BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu

yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material

terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah

ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur Lubrikasi kekerasan berarti ketahanan

terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai Itu adalah

ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna

Kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong. Begitu banyak

konsep kekerasan mater ial yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun

demikian konsep-konsep tersebut dapat. Dihubungkan pada satu mekanisme yaitu

tegangan alir plastis dari material yang diuji.

Uji keras merupakan pengujian yang paling efektif karena dengan pengujian

ini, kita dapat dengan mudah mengetahui gambaaran sifat mekanis suatu material.

Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja,

nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan

dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai

material ulet atau getas.

Uji keras juga dapat digunakan sebaagai salah satu metode untuk mengetahui

pengaruh perlakuan panas atau dingin terhadap material. Material yang teah

mengalami cold working, hot working, dan heat treatment, dapat diketahui

gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur kekerasan permuakaan

suatu material. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita sapat dengan mudah

melakukan quality control terhadap material.

1.2 Rumusan Masalah

4.2.1. Jelaskan metode pengukuran kekerasan menurut: Brinnel, Rockwell,

Vickers dan Knoop?

4.2.2. Bagaimanakah analisis hasil pengujian kekerasan yang telah saudara

lakukan?

4.2.3. Mengapa kekerasan suatu bahan munurun jika bahan tersebut dipanaskan?

4.2.4. Jelaskan hubungan antara kekerasan dengan kekuatan?

4.2.5. Jelaskan sumber-sumber kesalahan hasil pengujian kekerasan yang anda

lakukan?

1.3 Tujuan Pengujian

Tujuan dari pengujian kekerasan ini adalah untuk mengetahui angka

kekerasan dari suatu bahan, hal ini merupakan salah satu sifat mekanik yang

penting.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical

properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui

khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan

(frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting

mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering). Kekerasan

didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi

atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan

menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :

1. Brinnel (HB / BHN)

2. Rockwell (HR / RHN)

3. Vikers (HV / VHN)

4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red)

Pemilihan masing-masing skala (metode pengujian) tergantung pada :

a. Permukaan material

b. Jenis dan dimensi material

c. Jenis data yang diinginkan

d. Ketersedian alat uji

2.2 Pengujian Kekerasan

Terdapat tiga jenis umum mengenai ukuran kekerasan yang tergantung cara

melakukan pengujian yaitu:

2.2.1. Metode goresan (scratch hardness)

Metode goresan merupakan perhatian utama para ahli mineral. Pengukuran

kekerasan berbagai mineral dan bahan-bahan yang lain, disusun berdasarkan

kemampuan goresan satu sama yang lain. Ada beberapa metode dalam pengujian

kekerasan antara lain:

a. Metode skala Mohs

Metode Mohs disebut juga metode abrasi atau uji kekerasan. Skala ini terdiri

atas 10 standar mineral disusun berdasarkan kemampuannya untuk digores,

seperti tampak pada Tabel 2.1. Mineral yang paling lunak pada skala ini adalah

talk (kekerasan gores 1), sedangkan intan mempunyai kekerasan 10. Skala Mohs

tidak cocok untuk logam, karena interval skala pada nilai kekerasan tinggi tidak

benar. Logam yang paling keras mempunyai harga kekerasan pada skala Mohs,

antara 4 sampai 8. Pengujian ini digunakan untuk mengukur kekerasan batuan.

Prinsip kerjanya adalah mineral atau batuan digores dengan mineral lain yang

memiliki kekerasan tinggi.

Tabel Skala Mohs

Material standar Mohs Material lain Angka Kekerasan

Skala Mohs Knoop

Talc   1 2

  Pb 1 s/d 2 5

Gypsum   2 32

  Cu 2 s/d 3 40

Calcite   3 120

  Mild Steel 3 s/d 4 100

Fluorite   4 150

Apatite   5 400

Feldspar   6 560

  W 7  

Quartz   7 700

  Martensitic steel 7 s/d 8 700

Topaz   8 1300

  Hard Cr Plating 8 1800

Corundum   9 1800

  WC 9 s/d 10 1800

Diamond   10 6000

(Vander Voort,George. Metallography)

b. Metode Jarum Penggores dari Intan

Metode ini dilakukan dengan cara mengukur kedalaman atau lebar goresan

pada permukaan benda uji yang dibuat oleh jarum penggores yang terbuat dari

intan. Beban sebesar 3 kgf digunakan dan lebar goresan diukur melalui mikroskop

dengan rumus:

dimana H = nilai kekerasan goresan

d = lebar goresan dalam mikrometer.

2.2.2. Metode Lekukan ( indentation hardness )

Dari ketiga cara pengujian kekerasan, indentation hardness adalah yang

banyak digunakan. Pengetesan ini dapat dilakukan terhadap logam hasil perlakuan

panas (Heat treatment). Identation hardness terdiri dari:

1. Metode Brinell

Metode ini pertama kali dilakukan oleh Brinell pada tahun 1900. Metode ini

berupa pengidentasian sejumlah beban terhadap permukaan material dengan

penetrator yang digunakan berupa bola baja yang dikeraskan dengan diameter 10

mm dan standar bebanya antara 0.97 s.d 3000 kgf. Pembebanan dilakukan dengan

standar waktu, biasanya 30 detik.

Kekerasan yang diberikan merupakan hasil bagi beban penekan dengan luas

permukaan lekukan bekas penekan dari bola baja. Dapat dirumuskan dengan

dimana :

BHN = nilai kekerasan brinell

P = beban yang diterapkan (kg)

D = diameter bola (mm)

d = diameter lekukan (mm)

Tabel Standar Uji Brinell (ASTM 10)

Diameter Bola

(mm)

Beban (kgf) Angka Kekerasan yang

Disarankan (HB)

10 3000 96-600

10 1500 48-300

10 500 16-100

2. Metode Rockwell

Metode pengujian kekerasan Rockwell merupakan metode yang paling

sering digunakan unutk mengukur kekerasan karena metode ini mudah

dipraktekkan dan tidak membutuhkan keahlian khusus. Beberapa skala yang

berbeda dapat digunakan unutk kombinasi yang mungkin dari bermacam – macam

indenter dan beban yang berbeda-beda. Indenter ( penekan) terdiri dari bola baja

yang dikeraskan mempunyai diameter antara 1/16, 1/8, ¼, dan ½ in (1.588, 3.175,

6.350, dan 12.70 mm), dan penekan intan yang berbentuk kerucut yang digunakan

untuk material yang sangat keras.

Dengan metode ini, angka kekerasan dapat ditentukan melalui perbedaan

kedalaman dari hasil penekanan dari penerapan beban awal minor dan diikuti oleh

beban mayor, penggunaan beban minor dapat mempertinggi akurasi dari

pengujian. Berdasarkan besar beban dari minor maupun mayor, ada dua tipe

pengujian yaitu Rockwell dan Superficial Rockwell. Untuk Rockwell, beban

minor adalah 10kgf, dimana beban mayor adalah 60, 100, dan 150 kgf. Masing –

masing skala diwakili oleh huruf –huruf alphabet yang ada di tabel. Untuk

Superficial Rockwell, beban minornya 3 kgf dan beban mayornya 15, 30, dan 45

kgf. Skala ini diidentifikasi dengan 15, 30, atau 45 (berdasarkan beban) diikuti

dengan N, T, W, X, atau Y, tergantung pada penekan. Pengujian Superficial

biasanya digunakan untuk spesimen tipis.

Ketika menentukan kekerasan Rockwell dan Superficial, angka kekerasan

dan skalanya harus ditunjukan. Skala ditunjukan dengan simbol HR diikuti

dengan penunjukan skala yang tepat. Contohnya 80 HRB menunjukan kekerasan

Rockwell 80 pada skala B dan 60HR30W menunjukan kekerasan Superficial

60pada skala 30W.

Untuk masing – masing skala kekerasannya dapat mencapai 130, namun nilai

kekerasan meningkat diatas 100 atau menurun dibawah 20 pada skala berapapun,

mereka menjadi tidak akurat. Ketidakakuratan juga dapat dialami jika spesimen

terlalu tipis. Ketebalan spesimen seharusnya paling tidak 10 kali dari kedalaman

penekanan.

Gambar Mata Tekan Uji Kekerasan Rockwell dan Proses Pengujian Rockwell

Tabel Skala Kekerasan Rockwell

SkalaBeban Mayor

(Kgf)Tipe Indentor Tipe Material Uji

A 601/16” bola intan

kerucut

Sangat keras, tungsten,

karbida

B 100 1/16” bola

Kekerasan sedang, baja

karbon rendah dan

sedang, kuningan,

perunggu

C 150 Intan kerucut

Baja keras, paduan yang

dikeraskan, baja hasil

tempering

D 100 1/8” bola Besi cor, paduan

alumunium, magnesium

yg dianealing

E 100 Intan Kerucut Baja kawakan

F 60 1/16” bolaKuningan yang

dianealing dan tembaga

G 150 1/8” bolaTembaga, berilium,

fosfor, perunggu

H 60 1/8” bola Pelat alumunium, timah

K 150 ¼” bolaBesi cor, paduan

alumunium, timah

L 60 ¼” bola Plastik, logam lunak

M 100 ¼” bola Plastik, logam lunak

R 60 ¼” bola Plastik, logam lunak

S 100 ½” bola Plastik, logam lunak

V 150 ½” bola Plastik, logam lunak

Tabel Skala Kekerasan Superficial Rockwell

Skala Indenter Beban Mayor ( kgf )

15N Diamond 15

30N Diamond 30

45N Diamond 45

15T 1/16 in. Ball 15

30T 1/16 in. Ball 30

45T 1/16 in. Ball 45

15W 1/8 in. Ball 15

30W 1/8 in. Ball 30

45W 1/8 in. Ball 45

3. Metode Vickers

Metode ini mirip dengan metode Brinell tetapi penetrator yang dipakai berupa

intan berbentuk piramida dengan dasar bujur sangkar dan sudut puncak 1360.

Beban yang digunakan biasanya 1 s/d 120 kg [6].

Gambar Cara Pengukuran Diameter pada Identor Vickers

dimana:

P = Beban yang ditetapkan

L = Panjang diagonal rata-rata

Gambar the Vickers Diamonds-piramids Identor

Gambar Macam –Macam Lekukan yang Dihasilkan Penumbuk Intan

Lekukan yang benar yang dibuat oleh penumbuk piramida intan harus

berbentuk bujur sangkar (a). Akan tetapi, sering juga ditemukan penyimpangan

pada pengujian Vickers. Lekukan bantal jarum pada gambar (b) adalah akibat

pengukuran terjadinya penurunan logam disekitar permukaan piramida yang datar.

Keadaan demikian terdapat pada logam-logam yang dilunakkan dan

mengakibatkan pengukuran panjang diagonal berlebih. Lekukan berbentuk tong

pada (c) terdapat pada logam-logam yang mengalami proses pengerjaan dingin.

Bentuk demikian diakibatkan oleh penimbunan ke atas logam-logam disekitar

permukaan penumbuk

4. Uji Kekerasan Mikro ( Microhardness Tester)

Metode ini menggunakan prinsip indentasi yang digunakan untuk mengukur

kekerasan benda-benda mikro. Penetratornya adalah intan dengan perbandingan

diagonal panjang dan pendek sekitar 7:1. Intan tersebut berupa intan kasar yang

dibentuk sedemikian menjadi bentuk piramida.. Angka kekerasan knoop (KHN)

adalah beban dibagi luas proyeksi lekukan yang tidak akan kembali ke bentuk

semula.

Gambar The Knoop diamond-pyramid indenter

Angka kekerasan Knoop (KHN) dirumuskan sebagai berikut

(Dieter, Goerge . Mechanical Metallurgy)

dimana P = beban yang diterapkan (kg)

Ap = luas proyeksi lekukan yang tidak pulih ke bentuk semula

L = panjang diagonal yang lebih panjang

C = konstanta untuk setiap penumbuk

5. Metode Meyer

Metode Meyer hampir sama dengan Metode Brinell, yang membedakan

adalah pada Meyer yang diperhatikan adalah projected area pada bekas indentasi

sedangkan pada Brinell adalah pada luas area permukaan. Rata – rata tekanan

antara permukaan indentor dan indentasinya sama dengan beban dibagi projected

area dari bekas indentasi.

Cara menghitung kekerasan dengan metode Meyer atau MHN V

dimana

MHN = nilai kekerasan Meyer

P = Beban yang diberikan

d = diameter penekanan

Seperti uji kekerasan Brinell, uji kekerasan Meyer memiliki satuan kg/mm2.

Uji Meyer kurang sensitif dibandingkan dengan uji kekerasan Brinell. Untuk

pengerjaan pendinginan pengujian kekerasan Meyer lebih konstan dan valid

dibandingkan dengan uji kekerasan Brinell yang hasilnya berfluktuasi. Uji

kekerasan Meyer lebih fundamental dalam perhitungan kekerasan indentasi

namun secara prakteknya jarang digunakan untuk pengujian kekerasan

Gambar Alat Penguji Kekerasan Meyer

6. Metode Kerucut (HRC)

Metode ini termasuk metode Rockwell yang dalam penerapannya

menggunakan indentor berupa sebuah batu intan berbentuk piramida dengan sudut

puncak 120

Pada metode ini beban awal dipasang sebesar 10 kgf dan ujung kerucut

masuk sedikit ke dalam bahan. Hal ini pertama kali dilakukan agar terhindar dari

ketidakrataan permukaan. Selanjutnya penunjuk jam diset pada kedudukan 100.

Lalu beban utama sebesar 140 kgf dipasang, sehingga beban seluruhnya sebesar

150 kgf yang menyebabkan kerucut masuk lebih dalam lagi dan penunjuk jam

kembali. Setelah beberapa saat beban utama diambil kembali, maka kerucut

tersebut merapat kembali karena bentuk elastis dari bahan yang diukur. Penunjuk

jam ukur akan berputar sedikit naik, kedudukan penunjuk saat itulah dinyatakan

dalam HRC (dengan skala 0 s/d 100).

Gambar Perbandingan Penetrator dari metode Brinell dan Rockwell

Berdasarkan gambar perbandingan diatas sudah dapat kita simpulkan bahwa

metode ini hanya sesuai untuk specimen yang strukturnya homogen saja. Hal ini

dikarenakan ujung penetrator memiliki luas permukaan yang sempit sehingga

tidak dapat mewakili struktur permukaan specimen yang strukturnya heterogen

7. Metode Knoop Diamond Microhardness Test

Metode yang dikembangkan di Amerika Serikat ini menggunakan indenter

intan piramida yang didesain untuk memberikan penekanan tipis dan panjang,

panjangnya adalah tujuh kali lebih besar dari lebarnya, dan sekitar 30 kali lebih

besar dari kedalamannya . Bentuk ini memberikan keuntungan lebih daripada

metode Vickers, karena dapat memberikan keakuratan yang lebih tinggi dalam

perhitungan nilai kekerasan.

Nilai kekerasan Knoop, HK adalah sebagai berikut:

dimana

HK = nilai kekerasan Knoop

L = beban yang diberikan

d = panjang dari diagonal pada micrometer.

Gambar Schematic of diamond-point indenter and plan view of the indentation

area

8. Metode Peluru

Pada dasarnya metode ini sama dengan metode kerucut, hanya pada metode

ini menggunakan penetrator sebuah peluru baja yang dikeraskan dengan diameter

1/16 inci menggunakan beban tertentu dalam bahannya. Skala yang dipakai adalah

30 s/d 130, dengan skala 30 dianggap beban yang lunak dan 130 adalah beban

yang paling keras.

Prinsip kerjanya mula-mula peluru ditekan pada bahan dengan beban awal

sebesar 10 kgf, kemudian ditambahkan beban utama sebesar 90 kgf. Setelah

beberapa lama beban utama diambil dan pengukur menunjukkan beberapa mm

peluru ke dalam bahan.

Pada metode ini kelebihan dan kekurangannya sama dengan metode kerucut,

karena ketelitiannya tidak akurat, maka metode ini hampir tidak dipakai.

a. b. c.

Gambar Penetrator a.) steel ball 1/8” b.) steel ball 1/16” c.) intan

Uji kekerasan dilakukan dengan menggunakan spesimen-spesimen dengan

syarat-syarat tertentu yang harus terpenuhi. Syarat spesimen untuk uji kekerasan,

yaitu:

1. Permukaan spesimen harus rata (sejajar).

2. Permukaan spesimen harus halus.

3. Permukaan spesimen harus bersih.

4. Jarak indentasi satu dengan yang lain minimal 3d (d = diameter bekas

indentasi).

5. Ketebalan spesimen minimal 10 d (d = diameter bekas indentasi).

Tabel Macam-Macam Metode Kekerasan Lekukan

2.2.3. Metode pantulan ( rebound / dynamic hardness )

Pada pengukuran kekerasan dinamik, biasanya penumbuk dijatuhkan ke

permukaan logam dan kekerasan dinyatakan oleh energi tumbuknya. Skeleroskop

Shore (shore scleroscope), yang merupakan contoh paling umum dari suatu alat

penguji kekerasan dinamik mengukur kekerasan yang dinyatakan dengan tinggi

lekukan atau tinggi pantulan. Standar yang digunakan pada metode scleroscope

shore adalah ASTM C-886. ). ASTM C-866 merupakan American society for

testing and materials dengan spesifikasi C-866 yang merupakan material untuk

mesin mesin penguji yang merupakan paduan atau campuran dari carbon,

chromium, vanadium, tungsten atau kombinasi cobalt atau standar konversi

kekerasan dari logam. Metode Kekerasan Sklereskop ditunjukan dengan angka

yang diberikan oleh tingginya ujung palu kecil setelah dijatuhkan dalam tabung

gelas dalam ketinggian 10 inch (250 mm) terhadap permukaan benda uji.

1. Metode scleroscope shore

Metode Kekerasan Sklereskop ditunjukan dengan angka yang diberikan oleh

tingginya ujung palu kecil setelah dijatuhkan dalam tabung gelas dalam

ketinggian 10 inch (250 mm) terhadap permukaan benda uji.

2.3 Nilai Konversi Kekerasan

Fasilitas untuk mengonversi pengukuran kekerasan pada satu skala menjadi

skala yang lain sangat diinginkan. Namun, karena kekerasan merupakan sifat

material yang tidak ditetapkan dengan baik dan karena perbedaan eksperimen

antara bermacam-macam teknik, sebuah skema konversi yang luas tidak

ditemukan. Data konversi kekerasan telah ditentukan secara eksperimen dan

ditemukan bergantung pada tipe dan karakteristik material. Data konversi yang

paling dapat dipercaya ada pada gambar di bawah ini.

Gambar Perbandingan dari beberapa skala kekerasan

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat: Alat Uji kekerasan (Hardness Tester), Ampelas, Mesin Penghalus

3.1.2 Bahan: Baja dan Alumunium

3.2 Prosedur Percobaan

- Potong speciment dengan tebal lebih kurang 10 mm

- Haluskan speciment dengan kertas amplas sampai rata dan halus

- Pasang spesiment pada tempat datar

- Atur Hardnees Tester dengan metode pengujian Brinell (HB)

- Lakukan proses pengujian dengan menekan benda uji

- Lakukan sebanyak 5x

- Print hasil pengujian

3.3 Data Pengujian

- Jenis Metode Pengujian: Pantulan Brinell

- Jenis Mesin: Hardnees Tester

- Tanggal Pengujian: 23 November 2012

- Praktikan: Kelompok 16

- Asisten Pengawas:

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

No. BahanP D d Kekerasan

Kg mm mm Lickers

1.

2.

3.

4.

5.

Alumunium 500 10

3,4

2,6

2,4

3,0

2,2

284

389

256

268

292

Rata – Rata 298

No. BahanP D d Kekerasan

Kg mm mm BHN

1.

2.

3.

4.

5.

Baja 2000 10

4,1

4,0

4,0

4,1

4,0

268

285

286

281

272

Rata - Rata 278

4.2 Pertanyaan

4.2.1. Jelaskan metode pengukuran kekerasan menurut: Brinnel, Rockwell,

Vickers dan Knoop?

4.2.2. Bagaimanakah analisis hasil pengujian kekerasan yang telah saudara

lakukan?

4.2.3. Mengapa kekerasan suatu bahan munurun jika bahan tersebut dipanaskan?

4.2.4. Jelaskan hubungan antara kekerasan dengan kekuatan?

4.2.5. Jelaskan sumber-sumber kesalahan hasil pengujian kekerasan yang anda

lakukan?

4.3 Jawaban

4.3.1. Metode Pengukuran Kekerasan Menurut: Brinnel, Rockwell, Vickers Dan

Knoop

a. Kekerasan Brinnel

Menurut Brinnel : Uji kekerasan Brinell berupa pembentukan lekukan pada

permukaan logam dengan memakai bola baja berdiameter 10 mm dan diberi

beban 3000 kg. Untuk logam lunak, beban dikurangi hingga tinggal 500 kg, untuk

menghindarkan jejak yang dalam, dan untuk bahan yang sangat keras, digunakan

paduan karbida tungsten, untuk memperkecil terjadinya distorsi indentor. Beban

diterapkan selama selang waktu tertentu, biasanya 30 detik, dan diameter lekukan

diukur dengan mikroskop daya rendah, setelah beban tersebut dihilangkan.

Kemudian dicari harga rata-rata dari 2 buah pengukuran diameter pada jejak yang

berarah tegak lurus, permukaan dimana lekukan akan dibuat harus relatif halus,

bebas dari debu atau kerak.Angka kekerasan Brinell (BHN) dinyatakan sebagai

beban P dibagi luas permukaan lekuakan. Rumus untuk angka kekerasan tersebut

adalah :

BHN = P = P

(πD/2) (D - √ D2 – d2) πDt

Jejak yang relatif besar dari pada kekerasan Brinell memberikan keuntungan

dalam membagikan secara pukul rata ketidakseragaman lokal, selain itu uji Brinell

tidak begitu dipengaruhi oleh goresan dan kekerasan permukaan dibandingkan

dengan uji kekerasan yang lain. Dilain pihak, jejak Brinell yang besar ukurannya,

dapat menghalangi pemakaian uji tersebut untuk benda uji yang kecil, atau pada

bagian yang kritis terhadap tegangan, dimana lekukan yang terjadi dapat

menyebabkan kegagalan (failure).

b. Kekerasan Rockwell

Menurut Rockwell : Metoda pengujian kekerasan Rockwell yaitu

mengindentasi material contoh dengan indentor kerucut intan atau bola baja.

indentor ditekan ke material dibawah beban minor/terkecil pada umumnya 10 kgf.

Ketika keseimbangan telah dicapai, suatu indikasi terlihat pada alat, yang

mengikuti pergerakan indentor dan demikian bereaksi terhadap perubahan

kedalaman penetrasi oleh indentor, ini merupakan angka posisi pertama. Beban

kedua atau beban utama ditambahkan tanpa menghilangkan beban awal, sehingga

akan meningkatkan kedalaman penetrasi. Saat keseimbangan kembali tercapai,

beban utama dihilangkan tetapi beban awal masih tetap diberikan. Dengan

hilangnya beban utama maka akan terjadi recovery parsial dan terjadi

pengurangan jejak kedalaman.Peningkatan kedalaman penetrasi akhir sebagai

hasil aplikasi ini dan kehilangan beban utama digunakan untuk menentukan nilai

kekerasan Rockwell

HR = E – e

c. Kekerasan Vickers

Menurut Vickers : Permukaan benda uji ditekan dengan penetrator intan

berbentuk piramida dasar piramida berbentuk bujur sangkar dan sudut antara dua

bidang miring yang berhadapan 136º. Sudut ini dipilih, karena nilai tersebut

mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan antara diameter

lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan Brinell. Karena bentuk

penumbuknya piramid, maka pengujian ini sering dinamakan uji kekerasan

piramidsa intan. Angka kekerasan piramida intan (DPH), atau angka kekerasan

Vickers (VHN atau VPH), didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan

lekukan. Beban yang biasanya digunakan pada uji Vickers berkisar 1 hingga 120

kg, tergantung kepada kekerasan logam yang diuji. Hal-hal yang menghalangi

keuntungan pemakaian metode Vickers adalah: uji kekerasan Vickers tidak dapat

digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian tersebut lamban; memerlukan

persiapan permukaan benda uji yang hati-hati; dan terdapat pengaruh kesalahan

manusia yang besar pada penentuan panjang diagonal. Ketelitian pengukuran

diagonal bekas penekanaan cara Vickers akan lebih tinggi dari pada pengukuran

diameter bekas penekanaan Brinell. Cara Vickers dapat digunakan untuk material

yang sangat keras.

d. Kekerasan Knoop

Menurut Knoop : Metode yang dikembangkan di Amerika Serikat ini

menggunakan indenter intan piramida yang didesain untuk memberikan

penekanan tipis dan panjang, panjangnya adalah tujuh kali lebih besar dari

lebarnya, dan sekitar 30 kali lebih besar dari kedalamannya . Bentuk ini

memberikan keuntungan lebih daripada metode Vickers, karena dapat

memberikan keakuratan yang lebih tinggi dalam perhitungan nilai kekerasan.

Nilai kekerasan Knoop, HK adalah sebagai berikut:

dimana

HK = nilai kekerasan Knoop

L = beban yang diberikan

d = panjang dari diagonal pada micrometer.

4.3.2. Analisis Hasil Pengujian Kekerasan Yang Telah Saudara Lakukan

a. Perhitungan

b. Tabel Data Hasil Perhitungan

No. BahanP D d Kekerasan

Kg Mm mm BHN

1.

2.

3.

4.

5.

Alumunium 500 10

3,4

2,6

2,4

3,0

2,2

53,078

90,991

106,157

67,760

127,388

Rata – Rata 89,0748

No. BahanP D d Kekerasan

Kg Mm mm BHN

1.

2.

3.

4.

5.

Baja 2000 10

4,1

4,0

4,0

4,1

4,0

144,760

151,653

151,653

144,760

151,653

Rata – Rata 148,8958

c. Analisa Perhitungan

Dari table pengolahan data hasil perhitungan percobaan brinell dapat dilihat

bahwa:

Alumunium :53,078-127,388 BHN

Baja :144,760-151,653 BHN

Data pengujian kekerasan menggunakan metode pantulan HB di dapat:

Baja : 278 BHN

Dapat dilihat, Angka brinell pada Baja = 278 BHN, sedangan angka

brinell Baja pada perhitungan = 144,760-151,653 BHN. Hal ini menunjukkan

bahwa data yang diperoleh berbeda (lebih besar) dengan data perhitungan.

Sedangkan perhitungan data Alumunium =53,078-127,388 BHN. Data hasil

perhitungan Alumunium tidak dapat dibandingkan dengan data hasil

pengujian. Hal ini dikarenakan pada saat pengujian dilakukan dengan

menggunakan alat yang memakai metode pantulan HL(Lickers) bukan

HB(Brinell).

Dari data perhitungan Brinell didapatkan angka brinell yang tertinggi

terdapat pada baja, hal ini menunjukkan bahwa material baja mempunyai nilai

yang paling besar dibanding yang lain, hal ini menunjukkan material tersebut

memiliki kekerasan yang lebih keras.

4.3.3. Penjelasan Mengapa Kekerasan Suatu Bahan Munurun Jika Bahan

Tersebut Dipanaskan

Perlakuan panas dengan pendinginan udara merupakan proses

softening yaitu proses normalizing. Normalizing adalah proses di mana

material dipanaskan dahulu sampai suhu austenit kemudian dilakukan

pendinginan dengan medium udara secara perlahan. Proses ini terjadi pada

suhu 55-650C diatas daerah austenit murni. Pendinginan ini mencegah

timbulnya segregasi praeutektoid sehingga struktur mikro yang terbentuk

adalah perlit halus dan tidak ada ferit praeutektoid dalam jumlah banyak.

Dengan demikian akan dihasilkan material yang kekerasannya lebih kecil

dari sebelumnya.

Dari penjelasan di atas jelaslah bahwa kekerasan material dengan

perlakuan panas dengan pendinginan udara lebih kecil daripada bahan uji

dengan tanpa perlakuan panas.

4.3.4. Hubungan Antara Kekerasan Dengan Kekuatan

Kekerasan dari suatu bahan berbanding lurus dengan kekuatan tarik

Karena pengertian dari kekerasan dan kekuatan tarik sama.Sama-sama

berarti ketahan terhadap deformasi plastis.Hanya saja kekerasan adalah

ketahanan material terhadap deformasi local (permukaan),sementara

kekuatan tarik adalah ketahanan material terhadap deformasi plastis yang

terjadi diseluruh permukaan material (global).Sehingga jika suatu bagian

dari material tahan terhadap deformasi plastis maka otomatis seluruh

bagian dari material itu pun akan tahan terhadap deformasi plastis.Karena

itu, semakin keras material maka akan semakin kuat pula pun material

tersebut.

4.3.5. Sumber-Sumber Kesalahan Hasil Pengujian Kekerasan Yang Anda

Lakukan

Terdapatnya kesalahan-kesalahan serta perbedaan-perbedaan hasil

percobaan jika dibandingkan literature disebabkan oleh beberapa

factor,diantaranya adalah :

1. Permukaannya specimen yang terlalu kecil

Hal ini menyebabkan pemilihan titik uji tidak dapat

dimaksimalkan,misalnya pengukuran satu dilakukan terlalu dekat

dengan pengukuran lainnya.Pengukuran yang berdekatan ini

mempenaruhi daerah elastis yang berada dibawah daerah

penekanan (plastis) ke daerah yang laen.

2. Permukaaan benda uji yang berkarat

Sehingga memerlukan proses penghilangan karat dengan

menggunakan kikir atau amplas.Walaupun demikian,masih

terdapat sisa bekas karatan yang masih menempel yang disebabkan

karena ketidakmaksimalan dalam melakukan proses pembersihan

akibat keterbatasan waktu,permukaan yang berkarat ini

mempengaruhi angka kekerasan yang diuji.Sebab ,dengan adanya

karat kekerrasan permukaan bertambah ,dan mempengaruhi

perbandingan dengan nilai pada literatur.

3. Pengukuran dilakukan pada pinggir specimen

Hal ini disebabkan material yang diuji memiliki penampang

kecil,sehingga diambil titik yang hampir berdekatan dengan pinggir

specimen.Akibatnya,daerah hasil indentasi pada pinggir specimen

memiliki nilai yang berbeda dengan hasil pengujian yang dilakukan

pada bagian tengah specimen.

4. Permukaan bawah benda uji yang tidak rata

Hal mempengaruhi dalam melakukan pengambilan data,sebab

permukaan yang tidak rata ini menyebabkan benda uji terangkat

keatas.Walaupn sedikit besarnya,namun hal ini mempenagruhi nilai

kekerasan yang diperoleh.

5. Hasil dari pembersihan karat tidak benar-benar bersih

Mempengaruhi pengambilan data diagonal atau diameter

jejak,permukaan yang tidak merata ini menyulitkan dalam

pengambilan data pada proses penglihatan nilai melalui mikroskop.

6. Kesalahan paralaks ketika pengambilan data

Terjadi pada saat mengukur diameter jejak dan panjang

diagonal,pembacaan skala pada mesin uji.Hal ini disebabkan oleh

beberapa hal antara lain alat yang telah digunakan sudah tidak baik

lagi,ditunjukkan pada saat pembacaan skala pada

mikroskop,angka-angka pada skala yang sudah tidak jelas lagi

menyulitkan dalam pengambilan data sehingga dilakukan

pembulatan.

7. Kesulitan dalam penggunaan alat

Hal ini ditunjukkan ketika melakukan penempatan specimen

pada posisi yang pas pada mikroskop di skala nol-nya,akibatnya

penempatan specimen uji tidak pas dengan skala nol sehingga

mempengaruhi perbandingan dengan literarut.

8. Pengukuran diagonal dan diameter jejak pada suatu titik saja

Hasil akan lebih akurat jika diameter jejak diukur di tiap titik

kemudian diambil rata-ratanya,begitupun juga dengan pengukuran

diagonal dimana hasil lebih akurat dengan nilai rata-rata dari dua

diagonal tersebut.

9. Pengujian titik dilakukan hanya pada satu titik saja (keminiman

data).

Baik pada pengambilan data nilai kekerasan serta pengukuran

jejak.Hasil lebih akurat jika dilakukan ke beberapa titik dan

membuat rata-ratanya.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

5.1.1 Uji kekerasan Brinell berupa pembentukan lekukan pada permukaan logam

dengan memakai bola baja

5.1.2 Metoda pengujian kekerasan Rockwell yaitu mengindentasi material contoh

dengan indentor kerucut intan atau bola baja.

5.1.3 Metoda pengujian kekerasan Vickers adalah metode pengujian yang

permukaan benda ujinya ditekan dengan penetrator intan berbentuk piramida

dasar piramida berbentuk bujur sangkar dan sudut antara dua bidang miring yang

berhadapan 136º.

5.1.4 Metoda pengujian kekerasan Knoop menggunakan indenter intan piramida

yang didesain untuk memberikan penekanan tipis dan panjang serta memberikan

keuntungan lebih daripada metode Vickers, karena dapat memberikan keakuratan

yang lebih tinggi dalam perhitungan nilai kekerasan.

5.1.5 Pada perhitungan Brinell didapatkan angka brinell yang tertinggi terdapat

pada baja, hal ini menunjukkan bahwa material baja mempunyai nilai yang paling

besar dibanding yang lain, hal ini menunjukkan material tersebut memiliki

kekerasan yang lebih keras.

5.1.6 Semakin keras material maka akan semakin kuat pula material tersebut.

5.1.7 Faktor – factor yang menyebabkan terjadinya kesalahan saat melakukan

pengujian kekerasan:

Permukaannya specimen yang terlalu kecil

Permukaaan benda uji yang berkarat

Pengukuran dilakukan pada pinggir specimen

Permukaan bawah benda uji yang tidak rata

Hasil dari pembersihan karat tidak benar-benar bersih

Kesalahan paralaks ketika pengambilan data

Kesulitan dalam penggunaan alat

Pengukuran diagonal dan diameter jejak pada suatu titik saja

Pengujian titik dilakukan hanya pada satu titik saja (keminiman data).

5.2 Saran