Hardness TEst
-
Upload
jajang-nur-zaman -
Category
Documents
-
view
145 -
download
27
description
Transcript of Hardness TEst
BAB I
PENDAHULUAN
Kekerasan adalah kemampuan sebuah benda atau material terhadap
penetrasi/daya tembus dari benda lain yang lebih keras, pengujian kekerasan
merupakan salah satu dari sekian banyak pengujian kekerasan yang dipakai, karena
dapat dipakai pada benda uji yang kecil tanpa kesulitan mengenai spesifikasi.
Kekerasan suatu bahan dapat ditentukan memalui berbagai macam cara
pengujian, diantaranya adalah :
1. Pengujian kekerasan dengan metode Brinell.
2. Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell.
3. Pengujian kekerasan dengan metode Vickers.
Pengujian kekerasan Brinell adalah dengan menggunakan bola baja yang
dikeraskan, yang berdiameter D kemudian ditekan pada permukaan benda.
Pengujian kekerasan Rockwell sangat cocok untuk semua material, baik
lunak maupun keras. Penggunaan dan penekanan dapat dilakukan dengan leluasa.
Penetrator yang sering digunakan pada percobaan Rockwell adalah intan 120o dan
bola baja inchi.
Pengujian kekerasan Vickers mempunyai kesamaan dengan pengujian
Rockwell, kedua-duanya dapat diukur dengan leluasa pada permukaan. Tetapi
penetrator yang digunakan berbeda. Pengujian kekerasan Vickers menggunakan
intan dengan sudut 136o (berbentuk piramida) sebagai indicator.
Pengujian kekerasan yang paling banyak dipakai adalah penekanan tertentu
pada benda uji dengan beban tertentu, dengan mengukur bekas penekanan, ini
disebabkan oleh timbulnya gaya luar kemudian diuji sampai dimana kekuatan bahan
tersebut. Untuk lebih jelasnya akan diuraikan pada bab selanjutnya.
1
2
BAB II
TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan percobaan HARDNESS TEST adalah :
1. Dapat melakukan percobaan kekerasan bahan.
2. Dapat menentukan/membedakan kekerasan bahan antara sebelum dan
sesudah di “Hardening” dan di “Tempering”.
3. Dapat menentukan kekerasan material berdasarkan metode dibawah ini :
a. Brinell
b. Rockwell
c. Vickers
3
BAB III
TEORI DASAR PENGUJIAN
3.1. Teori Dasar Percobaan
Kekerasan adalah sebagai tahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap
penetrasi/daya tembus dari benda yang lainnya yang lebih keras (penetrator).
1. Kekerasan adalah suatu sifat mekanik bahan yang sebagian besar dipengaruhi
oleh unsur-unsur paduannya. Karbon didalam besi (Fe) secara pasti
mempengaruhi kualitasnya, dan kekerasan yang dibutuhkan dapat dicapai
dengan perlakuan panas.
2. Dari beberapa penyelidikan, bahwa bahan akan bertambah kekerasannya bila
dikerjakan dengan cold worked (misalnya pengerolan dan penarikan).
3.1.1. Metode Brinell
Pengujian terdiri dari pemberian beban dari suatu bola baja yang berdiameter
(D), dengan beban (F) terhadap benda kerja dan dengan mengukur diameter rata-rata
(d) dari identasi pada permukaan benda setelah benda dilepaskan/dihilangkan.
Kekerasan Brinell (HB) merupakan hasil bagi yang didapat dari pembagian beban F
(kg) dengan kurva luas permukaan tersebut dianggap sebagai suatu bagian dari bola
baja yang berdiameter (D).
4
Tabel 3.1 Rumus mendapatkan harga kekerasan Brinell (HB).
No Simbol Keterangan Satuan
1
3
4
5
D
F
D
HB
h
Diameter bola baja (indentor)
Beban pengujian
Diameter rata-rata indentasi
Kekerasan Brinell
Kedalaman indentasi
mm
kg.f
mm
HB
mm
Gambar 3.1. Pembebanan dengan penetrator bola baja pada metode Brinell
F
D
D
h
5
Tabel 3.2 Memperlihatkan hubungan dari penetrator-penetrator dan bahan-bahan.
Load
Ratio
DJ
Ball Diameter Brinell
Hardness
Range
Application10
N (KP)
5
N (KP)
2,5
N (KP)
1,25
N (KP)
1
N (KP)
3029420
(3000)
7355
(750)
1839
(187,5)
459,59
(46,9)
294,2
(30)143 - 945
Steel grey
cast iron
109607
(1000)
2450
(250)
612,9
(62,5)
152,9
(15,6)96,07(10) 48 – 315
Non metals
grey cast iron
aluminium
bend trenbed
54905
(500)
1226
(125)360 (31,2)
76,49
(7,8)49,03 (5)
23,9 –
158
Aluminium
annelead
2,52452
(250)
612,9
(62,5)
152,93(15,6
)
38,25
(3,9)
24,52
(2,5)11,9 – 79
Berring
metals
1,251225
(125)
306
(31,2)76,49 (7,6) 19,51 (2)
11,77
(1,2)6 – 39 Lead
0,5490,3
(50)
122,5
(12,5)30,40 (3,1) 7,85 (0,5) 4,9 (0,5) 2,4 – 15,8
Vern sell
metals
Keterangan :
1. Kekerasan Brinell dinotasikan dengan symbol HB yang didahului dengan harga
standart kekerasan untuk kondisi-kondisi pengujian, yaitu :
Diameter bola baja = 10 mm
Beban = 3000 kg.f
Lama pembebanan = (10 – 15 ) detik
2. Untuk kondisi-kondisi yang lain, symbol HB dilengkapi dengan index yang
menunjukkan kondisi-kondisi dengan urutan sebagai berikut :
Kekerasan Brinell
Beban
Lama pembebanan
6
Contoh :
350 HB 5 / 750 / 20 / berarti :
Kekerasan Brinell = 350 HB
Diameter bola baja yang diukur = 5 mm
Beban yang ditekan = 750 kg.f
Lama pembebanan = 20 detik
3.1.2. Metode Rockwell
Pada metode ini, penetrator (alat penekan) ditekan ke dalam benda kerja
dengan pembebanan.
Kedalaman indentasi memberikan harga kekerasan, secara tepatnya dari
beban-beban mayor terpakai dan minornya menunjukkan kekerasan Rockwell
berpariasi ditunjukkan huruf C dan B yang juga menunjukkan skala Rockwell yang
digunakan.
Tabel 3.3 Mendapatkan harga kekerasan Rockwell C.
No Simbol Keterangan Besaran
7
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
-
-
F0
F1
F
-
-
C
HRC
Sudut puncak kerucut dari permata
Jari-jari kurva puncak kerucut
Beban awal
Beban tambahan
Beban total = F0 + F1 = 10 + 140
Kedalaman indentasi dengan beban awal sebelum
beban tambahan diberikan
Pertambahan kedalaman dengan beban tambahan
Pertambahan kedalaman indentasi permanen
dengan beban awal setelah beban tambahan
disingkirkan, dan pertambahannya dinyatakan
dengan satuan 0,002 mm
Kekerasan Rockwell C 100 c
1200
0,2 mm
10 kg.f
140 kg.f
150 kg.f
-
-
-
-
Fo Fo Fo
100
0
F1
2
1
6 7
3
8
9
3 4
5 3
10,2 mm
100 6
8
Gambar 3.2. Pembebanan dengan penetrator diamond 1200 pada metode
Rockwell C.
Tabel 3.4 Mendapatkan kekerasan Rockwell B
No Simbol Keterangan Besaran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
D
F0
F1
F
-
-
C
HBR
Diameter bola baja
Beban awal
Beban tambahan
Beban total = F0 + F1 = 10 + 90
Kedalaman indentasi dengan beban awal
sebelum beban tambahan diberikan
Pertambahan kedalaman indentasi dengan
beban tambahan
Pertambahan kedalaman indentasi permanan
dengan beban awal sesudah beban tambahan
dihilangkan, dan pertambahannya dinyatakan
dalam suatu satuan 0,002 mm
Kekerasan Rockwell B = 130 c
1,587 mm (1/16)
10 kg.f
90 kg.f
100 kg.f
-
-
-
-
8
79
0
0,2 mm
9
Gambar 3. 3. Pembebanan dengan Penetrator Bola baja 1/16 pada metode
Rockwell B
Tabel 3.5 . Hubungan antara penetrator dengan beban yang digunakan.
Group Methode PenetratorMayor Load Miner Load
N (kg.f) N (kg.f)
HRB
HRC
1/16” Ball
1200 diamond
980,7 (100)
1471 (150)
98,07 (10)
98,07 (10)
HRA
HRD
HRB
HRG
HRH
HRK
1200 diamond
1200 diamond
1/8” ball
1/16” ball
1/8” ball
1/8” ball
588,4 (60)
980 (100)
980,7 (100)
1417 (150)
588,4 (60)
1471 (150)
98,07 (10)
98,07 (10)
98,07 (10)
98,07 (10)
98,07 (10)
98,07 (10)
HRL
HRM
HRP
¼” ball
¼” ball
¼” ball
588,4 (60)
980,7 (100)
1471 (150)
98,07 (10)
98,07 (10)
98,07 (10)
7 865
1
243
22
Fo F1Fo Fo
13030
0
10,2 mm
D
130 5
7
68
0
0,2 mm
10
HRR
HRS
½” ball
½” ball
588,4 (60)
980,7 (100)
98,07 (10)
98,07 (10)
25 N
30 N
45 N
1200 diamond
1200 diamond
1200 diamond
1471,1 (15)
294,2 (30)
441,3 (45)
29,42 (3)
29,42 (3)
29,42 (3)
15 T
30 T
45 T
1/16” ball
1/16” ball
1/16” ball
147,1 (15)
294,2 (30)
422,3 (45)
29,42 (3)
29,42 (3)
29,42 (3)
Keterangan :
Kekerasan Rockwell dinotasikan dalam symbol HR yang didahului dengan
harga kekerasan dan dilengkapi dengan huruf yang menunjukkan skala/satuannya.
Contoh :
60 HRC : - Kekerasan Rockwell = 60
- Dengan skala = C
3.1.3. Metode Vickers.
Indentor dari permata yang digunakan pada pengujian ini yang berbentuk
piramida dengan bidang alas bujur sangkar dengan sudut puncak yang khusus.
Dengan memberikan beban pada logam (benda kerja) dengan beban F dan diagonal
indentasi pada benda kerja diukur setelah beban disingkirkan.
Kekerasan Vickers (HV) adalah suatu hasil bagi yang didapatkan dengan
membagi beban yang dikenakan F (kg.f) dengan luasan bentangan pada permukaan
indentasi (mm2) dan benda kerja, dengan memperhatikan bentuk piramida dengan
alas bujursangkar dan diagonal d serta mempunyai sudut puncak yang sama dengan
indentor dan permata.
Tabel 3.6 Rumus mendapatkan harga kekerasan Vickers (HV).
No Simbol Keterangan Satuan
11
1.
2.
3.
4.
-
F
D
HV
Sudut puncak dengan indentor yang
berbentuk piramida = 1360
Beban yang diberikan
Diameter rata-rata yang didapat dari
diagonal d1dan d2
Kekerasan Vickers
( 0 )
kg.f
mm
Gambar 3.4. Pembebanan dengan penetrator diamond 1360 pada metode Vickers.
3.2. Alat-Alat yang di Gunakan
Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :
F 2
13
d1
d11
12
1. Precision Hardness Tester – GNEHM OM – 150 dan
perlengkapannya.
2. Test piece.
3. Stop watch.
4. Mistar.
5. Penetrator bola baja.
6. Penetrator mata intan.
7. Kaca pembesar
2
3
4
1
5
6
7
13
Gambar 3. 5. Precision Hardness Tester – GNEHM OM – 150
Keterangan :
1. Handel pemutar beban
2. Kaca pembesar
3. Stop Watch
4. Mistar
5. Penetrator bola baja
6. Penetrator mata intan
7. Pengatur beban
14
Gambar 3.6. Test Piece Gambar 7. Stop Watch
Gambar 3.7 Stopwatch
Gambar3. 8. Mistar Gambar3. 9. Penetrator Bola Baja
3.3 Langkah-Langkah Percobaan
3.3.1. Kekerasan Brinell
1. Pasang landasan benda uji pada kedudukannya
2. Gerakkan handle pada posisi 1 (satu)
3. Pasang penetrator bola baja pada kedudukannya, kencangkan mur
benam dengan menggunakan kunci L
4. Pilih beban yang sesuai dengan diameter penetrator dan bahan (lihat
pada table 3.2)
5. Pasang lensa pembesar yang dikehendaki dengan membuka tutup atas
terlebih dahulu.
6. Letakkan benda uji pada landasan dan kencangkan sedikit dengan
memutar Hand Well
1 2 3 4 5 6 7
15
7. Gerakkan tuas dari posisi 1 keposisi 2 dan lanjutkan keposisi 3 secara
perlahan-lahan (merupakan beban awal
8. Tuas gerakkan lagi keposisi 4, tunggu beberapa detik hingga jarum
penunjuk diam
9. Garakkan kembali tuas keposisi 1
10. Nyalakan lampu
11. Pasang mistar yang sesuai dengan lensa pembesar, ukur bekas
lekukan yang terlihat pada kaca pembesar atau mistar
12. Hitung kekerasan benda uji
3.3.2. Kekerasan Rockwell
1. Pasang landasan benda uji pada kedudukannya
2. Gerakkan tuas pada posisi 1 (satu)
3. Pasang penetrator (1/16” atau diamond 1200) pada kedudukannya dan
kencangkan mur benamnya
4. Pilih beban yang sesuai dengan penetratornya (lihat table 3.5)
5. Letakkan benda uji pada landasan dan kencangkan sedikit dengan
memutar Hand Well
6. Gerakkan tuas dari posisi 1 keposisi 2 dan selanjutnya keposisi 3
secara perlahan-lahan (beban awal)
7. Atur dial indicator (jarum penunjuk) pada posisi 0 (nol) dengan
memutar ring (skala luar HRB, skala dalam untuk HRC)
8. Gerakkan tuas keposisi 4 (empat) tunggu beberapa detik hingga jarum
penunjuk diam
9. Gerakkan kembali tuas keposisi 3 (tiga)
10. Baca kekerasan benda uji pada dial indicator sesuai dengan penunjuk
jarum
3.3.3. Kekerasan Vickers
1. Pasang landasan benda uji pada kedudukan
2. Gerakkan handle pada posisi 1 (satu)
16
3. Pasang penetrator diamond dengan sudut 1360
4. Beban yang dikenakan : 1,3,5 kg dengan tambahan bandul pada
bagian belakang mesin GNEHM OM-150, sedangkan beban :
10,30,100 kg tanpa tambahan bandul
5. Untuk beban 1 s/d 10 kg, mula-mula tuas diputar dari posisi 1 (satu)
keposisi 2 (dua), dan selanjutnya keposisi 3 (tiga) secara perlahan-
lahan (tidak sampai keposisi 4)
6. Untuk beban 30 s/d 100 kg, tuas diputar sampai keposisi 4 (empat)
7. Gerakkan kembali tuas keposisi 1 (satu)
8. Pasang lensa pembesar yang dikehendaki dengan membuka tutup atas
terebih dahulu
9. Ukur kedua diagonal bekas penekanan pada kaca pembesar, kemudian
ambil harga rata-ratanya .
10. Hitung kekerasan benda uji
BAB IV
ANALISA DATA PENGUJIAN
MATERI PRAKTIKUM : HARDNESS TEST
SEMISTER / KELAS : III / A2
PEMBIMBING : Ir. H. Ramli Usman, MT
NAMA PESERTA : 1. Muhammad Akmal
2. Muhammad Idrus
3. Mustafa Kamal
4. Murtaza
17
4.1 Data hasil pengamatan
Dari hasil pengamatan pada percobaan yang kami lakukan di Laboratorium,
maka kami dapat mengambil hasil sebagai berikut :
Tabel 4.1 Data hasil pengamatan
No MetodeBeban
(kgf)Penetrator
Diameter Penetrator T
(dtk)Kekerasan
d1(mm) d2(mm) dr(mm)
1 Brinell 187,5 2,5 mm 1,52 1,53 1,53 56 91,35 HB
2 Rockwell 100 1/16 in. - - - 43 227 HRB
3 Vickers 100 1360 1,33 1,34 1,34 46138,35
HV
4.2 Pengolahan Data Pengujian
4.2.1 Pengolahan data pengujian Brinell pada uji Baja.
Diketahui :
F = 187,5 Kg.f
D = 2,5 mm
d = 1,53 mm
t = 59 detik
Untuk metode Brinell dapat digunakan rumus dibawah ini :
18
HB =
=
= 91.35 HB
91.35 HB/ 2,5 / 187,5 / 59
Keterangan :
91.35 = Harga kekerasan
HB = Pengujian menggunakan metode Brinell
2,5 = Diameter bola baja/indentor (mm)
187,5 = Beban yang diberikan (Kg.f)
59 = Lamanya beban yang diberikan (detik)
4.2.2 Pengolahan data pengujian Vickers pada uji baja.
Diketahui :
F =100 Kg.f
< = 1360
d = 1,34 mm
T = 46 detik
Untuk metode Vickers dapat digunakan rumus dibawah ini :
19
HV =138,5 HV
Pengolahan data pengujian Rockwell pada uji baja
Diketahui:
D = inchi
F = 100 kg.f
T = 43 detik
Untuk metode Rockwell didapatkan HR = 227 HR
4.3 Keuntungan dan kerugian
Setelah mengamati dan memahami teori-teori, cara kerja dan data
perhitungan pengujian, maka dapat ditentukan keuntungan dan kerugian dari masing-
masing metode pengujian kekerasan tersebut.
A. Metode Brinell
Keuntungan :
- Mudah dalam pelaksanaan
- Dapat dilakukan dengan logam yang tidak homogen
Kerugian :
- Ketelitian metode ini kurang dibandingkan dengan metode Vickers
20
- Cacat benda uji pada metode ini cenderung lebih besar
B. Metode Rockwell
Keuntungan :
- Ketelitian pengukuran kekerasan tinggi
- Cacat permukaan benda uji akibat penekanan cenderung lebih kecil
Kerugian :
- Tidak dapat menentukan kekerasan pada material yang tidak
homogen
- Kemungkinan kesalahan pengukuran bila bekas penekanan kecil
C. Metode Vickers
Keuntungan :
- Penetratornya dapat melakukan uji kekerasan baik untuk uji yang
lunak maupun keras
- Dengan sudut penetratornya yang kecil maka bekas penekanan
benda uji juga kecil
Kerugian :
- Bahan yang homogen, seperti besi tuang tidak dapat
dipertanggungjawabkan kekerasannya dengan metode ini
- Permukaan benda uji harus licin sehubungan penetratornya kecil.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan “HARDNESS TEST”, maka dapat disimpulkan
sebagai berikut :
1. Pengujian yang digunakan dalam percobaan adalah metode Brinell, Vickers
dan Rockwell
2. Dalam percobaan Brinel menggunakan beban dan Diameter penekanan yang
sama namun memiliki harga yang berbeda.
21
3. Dalam percobaan Vickers juga menggunakan beban dan Diameter
penekanan yang sama namun memiliki harga yang berbeda.
4. Dalam percobaan ini menggunakan beban dan diameter penekanan yang
sama namun memiliki harga yang berbeda.
Dari hasil pengujian maka datanya adalah :
Metode Brinell : 91.35 HBMetode Rockwell HR : 227 HRMetode Vickers HV : 138,5 HV
5.2 Saran
Dari hasil percobaan HARDNESS TEST tersebut, penulis memberikan saran-saran
sebagai berikut :
1. Sebelum melakukan percobaan atau pengujian ini hendaknya mahasiswa
memperhatikan teori-teori terlebih dahulu.
2. Sebaiknya alat-alat yang akan digunakan sudah sempurna dan di
setting dengan baik.
3. Jika terdapat kendala atau kesalahan hendaknya ditanya kepada Dosen
Pembimbing atau teknisi.
4. Setelah melakukan Praktikum sebaiknya alat-alat yang digunakan
harus dibersihkan.