praktikum uji metalografi

LAPORAN AKHIRPRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK

PERTEMUAN V( METALOGRAFI )

Oleh :

Nama : M.Iqbal. T 123030008 Zaenal Nur. A 123030018 Suhada A.M 123030037 Septiana N 123030045

Tanggal : 30 Mei 2013

Kelompok : 04

Assisten : Try Ady Wibowo

LABORATORIUM MATERIAL TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS PASUNDAN

BANDUNG2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan

1. Mengetahui teknik preparasi spesimen metalografi

2. Mengetahui berbagai jenis material melalui struktur

mikronya

3. Mengetahui hubungan setruktur mikro dan sifat –sifat

material/logam

1.2. Prosedur pengujian

1. Menyiapkan komponen yang akan di periksa

2. Memotong bagian komponen menjadi spesimen kecil

3. Menyiapkan bahan dan peralatan untuk keperluan mounting

apabila diperlukan

4. Menggerinda spesimen secara tahap dari grit kasar

hingga halus (80, 200, 400, 800, 1000, 1500, dan 2000)

5. Memoles spesimen 9poles makro dan poles mikro) dengan

menggunakan pasta alumunia

6. Pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia tertentu

(tergantung pada jenis material/logam)

7. Pemeriksaan dengan mikroskop

1.3. Sistematika penulisan

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Tujuan

1.2. Prosedur pengujian

1.3. Sistematika penulisan

BAB II DASAR TEORI

2.1. Pengertian metalografi

2.2. Langkah-langkah metalografi

2.3. Manfaat metalografi

2.4. Kristal

2.5. Diagram fasa

2.6. Macam-macam struktur yang ada pada baja

BAB III TUGAS PENDAHULUAN

3.1. Soal

3.2. Jawaban

BAB IV PENGOLAHAN DATA

4.1. Tugas pendahuluan

BAB V ANALISA DAN KESIMPULAN

5.1. Analisa

5.2. Kesimpulan

BAB VI SARAN

6.1. Saran

DAFTAR PUSTAKA

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Pengertian Metalorgi

Metalografi adalah suatu teknik atau metode persiapan

material untuk mengukur, baik secara kuantitatif maupun

kualitatif dari informasi-informasi yang terdapat dalam

material yang dapat diamati, seperti fasa, butir, komposisi

kimia, orientasi butir, jarak atom, dislokasi, topografi dan

sebagainya.

Pada metalografi, secara umum yang akan di amati adalah

dua hal yaitu :

a. Struktur makro adalah struktur dari logam yang terlihat

secara makro pada permukaan yang dietsa dari spesimen

yang telah dipoles.

b. struktur mikro adalah struktur dari sebuah permukaan

logam yang telah disiapkan secara khusus yang terlihat

dengan menggunakan perbesaran minimum 25x.

2.2. Langkah-Langkah Metalografi

Adapun secara garis besar langkah-langkah yang harus

dilakukan pada metalografi adalah :

a. Pemotongan (Sectioning)

Proses Pemotongan merupakan pemindahan material dari

sampel yang besar menjadi spesimen dengan ukuran yang

kecil. Pemotongan yang salah akan mengakibatkan struktur

mikro yang tidak sebenarnya karena telah mengalami

perubahan.

Kerusakan pada material pada saaat proses pemotongan

tergantung pada material yang dipotong, alat yang

digunakan untuk memotong, kecepatan potong dan kecepatan

makan. Pada beberapa spesimen, kerusakan yang ditimbulkan

tidak terlalu banyak dan dapat dibuang pada saat

pengamplasan dan pemolesan.

b. Pembingkaian (Mounting)

Pembingkaian seringkali diperlukan pada persiapan

spesimen metalografi, meskipun pada beberapa spesimen

dengan ukuran yang agak besar, hal ini tidaklah mutlak.

Akan tetapi untuk bentuk yang kecil atau tidak beraturan

sebaiknya dibingkai untuk memudahkan dalam memegang

spesimen pada proses pngamplasan dan pemolesan.

Sebelum melakukan pembingkaian, pembersihan spesimen

haruslah dilakukan dan dibatasi hanya dengan perlakuan

yang sederhana detail yang ingin kita lihat tidak hilang.

Sebuah perbedaan akan tampak antara bentuk permukaan

fisik dan kimia yang bersih. Kebersihan fisik secara

tidak langsung bebas dari kotoran padat, minyak pelumas

dan kotoran lainnya, sedangkan kebersihan kimia bebas

dari segala macam kontaminasi. Pembersihan ini bertujuan

agar hasil pembingkaian tidak retak atau pecah akibat

pengaruh kotoran yang ada.

Dalam pemilihan material untuk pembingkaian, yang

perlu diperhatikan adalah perlindungan dan pemeliharaan

terhadap spesimen. Bingkai haruslah memiliki kekerasan

yang cukup, meskipun kekerasan bukan merupakan suatu

indikasi, dari karakteristik abrasif. Material bingkai

juga harus tahan terhadap distorsi fisik yang disebabkan

oleh panas selama pengamplasan, selain itu juga harus

dapat melkukan penetrasi ke dalam lubang yang kecil dan

bentuk permukaan yang tidak beraturan.

c. Pengerindaan, Pengamplasan, dan Pemolesan

Pada proses ini dilakukan penggunaan partikel

abrasif tertentu yang berperan sebagai alat pemotongan

secara berulang-ulang. Pada beberapa proses, partikel-

partikel tersebut dsisatukan sehingga berbentuk blok

dimana permukaan yang ditonjolkan adalah permukan kerja.

Partikel itu dilengkapi dengan partikel abrasif yang

menonjol untuk membentuk titik tajam yang sangat banyak.

Perbedaan antara pengerindaan dan pengamplasan

terletak pada batasan kecepatan dari kedua cara tersebut.

Pengerindaan adalah suatu proses yang memerlukan

pergerakan permukaan abrasif yang sangat cepat, sehingga

menyebabkan timbulnya panas pada permukaan spesimen.

Sedangkan pengamplasan adalah proses untuk mereduksi

suatu permukaan dengan pergerakan permukaan abrasif yang

bergerak relatif lambat sehingga panas yang dihasilkan

tidak terlalu signifikan.

d. Pengetsaan (Etching)

Pengetsaan dilakukan dalam proses metalografi adalah

untuk melihat struktur mikro dari sebuah spesimen dengan

menggunakan mikroskop optik. Spesimen yang cocok untuk

proses etsa harus mencakup daerah yang dipoles dengan

hati-hati, yang bebas dari deformasi plastis karena

deformasi plastis akan mengubah struktur mikro dari

spesimen tersebut.

Proses etsa untuk mendapatkan kontras dapat di

klasifikasikan atas :

a. Etsa tidak merusak

Etsa tidak merusak terdiri atas etsa optik dan

perantaraan kontras dari struktur dengan pencampuran

permukaan secara fisik terkumpul pada permukaan

spesimen yang telah dipoles. Pada etsa optik digunakan

teknik pencahayaan khusus untuk menampilkan struktur

mikro. Beberapa metode etsa optik adalah pencahayaan

gelap (dark field illumination), polarisasi cahaya mikroskop

(polarized light microscopy) dan differential interfence contrast.

b. Etsa merusak

Etsa merusak adalah proses perusakan permukaan spesimen

secara kimia agar terlihat kontras atau perbedaan

intensitas dipermukaan spesimen. Etsa merusak terbagi

dua metode yaitu :

- Phisical Etching

Pada etsa elektrokimia dapat diasumsikan korosi

terpaksa, dimana terjadi reaksim serah terima

elektron akibat adanya beda potensial daerah katoda

dan anoda. Beberapa proses yang termasuk etsa

elektokimia adalah etsa endapan (precipitation

etching), metode pewarnaan panas (heat tinting), etsa

kimia (chemical etching) dan etsa elektrolite (electrolytic

etching).

- Etsa fisik

Pada etsa fisik dihasilkan permukaan yang bebas dari

sisa zat kimia dan menawarkan keuntungan jika etsa

elektrokimia sulit dilakukan. Etsa ion dan etsa

termal adalah teknik etsa fisik yang mengubah

morfologi permukaan spesimen yang telah dipoles.

2.3. Manfaat Metalografi

Adapun beberapa manfaat utama dari proses metalografi

adalah sebagai berikut :

a. Mengamati perubahan struktur mikro akibat proses yang

dilakukan ditujukan terutama untuk pengontrolan kualitas

komponen.

b. Menganalisis perubahan struktur mikro, dimensi cacat,

penjalaran retak dan menghubungkannya dengan prediksi

kerusakan komponen.

2.4. Kristal

Sebagaimana diketahui unit dari logam adalah atom dan

molekul, unit ini akan membentuk jaringan terkecil yang

disebut sel atau Kristal. Kristal-kristal yang mempunyai

orientasi sama akan membentuk butiran, ada mulanya butiran

9grain) itu terdiri dari suatu jenis kristal yang sama dan

dapat pula merupakan campuran antara dua jenis atau lebih dari

Kristal tersebut.

Orientasi Kristal antara yang satu dengan yang lain

berbeda-beda. Hal ini menghasilkan batas butiran yang

merupakan pertemuan antara dua orientasi Kristal, dengan

demikian batas butiran yang memiliki energi yang lebih tinggi

dibandingkan dengan butiran yang ada didalam. Hal ini

disebabkan susunan atom pada batas-batas butir agak renggang

dan tidak beraturan. Logam yang sempurna memiliki butiran

tinggi (single cristaline metal), tetapi logam dengan butiran tunggal

sulit didapat.

Pada umumnya logam tehknik mempunyai butiran

majemuk (polly crystallimetal). Adanya butiran majemuk

merupakan cacat dari logam, atau disebut juga cacat permukaan

(urface defect). Cacat lain logam adalah jenis garis (line

defect), yaitu hilangnya 5 atom atau molekul pada molekul

Kristal, atau adanya atom lebih besar pada struktur Kristal.

Adanya cacat tersebut akan menghambat proses

diskalasi pada saat logam mengalami diformasi plastis.

Hambatan tersebut mengakibatkan sifat cacat-cacat tersebut,

dengan kata lain cacat-cacat tersebut akan memperbaiki sifat

mekanis material tersebut.

Batas butir merupakan cacat permukaan yang dapat

menahan gerakan diskalasi. Bila logam memiliki batas butir

dalam jumlah yang besar menunjukkan bahwa logam tersebut

memiliki sifat mekanis.

2.5. Diagram fasa

Diagram fasa adalah diagram yang menampilkan hubungan

antara temperature dimana terjadi perubahan fasa selama proses

pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon.

Diagram ini merupakan dasar pemahaman untuk semua

operasioperasi perlakuan panas.

Fungsi diagram fasa adalah memudahkan memilih temperatur

pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas baik

proses anil, normalizing maupun proses pengerasan. Baja adalah

paduan besi dengan karbon maksimal sampai sekitar 1,7%.paduan

besi diatas 1,7% disebut cast iron.

Perlakuan panas bertujuan untuk memperoleh struktur mikro

dan sifat yang di inginkan. Struktur mikro dan sifat yang

diinginkan dapat diperoleh melalui proses pemanasan dan proses

pendinginan pada temperatur tertentu.

2.6. Macam-macam struktur yang ada pada baja

1. Ferit

Ferit adalah larutan padat karbon dan unsur paduan

lainya pada besi kubus pusat badan (Fe). Ferit terbentuk

akibat proses pendinginan yang lambat dari austenit baja

hypotektoid pada saat mencapai A3 . ferit bersifat sangat

lunak ,ulet dan memiliki kekerasan sekitar 70 - 100 BHN dan

memiliki konduktifitas yang tinggi.

2. Sementit

Sementit adalah senyawa besi dengan karbon yang umum

dikenal sebagai karbida besi dengan prosentase karbon 6,67%C.

yang bersifat keras sekitar 5 – 68 HRC

3. Perlit

Perlit adalah campuran sementit dan ferit yang memiliki

kekerasan sekitar 10-30HRC . Perlit yang terbentuk sedikit

dibawah temperatur eutektoid memiliki kekerasan yang

lebih rendah dan memerlukan waktu inkubasi yang lebih banyak.

4. Bainit

Bainit merupakan fasa yang kurang stabil yang diperoleh

dari austenit pada temperatur yang lebih rendah dari

temperature transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari

transformasi ke martensit.

5. Martensit

Martensit merupakan larutan padat dari karbon

yang lewat jenuh pada besi alfa sehingga latis-latis sel

satuanya terdistorsi. Karbon adalah unsur penyetabil

austenit. Kelarutan maksimum dari karbon pada austenit adalah

sekitar 1,7% (E) pada 1140 0C, Sedangkan kelarutan karbon pada

ferit naik dari 0% pada 910 0C menjadi 0,025% pada 723 0C.

pada pendinginan lanjut, kelarutan karbon pada ferrit

menurun menjadi 0,08% pada temperatur kamar. Kegunaan dari

baja tergantung dari sifat-sifatnya yang sangat bervariasi

yang diperoleh melalui pemaduan dan penerapan proses perlakuan

panas. Sifat mekanik dari baja sangat tergantung pada struktur

mikronya, sedangkan struktur mikro sangat mudah diubah melalui

proses perlakuan panas.

Beberapa jenis baja memiliki sifat-sifat yang tertentu

sebagai akibat penambahan unsur paduan. Salah satu unsur

paduan yang sangat penting yang dapat mengontrol sifat baja

adalah karbon (C). Jika besi dipadu dengan karbon,

transformasi yang terjadi pada rentang temperatur tertentu

erat kaitanya dengan kandungan karbon. Berdasarkan pemaduan

antara besi dan karbon, karbon di dalam besi dapat berbentuk

larutan atau berkombinasi dengan besi membentuk karbida besi

(Fe3C).

BAB III

TUGAS PENDAHULUAN

3.1. Soal

1. Apa tujuan atau manfaat pengamatan metalografi ?

2. Sebutkan langkah-langkah pengamatan metalografi mulai

dari pengambilan sample pengamatan metalografi

3. Apa yang dimaksud dengan diagram fassa dan sebutkan

jenis-jenis dan skematisnya

4. Gambarkan diagram fassa bagi dan karbon yang dilengkapi

dengan fassa-fassa dan temperature yang penting

5. Coba anda gambarkan skematis struktur mikro 3 buah jenis

logam/paduan dan berikan keterangan fassanya

3.2. Jawaban

1. a. Mengamati perubahan struktur mikro

b. Menganalisis perubahan struktur mikro

2. a. Letakan sampel pada preparat, berikan lilin pada

bagian bawah sample

b. Ratakan letak sample dengan alat penekanan sample

c. letakan sample pada atas meja objektif mikroskop optic

d. Nyalakan lampu mikroskop

e. Tentukan pembesaran dengan yang terkecil terlebih

dahulu

f. Tentukan pembesaran yang diinginkan dengan mengatur

lensa objektif

g. Atur fokus

h. Amati mikro struktur yang ada dan gambarkan pada

lembar data

i. Setelah selesai ambil kembali dari meja objektif dan

matikan lampu

mikroskop

3. Diagram fassa adalah suatu proses untuk mengetahui fassa-

fassa suatu material atau paduan pada komposisi dan

perubahan temperature tertentu.

Jenis-jenis diagram fassa adalah sebagai berikut :

a. Diagram fassa biner

b. Diagram fassa tarner

c. Diagram fassa tunggal

4. Diagram fassa

BAB IV

PENGOLAHAN DATA

4.1 Tugas praktikum

Garis 1, panjang fasa Perlit :

54


36


48


30


32

Panjang rata-rata : 40

Jumlah fasa Perlit :4078

−100%=51,28%

Jumlah fasa Ferit = 48,71%

%C= %P100

(0,8−0,025 )+0,025

Kandungan karbon (%C) : 0,68%


16


20


19


11


17

Panjang rata-rata : 16,5

Jumlah fasa Perlit :16,578

−100%=21,15%


%C= %P100 (0,8−0,025 )+0,025



18


10


18


18


16

Panjang rata-rata : 16

Jumlah fasa Perlit :1678

−100%=21,3%


%C= %P100

(0,8−0,025 )+0,025


Buatan larutan nital 3%

Asam Nitrat, HNO3 = 10 ml

Ethanol, CH3COOH = 90 ml

Tabel. 4.1. Data fernit dan perlit

N0 % C Ferit (%) Perlit (%)

1 0,05 96,77 3,232 01 90,32 9,683 0,2 77,41 22,594 0,3 64,51 35,495 0,4 51,61 48,396 0,5 38,70 61,037 0,6 25,80 74,028 0,7 12,90 87,019 0,8 0 100

Kurva jumlah ferit/Perlit vs %C

0

20

40

60

80

100

120

96.7790.32

77.4164.51

51.6138.7

25.812.9

03.239.68

22.5935.49

48.39

61.0374.02

87.01

100

Kurva jumlah Ferit/Perlit vs %C

Jumlah Fasa FeritJumlah fasa Perlit

Juml

ah f

asa

(%)

kandungan karbon (%)

Kurva 4.1. Kurva jumlah ferit/perlit vs %c

BAB V

ANALISA DAN KESIMPULAN

5.1 Analisa

Korelasi antara jumlah ferlit dan perlit %C :

-Ferit : Semakin besar jumlah ferite (%)

maka kandungan karbon semakin kecil

Perlite : semakin besar jumlah perlite (%) maka semakin besar

jumlah kandungan karbonnya.

Hubungan antara %C dengan kekasaran baja:semakin kadar

karbon pada suatu mmaterial (baja) maka semakin tinggi tingkat

kekerasan material (baja) tersebut.

Hubungan antara ukur butir dan kekuatan/kekasaran baja :

semakin besar ukuran butir baja semakin keras baja tersebut.

5.2 Kesimpulan

Pada praktikum kali ini yakini praktikum teknik

Metralografi,kita dapat mengetahuim hubungan stuktur mikro

dengan sifat-sifat material.

BAB VI

SARAN

6.1 Saran

-Tingkatkan kinerja asisten dosen

-Tingkatkan perawatan pada mesin uji

DAFTAR PUSTAKA

http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/metalografi/

http://teknikmanajemenindustri.wordpress.com/2011/03/24/

metalografi/

http://teknikmanajemenindustri.wordpress.com/2011/03/24/metalografi/

http://teknikmanajemenindustri.wordpress.com/2011/03/24/metalografi/

http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/metalografi/

DAFTAR PUSTAKA

praktikum uji metalografi

Documents