laporan labtek uji keras

8/10/2019 Laporan Labtek Uji Keras

1/13

Laporan Praktikum

Laboratorium Teknik Material 1

Modul B Uji Keras

oleh :

Nama : Fatih Hidayat Dewantoro

NIM : 13709008

Kelompok : 6

Anggota (NIM) : Ikhsan Khairunnasri (13709018)

M. Fariz Ayala (13709029)

Titis Sekarwigati (13709033)

Tanggal Praktikum : 18 Maret 2011

Nama Asisten (NIM) : Dimas Hand (13707010)

Laboratorium Metalurgi dan Teknik Material

Program Studi Teknik Material

Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara

Institut Teknologi Bandung

2011


2/13

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Setiap material yang ada di bumi ini memiliki sifat mekanik yang berbeda-beda. Reaksi

material terhadap pemberian beban pada material tersebut perlu diketahui agar material dapat

digunakan sesuai dengan kegunaannya. Uji keras merupakan uji paling efektif untuk

mengetahui kekerasan suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan di satu titik,

pada permukaan material, namun nilai kekerasan yang didapat cukup valid untuk menyatakan

kekuatan suatu material. Sehingga material dapat digolongkan sebagai material ulet atau

getas dengan mudah. Selain itu karena uji keras dilakukan pada permukaan material, uji keras

juga dapat mengetahui pengaruh perlakuan panas dan dingin pada suatu material.

Tujuan Praktikum

Mengetahui prosedur penggunaan uji keras Brinell, Vickers, dan Rockwell

Mengetahui sifat mekanik serta perubahan yang terjadi akibat pengujian keras

Mengukur dan menghitung besaran mekanik suatu material


3/13

BAB II

TEORI DASAR

Kekerasan adalah kemampuan suatu material menahan deformasi plastis pada daerah

lokal. Uji keras pertama kali dilakukan dengan metode scratch atau metode goresan.

Uji ini dengan cara menggoreskan material uji kepada spesimen. Kemudian

dibandingkan kekerasannya dengan skala Mohs. Material uji adalah material yang ada

dalam skala Mohs. Urutan skala Mohs dari yang paling lunak hingga yang paling

keras :

1.

Talk

2. Gypsum

3. Calcite

4. Fluorite

5.

Apatite

6. Orthoclase

7. Quartz

8.

Topaz

9. Corundum

10.Diamond

Lalu metode uji keras yang kedua adalah Dynamic method atau Rebound

method.Uji ini dilakukan dengan cara penghitungan kekerasan dengan konsep energi

impak yang dihasilkan dari indentor yang dijatuhkan pada permukaan spesimen.

Kekerasan diukur dari nilai ketinggian pantulan indentor.

Uji keras selanjutnya adalahIndentation method.Pengujian ini dilakukan dengan

menghitung kekerasan dari suatu persamaan atau rumus dengan menggunakan faktor

gaya yang diberikan oleh indentor dan juga besar/luas area dari indentor dan hasil

indentasi. Metode indentation ini dianggap sebagai yang paling akurat. Metode ini

terbagi atas beberapa macam metode, yakni metode Brinell, metode Meyer, metode

Vickers, dan metode Microhardness.

Metoda Brinell menggunakan indentor bola baja yang berdiameter 10 mm dengan

beban 3000 kg untuk hard metal, 1500 kg untuk intermediate hardness, dan 500 kg

untuk soft metal. Hal ini sesuai dengan ASTM E10. Beban ditekan selama 30 detik,


4/13


5/13

BAB III

DATA PERCOBAAN

Data Percobaan

Brinell Hardness Test

No Sampel Diameter bola indentor(mm) P (kg) x1 y1

1 High Carbon Steel 2,5 187,5 3 10,5

2 Low Carbon Steel 2,5 187,5 6 37,5

Vickers Hardness Test

No Sampel P (kg) x1 y1 x2 y2

1 High Carbon Steel 100 2 26 2 26

2 Low Carbon Steel 100 5 34 5 36

Rockwell Hardness Test

No Sampel P (kg) Harga Kekerasan Rockwell

1 High Carbon Steel 150 55,3 HRC

2 Low Cabon Steel 60 41 HRA

3 Alumunium 100 70, 167 HRE


6/13

Pengolahan Data

Untuk mengolah data hasil dari uji keras menggunakan Brinell dan Vicker kita perlu

mengonversi dengan menggunakan rumus :

d =

Brinell

High Carbon Steel

Diameter : 0,642 mm

Low Carbon Steel

Diameter : 1,35 mm

BHN =

()

BHN HCS : 540,35 kg/mm2

BHN LCS : 119,43 kg/mm2

Vicker

High Carbon Steel

Diagonal1 : 0,504 mm


D rata-rata : 0,504 mm

Low Carbon Steel



D rata-rata : 1,14 mm

VHN =

= 1,854

VHN HCS : 729,875 kg/mm2

VHN LCS : 142,66 kg/mm2


7/13

BAB IV

ANALISIS DATA

Brinell

Hasil Pengujian Literatur

HCS 540,35 BHN 170-600 BHN

LCS 119,43 BHN 86.0562 BHN

Pada uji ini indentor yang digunakan adalah bola baja hardened steel dengan diameter

2,5 mm dan beban 187,5 kg. Hal ini sebenarnya berbeda dengan literatur, dimana pada

literatur seharusnya beban yang diberikan sebesar 3000 kg dengan diameter bola 10 mm.

Namun karena ada persamaan :

maka didapatkan P=187,5 kg. Jadi beban yang diberikan cocok dengan literatur.

Pada pengujian ini, hasil indentasi yang ada sebenarnya jika dilihat dari mikroskop

optik tidak berbentuk lingkaran, tetapi sedikit oval. Bentuk oval tersebut mungkin terjadi

karena bentuk permukaan spesimen yang tidak tegak lurus dengan mata indentor ataupun

penahanan pada pemberian beban tidak selama 30 detik sehingga ada bagian hasil indentasi

yang mengalami elastic recovery yang lebih besar dibanding lainnya. Dari bentuk yang tidak

bulat tersebut sebenarnya mungkin dapat terjadi kesalahan dalam mengukur diameter dari

hasil indentasi tersebut.

Dari pengujian Brinell didapat nilai kekerasan untuk HCS sebesar 540,35 BHN

sedangkan pada literatur nilai kekerasan dari HCS adalah 170-600 BHN. Dari hasil ini dapat

dikatakan bahwa pengukuran dan penghitungan untuk HCS pada uji Brinell masih dalam

rentang yang benar. Kemudian untuk LCS nilai kekerasan yang didapat adalah 119,43 BHN.

Nilai kekerasan yang didapat ini juga masih berada dalam range nilai kekerasan literatur.

Pada literatur nilai kekerasan tertera angka 86-562 BHN. Untuk LCS pun ternyata pengujian


8/13


9/13

ini kasar. Karena memang spesimen yang digunakan pada uji ini secara kasat mata saja

terlihat tidak begitu halus dan ada beberapa oksida di permukaannya. Uji Vickers yang baik

adalah dengan munggunakan spesimen dengan permukaan yang halus atau tidak kasar. Hal

ini dikarenakan agar beban yang diberikan dapat terdistribusi merata sehingga diagonal hasil

indentasi sama.

Dari pengujian uji Vickers didapat nilai kekerasan untuk HCS sebesar 729,875 VHN

sedangkan pada literatur nilai kekerasan dari HCS adalah 182 848 VHN. Dari hasil ini

dapat dikatakan bahwa pengukuran dan penghitungan untuk HCS pada uji Vickers juga

masih dalam rentang yang benar seperti pada uji Brinell. Kemudian untuk LCS nilai

kekerasan yang didapat adalah 142,66 VHN. Nilai kekerasan yang didapat ini juga masih

berada dalam range nilai kekerasan literatur. Pada literatur nilai kekerasan tertera angka 22.0

661 VHN. Untuk LCS pun ternyata pengujian yang dilakukan masih dalam rentang yang

benar. Pada pengujian kali ini permukaan kasar spesimen ternyata tidak begitu

mempengaruhi sehingga hasil yang didapat masih dapat dikatakan benar. Seharusnya lebih

memperhatikan lagi kekasaran permukaan spesimen agar tidak mengalami kesalahan hasil

nilai kekerasan.

Jika dibandingkan dengan nilai kekerasan yang didapat pada uji Brinell, hasil yang

didapat pada uji Vickers memiliki perbandingan yang relatif sama antara HCS dengan LCS.

Dari hal ini juga dapat diketahui secara kasar bahwa hasil pengukuran dan penghitungan

relatif benar. Dapat diketahui pula seperti uji Brinell bahwa HCS lebih keras daripada LCS.

Rockwell


HCS 55,3 HRC 10.0 - 70.0 HRC

LCS 41 HRA 30.0105 HRA

Aluminium 70, 167 HRE 63 HRE

Pada uji ini, indentor yang digunakan untuk HCS dan LCS adalah diamond cone

sedangkan untuk aluminium adalah bola 1/8 inch. Perbedaan indentor ini dikarenakan

menyesuaikan dengan spesimen yang diuji. Kekerasan antara indentor dan spesimen tidak

boleh terpaut begitu besar karena akan menyebabkan tidak terbacanya nilai kekerasan pada

alat uji. Selain itu indentor harus lebih keras dibanding spesimen yang diuji.


10/13

Dari pengujian uji Rockwell didapat nilai kekerasan untuk HCS sebesar 55,3 HRC

sedangkan pada literatur nilai kekerasan dari HCS adalah 10 70 HRC. Kemudian untuk

LCS nilai kekerasan yang didapat adalah 41 HRA sedangkan pada literatur 30 105 HRA.

Nilai kekerasan yang didapat ini dari HCS dan LCS masih dalam range nilai kekerasan pada

literatur. Namun pada aluminium hasil yang didapatkan tidak cocok dengan literatur. Hasil

yang didapatkan pada pengujian adalah 70, 167 HRE, sedangakan pada literatur 63 HRE.

Terjadi perbedaan sekitar 7, 167 HRE. Hal ini terjadi mungkin karena indentor yang

digunakan sudah lama sehingga menyebabkan kekerasan dari indentor itu berkurang. Atau

juga mungkin karena kesalahan pada alat. Karena pada uji ini dilakukan otomatis, tidak

dengan pengukuran dan penghitungan manual.


11/13

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Metoda Brinell menggunakan indentor bola baja mempunyai diameter 10 mm

seberat 3000 kg untuk hard material, 1500 kg dan 500 kg untuk soft material.

Pada percobaan ini praktikan menggunakan beban seberat 187,5 kg dan

mempunyai diameter 2,5 mm.Metode kedua adalah metode Vickers, seperti Brinell, namun dengan indentor

piramida dengan diagonal miring dan sudut antar sisinya sebesar 136.

Metode yang ketiga adalah metode Rockwell, metode ini menggunakan 2

beban sebagai indentornya, yang pertama diberikan beban minor(10 kg)

terlebih dahulu lalu beban mayor, beban minor ini ditujukan untuk

menghilangkan kandungan oksida pada spesimen tersebut.

Harga kekerasan

Brinell


HCS 540,35 BHN 170-600 BHN

LCS 119,43 BHN 86.0562 BHN

Vikers


HCS 729,875 VHN 182848 VHN

LCS 142,66 VHN 22.0661 VHN


12/13

Rockwell


HCS 55,3 HRC 10.0 - 70.0 HRC

LCS 41 HRA 30.0105 HRA

Aluminium 70, 167 HRE 63 HRE

Sifat mekanik yang didapat dari uji keras adalah kekerasan dan kekuatan

Kekuatan dapat dihubungkan dengan kekerasan melalui persamaan

UTS = 3,45 x BHN

Dari hasil perhitungan, HCS lebih kuat dari LCS


13/13

DAFTAR PUSTAKA

Callister, William D. 1994.Materials Science and Engineering: An Introduction.John

Wiley&Sons, Inc.

Dieter, George E. 1976.Mechanical Metallurgy. Second Edition. McGraw-Hill Inc.

http://classes.mst.edu/ide120/lessons/hardness/index.html diakses tanggal 31 Maret

2011

http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steeldiakses tanggal 31 Maret 2011

http://www.matweb.com/index.aspxdiakses tanggal 31 Maret 2011
http://classes.mst.edu/ide120/lessons/hardness/index.htmlhttp://classes.mst.edu/ide120/lessons/hardness/index.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steelhttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steelhttp://www.matweb.com/index.aspxhttp://www.matweb.com/index.aspxhttp://www.matweb.com/index.aspxhttp://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_steelhttp://classes.mst.edu/ide120/lessons/hardness/index.html

laporan labtek uji keras

Documents