Uji Bahan - IV. Uji Metellografi

8/17/2019 Uji Bahan - IV. Uji Metellografi

1/14

LAPORAN

UJI METALOGRAFI

MUHAMMAD MUKHLISIN

6508040025

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2009


2/14

BAB IV

UJI METALOGRAFI

4.1 T ! "#

4.1.1 T ! "# $ $

Mahasiswa mampu melakukan pengujian metalografi terhadap suatu

material.

4.1.2 T ! "# %& ' '

1. Mahasiwa mampu menganalisa struktur mikro suatu material.

2. Mahasiswa mampu menganalisa komposisi kimia suatu material.

3. Mahasiswa mampu menganalisa perlakuan (treatment) yang pernah

dialami oleh suatu material.

4.2 D"'"( T)*(+

Metalografi merupakan suatu metode untuk menyelidiki struktur logam

dengan menggunakan mikroskop optik dan mikroskop elektron. Sedangkan struktur

yang terlihat pada mikroskop tersebut tersebut disebut mikrostruktur. Pengamatan

tersebut dilakukan terhadap spesimen yang telah diproses sehingga bisa diamati

dengan pembesaran tertentu. Gambar 4.1 berikut menjelaskan spesimen dengan

pembesaran dan lingkup pengamatannya.

Gambar 4.1 Spesimen ukuran dan bentuk obyek pembesaran

!ari gambar diatas dapat diketahui bahwa penyelidikan mikrostruktur

berkisar 1" #−

$m %batas kemampuan elektron mikroskop hingga 1" 2−

$m batas

&'(2

a. Spesimen b. Mikrostruktur $. )ristal d. *tom

" +(2 $m 1" #− ( 1" 2− $m 1" #− $m

1" #− $m


3/14

kemampuan mata manusia,. -iasanya objek pengamatan yang digunakan 1" +−

$m

atau pembesaran +"""(3"""" kali untuk mikroskop elektron dan 1" 3−

$m atau order

pembesaran 1""(1""" kali mikroskop optik.*gar permukaan logam dapat diamati se$ara metalografi maka terlebih

dahulu dilakukan persiapan sebagai berikut

1. Pemotongan spesimen

Pada tahap ini diharapkan spesimen dalam keadaan datar sehingga memudahkan

dalam pengamatan.

2. Mounting spesimen %bila diperlukan,

/ahap mounting ini spesimen hanya dilakukan untuk material yang ke$il atau

tipis saja. Sedangkan untuk material yang tebal tidak memerlukan proses

mounting .

3. Grinding dan polishing

/ahap grinding dan polishing ini bertujuan untuk membentuk permukaan

spesimen agar benar(benar rata. Grinding dilakukan dengan $ara menggosok

spesimen pada mesin hand grinding yang diberi kertas gosok dengan ukuran grid

yang paling kasar %grid 32", sampai yang paling halus. Sedangkan polishing

sendiri dilakukan dengan menggosokkan spesimen diatas mesin polishing

machine yang dilengkapi dengan kain wool yang diberi serbuk alumina dengan

kehalusan 1(" "+ mikron. Panambahan serbuk alumina ini bertujuan untuk lebih

mengahluskan permukaan spesimen sehinggan akan lebih mudah melakukan

metalografi.

4. Etsa (etching)

Proses etsa ini pada dasarnya adalah proses korosi atau mengorosikan permukaan

spesimen yang telah rata karena proses grinding dan polishing menjadi tidak rata

lagi. )etidakrataan permukaan spesimen ini dikarenakan mikrostruktur yang

berbeda akan dilarutkan dengan ke$epatan yang berbeda sehingga meninggalkan

bekas permukaan dengan orientasi sudut yang berbeda pula. Pada

pelaksanaannya proses etsa ini dilakukan dengan $ara men$elupkan spesimen

pada $airan etsa dimana tiap jenis logam mempunyai $airan etsa (etching

reagent) sendiri(sendiri. Perhatikan gambar 4.2 yang menunjukkan pengaruh efek

&'(3


4/14

proses etsa permukaan spesimen yang telah mengalami proses grinding dan

polishing .

Gambar 4.2 Pengaruh etsa terhadap permukaan spesimen

Setelah permukaan spesimen dietsa maka spesimen tersebut siap untuk

diamati di bawah mikroskop dan pengambilan foto metalografi.

Pengamatan metalografi pada dasarnya adalah melihat perbedaan

intensitas sinar pantul permukaan logam yang dimasukkan ke dalam mikroskop

sehimgga terjadi gambar yang berbeda %gelap agak terang terang,. !engan demikian

apabila seberkas sinar di kenakan pada permukaan apesimen maka sinar tersebut

akan dipantulkan sesuai dengan orientasi sudut permukaan bidang yang terkena sinar.

Semakin tidak rata permukaan maka semakin sedikit intensitas sinar yang terpantul

ke dalam mikroskop. *kibatnya warna yang tampak pada mikroskop adalah warnahitam. Sedangkan permukaan yang sedikit terkorosi akan tampak berwarna terang

%putih, sebagaiman ditunjukkan pada gambar 4.3 berikut.

Gambar 4.3 Pantulan sinar pada pengamatan metalografi

&'(4

a. Permukaan sebelum dietsa b. Permukaan sesudah dietsa

Sinar datang

)elabu Putih Gelap 0itam


5/14

4., M)-* */* +

4.,.2 B"&"#

1. 2 buah Spesimen

2. )ertas gosok %grid 32" 4"" dan #"",

3. )ain wool

4. -ubuk alumina

+. rutan ital 2 %*lkohol 5 ml 6 0 7 3 2 ml ,

#. )ain bersih

4.,., A/"-

1. Polishing Machine

2. 8awan kimia

3. Pipet

4. Mikroskop

5. Dryer

4.,.4 L"# %"& %)(!"

1. Pemotongan spesimen

Proses ini tidak dilakukan pada praktik metalografi karena spesimen yang

disediakan telah dipotong dengan ukuran tertentu. 0al ini bertujuan untuk

mempersingkat waktu.

2. Grinding

• Mengambil kertas gosok yang paling kasar % grid 32", yang telah

digunting sesuai dengan bentuk piringan hand grinding dan pasang pada

hand polishing machine .

• Menyalakan polishing machine buka katup sehingga air mengalir di

kertas gosok tersebut dan sampai halus permukaan.

• Mengangkat spesimen dan amati permukaan yang digosok. -ila masih

ada goresan yang tidak searah dengan orientasi gosokkan gosok lagi

sampai tidak ada lagi goresan yang tidak searah.

&'(+


6/14

• -ila goresan sudah searah matikan polishing machine dan aliran air

kemudian ganti kertas gosok dengan grid yang lebih halus %32" 4""

dan #"", dan gosok lagi seperti langkah sebelumnya.

• -ila proses grinding telah selesai mematikan polisher dan aliran

polisher serta $u$i spesimen dengan air.

• 0al yang perlu di perhatikan dalam proses grinding yaitu setiap

pergantian kertas gosok maka arah orintasi penggosokan harus tegak

lurus dengan arah orientasi penggosokan sebelumnya.

3. Polishing

• )ertas kain wool diambil dan dipasang pada polishing machine .

• Polishing machine dinyalakan membuka sedikit katup air sehingga air

mengalir tidak terlalu deras diatas kain wool yang berputar.

• -enda yang akan di polishing di $elupkan terlebih dahulu ke dalam

serbuk alumina.

• Spesimen diambil ditelungkupkan pada polisher dengan sedikit tekanan

diatas kain wool tersebut dan tahan sampai benda uji halus.

• Spesimen diangkat dan diamati permukaan benda uji apabila benda uji

belum halus maka benda uji harus di polisher lagi sampai tidak ada lagi

goresan.

• Proses polisher selesai jika bekas goresan dari proses grinding % grid

#"", telah hilang dan halus seperti $ermin.

• 9ntuk membersihkan sisa(sisa polishing poeder spesimen di$u$i

dengan air dan alkohol lalu dikeringkan dengan dryer atau digosok

dengan so ft tissue

4. :tsa

• Menyiapkan alat(alat yang diperlukan seperti pipet $awan kimia dan

hand dryer yang telah dibersihkan terlebih dahulu.

• Mengambil larutan 0 7 3 2 ml dengan pipet dan tuangkan ke $awan

kimia.

• )emudian $ampur 0 7 3 dengan alkohol 5 ml

&'(#


7/14

• Masukkan spesimen ke dalam $awan kimia tersebut selama beberapa

detik dan ambil kembali kemudian menyiramnya dengan air.

• Mengeringkan spesimen tersebut dengan dryer .

+. Pengamatan dengan mikroskop

• Meletakkan spesimen di bawah lensa mikroskop

• Mengatur pembesaran %1""; atau 2""; dan +"";,

• Menyalakan lampu dan mengatur fokusnya

• Menggambar struktur mikro yang tampak pada lembar kerja

• *pabila telah selesai matikan lampu• Menganalisa gambar struktur mikro spesimen.

4.4 A#"/+'" "# P)$ "&"'"#

MICRO-ETCH TEST

Date : 2 !esember 2"" Material :

Welding Process Position :

E!uipment : 7lympus -< +1 M

"eference :

1. #ocation : $ "eagent : %ital &' Magnifying : 1""; 2""; +""; Material : Nodular cast iron

tructure : errite perlite * grafit

Struktur Material odular 8ast &ron pembesaran 2""; ditunjukkan pada gambar di

bawah ini

&'(=


8/14

Perlit

Ferit

Magnifiyiing : 200x

Magnifiyiing : 500x

Perlit

erit

G"$ "( 4.4 Gambar Material odular 8ast &ronPembesaran 2"";

Struktur Material odular 8ast &ron pembesaran +""; ditunjukkan pada gambar di

bawah ini

G"$ "( 4.5 Gambar Material odular 8ast &ron Pembesaran +"";

&'(5


9/14

-esi tuang nodular adalah stuktur dari besi $or yang berbentuk grafit

nodular atau juga disebut grafit sfero. Struktur seperti ini diklasifikasikan dalam

tipe ' menurut kongres +ommittee of ,nternational oundry keterangan dari

gambar tersebut warna kelabu tidak teratur adalah partikel ke$il dari bahan bukan

logam % non metalli$ $lross , grafit nodular ditunjukkan warna kelabu yang

mengelilinginya dan ferrite ditunjukkan area putih yang luas sedangkan matriksnya

berupa berupa perlite. Struktur besi $or dengan grafit nodular mempunyai keuletan

yang lebih baik dibndingkan dengan besi $or grafit serpih dan juga mempunyai

kekuatan tarik yang lebih baik dari grafit serpih. Selain sifat diatas besi tuang

nodular mempunyai ketahanan korosi yang baik dan juga mempunyai ketahanan

panas yang baik pula karena sifat(sifat inilah besi $or grafit nodular lebih banyak

digunakan untuk berbagai ma$am keperluan dibandingkan dengan besi $or grafit

serpih.

&. #ocation : $ "eagent : %ital &' Magnifying : 1""; 2""; +""; Material : Carbon steel

tructure : errite perlite

Struktur Material 8arbon Steel pembesaran 2""; ditunjukkan pada gambar di

bawah ini

&'(

Perlit

Ferit

Magnifiyiing : 200x


10/14

G"$ "( 4.6 Gambar Material 8arbon Steel Pembesaran 2"";

Struktur Material 8arbon Steel pembesaran +""; ditunjukkan pada gambar di

bawah ini

G"$ "( 4. Gambar Material 8arbon Steel Pembesaran +"";

Pada gambar hasil per$obaan tampak ferit % berwarna putih , dan perlit

% berwarna hitam , bila kadar perlit semakin besar maka kadar karbon juga

semakin

besar. !engan struktur yang tampak pada gambar maka baja ini termasuk baja

hipoeutektoid. Perkiraan prosentase karbon dapat dihitung dengan

menggunakan

rumus sebagai berikut

&'(1"

Perlit

Ferit

Magnifiyiing : 500x


11/14

3 3 P)(/+- 07008

-aja kontruksi memiliki kadar maksimum karbon sebanyak " 2 ( " 3 jadi

kandungan perlit dalam prosen adalah 3= + . -aja seperti ini memiliki sifat yaitu

kekuatannya bertambah pada tingkatan yang dibutuhkan untuk tujuan kontruksional

tetapi kemampuan uletnya menurun. )ualitas pabrikasi % pekerja dan karakteristik

pengelasan , bahan ini sangat baik misalnya digunakan untuk pembuatan boiler kapal

dan kendaraan dan juga dalam bagian % seperti balok penopang > girder ? balok >

beams ? balok silang > joists ? , untuk digunakan pada jembatan dan bangunan. -aja

sering digunakan pada kondisi panas tetapi baja yang mempunyai ukuran ke$il biasa

digunakan dalam kondisi yang normal.

P@0&/9 G*

*sumsi

• )andungan ferrit pada Spesimen 1 A 5"

)andungan perlit pada spesimen 1 A 2"

Sehingga kandungan karbonnya A 2" ; " ""5 A " 1#

• )andungan ferrit pada Spesimen 2 A =4 2

)andungan perlit pada spesimen 2 A 2+ 5

Sehingga kandungan karbonnya A 2+ 5 ; " ""5 A " 2"#4

4.5 K)'+$ /"#

!ari per$obaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa

0asil pengujian dengan metalography yang berupa gambar mikrostruktur

material dapat digunakan untuk mengetahui komposisi yang terkandung dalam

material tersebut jenis material dan sifat dari material tersebut.

Pada $arbon steel memiliki struktur yang terdiri dari ferrit dan perlit.

8arbon steel yang memiliki persen perlit besar biasanya memiliki sefat kekerasan

yang rendah sedangkan pada $arbon steel dengan persen perlit ke$il

biasanyamemiliki sifat kekerasan yang $ukup baik. Benis baja ini biasanya

&'(11


12/14

digunakan untuk proses pengerjaan panas seperti pada penge$oran $reak ekstursi

untuk bilah penggantung dan untuk $etakan penempaan panas.

Sifat du$tile besi $or % 8ast &ron , tergantung pada struktur bentuk grafitnya

sedangkan bentuk grafit dari besi $or dipengaruhi laju pendinginan pada waktu

melalui temperature transformasi eute$toid dan juga tergantung pada kandungan

unsure yang lain karena pada umumnya unsure(unsur penyusunnya berpengaruh

terhadap per$epatan penggrafitan pada waktu pembekuan besi $or. Seadangkan

kekuatan tarik dari besi $or sangat dipengaruhi oleh derajat eute$ti$ % S 8 , untuk

besi $or yang mempunyai kekuatan tarik tinggi harga S 8 nya harus ke$il sifatnya

akan menjadi besi $or putih.

DAFTAR PUSTAKA

-udi Prasojo S/. 2""2. -uku Petunjuk Praktek 9ji -ahan Burusan /eknik Permesinan

)apal. PP S(&/S Surabaya

&'(12


13/14


14/14

&'(14

Documents

Uji Bahan - IV. Uji Metellografi