PENGUJIAN LOGAM
A. Syarat-syarat kualitas logam sebagai bahan teknik
2. Pemeriksaan cacat dalam (Checks for internal defects)
Keadaan cacat dibagian dalam dari suatu benda tidak dapat dideteksi secara Visual dan keadaan cacat ini sering kali menimbulkan kerugian dalam proses produksi bahkan dapat berakibat fatal karena kerusakan yang diakibatkannya merusak bagian lain jika benda ini merupakan komponen dari komponen lainnya dalam sebuah perakitan. Oleh karena itu pemeriksaan cacat ini perlu dilakukan secara seksama dengan menggunakan metoda yang benar.
Keadaan cacat bagian dalam sangat banyak terjadi pada benda-benda produk pengecoran dimana terdapatnya rongga udara atau campuran yang tidak homogen sehingga grafit terkumpul pada daerah tertentu sehingga benda cor menjadi keropos dibagian dalam, demikian pula dengan adanya penyusutan sering kali mengakibatkan terjadi distorsi dibagian dalam yang mengakibatkan keretakan. Sebagai tindakan preventif ialah menempatkan saluran-saluran secara tepat pada posisi yang sesuai kendati tidak ada jaminan bahwa keropos dapat dihindari.
Metoda pemeriksaan cacat dalam (internal defects) ini dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain dengan,:
Har di Sudjana Ͷ͵
Sinar – X atau (F-ray) atau disebut juga sinar- röntgen, pemeriksaan secara cermat hingga dapat memperlihatkan bentuk dan posisi cacat dalam termasuk keadaan cacat luar dibagian belakang atau dibawah permukaan. Demikian pula dengan penyusutan akan terdeteksi dengan pemeriksaan ini.
Gambar 10.56 Pemeriksaan cacat dengan Sinar- X pada Hydraulic Turbin.
Har di Sudjana ͶͶ
Pemeriksaan secara Magnetic, atau disebut Spectro magnetic atau eddy-curent.
Pada prinsipnya pemakaian
metoda ini dalam pemeriksaan cacat dalam ialah mengalirkan gaya magnetic melintasi benda kerja. Gaya Magnetic ini dapa diperoleh dari logam yang secara permanent memiliki gaya magnet atau magnet yang dibuat dengan sumber tenaga listrik tergantung bentuk benda yang akan diperiksa.
Lintasan medan magnet akan mengalir melalui benda kerja dari arah kutub yang berlawanan, dan gaya magnet itu akan selalu terkonsentrasi pada setiap kutubnya, dimana adalah ujung logam magnetic tersebut, sehingga jika terjadi cacat atau keretakan dalam yang memotong garis medan magnit akan merupakan kutub magnetic yang baru sehingga jika ditaburkan partikel dari logam magnetic, maka partikel tersebut akan berkumpul pada bagian dimana terdapat keretakan tersebut.
Oleh karena itu dalam pemeriksaan ini diperlukan pengaturan posisi sesuai dengan arah pemotongan lintasan medan magnet karena cacat yang memanjang sejajar dengan garis perlintasan medan magnet tidak akan terdeteksi.
Penggunaan magnet permanent
Gambar 10.57 Pemeriksaan cacat pada pipa dengan spectromagnetic
Har di Sudjana Ͷͷ
Pemeriksaan cacat dalam dengan Ultra Sonic
Pemeriksaan cacat dalam dengan Ultra Sonic merupakan proses pemeriksaan cacat dalam yang lebih aman dan akurat, perlu diperhatikan bahwa pemeriksaan cacat dengan sinar X memiliki pengaruh yang berbahaya sehingga prosesnya harus dilakukan di dalam ruangan isolasi untuk menghindari bahaya radiasi. Hal ini tidak terjadi pada sistem Ultra Sonic walaupun menggunakan suara berfrekwensi tinggi namun frekwensinya yang sangat tinggi ini diluar batas pendengaran manusia.
Dalam proses pemeriksaan ini dilakukan dengan menggunakan sistem pemancar
suara (Transmiter) yang menghasilkan
suara berfrekwensi tinggi yang akan dipancarkan kedalam benda kerja
dengan pengarah yang disebut probe,
suara ini akan masuk ke dalam benda kerja (test piece) hingga menembus dinding permukaan benda kerja dibagian belakang. Perbedaan kecepatan suara dari sumber suara karena terhambat oleh permukaan benda kerja maka akan menimbulkan gelombang suara pemancar yang disebut Transmiter-echo dan ditampilkan dalam bentuk curve pada tabung catode. Lihat gambar.
Gambar 10.58 Prinsip dasar pemeriksaan cacat dalam dengan Ultra Sonic
Har di Sudjana Ͷ
Suara akan bergerak dengan kecepatan konstan di dalam benda kerja dan langsung hingga dinding belakang, karena terjadi kekosongan hambatan suara, maka setelah melewati permukaan belakan juga akan menimbulkan gelombang suara yang disebut “Back wall echo” Back wall echo ini akan diterima kembali oleh probe receiver dan ditampilkan pada tabung cathode, dimana jarak antara Transmiter echo dengan back wall echo yang ditunjukan oleh skala horizontal merupakan ketebalan benda kerja
D.
Metallography
Metallography ialah suatu cara pemeriksaan pada microstructur dari bahan logam untuk mengetahui keadaan struktur bahan tersebut dalam hubungannya dengan sifat bahan tersebut sebelum atau sesudah proses perlakuan panas. Sebagaimana telah kita pelajari bahwa sifat bahan khususnya bahan logam sangat dipengaruhi oleh struktur serta komposisi unsur dari logam tersebut, oleh karena itu dalam proses perbaikan sifat bahan sering dilakukan dengan cara merubah struktur bahan tersebut melalui proses perlakuan panas.
Proses metallography dilakukan dengan melihat microstruktur tersebut di bawah Metallography-microscope, menganalisis bentuk serta susunan dan jenis unsur yang terdapat pada logam tersebut, dengan langkah-langkah sebagai berikut :
Mempersiapkan specimen dari jenis bahan yang akan diperiksa Strukturnya, bahan yang memungkinkan dipotong dengan ukuran kurang lebih Ø 20 x 15 mm diratakan dan dihaluskan hingga bebas dari goresan bekas pemotongan, dan jika bahan kurang dari ukuran tersebut maka terlebih dahulu dilakukan penyalutan dengan bahan acrylic atau bakelite selanjutnya diratakan dan dihaluskan hingga tidak terdapat goresan bekas pemotongan.
Proses selanjutnya ialah pengetsaan yakni pengikisan dengan menggunakan larutan kimia sesuai dengan jenis bahan yang akan diperiksa. Maksud peng-“etsa”-an ini ialah untuk memeperjelas batas dan garis-garis struktur serta merangsang pembentukan warna dari setiap komposisi unsur dari logam tersebut, dimana setiap unsur akan memiliki reaksi pembentukan warna yang berbeda terhadap bahan etsa, dengan demikian akan mudah membedakan prosentase kadar unsur yang terdapat pada logam terebut.
Har di Sudjana Ͷ
Langkah berikutnya adalah pencucian logam dari bahan etsa yang telah bereaksi selama waktu yang ditentukan dalam proses etsa. Pencucian dilakukan dengan membasuhnya pada air yang mengalir.
Perhatikan bagi yang sensitif terhadap larutan kimia, gunakan peralatan keselamatan kerja yang memadai. Jika terjadi kecelakaan atau larutan terkena mata lakukan pertolongan pertama oleh petugas yang kompeten dan hubungi Dokter atau paramedis.
Setelah proses pencucian dilakukan keringkan specimen dengan hembusan udara panas, kemudian persiapkan Metallography-microscope dan kelengkapan pemotret untuk memperoleh dokumentasi hasil pemeriksaan.
Lakukan analisis dengan membandingkan warna-warna struktur pada komposisi bahan tersebut dengan warna-warna standar.
Gambar 10.59 Microstruktur dari besi tuang (cast iron)setelah pemanasan dan didinginkan dengan udara
Har di Sudjana Ͷͺ
Gambar 10.60 Microstruktur ari besi tuang (cast Iron)setelah pemanasan dan di-quenching dengan
H2O pembesaran 500X
Gambar 10.61 Struktur nodular graphite-iron dietsa dengan nital dengan pemeriksaan microscopic pada pembesaran 100X
Har di Sudjana Ͷͻ
Gambar 10.62 Standar sample untuk besi tuang putih (white cast-iron) dengan pembesaran 200 X
Gambar 10.63 Struktur dari baja AISI 4340 dalam struktur bainite tinggi diperbesar 1000 X
Har di Sudjana ͶͲ
Gambar 10.64 Struktur dari baja AISI 4340 dalam struktur bainite rendah diperbesar 1000 X
Gambar 10.65 Struktur dari baja AISI 4340 dalam struktur bainite rendah diperbesar 2000 X
Har di Sudjana Ͷͳ
Gambar 10.66 Struktur Martensite dari Baja AISI 4340
ditemper dengan temperatur 4000F
diperbesar 1000 X
Gambar 10.67 Struktur martensite dari baja AISI 4340
ditemper dengan temperatur 4000F
Har di Sudjana Ͷʹ
Gambar 10.68 Struktur baja SAE 52100 setelah proses hardening
diperbesar 10000 X
Rangkuman :
Kualitas serta mutu suatu produk ditentukan oleh terpenuhinya berbagai sifat yang disyaratkan oleh produk itu sendiri, antara lain , kualitas fungsional dan kualitas mekanis. kualitas dimensional geometris,serta kualitas estetis.
Sifat mekanik bahan ialah sifat yang berhubungan dengan kekuatan suatu bahan dalam menerima berbagai aspek pembebanan, sifat-sifat ini antara lain meliputi ; kekerasan; tegangan terhadap penarikan (tegangan tarik), tegangan puntir, tegangan geser, tegangan lengkung, kerapuhan (keuletan), rambat (creep), lelah (fatigue).
Har di Sudjana Ͷ͵
Pengujian bahan dibedakan dalam pengujian merusak (DT=Destructive Test) dan pengujian tidak merusak (NDT=Non Destructive test).
Kekerasan ialah kekuatan bahan dalam menerima pembebanan hingga terjadi perubahan tetap
Pengujian kekerasan dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu :
x Pengujian kekerasan dengan cara penekanan (Indentation Test)
x Pengujian kekerasan dengan cara goresan (Scratch Test)
x Pengujian kekerasan dengan cara Dinamik (Dynamic Test)
Angka kekerasan dari hasil pengujian kekerasan Brinell merupakan perbandingan antara besarnya beban terhadap luas penampang bidang Indentasi.
Pengujian Tarik bertujuan untuk mengetahui prilaku bahan selama
proses pembebanan, selain Tegangan tarik dengan notasi Vt, juga
Elastisitas (E), regangan (H) dan Kontraksi (Z).
Bahan uji yang masuk dalam standarisasi ketentuan secara proporsional, yang menurut jenis bahan serta ukurannya harus memiliki perbandingan tertentu terutama pada ukuran panjangnya yakni menurut
rumus : Lo = k ¥So atau standar Dp.
Pengujian lengkung merupakan pengujian sifat mekanik dari bahan yang akan digunakan sebagai konstruksi atau komponen yang akan menerima pembebanan lengkung maupun proses pelengkungan dalam pembentukan.
Pengujian lengkung dibedakan menjadi 2, yaitu : a. Pengujian lengkung beban dan
b. Pengujian lengkung perubahan bentuk.
Pengujian pukul Takik merupakan salah satu proses pengukuran terhadap sifat kerapuhan bahan
Pengujian pukul Takik dilakukan dengan dua macam cara pengujian yakni cara “Izod” dan cara “Chraphy”
Pengujian geser dilakukan untuk mengetahui kekuatan geser.
Pengujian dan pemeriksaan sifat physic dilakukan dengan cara tidak merusak (NDT) yang meliputi pemeriksaan cacat luar dan cacat dalam serta pemeriksaan microstruktur atau metallography.
Har di Sudjana ͶͶ
Soal-soal :
1. Sebutkan dua cara pengujian dan pemeriksaan kualitas bahan atau produk ?
2. Termasuk dalam kelompok manakah dari soal nomor 1 untuk pengujian terhadap sifat mekanik ?
3. Sebutkan 3 metoda pengujian kekerasan ?
4. Apakah yang dimaksud dengan kekerasan suatu bahan ?
5. Apakah perbedaan antara Brinell dan Vickers dibanding dengan Rockwell ?
6. Sebutkan dua kategori bahan uji tarik menurut bentuk dan ukuran bahannya ?
7. Apakah tujuan pengujian Tarik ?
8. Sebutkan 2 jenis pengujian geser dan jelaskan tujuan pengujian masing ?
9. Apakah tujuan pengujian pukul takik ?
10. Bahan uji Aluminium ș 25,4 X 12 mm diuji kekerasannya dengan
system Brinell pada mesin uji yang berkapasitas 250 kgf. Hitung angka kekerasannya jika hasil pengujian diketahui diameter indentasinya (d) = 3,82 mm.
Har di Sudjana Ͷͷ