keras maupun lunak. Di sisi lain metode Rockwell memiliki
beberapa kekurangan antara lain tingkat ketelitian rendah, tidak stabil apabila terkena
goncangan, penekanan bebannya tidak praktis, dan tidak dapat dipakai mengukur
spesimen yang berdimensi kecil. Hasi pengujian kekerasan Rockwell, Brinell,
maupun Vickers dapat saling dikonversikan untuk dapat memudahkan mengetahui
kekerasan suatu material.
E. ALAT DAN BAHAN
1. Rockwell Hardness Tester
2. Indentor kerucut intan
3. Alat ukur (mistar, jangka sorong),
4. Sampel bahan uji berupa baja VCN dan C45 dengan dimensi (p x l x t) mm= (20 x
20 x 20) mm
5. Jumlah sampel masing-masing 3
F. PROSEDUR PENGUJIAN
1. Pasang indentor pada indentor holder (2)
2. Tempatkan sampel pada anvil/dudukan (3)
3. Posisikan/tarik tuas samping ke arah operator (7)
4. Putar tuas (4) agar benda menyentuh ujung indentor sambil perhatikan jarum
kecil (9) pada jam ukur berada di daerah warna merah (10)
5. Setting jarum jam panjang (8) pada jam ukur ke angka nol
6. Tekan tuas penekan (6) lalu lepas, biarkan jarum panjang (8) jam ukur berhenti
bergerak
7. Posisikan kembali tuas beban (7) ke arah operator (tarik)
8. Baca skala yang ditunjukkan jarum panjang (8) pada jam ukur (1) untuk
mengetahui nilai kekerasan sampel.
9. Lakukan penjejakan pada beberapa titik dengan langkah yang sama
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 7
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 1. 2 Hasil pengukuran kekerasan dengan Rockwell C
Titik Kekerasan Baja VCN (A) Dalam HRC
Kekerasan baja C45 (B) Dalam HRC
A1 A2 A3 B1 B2 B3
1.
2.
3.
4.
5.
Rata-rata
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 8
Grafik 1. Hasil pengukuran kekerasan dengan Rockwell C
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 9
I. DAFTAR PUSTAKA
Anrinal. Metalurgi Fisik (Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Bhagyashri Sakat, Sujata Sonavane, Foujiya Shaikh, Prof. Pradnya Narvekar,
Rockwell Based Hardness Testing Machine, International Research Journal
of Engineering and Technology (IRJET) e-ISSN: 2395-0056 Volume: 06
Issue: 03 | Mar 2019 www.irjet.net p-ISSN: 2395-0072 © 2019
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahandalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Re
kayasa Material, (Buku) Alih bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia: Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
Walter S. Liggett, Samuel R. Low, David J. Pitchure, and John Song, Capability in
Rockwell C Scale Hardness, (Journal) Journal of Research of the National
Institute of Standards and Technology, Volume 105, Gaithersburg, MD
20899-8980, Number 4, July–August 2000
William D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction, 6th ed
(John Wiley & Sons, Inc.: 2004), Figure6.19, 2014
http://article.sapub.org/10.5923.j.ijme.20140402.04.html
http://pusat-lingkaran.blogspot.com/2017/07/pengujian-kekerasan-bahan-dengan-
metode.html
https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/659/uji-kekerasan-rockwell-dan-
penggunaannya
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 10
PERTEMUAN 2
HARDENING
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai heat treatment. Setelah
menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta praktikum) dapat memahami,
menjelaskan, dan mampu melaksanakan laku hardening terhadap sampel baja,
memahami dan mengoperasikan peralatan hardening, serta menjelaskan perubahan
kekerasan baja setelah hardening.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Hardening merupakan salah satu perlakuan panas (heat treatment) terhadap
material dengan tujuan mengeraskan sebagian atau keseluruhan. Pada dasarnya
hardening dilakukan untuk mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan
spesimen pada electric furnace (tungku) hingga temperatur austenisasi selama
periode waktu tertentu, kemudian spesimen didinginkan secara cepat pada media
pendingin berupa air, garam, oli, solar, dll. Proses pemanasan dilakukan hingga
temperatur austenisasi di atas garis A1(>768⁰C) pada diagram fasa bertujuan untuk
melarutkan cementit dan austenit. Temperatur austenisasi setiap baja berbeda-beda,
tergantung pada kadar karbon yang dimilikinya. Kadar karbon setiap material dapat
diketahui dari data yang disertakan oleh pabrik pembuatnya, namun jika data tidak
dapat diperoleh, maka komposisi kimia material dapat diketahui melalui uji komposisi
kimia. Sebagai contoh, baja VCN dan C45 diketahui memiliki kadar karbon hingga
0,45 %. Maka untuk menentukan temperatur austenisasinya dapat dilakukan dengan
cara menarik garis vertikal dari titik kadar karbon (0,45%) menuju daerah austenisasi
(di atas titik A1) pada diagram fasa, sehingga temperatur austenisasi diperkirakan ±
800⁰C.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 11
Tabel 2.1 Komposisi kimia baja VCN dan C45
Bahan C Mn Si S P Ni Cr Mo
VCN 0,38-0,43 0,6-0,8 0,2-0,35 0,04 0,04 1,65-2,0 0,7-0,9 0,2-0,3
C45 0,45 0,65 0,22 0,004 0,008 0,02 0,34 0,015
Sumber: https://beyond-steel.blogspot.com/2011/08/aisi4340-steel-round-bar.html
Sumber gambar: https://blog.ub.ac.id/firmanaldianto/2012/02/28/diagram-fasa/
Gambar 2.1 Digram fasa Fe3-C
Agar austenit homogenan dari luar hingga bagian dalam material, maka
austenisasi perlu waktu pemanasan yang cukup. Untuk itu perlu untuk
mempertahankan temperatur austenisasi dalam waktu tertentu (holding time). Waktu
holding time ini sangat dipengaruhi oleh jenis material, dimensi maupun jenis
pemanas. Semakin besar dimensi sampel, maka butuh waktu penahanan lebih. Maka
idealnya pemanasan tersebut harus benar-benar terkontrol dalam furnace. Furnace
0,45
800⁰C
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 12
merupakan perangkat pemanas listrik, pada bagian dalamnya terdapat spons tahan
api. Panas yang dicapai mencapai lebih dari 1000⁰C. Pada bagian luar terdapat time
and temperature setter yang memungkinkan operator mengatur temperatur dan
holding time.
Sumber gambar: Lab. Teknik Mesin Universitas Pamulang
Gambar 2.2. Furnace listrik
Bagian-bagian utama furnace:
1. Kabel stop-contac
2. Saklar ON-OFF
3. Pengunci Pintu
4. Spons tahan api
5. Indikator temperatur
6. Indikator waktu (menit)
7. Tombol Ready/RUN
8. Tombol Setting
9. Indikator waktu (detik)
Korelasi antara temperatur austenisasi baja, prosentase karbon, perubahan
fasa dan kekerasan baja dapat dilihat pada diagram fasa Fe3-C (Gb.2.1). Untuk
1 4
7
8
9 6 5
3
2
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 13
mendapatkan kekerasan baja secar optimum, maka baja pada temperatur
austenisasi didinginkan secara cepat menuju temperatur kamar agar fasa baja
berubah dari austenit menjadi martensit. Hal ini sangat mungkin terjadi manakala
media pendinginnya berupa air atau oli. Korelasi laju pendinginan dan perubahan
fasa dapat lebih jelas lagi dilihat dalam diagram CCT dan TTT baja (Gb.2.3). Air
memiliki laju pendinginan yang lebih cepat dibandingkan oli, namun akan beresiko
menyebabkan retak dingin pada material. Sedangkan oli akan lebih lambat
pendinginannya namun lebih mengontrol munculnya lapisan uap/film yang terjadi
antara sampel yang panas dengan media pendingin.
Sumber gambar: http://blog.ub.ac.id/rickyseptian07/2012/03/09/diagram-ttt-
time-temperature
Gambar 2.3. Diagram TTT-CCT
Pada pendinginan yang cepat akan terjadi perubahan fasa austenit menjadi
martensit yang memiliki sifat keras dan getas. Namun pada kecepatan pendinginan
yang lambat akan terbentuk ferit dan perlit yang memiliki sifat lebih lunak. Martensit
terbentuk manakala atom-atom karbon yang terlarut tidak memiliki kesempatan untuk
berdifusi. Pada dasarnya baja yang telah dikeraskan mengalami tegangan sisa dan
memiliki sifat rapuh dan beresiko mengalami keretakan. Dengan cara memberikan
laku tempering, annealing, atau normalizing, maka ketangguhan dan keuletannya
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 14
akan meningkat meskipun kekuatan tarik dan kekerasannya turun. Dengan demikian
diharapkan baja dengan karakter yang sesuai beban kerjanya akan diperoleh.
E. ALAT DAN BAHAN
1. Electrical furnace,
2. Alat ukur (mistar, jangka sorong),
3. Sampel /bahan uji berupa baja VCN dan C45
4. Jumlah sampel masing-masing 3
5. Media pendingin (air dan oli) dalam wadah logam,
6. Tang penjepit,
7. Lap/majun,
8. Rockwell Hardness Tester,
9. Alat tulis/pencatat
F. PROSEDUR PENGUJIAN
Ikuti prosedur berikut, sambil memperhatikan bagian-bagian furnace pada Gb.2.2!
1. Ukur dimensi sampel uji, kemudian potong sesuai jumlah dan ukuran yang
dikehendaki, (p x l x t) = (20 x 20 x 20) mm
2. Lakukan uji kekerasan dengan Rockwell Hardness Tester sebelum dilakukan
heat treatment utuk memperoleh data awal dari raw material, (Langkah pengujian
seperti pada Bab I tentang prosedur uji kekerasan Rockwell).
3. Siapkan 2 wadah logam, isi dengan air dan oli untuk digunakan sebagai media
pendingin,
4. Letakan sampel-sampel ke dalam furnace (4) tutup pintu dan kaitkan
penguncinya (3). Hubungkan kabel listrik (1) pada stop contact, kemudiam
Switch On saklar furnace (2), setting temperatur austenisasi pada angka 800⁰C
(5) dan holding time pada angka 15 menit (6) atau (9), jika sudah benar (Ready),
maka tekan RUN (7),
5. Tunggu pemanasan dan holding time berlangsung, hingga terdengar bunyi alarm
maka tanda pemanasan telah cukup
6. Siapkan penjepit, buka pintu furnace (3) dan ambil sampel kemudian celup dan
aduk dalam wadah oli, demikian pula sampel satunya ambil dengan penjepit,
celup dan aduh dalam wadah air
7. Matikan furnace dengan mematikan saklar (2).
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 15
8. Setelah sampel mencapai temperatur normal (tidak panas), maka bersihkan
dengan majun,
9. Lakukan pengujian pengujian kekerasan pada sampel yang telah dikeraskan
pada beberapa titik. Ikuti prosedur pengujian kekerasan seperti yang telah
dijelaskan pada Bab I tentang uji kekerasan Rockwell.
10. Catat hasil pengujian dalam lembar kerja.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 16
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Catatlah hasil uji kekerasan sampel sebelum dan sesydah hardening, kemudian
buatlah grafik perubahan nilai kekerasan kedua material tersebut, kemudian berikan
analisis akan hasil praktikum secara menyeluruh!
Tabel 2.2. Hasil pengukuran kekerasan dengan Rockwell C
Titik
Nilai Kekerasan Raw Material
Nilai kekerasan dalam HRC sampel dengan austenisasi ………⁰C, holding time ……. menit
Baja VCN Baja C45
Quenching Air
Quenching Oli
Quench Air
Quench Oli
1.
2.
3.
4.
5.
Rata2
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 17
Grafik 2. Hasil Pengujian Sampel Hardening
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 18
I. DAFTAR PUSTAKA
Globalindo Anugrah Jaya Abadi PT, Alloy Steel-SNCM 439-AISI 4340-VCN 150,
(Online), © 2019 PTGaja by Altech Omega
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahandalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia: Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
Steelindo Persada, Heat Treatment of Carbon Steel – S45C / C45 Steel.
(Online) November 24, 2016
Tsung-Pin Hung, Hao-En Shi and Jao-Hwa Kuang, Temperature Modeling of AISI
1045 Steel during Surface Hardening Processes,
https://www.mdpi.com/journal/materials, 2018
William D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction, 6th ed
(John Wiley & Sons, Inc.: 2004), Figure6.19, 2014
https://blog.ub.ac.id/firmanaldianto/2012/02/28/diagram-fasa/
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 19
PERTEMUAN 3
TEMPERING
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai tempering sebagai bagian dari heat
treatment. Setelah menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta praktikum)
diharapkan bisa memahami dan menjelaskan tentang proses/ tahapan pelaksanaan
tempering serta menjelaskan perubahan kekerasanyang terjadi.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Baja yang telah diberi perlakuan panas hardening akan memiliki strktur mikro
berupa martensit dan memiliki nilai kekerasan tinggi (>60HRC). Hal ini akan sangat
rentan menimbulkan kegetasan dan keretakan karena tegangan yang muncul pada
material. Untuk itu, material yang telah dikeraskan perlu diturunkan kekerasannya
agar keuletannya meningkat sekaligus meningkat ketangguhannya. Cara ini dapat
dilakukan dengan memberikan laku temper. Laku temper dilakukan dengan cara
memanaskan kembali material dan menahannya hingga waktu tertentu, kemudian
material tersebut didinginkan secara perlahan. Dengan proses temper ini struktur baja
akan menjadi lebih stabil dan lebih bermanfaat. Biasanya, hardening dilakukan pada
benda/part yang sudah sampai pada tahap finishing, maka akan sangat disayangkan
manakala benda tersebut dikeraskan kemudian mengalami keretakan. Tentu hal itu
akan menjadi kerugian waktu, tenaga, dan biaya. Maka laku temper sangat penting
sebagai rangkaian dari laku hardening.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 20
Sumber: (Rochim, 1994)
Gambar 3.1. Proses tempering
Dengan proses temper ini struktur baja akan menjadi lebih stabil dan lebih
bermanfaat. Dari beberapa hasil penelitian diketahui bahwa pada saat temperatur
material berupa baja yang telah dikeraskan dinaikkan, maka baja akan mengalami
empat tahapan, yaitu:
1. Pada temperatur 80⁰-200⁰C, produk transisi yang kaya karbon atau disebut
karbida akan berpresipitasi dari martensit tetragonal menjadi erit kubik. Periode ini
disebut sebagai proses temper tahap pertama. Pada saat keluarnya karbon ini,
volume martensit akan berkontraksi, maka karbida yang terbentuk pada periode
ini disebut sebagai karbida epsilon. Temper pada temperatur ini hanya untuk
menurunkan tegangan tanpa menurunkan kekerasan. Penerapanya pada
pembuatan alat ukur yang membutuhkan keawetan ukuran yang tinggi.
2. Pada temperatur 200-300C, Austenit sisa berubah menjadi produk seperti bainit.
Penampilannya mirip martensit temper. Perioda ini disebut proses temper kedua.
Pada tahap ini volume baja meningkat. Temper pada temperatur ini bertujuan
untuk menurunkan kekerasan dan meningkatkan keuletan. Diterapkan pada
pembuatan perkakas sayat dan diterakan pada baja non paduan atau pada baja
paduan rendah.
3. Pada temperatur 300-400C terjadi pembentukan dan pertumbuhan sementit dari
karbida yang berpresipitasi pada tahap pertama dan kedua. Periode ini disebut
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 21
temper tahap ketiga. Proses ini ditandai dengan adanya penurunan volume dan
melampaui efek yang ditimbulkan dari penguraian austenit pada tahap kedua.
Sumber: (Rochim, 1994)
Gambar 3.2. Perubahan kekerasan dan struktur selama tempering
4. Pada temperatur antara 400-700C pertumbuhan terus berlangsung disertai proses
speroidisasi sementit. Pada temperatur yang lebih tinggi terjadi pembentukan
karbida komplek pada baja-baja yang mengandung unsur-unsur pembentuk
karbida yang kuat. Periode ini disebut sebagai proses temper tahap keempat.
(Anrinal, 2013) Penemperan pada temperatur ini justru untuk meningkatkan
kekerasandengan penguaian karbida. Penerapannya hanya pada baja perkakas
paduan tingggi.
Temper dengan metode di atas disebut martempering. Masih ada lagi jenis
temper yang lain, yaitu austempering. Austempering diterapkan untuk beberapa kelas
baja kekuatan tinggi yang harus memiliki ketangguhan dan keuletan tertentu.
Ketangguhan, kekuatan impak, batas lelah dan keuletan baja austempering lebih baik
daripada proses martemper. Proses austempering dilakukan dengan cara
memanaskan baja hingga temperatur austenit kemudian dicelup dalam kubangan air
garam pada temperatur di atas martensit start (250⁰-270⁰C) dengan waktu yang
bervareasi, tujuannya agar austenit semua bertransformasi menjadi bainit. Setelah
itu baja didinginkan di udara. Hanya saja proses ini membutuhkan pengontrolan yang
cermat, karena kubangan air garam harus diletakkan dalam tungku yang
temperaturnya dapat diatur.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 22
Salah satu contoh baja paduan medium adalah baja VCN dan C45. Bila dilihat
dari fungsinya, baja karbon medium ini diklasifikasikan sebagai machinery steel (baja
yang dipakai dalam komponen / sparepart mesin) seperti untuk shaft (poros
transmisi), crankshaft (poros engkol), gear (roda gigi), coupling, pulley, connecting
rods (batang torak), piston pins (pena torak), axles (poros gandar), rails (rel kereta
api), dll Baja ini memiliki mampu hardening dan temper yang cukup baik.
Tabel 3.1 Komposisi kimia baja VCN dan C45
Bahan C Mn Si S P Ni Cr Mo
VCN 0,38-0,43 0,6-0,8 0,2-0,35 0,04 0,04 1,65-2,0 0,7-0,9 0,2-0,3
C45 0,45 0,65 0,22 0,004 0,008 0,02 0,34 0,015
Sumber: https://beyond-steel.blogspot.com/2011/08/aisi4340-steel-round-bar.html
E. ALAT DAN BAHAN
1. Rockwell Hardness Tester,
2. Electrical furnace,
3. Alat ukur (mistar, jangka sorong),
4. Sampel bahan uji berupa baja VCN dan C45
5. Jumlah sampel 3
6. Penjepit,
7. Lap/majun,
F. PROSEDUR PENGUJIAN
1. Ukur kekerasan raw material sampel baja VCN dan C45 dengan Rockwell Tester
(Ikuti langakah prosedur uji kekerasan seperti pada Bab I), dan catat hasil
pengukurannya.
2. Ambil masing-masing 2 sampel baja VCN dan C45 untuk diberikan laku hardening
(Ikuti prosedur hardening seperti pada Bab II)
3. Ambil sampel yang telah dikeraskan (hardening)
4. Ukur kekerasan sampel baja VCN dan C45 dengan Rockwell Tester (Ikuti prosedur
uji kekerasan seperti pada Bab I), catat hasil pengukuranya
5. Letakan kembali sampel-sampel ke dalam furnace (4) tutup pintu dan kaitkan
penguncinya (3). Hubungkan kabel listrik (1) pada stop contact, kemudiam Switch
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 23
On saklar furnace (2), setting temperatur austenisasi pada angka 250⁰C (5) dan
holding time 15 menit (6) atau (9), jika sudah benar (Ready), maka tekan RUN (7),
(Perhatikan gambar 2.2 pada Bab II)
6. Tunggu pemanasan dan holding time berlangsung, hingga terdengar bunyi alarm
maka tanda pemanasan telah cukup.
7. Jika alarm berbunyi, maka matikan saklar furnace (2) dan biarkan sampel tetap
berada di dalam tungku hingga dingin secara perlahan.
8. Jika sudah dingin, maka ambil sampel-sampel dan ukur kekerasannya dengan
Rockwell Tester dengan mengikuti prosedur pengujian seperti pada Bab I.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 24
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 3. 2 Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
Kekerasan dalam HRC
Titik Raw Material
Hardening Austenisasi 800⁰C, holding
time 15 menit
Temper 250⁰C holding
time 15 menit
VCN C45
VCN C45 VCN C45
Quench air (A)
Quench oli (B)
Quench air (1)
Quench oli (2)
(A) (B) (1) (2)
1.
2.
3.
4.
5.
Rata2
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 25
Grafik 3. Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 26
I. DAFTAR PUSTAKA
Amarishkumar J. Patel, Sunilkumar N. Chaudhari, Effects of Mechanical Properties
of Medium Carbon Steel by Tempering Process at Different Temperature,
(Journal), International Journal of Advance Engineering and Research
Development Volume 2, Issue 2, 2015
Anrinal, Metalurgi Fisik, Ed-1 (Buku), Andi Offset, Jogjakarta 2013
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahandalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Helmy Purwanto, Muhammad Dzulfikar, Mohammad Tauviqirrahman, Rifky
Ismail and Nyoto Lestari, The Effect of Tempering Temperature on Medium
Carbon Steel Plate of Surface Hardening Result Using Induction Heating as
Ballistic Resistant Material Study IOP Conference Series: Materials Science
and Engineering, Volume 694, 1st International Symposium on Advances
and Innovations in Mechanical Engineering 9–10 October 2019, Jakarta,
Indonesia
Steelindo Persada, Heat Treatment of Carbon Steel – S45C / C45 Steel.
(Online) November 24, 2016
Suratman, Rochim, Panduan Proses Perlakuan Panas, Lembaga Penelitian ITB,
Bandung, 1994
S.A Tukur, M. M Usman, Isyaku Muhammad, N. A Sulaiman, Effect of Tempering
Temperature on Mechanical Properties of Medium Carbon Steel,
International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT) –
Volume 9 Number 15 - Mar 2014
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 27
PERTEMUAN IV
ANNEALING
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai tempering sebagai bagian dari heat
treatment. Setelah menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta praktikum)
diharapkan bisa memahami dan menjelaskan tentang proses, tahapan, dan
pelaksanaan annealing.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Annealing adalah proses pelunakkan baja yang telah dikeraskan dengan cara
memanaskan baja di atas temperatur austenit dan dipertahankan dalam waktu
tertentu kemudian baja didinginkan secara perlahan-lahan dalam tungku. (Anrinal,
2013) Tujuan dari annealing adalah:
1. Menurunkan kekerasan
2. Menghilangkan tegangan sisa
3. Menghilangkan retak panas
4. Memperbaiki sifat mekanik
5. Memperbaiki mampu mesin dan mampu bentuk
6. Menyeragamkan struktur logam
7. Menghaluskan ukuran butir
Proses anil dapat digolongkan menjadi beberapa tipe, yaitu
1. Full Annealing
Full annealing dilakukan dengan cara memanaskan baja dalam tungku
hingga temperatur austenisasi kemudian didinginkan secara perlahan dalam
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 28
tungku. Temperatur austenisasi untuk baja hipoeutktoid (C<0,8%) adalah 50⁰C di
atas garis A3(768⁰C) dalam diagram fasa. Sedangkan baja hipereutectoid
dilakukan dengan temperatur pemanasan di atas garis A1 (723⁰C) pada digram
fasa. Full annealing bermanfaat untuk memperbaiki mampu mesin dan menaikan
ketangguhan karena butir-butirnya menjadi halus.
2. Spheredoized Annealing
Spheroidized annealing dilakukan dengan memanaskan baja sedikit di atas
daerah A1 (723⁰C) kemudian didiamkan beberapa waktu dan didinginkan secara
perlahan dalam tungku. Manfaat laku spheroidized annealing adalah untuk
memperbaiki mampu mesin dan mampu bentuk.
Sumber gambar: Suratman 1994
Gambar 4.1. Diagram temperatur spheroidized annealing
3. Isothermal Annealing
Jenis anil ini dimanfaatkan untuk melunakkan baja sebelum dilakukan
proses permesinan. Caranya terdiri dari austenisasi hingga temperatur anil
kemudian didinginkan cepat pada temperatur 50⁰C-60⁰C di bawah garis A1
(menahan secra ishothermal pada daerah perlit).
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 29
E. ALAT DAN BAHAN
1. Rockwell Hardness Tester,
2. Electrical furnace,
3. Alat ukur (mistar, jangka sorong),
4. Sampel bahan uji berupa baja VCN dan C45
5. Jumlah sampel masing-masing 3
6. Penjepit,
7. Lap/majun,
F. PROSEDUR PENGUJIAN
1. Ukur kekerasan raw material sampel baja VCN dan C45 dengan Rockwell Tester
(Ikuti langakah prosedur uji kekerasan seperti pada Bab I), dan catat hasil
pengukurannya.
2. Ambil masing-masing 2 sampel baja VCN dan C45 untuk diberikan laku hardening
(Ikuti prosedur hardening seperti pada Bab II)
3. Ambil sampel yang telah dikeraskan (hardening)
4. Potong sampel untuk memperoleh bagian dalamnya.
5. Ukur kekerasan sampel baja VCN dan C45 dengan Rockwell Tester (Ikuti prosedur
uji kekerasan seperti pada Bab I), catat hasil pengukuranya
6. Letakan kembali sampel-sampel ke dalam furnace (4) tutup pintu dan kaitkan
penguncinya (3). Hubungkan kabel listrik (1) pada stop contact, kemudiam Switch
On saklar furnace (2), setting temperatur austenisasi pada angka 723⁰C (5) dan
holding time 15 menit (6) atau (9), jika sudah benar (Ready), maka tekan RUN (7),
(Perhatikan gambar 2.2 pada Bab II)
7. Tunggu pemanasan dan holding time berlangsung, hingga terdengar bunyi alarm
maka tanda pemanasan telah cukup.
8. Jika alarm berbunyi, maka matikan saklar furnace (2) dan biarkan sampel tetap
berada di dalam tungku hingga dingin secara perlahan.
9. Jika sudah dingin, maka ambil sampel-sampel, potong bagian dalamnaya,
haluskan dan ukur kekerasannya dengan Rockwell Tester dengan mengikuti
prosedur pengujian seperti pada Bab I.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 30
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 4.1. Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
Kekerasan dalam HRC
Titik Raw Material
Hardening Austenisasi 800, holding time 15 menit
Annealing 725⁰C holding
time 15 menit
VCN C45
VCN C45 VCN C45
Quench air (A)
Quench oli (B)
Quench air (1)
Quench oli (2)
(A) (B) (1) (2)
1.
2.
3.
4.
5.
Rata2
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 31
Grafik 4. Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 32
I. DAFTAR PUSTAKA
Globalindo Anugrah Jaya Abadi PT, Alloy Steel-SNCM 439-AISI 4340-VCN 150,
(Online), © 2019 PTGaja by Altech Omega
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahandalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia: Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
Steelindo Persada, Heat Treatment of Carbon Steel – S45C / C45 Steel.
(Online) November 24, 2016
Onwuamaeze, Oyejide, Salisu, The Effect of Annealing on The Microstructure and
Mechanical Properties of Welded Carbon Steel, (Article Information
Abstract), Nigerian Research Journal and Environmental Science, 2018
Ziqing LV, Qing MENG, Hui Fang Zang, Zen Hua Wang, Effect of Cyclic Annealing
on Microstructure and Mechanical Properties of Medium Carbon Steel,
Journal of Iron and Steel Research International, February 2016
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 33
PERTEMUAN 5
NORMALIZING
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai heat treatment. Setelah
menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta praktikum) diharapkan bisa
memahami, melaksanakan, serta menjelaskan tahapan-tahapan tentang normalizing
terhadap sampel baja.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Proses normalizing atau menormalkan adalah jenis perlakuan panas yang
umum diterapkan pada hampir semua produk cor, over-heated forgings dan produk-
produk tempa yang besar. Normalizing ditujukan untuk memperhalus butir,
memperbaiki mampu mesin, menghilangkan tegangan sisa dan juga memperbaiki
sifat mekanik baja karbon struktural dan baja-baja paduan rendah. Normalizing terdiri
dari proses pemanasan baja diatas temperatur kritik A3 atau Acm dan ditahan pada
temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu tergantung pada jenis dan ukuran
baja (lihat Gb.5). Agar diperoleh austenit yang homogen, baja-
baja hypoeutektoid dipanaskan 30⁰-40⁰C diatas garis A3, untuk
baja hypereutektoid dilakukan dengan memanaskan 30⁰ - 40⁰C diatas temperatur
Acm . Kemudian menahannya pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu
sehingga transformasi fasa dapat berlangsung diseluruh bagian benda kerja, dan
selanjutnya didinginkan di udara.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 34
Sumber gambar: Suratman, 1994
Gambar 5.1. Diagram untuk temperatur normalizing
Normalizing dilakukan karena tidak diketahui bagaimana proses dari
pembuatan benda kerja ini apakah dikerjakan dingin (cold working) atau pengerjaan
panas (hot working). Dimana normalizing ini bertujuan untuk mengembalikan atau
memperhalus struktur butir dari benda kerja.
Normalizing terdiri dari proses pemanasan baja di atas temperatur kritis A3 atau
Acm dan ditahan pada temperatur tersebut untuk jangka waktu tertentu tergantung
pada jenis dan ukuran baja. Agar diperoleh austenit ynag homogen, baja-baja
hypoeutektoid dipanaskan pada temperatur 30⁰-400C di atas garis A3. Pemanasan
pada temperatur austenit yang terlalu tinggi akan menyebabkan tumbuhnya butir-butir
austenit. Demikian juga untuk waktu penahan pada temperatur austenit yang terlalu
lama akan mengakibatkan tumbuhnya butir-butir austenit.
Setelah waktu penahan selesai, benda kerja kemudian didinginkan di udara.
Struktur baja hypoeutektoid yang akan dihasilkan terdiri dari ferit dan perlit. Perlu
diketahui bahwa batas-batas butir yang baru tidak ada hubungannya dengan batas-
batas butir sebelum baja dinormalkan. Setelah penormalan akan terjadi perbaikan
terhadap strukturnya diiringi dengan timbulnya perbaikan sifat mekaniknya.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 35
Sifat mekanik yang akan diperoleh setelah proses penormalan tergantung pada
laju pendinginan di udara. Laju pendinginan yang agak cepat akan menghasilkan
kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi.
Manfaat proses normalizing adalah sebagai berikut:
1. Normalizing biasa digunakan untuk menghilangkan struktur butir yang kasar yang
diperoleh dari proses pengerjaan sebelumnya yang dialami oleh baja.
2. Normalizing berguna untuk mengeliminasi struktur kasar yang diperoleh akibat
pendinginan yang lambat pada prses anil.
3. Berguna untuk menghilangkan jaringan sementit yang kontinyu yang mengelilingi
perlit pada baja perkakas.
4. Menghaluskan ukuran perlit dan ferit.
5. Memodifikasi dan menghaluskan struktur cor dendritik.
6. Mencegah distorsi dan memperbaiki mampu karburasi pada baja – baja paduan
karena temperatur normalizing lebih tinggi dari temperatur karbonisasi
E. ALAT DAN BAHAN
1. Rockwell Hardness Tester,
2. Electrical furnace,
3. Alat ukur (mistar, jangka sorong),
4. Sampel bahan uji berupa baja VCN dan C45
5. Jumlah sampel masing-masing 3
6. Penjepit,
7. Lap/majun,
F. PROSEDUR PENGUJIAN
1. Lakukan uji kekerasan dengan Rockwell Hardness Tester pada raw material untuk
diketahui kekerasan awal (ikuti prosedur pengujian seperti pada Bab I),
2. Catat hasil pengukuran kekerasannya.
3. Ambil masing-masing dua sampel VCN dan C45 untuk diberikan laku hardening
dengan quenching oli dan air (ikuti prosedur hardening seperti pada Bab II)
4. Potong bagian tengah sampel (potongan melintang), lalu haluskan dan ukur nilai
kekerasannya setelah hardening (ikuti prosedur pengukuran kekerasan seperti
pada Bab I),
5. Catat hasil pengukuran kekerasan
6. Letakan kembali sampel-sampel ke dalam furnace, tutup dan hubungkan kabel
listrik, kemudiam Switch ON saklar furnace, setting temperatur pemanasan pada
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 36
temperatur 780⁰C dan waktu penahanan (holding time) selama 15 menit, bila
sudah siap maka tekan RUN (lihat Gb. 2.2 untuk mengingat bagian-bagian
furnace),
7. Manakala alarm telah berbunyi, pertanda pemanasan telah cukup, maka matikan
tungku (Switch OFF).
8. Buka pintu furnace, ambil sampel dan dinginkan dengan temperatur udara luar
hingga mencapai temperatur kamar
9. Setelah sampel dingin maka bersihkan dengan majun,
10. Lakukan pengujian kekerasan pada sampel normalizing (ikuti prosedur pada Bab
I)
11. Catat hasil pengujian, kemudian bandingkan dengan hasil sebelum heat
treatment serta hasil setelah hardening. Berikan analisis.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 37
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 5.1. Hasil pengukuran sampel normalizing dengan Rockwell C
Titik
Nilai kekerasan dalam HRC
Raw material
Hardening Normalizing
VCN C45
VCN C45 VCN C45
Quench air (A)
Quench oli (B)
Quench air (1)
Quench oli (2)
(A) (B) (1) (2)
1.
2.
3.
4.
5.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 38
Grafik 5.1. Hasil pengukuran sampel normalizing dengan Rockwell C
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 39
I. DAFTAR PUSTAKA
Anrinal. Metalurgi Fisik.(Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Adhityo Sarwo Nugroho Gunawan Dwi Haryadi, Agus Tri Hardjuno, Pengaruh Proses
Normalizing Terhadap Nilai Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Sambungan
Las Thermite Baja Np-42, Jurnal Teknik Mesin S-1, Vol. 2, No. 3, Tahun 2014
Dipika R. Barbadikar, G.S. Deshmukh, L. Maddi, K. Laha, P.Parameswara ,A.R.
Ballal, D.R. Pesh, R.K. Paretka M. Nandagopal, M.D. Mathew, Effect of
normalizing and tempering temperatures on microstructure and mechanical
properties of P92 Steel, International Journal of Pressure Vessels and
Piping, journal homepage: www.elsevier.co International Journal of Pressure
Vessels and Piping 132-133 (2015) 97e105
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia: Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
http://pusat-lingkaran.blogspot.com/2017/07/pengujian-kekerasan-bahan-dengan-
metode.html
https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/659/uji-kekerasan-rockwell-dan-
penggunaannya
O. R. Adetunji, P. O. Aiyedun, S. O. Ismaila, M. J. Alao, Effect of Normalizing and
Hardening on Mechanical Properties of Spring, Journal of Minerals and
Materials Characterization and Engineering, 2012, 11, 832-835 Published
Online August 2012
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 40
PERTEMUAN 6
PREPARASI SAMPEL
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai heat treatment. Setelah
menuntaskan perkuliahan ini mahasiswa/i (peserta praktikum) diharapkan bisa
menjelaskan dan melakukan preparasi/penyiapan material uji sebelum dilakukan uji
kekerasan dan pengamatan struktur mikro yang meliputi (cutting, mounting, grinding,
poleshing, etching).
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Preparasi atau penyiapan sampel material sangat mutlak diperlukan sebelum
pelaksanaan pengujian, baik pengujian kekerasan maupun pengamatan struktur
mikro. Hal ini penting untuk memastikan permukaan sampel benar-benar rata, halus
tanpa gores seperti permukaaan kaca, sehingga akan memudahkan saat pengujian
kekerasan serta pengamatan struktur mikro. Proses preparasi harus dilakukan secara
baik, untuk itu preparasi harus dilakukan dengan peralatan yang baik dan operator
yang mumpuni. Proses preparasi dilakukan sebelum pengamatan struktur mikro dan
pengujian kekerasan. Proses ini terdiri dari cutting, grinding, polishing, dan etching.
Alat yang digunakan untuk memotong sampel adalah mesin potong berpendingin.
Tujuannya agar saat pemotongan tidak terjadi perubahan struktur mikro pada sampel
akibat gesekan dengan mata pisau potong. Cutting adalah proses pemotongan
sampel dan menentukan teknik pemotongan yang tepat dalam pengambilan sampel
metalografi, sehingga didapat benda uji yang representatif.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 41
Sumber: Dokumentasi pribadi
Gambar 6.1. Mesin potong
1. Mounting adalah membingkai sampel, yaitu menempatkan sampel pada suatu
media seperti cairan resin atau cairan plastik kemudian dipanaskan sehingga
mengeras. Tujuan mounting adalah untuk memudahkan penanganan sampel
yang berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak sampel. Dengan
mounting, akan mudah bagi operator saat mengamplas, maupun meletakan
spesimen saat pengujian kekerasan maupun pengamatan struktur mikro. Bahan
pembingkaian berjenis plastik di antaranya:
a. Bakelit, pada thermosetting memerlukan pengontrolan panas dan tekanan
dengan secukupnya memberikan bahan pelarut dengan perlahan-lahan
b. Dially Phthalete (prepolimer), pada thermosetting memerlukan pengontrolan
panas 1300 – 1400 dan tekanan, penyusunan rendah, memiliki karakteristik
polishing yang baik.
c. Phenolic, pada thermosetting liquid untuk pengisian vakum oxide filem (film).
d. Epoxy resin contoh: araldite, arious araldite grade D, suatu cairan tuangan resin
memberikan penyaluran yang baik tanpa panas dan tekanan, perlahan-lahan
waktu proses pembingkaian.
e. Polyvinyl, pada thermoplastic penyusunan rendah, lamban biasa pelarut-
pelarut tetapi penyelesaian dengan glaciala cetic acid.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 42
Sumber: Dokumentasi pribadi
Gambar 6.2. Spesimen yang telah dibingkai (mounting)
Grinding atau pengamplasan dilakukan untuk meratakan dan menghaluskan
permukaan sampel dengan cara menggosokkan sampel pada kain abrasif / amplas
yang berputar dengan dialiri air. Penggerindaan spesimen dilakukan pada kertas
amplas dimulai dari tingkat kasar sampai halus. Kertas amplas tingkat kehalusan 220
berarti serbuk silikon karbida kertas itu dapat lolos dari ayakan dengan 220 lubang
pada luas 1 inchi2.
Sumber gambar: Dokumentasi pribadi
Gambar 6.3. Mesin poles
Pemolesan / Polishing dilakukan untuk memperoleh permukaan sampel yang
halus dan mengkilat seperti kaca tanpa gores, menghilangkan ketidakteraturan
sampel hingga orde 0.01 μm. Pemolesan dilakukan di atas kain bludru yang diberi
pasta/alumina. Etching adalah mencelupkan sampel ke dalam cairan etsa untuk
memudahkan mengidentifikasi detil struktur logam dengan bantuan mikroskop optik.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 43
Pengaruh reaksi dari larutan kimia ke permukaan benda uji adalah seluruh
permukaan akan muncul garis-garis seperti tidak teratur yang menunjukkan
munculnya atau adanya batas-batas antara butir kristal logam.
Bahan larutan etsa makro:
1. Hidrochloric, komposisinya 50 % asam hidroclhoric dalam air dengan
menggunakan suhu 700-800 sampai 1 jam. Pemakaiannya untuk besi dan baja.
2. Sulphuric, komposisinya 20 % asam sulphuric dalam air dengan menggunakan
suhu 80% waktu yang dipakai 10-20 detik. Penggunaannya untuk bahan besi dan
baja.
3. Nitric, komposisinya 25 % asam Nitric dalam air, seperti a dan b boleh dingin kalau
cocok. Pemakaiannya untuk bahan besi dan baja.
Bahan larutan etsa mikro:
1. Asam Nital, komposisinya asam nital 2ml, alkohol (95%) 98 ml. Pemakaiannya
untuk baja karbon, baja paduan rendah dan baja paduan sedang. Waktu sampai
1 menit
2. Asam pikral, komposisinya asam pikral 4 gram, alkohol 98 ml. Pemakaiannya
untuk baja karbon dalam keadaan normal, dilunakan, dikeraskan dan ditemper.
Waktu pengetsaan beberapa detik sampai 1 menit.
E. BAHAN DAN ALAT
1. Mesin potong berpendingin
2. Cairan resin
3. Cetakan
4. Pengering/hair dryer
5. Mesin amplas dan poles
6. Air hangat
7. Baja VCN dan C45 (20x20x20) mm
8. Cawan
9. Cairan etsa
10. Mikroskop optik
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 44
F. PROSEDUR PELAKSANAAN PREPARASI SAMPEL:
1. Pemotongan
Langkah pemotongan sampel untuk memperoleh spesimen yang akan
diamati adalah sebagai berikut:
a. Tandai titik yang akan dipotong pada spesimen
b. Tempatkan spesimen pada penjepit/ragum mesin potong
c. Ketatkan ragum setelah letak spesimen telah benar
d. Arahkan selang pendingin pada spesimen yang dipotong
e. Tutup cover mesin potong
f. Nyalakan mesin dan lakukan pemotongan
g. Ambil spesimen yang akan diamati
2. Pembingkaian
Langkah pembingkaian pada spesimen adalah sebagai berikut:
a. Atur letak specimen dalam wadah/cetakan
b. Tuangkan cairan resin secukupnya
c. Keringkan dengan pengering atau oven
d. Jika sudah kering lepaskan resin yang telah mengering dari dalam wadah
3. Penggerindaan/Pengamplasan
Langkah pengamplasan pada permukaan spesimen adalah sebagai berikut:
a. Siapkan beberapa amplas sesuai tingkatan kekasaran yang diperlukan, 220,
320, 400 dan 600
b. Pasang amplas pada piringan mesin gerinda
c. Nyalakan Mesin gerinda
d. Gerinda/amplas pada tingkat 220
e. Matikan mesin, ganti amplas dengan amplas pada tingkat 320, dan lanjutkan
pengamplasan.
f. Matikan mesin, ganti amplas dengan amplas pada tingkat 400, dan lanjutkan
pengamplasan
g. Matikan mesin, ganti amplas dengan amplas terakhir pada tingkat 600, dan
lanjutkan pengamplasan.
4. Pemolesan
Langkah pemolesan pada permukaan spesimen adalah sebagai berikut:
a. Pasang kain bludru pada piringan mesin poles
b. Siapkan spesimen yang telah diamplas
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 45
c. Bubuhkan pasta alumina pada permukaan bludru
d. Nyalakan mesin bludru
e. Lakukan pemolesan pada permukaan spesimen hingga benar-benar licin
seperti kaca
5. Etsa
Langkah-langkah proses etsa dalam pemeriksaan struktur logam adalah sebagai
berikut:
a. Siapkan larutan etsa ke dalam cawan
b. Celupkan permukaan benda uji ke dalam larutan dengan memakai alat penjepit
tang kecil waktu pencelupan beberapa detik sesuaikan dengan kebutuhan
c. Bersihkan benda uji dengan air bersih yang mengalir dan selanjutnya bersihkan
dengan alkohol
d. Benda uji selanjutnya dikeringkan dengan kapas bersih atau keringkan dengan
alat pengering khusus (misalnya hair dryer).
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 46
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 6.1. Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
No Jenis Sampel
Gambar tampak jelas tanpa goresan
Tidak Ada Goresan Ada goresan
1. Sampel VCN 1
2. Sampel VCN 2
3. Sampel VCN 3
4. Sampel C45 A
5. Sampel C 45 B
6
Sampel C45 C
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 47
Grafik 6. Hasil pengukuran sampel annealing dengan Rockwell C
H. ANALISIS
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 48
I. DAFTAR PUSTAKA
American Society for Metals, Metals Handbook, Vol. 7: 1972 -1973 Atlas of
Microstructure of Industrial Alloys (8th edition). American Society for Metals,
Metals Park, Ohio.
Anrinal. Metalurgi Fisik.(Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Irfan Fadhilah, Analisis Struktur Mikro (Metalografi), Program Studi Teknik Metalurgi,
(Artikel), Institut Teknologi Bandung, Indonesia,
https://www.academia.edu/36906130
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
OCW.MIT. EDU, The Metallographic Examination Of Archaeological Artifacts, Mit
Summer Institute In Materials Science And Material Culture, June 2003,
https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia, Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Rina Dewi Mayasari, Winda Rianti, Dwi Gustiono; Variasi parameter Chemical
Etching Naoh Pada Sampel Ingot Silikon Polikristal Terhadap Permukaan
Mikrostruktur Prosiding Seminar Nasional Fisika; Vol. IV, Pusat Teknologi
Material BPPT, Banten, 2015
SCOTT, David A. Metallography and Microstructure of 1991 Ancient and Historic
Metals. Marina del Rey, The Getty Conservation Institute in Association with
Archetype Books.
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 49
PERTEMUAN 7
PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO
A. TUJUAN PRAKTIKUM
Pada modul ini akan dijelaskan mengenai heat treatment. Setelah perkuliahan
ini mahasiswa/i (peserta praktikum) diharapkan bisa menjelaskan tentang
pengoperasian mikroskop optik dan mengidentifikasi fasa yang terbentuk pada baja
sebelum dan setelah mengalami berbagai macam heat treatment.
B. ALOKASI WAKTU PRAKTIKUM
Alokasi waktu praktikum yang diperlukan untuk tatap muka per 1 (satu) SKS
adalah kegiatan tatap muka 100 (seratus) menit dan kegiatan mandiri 70 (tujuh puluh)
menit.
C. TEMPAT PRAKTIKUM
Tempat berlangsungnya kegiatan praktikum adalah Laboratorium Teknik Mesin
Universitas Pamulang Witana Harja.
D. TEORI DAN PRINSIP DASAR PRAKTIKUM
Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari tentang karakteristik
mikrostruktur suatu logam serta hubungannya dengan sifat-sifat logam tersebut,
seperti kekerasan, tensile strenght, kecacatan, batas butir, dll. Ada beberapa metode
yang dipakai dalam uji metalografi, yaitu:
1. Mikroskop optik atau mikroskop elektron
2. Difraksi sinar-X elektron maupun neutron
3. Analysis X-Ray fluoresencemaupun elektron mokroprobe
4. Stereometric metalografi
Pada pengamatan yang dilakukan di laboratorium banyak digunakan jenis
mikroskop optik. Mikroskop optik yang paling sederhana terdiri dari tiga bagian pokok,
yaitu lensa pemantul (illuminator) untuk memantulkan permukaan logam, lensa mata
(eyepiece) untuk memperbesar bayangan yang terbentuk oleh lensa obyektif, dan
lensa obyektif yang mempunyai kemampuan daya pisah.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 50
Sumber: Dokumentasi pribadi
Gambar 7.1 Mikroskop optik
Sebagai alat yang digunakan untuk melakukan pengamatan dan perbesaran
objek mikroskopik, mikroskop cahaya menggunakan bagian-bagian yang ada di
dalamnya untuk melakukan perbesaran pada objek. Bagian-bagian mikroskop
cahaya yang disebutkan di atas tadi, memiliki fungsi berbeda dalam cara kerja
mikroskop cahaya. Supaya Anda lebih memahami bagaimana cara menggunakan
dan cara kerja mikroskop cahaya, berikut penjelasan fungsi tiap bagiannya:
1. Lensa okuler, lensa okuler pada mikroskop cahaya memiliki fungsi untuk
membentuk bayangan nyata yang berasal dari bayangan yang dihasilkan oleh
lensa objektif. Jumlah lensa okuler pada mikroskop beragam: dua lensa okuler
pada mikroskop binokuler dan satu lensa okuler pada mikroskop monokuler.
2. Lensa objektif, fungsi lensa objektif pada mikroskop cahaya adalah membentuk
bayangan nyata dari suatu objek pengamatan. Jumlahnya ada tiga hingga empat,
tergantung pada jenis mikroskop.
3. Revolver, revolver merupakan bagian mikroskop cahaya yang menyangga lensa
objektif. Fungsi revolver untuk mempermudah pengaturan nilai pengamatan dari
sebuah mikroskop.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 51
4. Meja preparat, bagian dari mikroskop ini berfungsi sebagai tempat meletakkan
objek pengamatan dengan dilengkapi capita tau penjapit agar preparat tidak
bergeser.
5. Kaki penyangga mikroskop, kaki penyangga mikroskop bisa ditemukan pada
mikroskop cahaya jenis terbaru. Fungsinya untuk menyangga mikroskop saat
diletakkan di bidang yang tidak datar.
6. Diafragma, diafragma berfungsi untuk mengatur jumlah cahaya yang masuk dan
difokuskan ke objek pengamatan.
7. Lengan mikroskop, lengan mikroskop digunakan sebagai frame atau rangka
yang memudahkan penggunaan mikroskop ketika pengamatan dilakukan. Begitu
juga dengan saat mikroskop dipindahkan dari satu tempat ke tempat lainnya.
8. Skala preparat, bagian dari mikroskop cahaya ini merupakan bagian tambahan
yang tidak ditemukan pada semua jenis mikroskop. Fungsi utamanya adalah
untuk memudahkan penempatan preparat sebelum diamati.
9. Makrometer dan mikrometer, makrometer dan mikrometer mikroskop cahaya
digunakan untuk memfokuskan lensa pada objek pengamatan baik secara
horizontal maupun vertikal.
10. Tuas pengatur kecerahan, tuas ini adalah potensiometer yang terhubung dengan
bola lampu di mikroskop yang fungsinya mengatur kecerahan cahaya yang
dihasilkan untuk melakukan pengamatan
11. Kamera, untuk memotret gambar yang diamati untuk dikorelasikan ke layar
komputer.
Pengamatan struktur mikro/metalografi dilakukan dengan tujuan:
1. Mengetahui struktur mikro pada material dilakukan untuk mengetahui fasa yang
terbentuk pada suatu material akibat pemanasan dan pendinginan yang
dialaminya. Manfaat pengamatan struktur mikro:
2. Mengetahui struktur yang terbentuk akibat fasa yang dialami material akibat
pemanasan dan pendinginan
3. Mengetahui kecacatan material seperti keretakan
4. Mengetahui batas butir
5. Mengetahi pengaruh etsa pada material
Dalam metalografi, pengamatan secara umum dilakukan menjadi dua, yaitu:
1. Metalografi makro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10 – 100x
2. Metalografi mikro, yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100x
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 52
Sebelum melaksanakan pengamatan metalografi kita harus memahami tentang
diagram fasa yang menjelaskan hubungan antara kadar karbon baja, temperatur
pemanasan dan pendinginan, fasa yang terbentuk, serta nilai kekerasan.
Sumber gambar: https://blog.ub.ac.id/firmanaldianto/2012/02/28/diagram-fasa/
Gambar 7.2 Diagram fasa baja
Dalam diagram fasa terdapat beberapa fasa yang terbentuk, di antaranya
adalah:
1. Ferrit, merupakan larutan padat karbon dan unsur paduan lainnya pada besi kubus
pusat badan (Feα). Ferit terbentuk pada proses pendinginan yang lambat dari
austenite baja hipoeutektoid pada saat mencapai titik A3 atau (768⁰C). Ferit
bersifat sangat lunak, tidak magnetis, ulet dan memiliki kekerasan 50-100BHN dan
memiliki konduktifitas tinggi. Jika austenite didinginkan di bawah A3 (< 768⁰C),
austenite yang memiliki kadar C sangat rendah akan bertransformasi ke ferit yang
memiliki kelarutan C maksimum sekitar 0,025% pada temperature 523⁰C dan
bersifat magnetis.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 53
Sumber gambar: google search
Gambar 7.3 Struktur mikro ferit (a), perlit (b), bainit (c), martensit (d), austenit (e),
kabida (f)
2. Perlit, adalah campuran ferrit dan sementit dengan kekerasan 10-30 HRC.
Kandungan C 0,8% dan digolongkan baja eutectoid. Jika baja eutectoid
diaustenisasi dan didinginkan dengan cepat ke suatu temperature di bawah A1,
misal 500ᵒC dan dibiarkan pada temperature tersebut sehingga terjadi
transformasi isothermal, maka austenite akan mengurai dan membentuk perlit
melalui proses pengintian (nukleasi) dan pertumbuhan. Perlit yang terbentuk
berupa campuran ferit dengan sementit yang tampak seperti pelat-pelat yang
a
c
b
d
e f
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 54
tersusun bergantian. Perlit yang terbentuk sedikit di bawah temperature eutectoid,
memiliki kekerasan yang lebih rendah dan memerlukan waktu inkubasi yang lebih
banyak.
3. Bainit, bainit merupakan fasa yang kurang stabil (metastabil) yang diperoleh dari
austenite pada temperature yang lebih rendah dari temperature transformasi ke
perlit dan lebih tinggi dari temperature transformasi ke martensit. Sebagai contoh
jika baja eutectoid yang diaustenisasi didinginkan cepat ke temperature sekitar
250⁰C-500⁰C dan dibiarkan pada temperature tersebut, hasil transformasinya
berupa struktur ferit dan sementit tetapi bukan perlit. Bainit memiliki kekerasan
sekitar 45HRC– 55HRC.
4. Martensit, fasa ini merupakan larutan padat dari karbon yang lewat jenuh pada
besi alfa sehingga latis-latis sel satuannya terdistorsi. Sifat martensit sangat keras
dan diperoleh jika baja pada temperature austenitnya didinginkan dengan laju
pendinginan yang lebih cepat daripada laju pendinginan kritiknya. Komposisi
martensit sama dengan austenite, karena transformasinya tanpa melalui difusi. Sel
satuannya berbentuk tetragonal (body center tetragonal/bct). Pembentukan
martensit berbeda dengan pembentukan perlit dan bainit, dan secara umum tidak
bergantung pada waktu. Martensit terbentuk pada suhu 200⁰C (titik Ms), makin
rendah suhu pendinginan maka semakin banyak austenite yang bertransformasi
menjadi martensit. Pada suhu 26⁰C pembentukan martensit berhenti dan
mencapai hampir 100%. Pembentukan martensit sangat dipengaruhi kadar kimia
baja dan cara mengaustenisasi. Pada baja karbon temperature awal dan akhir
pembentukan martensit (Ms-Mf) sangat dipengaruhi kadar karbon. Makin tinggi
kadar karbon baja, maka akan semakin rendah temperature awal dan akhir
pembentukan martensitnya. Jika kadar karbon baja lebih dari 0,5%, maka akan
ada sisa austenite yang belum bertransformasi menjadi martensit yang disebut
austenite sisa. Untuk merubahnya perlu diterapkan proses subzerro treatment.
Struktur martensit tampak seperti jarum atau pelat-pelat halus. Halus kasarnya
jarum atau pelat tergantung pada ukuran butir austenitnya. Pembentukan
martensit diiringi dengan kenaikan volume spesifik sekitar 3% yang menyebabkan
tegangan pada saat dikeraskan yang berpotensi menyebabkan distorsi bahkan
keretakan. Penyebab utama tingginya kekerasan martensit adalah karena adanya
latis besi yang mengalami regangan yang tinggi akibat adanya atom-atom karbon.
Untuk itu biasanya diadakan tempering untuk mengurangi tegangan. Kekerasan
martensit mencapai 20HRC - 65HRC. Makin tinggi karbon dalam martensit.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 55
5. Karbida besi (Fe3C), adalah suatu senyawa kimia antara (Fe) dengan zat arang.
Sebagai strukstur unsur tersendiri, ia dinamakan sementit dan mengandung 6,7%
zat arang. Dengan meningkatnya kandungan C, maka akan semakin besar kadar
sementit. Sementit dalam baja merupakan unsur paling keras (Fe3C, 270 kali lebih
keras dari besi murni) karena nilai kekerasannya mencapai 65HRC – 68HRC. Baja
yang memiliki sifat sementit memiliki mampu mesin yang baik, dan tahan aus.
E. ALAT DAN BAHAN
a. Mikroskop optik yang terintegrasi dengan kamera dan komputer
b. Sampel bahan uji berupa baja VCN dan C45 berupa raw material, sampel
hardening, tempering, annealing, dan normalizing.
c. Peralatan preparasi (cutting, grinding, polishing)
d. Cairan etsa
e. Cawan
f. Air hangat
g. Hair dryer
h. Alat tulis.
F. PROSEDUR PENGUJIAN
Prosedur Pengujian Metalografi untuk pengamatan struktur mikro dapat
dilakukan dengan langkah – langkah pengujian sebagai berikut:
1. Semua sampel (raw material, hardening, tempering, annealing, normalizing)
dipotong melintang hingga diperoleh bagian dalamnya, kemudian dilakukan
mounting (jika diperlukan) sehingga diperoleh spesimen. Spesimen diberi
kode/tanda untuk mempermudah proses pengamatan agar tidak tertukar.
2. Permukaan spesimen yang akan diamati harus bersih, kering, dan telah
mengalami proses pemolesan dengan menggunakan amplas sampai tahapan
paling halus, kemudian beludru untuk mendapatkan permukaan spesimen yang
rata, bebas dari kotoran, tidak berminyak dan mengkilap
3. Lakukan etsa dengan menggunakancairan etsa pada permukaan benda uji untuk
memunculkan batas butiran permukaan benda uji yang akan diamati, setelah
dilakukan etsa, permukaan benda uji dibersihkan dengan air hangat dan
dikeringkan dengan hair dryer.
4. Lakukan pengamatan terhadap permukaan spesimen dengan menggunakan
mikroskop.
5. Lakukan pemotretan dilakukan dengan menggunakan perbesaran 100-500x.
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 56
G. LEMBAR KERJA
Nama :
NIM :
Kelas :
Semester :
Praktikum :
Tanggal :
Dosen :
Nilai :
Tabel 7.1. Hasil pengamatan stuktur mikro
No
Heat Treatment Sampel Stuktur mikro yang terbentuk
1. Raw
material
VCN
C45
2. Sampel
Hardening
VCN
C45
3. Sampel
Annealing
VCN
C45
4. Sampel
Tempering
VCN
C45
5. Sampel
Normalizing
VCN
C45
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 57
Foto Struktur Mikro
Sampel Raw Material VCN
Sampel Hardening VCN
Sampel Tempering VCN
Sampel Raw Material C45
Sampel Hardening C45
Sampel Tempering C45
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 58
H. ANALISIS
Sampel Annealing VCN
VCN
Sampel Annealing C45
Sampel Normalizing VCN
VCN
Sampel Normalizing C45
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 59
I. DAFTAR PUSTAKA
Amarishkumar J. Patel, Sunilkumar N. Chaudhar, Effects of Mechanical Properties of
Medium Carbon Steel by Tempering Process at Different Temperature,
International Journal of Advance Engineering and Research Development
Vol. 2, 2015
Anrinal. Metalurgi Fisik.(Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Bhupinder Singh and Prabhdeep Singh Bajwa, Effect of Heat Treatment on
Microstructure and Hardness of Medium Carbon Tool Steel EN-8, Journal of
Material Science and Mechanical Engineering (JMSME) p-ISSN: 2393-9095;
Vol. 3, 2016
Ersoy Erişir, Oğuz Gürkan Bilir, A Study of Microstructure and Phase Transformations
of Medium Carbon Dual Phase Steels, Brno, Czech Republic,2013
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Mahesh Somani, Seyyed Sadegh Ghasemi Banadkouki, Shima Pashangeh,
Microstructural Evolution in A High-Silicon Medium Carbon Steel Following
Quenching and Isothermal Holding Above and Below the Ms Temperature,
(Article) Pressjmrtec-1336; pp. 9, 2020
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia: Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
S. A. Parsons &D. V. Edmonds, Microstructure and mechanical properties of medium-
carbon ferrite–pearlite steel microalloyed with vanadium, Pages 894-904 |
Published online: 18 Jul 2013
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 60
DAFTAR PUSTAKA
American Society for Metals, Metals Handbook, Vol. 7: 1972 -1973 Atlas of
Microstructure of Industrial Alloys (8th edition). American Society for Metals,
Metals Park, Ohio.
Anrinal. Metalurgi Fisik.(Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Irfan Fadhilah, Analisis Struktur Mikro (Metalografi), Program Studi Teknik Metalurgi,
(Artikel), Institut Teknologi Bandung, Indonesia,
https://www.academia.edu/36906130
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam,
(Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih
bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
Muhidin, A., Faruq, U. A., & Aden, A. (2018). Booklet RPS & Modul: Manual dan
Prosedur Penyusunan dan Penerbitan Modul Kuliah Universitas Pamulang.
OCW.MIT. EDU, The Metallographic Examination Of Archaeological Artifacts, Mit
Summer Institute In Materials Science And Material Culture, June 2003,
https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia, Penerbit
Uiversitas Trisakti. 2010
Rina Dewi Mayasari, Winda Rianti, Dwi Gustiono; Variasi parameter Chemical
Etching Naoh Pada Sampel Ingot Silikon Polikristal Terhadap Permukaan
Mikrostruktur Prosiding Seminar Nasional Fisika; Vol. IV, Pusat Teknologi
Material BPPT, Banten, 2015
SCOTT, David A. Metallography and Microstructure of 1991 Ancient and Historic
Metals. Marina del Rey, The Getty Conservation Institute in Association with
Archetype Books.
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik.
2010
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 61
RANCANGAN PEMBELAJARAN SEMESTER
(RPS)
Program Studi : Teknik Mesin S-1 Mata Kuliah/Kode : Praktikum Metalurgi Fisik
Semester : 2 SKS : 1 Sks
Prasyarat : Mata Kuliah Metalurgi Fisik Kurikulum :
Deskripsi Mata
Kuliah
: Mata kuliah praktikum metalurgi fisik merupakan
mata kuliah wajib program Studi Teknik Mesin S-
1 yang membahas tentang pengenalan,
pemahaman serta praktek dalam beberapa
perlakuan panas terhadap material baj yang
umum dilakukan untuk membentuk sifat mekanik
baja.
Capaian
Pembelajaran
: Setelah menyelesaikan mata kuliah ini,
mahasiswa mampu mengoperasikan
mesin uji kekerasan Rockwell, dan
mampu melakukan pengamatan
struktur mikro material dengan
menggunakan mikroskop optik
Penyusun : 1. Abdul Choliq, S.T., M.M (Ketua)
2. Sujianto, ST., M.T (Anggota 1)
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 62
PERTEMUAN
KE-
KEMAMPUAN
AKHIR YANG
DIHARAPKAN
BAHAN KAJIAN
(MATERI AJAR)
METODE
PEMBELAJARAN
PENGALAMAN
BELAJAR
MAHASISWA
KRITERIA
PENILAIAN
BOBOT
NILAI
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
1 Pengujian kekerasan
metode Rockwell
Konsep dasar tentang
pengoperasian alat uji
kekerasan Rockwell
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
memahami dan
mampu
melaksanakan
pengujian
kekerasan pada
material dengan
metode Rockwell
Kesesuaian tahapan
serta kelengkapan
pelaksanaan
pengujian
kekerasan sampel
sesuai modul ajar
yang telah diterima
10%
2 Hardening Konsep dasar
pelaksanaan heat
treatment serta
hardening sampel
baja
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
melaksanakan
hardening pada
sampel baja,
melakukan
pengukuran
kekerasan
sampel sebelum
Kesesuaian
mahasiswa dalam
melaksanakan
tahapan hardening
dan pengukuran
kekerasan sesuai
modul yang telah
diterima
15%
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 63
PERTEMUAN
KE-
KEMAMPUAN
AKHIR YANG
DIHARAPKAN
BAHAN KAJIAN
(MATERI AJAR)
METODE
PEMBELAJARAN
PENGALAMAN
BELAJAR
MAHASISWA
KRITERIA
PENILAIAN
BOBOT
NILAI
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
dan sesudah
hardening
3. Annealing Konsep dasar dan
pelaksanaan
annealing pada
sampel baja.
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
melaksanakan
mampu
memahami dan
melaksanakan
annealing pada
sampel baja dan
melakukan
pengukuran
kekerasan
sampel sebelum
dan sesudah
annealing
Kesesuaian
mahasiswa dalam
melaksanakan
tahapan annealing
serta pengukuran
kekerasan sesuai
modul yang telah
diterima
15%
4 Tempering Konsep dasar dan
pelaksanaan
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
memahami dan
Kesesuaian
mahasiswa dalam
15%
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 64
PERTEMUAN
KE-
KEMAMPUAN
AKHIR YANG
DIHARAPKAN
BAHAN KAJIAN
(MATERI AJAR)
METODE
PEMBELAJARAN
PENGALAMAN
BELAJAR
MAHASISWA
KRITERIA
PENILAIAN
BOBOT
NILAI
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
tempering pada
sampel baja
mampu
melaksanakan
tempering pada
sampel baja dan
melakukan
pengukuran
kekerasan
sampel sebelum
dan sesudah laku
tempering
melaksanakan
tahapan tempering
serta pengukuran
kekerasan sesuai
modul yang telah
diterima
5 Normalizing Konsep dasar dan
pelaksanaan
normalizing
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
mampu
memahami dan
melaksanakan
normalizing pada
sampel baja
Kesesuaian
mahasiswa dalam
melaksanakan
tahapan normalizing
sesuai dengan
modul yang telah
diterima
15%
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 65
PERTEMUAN
KE-
KEMAMPUAN
AKHIR YANG
DIHARAPKAN
BAHAN KAJIAN
(MATERI AJAR)
METODE
PEMBELAJARAN
PENGALAMAN
BELAJAR
MAHASISWA
KRITERIA
PENILAIAN
BOBOT
NILAI
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
6 Preparasi Sampel Konsep dasar dalam
preparasi sampel
sebelum pelaksanaan
pengamatan struktur
mikro
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
memahami dan
melaksanakan
tahapan-tahapan
preparasi sampel
sebelum
pengamatan
struktur mikro
Kesesuaian
mahasiswa dalam
melaksanakan
tahapan preparasi
sampel sesuai
modul yang telah
diterima
15%
7 Pengamatan struktur
mikro
Konsep dasar tentang
struktur mikro logam
Diskusi dan Praktek Mahasiswa
memahami dan
mampu
melaksanakan
pengamatan
struktur mikro
logam
Kesesuaian
mahasiswa dalam
melaksanakan
tahapan tahapan
pengamatan struktur
mikro sesuai modul
yang telah diterima
15%
Referensi:
Universitas Pamulang Teknik Mesin S-1
Praktikum Metalurgi Fisik 66
American Society for Metals, Metals Handbook, Vol. 7: 1972 -1973 Atlas of Microstructure of Industrial Alloys (8th edition). American Society
for Metals, Metals Park, Ohio.
Anrinal. Metalurgi Fisik.(Buku)Jogjakarta, Indonesia: CV. ANDI OFFSET. 2013
Irfan Fadhilah, Analisis Struktur Mikro (Metalografi), Program Studi Teknik Metalurgi, (Artikel), Institut Teknologi Bandung, Indonesia,
https://www.academia.edu/36906130
Karl Gruber, Alois Schonmetz, Pengetahuan Bahan dalam Pengerjaan Logam, (Buku), Angkasa, Bandung, 2013
Lawrence H. Van Vlack, Elemen-Elemen Ilmu dan Rekayasa Material, (Buku) Alih bahasa oleh Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 2001
OCW.MIT. EDU, The Metallographic Examination Of Archaeological Artifacts, Mit Summer Institute In Materials Science And Material Culture,
June 2003, https://ocw.mit.edu/courses/materials-science-and-engineering
Prayitno, Teknologi Rekayasa Material. (Buku) Jakarta, Indonesia, Penerbit Uiversitas Trisakti. 2010
Rina Dewi Mayasari, Winda Rianti, Dwi Gustiono; Variasi parameter Chemical Etching Naoh Pada Sampel Ingot Silikon Polikristal Terhadap
Permukaan Mikrostruktur Prosiding Seminar Nasional Fisika; Vol. IV, Pusat Teknologi Material BPPT, Banten, 2015
SCOTT, David A. Metallography and Microstructure of 1991 Ancient and Historic Metals. Marina del Rey, The Getty Conservation Institute in
Association with Archetype Books.
Sofyan, B. T. Pengantar Material Teknik. (Buku) Jakarta, Indonesia: Salemba Teknik. 2010
Tangerang Selatan, Juni 2020
Ketua Program Studi Ketua Tim Penyusun Teknik Mesin S-1
Dr. Ir. Juhana, M.Si. Abdul Choliq, S.T, M.T. NIDK. 8835201019 NIDN. 0417037804