BAB II Dasar Teori Metalo
-
Upload
gareng-de-silent-killer -
Category
Documents
-
view
221 -
download
0
Transcript of BAB II Dasar Teori Metalo
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 1/12
ABSTRAK
Pada saat ini, perkambangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern
sangatlah pesat. Sehingga membutuhkansumber daya manusia terampil yang
dapat bersaing di dunia teknologi industri modern. ari hal ini pula, orang mulai
mencoba untuk melakukan uji metalografi pada suatu material. Sehingga dengan
cara ini dapat diperoleh bahan dengan sifat-sifat yang sesuai dengan tujuan
tertentu untuk memenuhi kebutuhan teknologi modern yang meningkat.
Pada praktikum metalografi ini dimulai dengan menyiapkan alat lalu
spesimen dipotong menggunakan las acetylene dan mengunakan wirecutuntuk
memperkecil efek HAZ.emudian psesimen dipotong menggunakan gergaji
mesinuntuk menghilangkan efek HAZ dari proses wirecut sebelumnya. Setelah itu
spesimen digrinding lalu dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk
alumina. Spesimen dietsa untuk kemudian diamati melalui mikroskop dan
digambar serta diukur struktuk mikronya.
!ari praktikum ini diharapkan praktikan mendapat data hasil struktur
mikro dari spesimen yang akan di uji dan dapat mengetahui langkah " langkah
untuk pengujia metalography.
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 2/12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
!ewasa ini, banyak sekali jenis logam dan paduan yang digunakan sebagai
bahan dasar proses produksi barang untuk industri. #ntuk mendapatkan material
yang baik harus diketahui segala hal mengenai karakteristik struktural atau
susunan dari logam atau paduan logam yang akan dipakai atau digunakan pada
industri-industri atau untuk keperluan lainnya. !engan mengetahui karakteristik
susunan atau struktur dari suatu logam atau paduan logam maka dengan mudah
kita dapat memilih bahan untuk suatu kontruksi tertentu. !engan melakukan
pengujian metalografi maka dapat dilakukan berbagai jenis perubahan pada suatu
meterial sesuai dengan karateristik bahan yang kita inginkan.
$etalografi pada dasarnya adalah bagian dari metalurgi yang mempelajari
karakteristik atau susunan dari suatu logam atau paduan dalam hubungannya
dengan suatu analisis kimia dan metalografi dari suatu logam. %iasanya logam
yang diuji hanya bagian potongan tertentu saja disebabkan oleh pembawaan
heterogen dalam logam.
Pengujian metalografi sangat berperan bagi dunia industri. &leh karena itu
kita harus berusaha mencari material yang memiliki sifat dan karakteristik yang
baik.
1.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah '
(. $engetahui cara dan langkah-langkah untuk mengamati struktur mikro
dari suatu material
). $engetahui perbandingan struktur mikro serta tampilan fisik material
etsa dan non etsa
*. $engetahui pengaruh komposisi struktur mikro dan komposisi kimia
terhadap sifat mekanik dan klasifikasi material
+. $engetahui ukuran butiran
1. Bata!an "a!ala#
Adapun batasan masalah dari percobaan ini adalah '
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 3/12
(. uas permukaan specimen antara , " ( m)
). Proses pemanasan hingga temperatur ( " ( /
*. Penggosokan diatas kain wol dengan bubuhan alumunium dengan
kehalusan ( dan , micron.
+. Pengamatan dibawah mikroskop dengan pembesaran (0 dan +0
. Proses pemanasan isobaric
1.$ S%!te&at%ka Penul%!an
Sistematika laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajian utama. Bab I
menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan laporan yang digunakan. Bab II merupakan dasar teori yang berisi
mengenai teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan. Bab III
menjelaskan mengenai metode percobaan yang dilakukan. Bab I' menjelaskan
mengenai data percobaan dan pembahasan berdasarkan tinjauan daftar pustaka
yang diperoleh. Bab ' menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan yang
dilakukan, yang dilengkapi dengan saran seputar percobaan. Sebagai kajian
tambahan, diakhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan,
jawaban pertanyaan dan tugas, gambar alat dan bahan yang digunakan dalam
praktikum serta blanko percobaan.
BAB II
DASAR TE(RI
).( $etalografi
$etalografi adalah salah satu cabang metalurgi yang pada intinya adalah
pengamatan struktur logam baik secara makro maupun mikro. Struktur makro
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 4/12
berarti pengamatan mampu dilakukan tanpa alat bantu, sedangkan mikro harus di
amati dengan menggunakan alat bantu. Alat bantu tersebut bisa berupa mikroskop
optis yang memanfaatkan lensa optis atau menggunakan mikroskop elektron
seperti S1$ 2Scanning 1lektron $icrography3. Pengamatan makro sering di
gunakan misalnya untuk mengetahui keretakan makro atau menge4aluasi hasil
pengelasan. Sedangkan pengamatan mikro banyak dilakukan untuk mengetahui
fase " fase pada logam dengan paduan tertentu.
Pada gambar ).( di ilustrasikan range daerah menurut order dimensinya
termasuk pengamatan makro ataupengamatan mikro. Pengamatan struktur mikro
mencakup pengamatan fase " fase penyusun logam dan juga dapat mengenali
struktur di luar fase misalnya cacat atau inklusi " inklusi dari unsur lain yang tidak
di harapkan.
5ambar ).( !aerah rentang pengamatan $etalografi
Pengamatan struktur logam pada intinya adalah pengamatan struktur dan
pengenalan yang meliputi type, ukuran, distribusi, orientasi, kuantitas, seperti di
lukiskan dalam gambar ).). 6ype mewakili nama khas pada logam tertentu
misalnya pada besi bisa berupa ferrit, pearlite, eutectoid, dan sebagainya. #kuran
mewakili dimensi dan fase di bandingkan dengan dimensi lain, misalnya ukuran
grafit, ukuran grafit flake, dan ukuran butir. !istribusi mewakili daerah
penyebaran masing " masing fase diantara luasan yang menjadi pengamatan
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 5/12
dalam sample tersebut. %entuk dan orientasi mewakili pengambilan ruang atau
arah antara satu fase dengan fase lainnya, sedangkan kuantitas mewakili jumlah
masing " masing fase.
5ambar ).) Pengamatan struktur mikro
).) 6ahapan " 6ahapan #mum dalam $etalografi
).).( Persiapan Spesimen
6ahap awal adalah pengambilan sample dari benda kerja, yang paling
penting dalam hal ini adalah pengambilan spesimen dilakukan dengan hati " hati
dan menggunakan peralatan yang sesuai, agar tidak terjadi perubahan struktur
mikro pada spesimen akibat operasi pemotongan. Alat yang di gunakan misalnya
gergaji atau wire cut. #kuran juga harus di perhatikan untuk memudahkan
langkah selanjutnya, hendaknya di ambil sesuai kebutuhan dan ketersediaan benda
kerja. 7ika ukuran terlalu besar maka akan mengalami kesulitan di pegang dalam
proses grinding dan polishing. 7ika ukuran terlalu kecil umumnya di lakukan
mounting dengan bakelite moulding. Pada intinya bakelite adalah proses
mounting dengan menggunakan bubuk resin yang di dalamnya di masukkan
benda kerja, kemudian di proses dan di panaskan, sehingga di dapatkan resin yang
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 6/12
keras dan di dalamnya terdapat enda kerja yang akan di lakukan metalografi.
%akelite moulding ini sangat di perlukan jika dalam proses grinding dan polishing
menggunakan alat " alat otomatis.
).).) 5rinding
5rinding 2gerinda3 adalah fase yang penting dalam persiapan sampel
dimana sampel harus mencapai kehalusan permukaan tertentu, dan cacat yang di
timbulkan pada saat pemotongan harus di hilangkan. 7ika pemotongan
menghasilkan cacat yang berat, lebih baik dilakukan pemotongan ulang pada
material. Permukaan di haluskan dengan kertas abrasi4e yang mempunyai skala
kekerasan 8-,9-,()-.)+-,*)-, dan 8 mesh, dimana semakin besar skala
akan menghasilkan permukaan yang semakin halus. Arah penghalusan tidak boleh
tetap dan harus berubah " ubah. #ntuk hasil yang terbaik, arah penghalusan harus
di 4ariasi +-: setiap langkahnya.
Silikon karbida 2Si/3 adalah kertas abrasi4e yang terpopuler karena
kekerasan tinggi 2:, skala mohs3, murah, dan karakteristik penggerindaan yang
baik. Aluminium oksida 2Al)&*3 sering di sebut Alumina 2angka kekerasan :,(
skala mohs3 juga sering di gunakan meskipun tidak mempunyai angka kekerasan
sebesar Si/.
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 7/12
5ambar ).* Penghalusan Permukaan %erbagai Skala
).).* Polishing
Setelah di haluskan dengan kertas abrasi4e sampai 8-grit, sampel di
poles untuk menghasilkan permukaan yang datar, mengkilap, dan tanpa goresan.
Permukaan yang bebas dari goresan biasanya tidak terlalu di perlukan untuk
pemeriksaan rutin material, karena struktur yang benar masih dapat di lakukan
obser4asi. ;amun untuk photomicrosgraphs, goresan harus di hilangkan.
$emoles di klasifikasikan menjadi ), yaitu kasar 2coarse3 dan halus 2fine3. Poles
kasar menggunakan partikel abrasi4e dalam range * - *<m, dimana partikel
abrasi4e poles harus sebesar (<m atau lebih kecil. Polishing harus di lakukan di
lingkungan yang bebas debu, terpisah dari ruangan pemotongan 2sectioning3 dan
gerinda 2grinding3. !alam polishing ada beberapa metode, seperti skid polishing
2air yang telah didistilasi dan propylene glycol dalam bentuk pasta3, magnesium
oksida 2$g&3.
ain untuk memoles harus dapat menyerap partikel abrasi4e dari sample
dan tidak mengandung unsur luar yang dapat menggores sampel atau yang dapat
bereaksi dengan sampel. /ontoh beberapa kain poles yaitu can4as, nylon, silk,
te0met=pellon, billiard dan red felt.
5ambar ).+ polishing cloth ' nylon and silk
).).+ 1tching
).).+.( 6eori 1tching
Pada banyak material, Struktur mikro hanya dapat di lihat dengan
pemakaian etsa yang tepat. #ntuk menghasilkan kondisi yang tepat 2kontras,
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 8/12
mudah di lihat dan diidentifikasi3, permukaan yang sudah di poles harus sangat
bersih, etsa yang di gunakan harus cocok dan teknik mengetsa juga harus di
kontrol dengan hati " hati. %anyak teknik yang dapat dilakukan untuk
menghasilkan perlakuan etsa yang di perlukan untuk pemeriksaan struktur mikro,
dimana secara umum menggunakan larutan etsa standard. ;amun metode lainnya
juga di gunakan, antara lain anodi>ing, eceltrolytic, dan potentistatic etching.
1tching pada dasarnya adalah proses korosi terkontrol yang dihasilkan
oleh reaksi elektrolitik diantara permukaan yang mempunyai beda potensial.
1tching terjadi dari reaksi elektrolitik pada permukaan struktural sampel.
Akti4itas elektrolitik dihasilkan dari heterogenitas fisik maupun kimiawi dimana
berperan sebagai katoda dan anoda dalam kondisi etching yang telah di tentukan.
1tsa kimia menghasilkan bentuk metalografik dengan mengidentifikasi butiran
mikro dari 4ariasi orientasi struktur kristal. 1tsa kimia mempunyai tiga komponen
utama,
• /orrisi4e agent 2asam klorida, asam sulfat, asam posporik, dan asetat3
• $odifier 2alcohol dan glyserin3 yang mereduksi ionisasi
•&0idi>er 2hydrogen pero0ide, ?e
*@
, /u)@
3
;amun pada etsa tertentu, ( komponen mewakili ) dari fungsi di atas, seperti
nitrit pada etsa nital. Pada etsa elektrolitik, arus yang di alirkan berperan sebagai
oksidator. arena etsa melibatkan disolusi yang terkontrol, oksidasi harus di
kontrol pula. &ksidator mengontrol dengan menyerap elektron. 1tsa elektrolitik
memanfaatkan konsep elektrolisa, dimana spesimen sebagai anoda yang di
korosikan.
6ambahan >at kimia dapat dibuat untuk mempengaruhi ionisasi ataudekomposisi dari etsa, dimana pada kondisi tertentu, asam konsentrat atau
campuran dari dua asam di gunakan untuk proses etsa. ;amun, fungsi dari setiap
komponen dalam etsa reagen tidak bisa selalu di tentukan secara pasti, dan juga
pada setiap etsa, di gunakan untk mengetsa material yang berbeda, dan setiap
komponen mempunyai peran yang berbeda pada logam yang berbeda.
).).+.) 6eknik $engetsa
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 9/12
!alam proses etsa, hasil dari etsa kimia yang umum di pakai biasanya
mudah di prediksi, meskipun dengan 4ariasi minor di komposisi etsa,
temperature, atau waktu. Saat logam atau paduan yang tidak familiar akan di etsa,
harus dipilih reagen terlebih dahulu. /ara yang paling baik adalah mengawali
dengan etsa yang simple, sering di pakai, dan komposisi yang aman sebelum
memakai larutan etsa yang lebih kompleks dan berbahaya. eagen kimia biasanya
di campur dalam jumlah sedikit, yaitu sampai ) m. Sampel di ambil
dengan menggunakan penjepit, dan jangan pernah menggunakan tangan. Sampel
harus diagitasi secara lambat, sehingga produk reaksi tidak menempel dan
tertinggal pada permukaan.
).).+.* 1tsa pada besi atau baja
Struktur mikro besi dan baja telah terlebih dahulu ada di bandingkan
logam lain karena sangat familiar di gunakan. !ikarenakan banyak 4ariasi besi
dan paduan baja yang telah di kembangkan dan karena propertynya dapat di
4ariasi secara luas dari perlakuan panas, tidaklah mengejutkan bahwa banyak etsa
yang telah di formulasikan untuk paduan dan kondisi yang spesifik. $eskipun
banyak etsaberbeda yang telah di kembangkan, ) etsa yang paling banyak di pakai
adalah nital dan picral. ;ital di pakai pada konsentrasi . " ( o=o, dimana picral
di pakai pada + o=o konsentrasi dengan tambahan ( o=o >ephiran cloride.
5ambar ). Struktur mikro ABSB (9 dengan 1tsa Picral dan ;ital
).). Pengamatan di $ikroskop /ahaya
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 10/12
?ungsi mikroskop cahaya yang terpenting adalah untuk mengamati
struktur mikro, struktur fase, inklusi, dan sidat lain dari sampel yang tidak dapat di
lihat menggunakan mata 2harus menggunakan pembesaran lensa3. &bser4asi
terhadap struktur mikro mempunyai pengaruh yang sangat kuat terhadap sifat
material. #ntuk mendapatkan detail resolusi yang optimal, permukaan sampel
yang di teliti harus mempunyai kontras yang layak. Pengambilan gambar dari
mikroskop dapat menggunakan kamera digital yang dapat di 4ariasikan
perbesarannya tergantung kebutuhan.
BAB III
"ET(DE PER)(BAAN
*.( Spesimen
Spesimen yang digunakan pada praktikum sebagai berikut
(. %aja poros 2etching3
). %esi cor kelabu 2non-etching3
*. %esi cor kelabu 2etching3+. %esi cor nondular 2etching3
. %aja karbon rendah 2baja struktur3
8. %aja karbon menegah 2baja poros3
C. %aja karbon tinggi 2baja perkakas3
9. Paduan aluminium
*.) Peralatan
Peralatan yang digunakan pada praktikum sebagai berikut
1. Alat Pemotong
2. $esin grinding dan polishing
. kertas gosok grid 9,(), )+, *), 8, 9, (, (, )
$. ain halus 2ain beludru3
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 11/12
*. Serbuk Alumina
+. /airan pengetsa
• %aja poros 2nital3• %esi cor kelabu 2nital3
• %esi cor nondular 2natal3
C. ADuades
9. $ikroskop optis dengan pembesaran +0
*.* angkah Percobaan
(. Persiapan alat untuk mengambil specimen dari benda
). Spesimen dipotong menggunakan alat las acetylene*. Spesimen dipotong menggunakan wirecut untuk
menghilangkan=memperkecil efek HAZ
+. Spesimen dipotong menggunakan gergaji mesin untuk menghilangkan
HAZ dari proses wirecut
. Spesimen di grinding dengan menggunakan kertas gosok mulai grid 9
sampai )
8. Spesimen dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk
alumina
C. Spesimen dietsa selama *- detik lalu specimen segera dicuci dengan
air aDuades dan dilap hingga kering
9. Spesimen diletakkan pada mikroskop optis dan diatur pembesaran
hingga +0
:. Struktur mikro yang terlihat pada mikroskop digambar
(. omposisi struktur mikro dari hasil pengamatan dihitung
.$ ,lo-c#art Percobaan
Start
Alat pemotong, gerinda, polishing, kain halus, kertas gosok, cairan
pengetsa, cairan aDuades, mikroskop optis
Alat dipersiapkan untuk mengambil spesimen dari benda
spesimen dipotong menggunakan alat las acetylene
7/24/2019 BAB II Dasar Teori Metalo
http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-dasar-teori-metalo 12/12
Spesimen dipoles menggunakan kain beludru yang diberi serbuk alumina
Spesimen dietsa selama 3-5 detik lalu segera dicuci dengan air aquades dan dilap hingga ke
menghilangkan/memperkecil efek HAZ
A
A
Spesimen dipotong menggunakan wirecut
Spesimen dipotong menggunakan gergaji mesin
Spesimen di grinding dengan menggunakan
kertas gosok mulai grid 9 sampai )
1nd
!ata hasil struktur mikro
omposisi struktur mikro dari hasil pengamatan
dihitung
Struktur mikro digambar yang terlihat pada mikroskop
Spesimen diletakkan pada mikroskop optis dan
mengatur pembesaran hingga +0