BAB III PEMBAHASAN MASALAH
3.1.
Uji Kekerasan Rockwell Pengujian Rockwell merupakan suatu uji untuk mengetahui tingkat
kekerasan. Tingkat kekerasan yang di uji adalah tingkat kekerasan logam baik logam ferrous maupun logam non ferrous dengan menggunakan alat Rockwell Hardness Tester.
3.1.1
Flowchart Uji Kekerasan Rockwell Berikut ini adalah flowchart metodologi pengambilan data untuk
praktikum ini: Mulai
Menentukan Material
Memotong
Mengikir / Menggerinda
Mengamplas
Uji Kekerasan (Rockwell) Baja Karbon, Almunium dan Besi Cor
Pengambilan Data
Analisa
Kesimpulan Selesai Gambar 3.1 Flowchart Pengambilan Data Uji Kekerasan
28
29
3.1.2
Penjelasan Flowchart Metodologi pengambilan data pada simulasi adalah sebagai berikut:
1. Menentukan Material Logam ferrous (baja karbon) dan logam non ferrous (alumunium dan tembaga). 2. Memotong Memotong bahan yang akan diuji. 3. Mengerinda / mengikir Menghaluskan permukaan bahan uji yang telah dipotong. 4. Mengamplas Menghaluskan bahan uji dari amplas berukuran 100 sampai dengan 1000 sampai permukaan benda rata. 5. Uji Kekerasan (rockwell) Baja Karbon, Alumunium, dan Tembaga Menguji bahan uji dengan alat Rockwell, yaitu untuk kelompok logam ferrous menggunakan indentor kerucut diamond 120o dan untuk kelompok logam non ferrous menggunakan indentor steel ball berukuran Ø 1/16”. 6. Pengambilan data Mengambil data yang dihasilkan pada saat menguji bahan, yaitu dengan menetukan beban yang diberikan, dimana untuk baja menggunakan jenis HRa dengan beban yang diberikan 60KP, untuk logam ferrous baja yang telah dilakukan kalibrasi menggunakan jenis HRc dengan beban yang diberikan 150KP, logam non ferrous alumunium dan tembaga menggunakan jenis HRb dengan beban yang diberikan 100KP. 7. Analisa Menganalisa hasil pengambilan data, yaitu membandingkan hasilnya untuk kelompok logam ferrous dan logam non ferrous untuk dicari mana yang paling keras. 8. Kesimpulan Menarik kesimpulan menurut tujuan yang telah ditentukan.
30
3.1.3
Pengujian Kekerasan Rockwell Di bawah ini adalah data-data hasil pengamatan pada saat praktikum
Pengujian kekerasan Rockwell sebagai berikut: a. Rockwell B 1. Specimen: Aluminium Tabel 3.1 Data Hasil Pengamatan Uji Kekerasan Rockwell HR B Aluminium
Indentor : Steel Ball Ø 1/16”
Load : 100 KPressure
Ke-1
Ke-2
Ke-3
Ke-4
Ke-5
Rata-Rata
55
65
66
50
57
58,6
2. Specimen: Tembaga Tabel 3.2 Data Hasil Pengamatan Uji Kekerasan Rockwell HR B Tembaga
Indentor : Diamond, < 120o
Load : 100 KPressure
Ke-1
Ke-2
Ke-3
Ke-4
Ke-5
Rata-Rata
89
80
92
86
80
85,4
b. Rockwell C Specimen: Baja Tabel 3.3 Data Hasil Pengamatan Uji Kekerasan Rockwell HR C
Indentor : Diamond, < 120o
Load : 150 KPressure
Ke-1
Ke-2
Ke-3
Ke-4
Ke-5
Rata-Rata
17
18
14
18
15
16,4
10
12
11
12
13
11,6
12
13
12
13
14
12,8
3.1.4
Analisa Pengujian kekerasan rockwell ini dilakukan pengujian antara kelompok
logam ferrous dengan logam non ferrous. Bahan logam ferrous digunakan rockwell HR A dan C. Pada rockwell HR A digunakan untuk menguji material dengan menggunakan indentor Diamond 120o dan beban yang diberikan adalah 60 KP. Karena tidak dilakukan pengujian terhadap besi cor maka tidak diketahui hasilnya. Pada rockwell HR C digunakan untuk menguji material baja sebanyak 3
31
macam baja dengan kehalusan permukaan yang berbeda, dengan menggunakan indentor Diamond 120o dan beban yang diberikan adalah 150 KP dan didapatkan rata-rata dari lima kali pengujian pada baja yang pertama 16,4, baja yang kedua 11,6 dan baja yang terakhir adalah 12,8. Bahan logam non ferrous digunakan rockwell HR B. Pada material aluminium, dengan menggunakan indentor bola baja (stell ball)
1/16 dan beban yang diberikan adalah 100 KP dan didapatkan rata-rata
dari lima kali pengujian untuk masing–masing bahan adalah 58,6 untuk alumunium dan 85,4 untuk tembaga. Dalam pengujian Rockwell terdapat faktor – faktor yang mempengaruhi hasil pengujian seperti kesalahan dalam proses persiapan pengujian benda uji atau specimen dimana terjadi ketidakrataan permukaan specimen. Selain itu kesalahan dapat terjadi pada operator pada saat mensetting alat uji, kesalahan pembacaan skala pada alat uji dan juga dikarenakan akibat terjadi keausan pada indentor alat uji Rockwell.
3.2.
Uji Metalografi Uji metalografi adalah suatu pengetahuan yang khusus mempelajari
tentang struktur logam dan mekanisnya. Dimana pengamatan struktur logam ini dilakukan dengan menggunakan alat mikroskopi, oleh sebab itu pengujian ini biasa disebut juga pengujian mikroskopi.
32
3.2.1
Flowchart Uji Metalografi Berikut ini adalah flowchart metodologi pengambilan data untuk
praktikum ini: Mulai Menentukan Material / Specimen Memotong Mounting
Mengamplas
Polishing
Etsa
Mikroskop Optis
Pengambilan Gambar
Analisa
Kesimpulan
Selesai Gambar 3.2 Flowchart Pengambilan Data Uji Metalografi
33
3.2.2
Penjelasan Flowchart Metodologi pengambilan data pada simulasi adalah sebagai berikut:
1. Menentukan Material / Specimen Menentukan pengelompokan bahan yang akan diuji apakah termasuk logam ferrous atau logam non ferrous (gear, piston RX King, piston vega, handle, dan kampas rem). 2. Memotong Memotong sedikit bagian benda kerja untuk diuji. 3. Mounting Pembuatan bingkai dengan cara menaruh bahan kedalam pipa-pipa kecil yang telah dipotong dan masukkan cairan resin + hardener dengan perbandingan 20 : 1. 4. Mengamplas Mengamplas bahan uji yang telah dibingkai dengan amplas berukuran 100 sampai dengan 1200 hingga permukaannya rata. 5. Polishing Memoles bahan uji dengan Autosol dan menggunakan alat Metallographic Polishing Table dengan pemoles terbuat dari kain beludru. 6. Etsa Mencelupkan bahan uji kedalam cairan Aquades dengan perbandingan 0,5% :95,5% untuk foot step, kampas rem, piston dan anting shock selama 15 detik. Setelah
selesai
dicelupkan
kemudian
dibersihkan
dan
dikeringkan
menggunakan tekanan angin mesin kompresor. 7. Mikroskop Optis Melihat struktur bahan uji sampai pembesaran 400 kali. 8. Pengambilan gambar Mengambil gambar hasil pembesaran dengan menggunakan kamera digital. 9. Analisa Menganalisa hasil pengambilan gambar, yaitu menguraikan struktur apa saja yang membentuk bahan uji tersebut.
34
10. Kesimpulan Menarik kesimpulan menurut tujuan yang telah ditentukan. 3.2.3
Pengujian Metalografi Di bawah ini adalah data-data hasil pengamatan pada saat praktikum
Pengujian Metalografi sebagai berikut: Tabel 3.4 Data Uji Metalografi Jenis No.
Specimen
(ferrous/non
Etching Reagent (%)
ferrous)
Lamanya Etsa (detik)
1.
Gear
Ferrous
Nital 0,5%
10
2.
Handle
Non Ferrous
Hf 0,5% + Aquades 99,5%
15
3.
Kampas rem
Non Ferrous
Hf 0,5% + Aquades 99,5%
15
4.
Piston RX King
Non Ferrous
Hf 0,5% + Aquades 99,5%
15
5.
Piston Vega
Non Ferrous
Hf 0,5% + Aquades 99,5%
15
3.2.4
Struktur Pembentuk Specimen Dibawah ini merupakan gambar dari struktur pembentuk ke 4 bahan yang
telah diuji:
Pearlit Ferrit Gambar 3.3 Struktur Gear
ALα
Gambar 3.4 Struktur Handle
Eutetik
35
Eutetik ALα Silikon likon likon
Gambar 3.5 Struktur Kampas Rem
Silikon ALα likon Eutetik likon
Gambar 3.6 Struktur Piston RX King
ALα likon Eutetik likon Silikon Gambar 3.7 Struktur Piston Vega
3.2.5
Analisa Pengujian metalografi yaitu suatu proses pengujian specimen atau benda
uji dengan menggunakan mikroskop sebagai alat uji yang bertujuan untuk melihat struktur logam dan mekanis yang ada. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan
36
proses kerja atau flowchart diatas pada 5 specimen yang berbeda yaitu gear, piston RX King, piston vega, handle, dan kampas rem. Gear terdiri dari kandungan pearlit dan ferrit. Pearlit merupakan mineral industri dan produk komersial yang berguna karena beratnya yang ringan setelah pengolahan. Ferrit adalah semikonduktor yang mempunyai resistivitas antara 102 hingga 107 Ω.cm. Karena resistivitas yang tinggi tersebut, maka penggunaannya pada frekuensi tinggi adalah tepat karena kerugian daya yang disebabkan arus pusarnya kecil. Pada komponen selanjutnya, yaitu komponen handle terdapat kandungan eutetik, yaitu gabungan suhu dan kadar karbon dan terdapat ALα berfungsi sebagai padatan pendukung sekaligus sebagai sumber aluminium pada kerangka kristal zeolit. Komponen kampas rem terdapat silikon, eutetik, dan ALα. Silikon (Si) berpengaruh dalam kekerasan suatu material. Piston RX King dan piston Vega terdapat kandungan silikon, kandungan dari gabungan eutetik, dan Alα.
3.3.
Uji Impact Uji impact adalah suatu uji yang digunakan untuk mengetahui kegetasan
atau keuletan dari suatu bahan yang diakibatkan oleh gaya kejut pada bahan uji tersebut. Pengujian impact yang digunakan dalam pengujian ini, yaitu uji impact charpy. Dengan menggunakan bahan uji adalah alumunium ADC 12 dan alat uji impact tipe charpy.
3.3.1
Flowchart Uji Impact Berikut ini adalah flowchart metodologi pengambilan data untuk
praktikum ini:
37
Mulai Menentukan Material
Memotong
Mengamplas
Uji Impact (Charpy)
Pengambilan Data
Analisa
Kesimpulan
Selesai Gambar 3.8 Flowchart Pengambilan Data Uji Impact
3.3.2
Penjelasan Flowchart Metodologi pengambilan data pada simulasi adalah sebagai berikut:
1. Menentukan Material Material yang digunakan ADC 12, yaitu logam yang memiliki kandungan Silikon sebesar 9,6% atau 12%. 2. Memotong Memotong bahan yang akan diuji. 3. Mengamplas Menghaluskan bahan uji sampai rata. 4. Uji impact (Charpy) Menguji bahan uji dengan alat Charpy, yaitu menaruh bahan uji ke alat penguji dan memberikan ukuran sudut awal pada lengan pengayun sebesar 100o.
38
5. Pengambilan data Mengambil data yang dihasilkan pada saat menguji bahan, yaitu dengan cara melihat sudut akhir yang dihasilkan, kemudian menghitung usaha yang dibutuhkan alat penguji untuk mematahkan bahan uji dan menghitung nilai impact charpy-nya. 6. Analisa Menganalisa hasil pengambilan data, yaitu bagaimana kegetasan atau keuletan dari bahan uji. 7. Kesimpulan Menarik kesimpulan menurut tujuan yang telah ditentukan.
3.3.3
Pengujian Impact Charpy Dibawah ini adalah data-data hasil pengamatan pada saat praktikum
Pengujian Impact Charpy sebagai berikut: Dimensi specimen:
45 55mm
Gambar 3.9 Sketsa Bahan Uji Impact Charpy
Gambar 3.10 Specimen Alumuniun ADC 12
2mm
8mm
10mm
10mm
39
Diketahui: Bahan yang diuji
: Alumunium
Spesifikasi
: ADC 12
Berat pendulum (G)
: 8 Kg
Panjang lengan pengayun (λ) : 600 mm = 0,6 m Sudut awal (α)
: 900
Sudut akhir (β)
: 800
Maka dapat dicari usaha yang dibutuhkan dan nilai impact charpy sebagai berikut: W = W1 – W2 dengan: W1 = G x γ (1 – cos α) W2 = G x γ (1 – cos β) atau W = G x γ (cos β-cos α) Dimana:
W
= besarnya usaha untuk mematahkan specimen (Kg.m)
G
= berat pendulum (Kg) = Panjang lengan pengayun (m)
Cos
= sudut awal pendulum terhadap specimen
Cos
= sudut akhir pendulum terhadap specimen
1 Kg.m = 10 Joule.
K
Dimana :
W AO
K = harga impact specimen (Joule/mm2) W = besarnya usaha untuk mematahkan specimen (Joule) Ao = luas specimen (mm2)
40
Dari rumus diatas, dapat ditentukan besarnya usaha (W) untuk mematahkan specimen dan nilai uji impact charpy, yaitu: 1. W1 = G x γ (1 – cos α) W1 = 8 x 0,6 (1 – cos 90) = 4,8 (1-0) = 4,8 kg.m = 4,8 kg.m × g = 4,8 kg.m × 10 m/s = 48 Joule W2 = G x γ (1 – cos β) W2 = 8 x 0,6 (1 – cos 80) = 4,8 (1-0,174) = 4,8 . 0,826 = 3,965 kg.m = 3,965 kg.m × g = 3,965 kg.m × 10 m/s = 39,65 Joule W = W1 – W2 = 48 - 39,65 = 8,35 Joule 2. W = G x γ (cos β-cos α) = 8 x 0,6 (cos 800 – cos 90o) = 8 x 0,6 (0,174 - 0) = 0,835 kg.m = 0,835 kg.m × 10 m/s = 8,35 Joule
Menentukan nilai uji impact charpy (k) W AO
K
=
8,35 Joule 80 mm 2
= 0,10 Joule/mm2
41
3.3. 4 Analisa Pengujian impact charpy dilakukan untuk menguji keuletan atau kegetasan dari suatu material. Dalam praktiukum kali ini dilakukan pengujian kegetasan untuk benda uji Alumuniun ADC 12. Pada pengujian ini sudut awal diatur 90 0 yang diberikan pada benda uji dan sudut akhir yang didapat untuk pengujian tersebut sebesar 80. Setelah mendapatkan data pengujian dilakukan perhitungan untuk mencari besarnya usaha untuk mematahkan specimen (w) dan didapat nilai besar usaha tersebut sebesar 8,35 joule setelah mendapatkan nilai usaha dapat dicari nilai impact charpy nya (k) dan didapat nilai sebesar 0,10 Joule/mm2. Dalam perhitungan uji impact charpy ini sudut akhir sangat berpengaruh untuk menentukan besarnya usaha yang diberikan kepada benda yang kita uji sehingga diperoleh harga impact. Nilai uji impact ini digunakan untuk menentukan tingkat kekuatan dari logam alumunium yang akan digunakan.
42
