BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN A.
A. Latar BelakangLatar Belakang Pengetahua
Pengetahuan metalografi pada n metalografi pada dasarnya mempelajari karakteristik struktural dandasarnya mempelajari karakteristik struktural dan susunan dari suatu logam atau paduan logam. Biasanya tidak melalui suatu
susunan dari suatu logam atau paduan logam. Biasanya tidak melalui suatu keseluruhakeseluruhann potongan dis
potongan disebabkan oleh pebabkan oleh pembawaan hyembawaan hydrogen atau logdrogen atau logam.am. Pengamatan atau Pemeriksaan struktur bahan logam dapat
Pengamatan atau Pemeriksaan struktur bahan logam dapat dilakukan dengandilakukan dengan menggunaka
menggunakan berbagai skala atau n berbagai skala atau tingkat pembesaran, mulai dari tingkat pembesaran, mulai dari secara visual atausecara visual atau pembesaran y
pembesaran yang rendah sang rendah sekitar 20 kali, ekitar 20 kali, sampai pengasampai pengamatan atau pematan atau pemeriksaan padameriksaan pada pembesaran y
pembesaran yang lebih besaang lebih besar, lebih besar daripar, lebih besar daripada da 1.000.000 ka1.000.000 kali dengan mikroskopli dengan mikroskop elektron.
elektron.
Terdapat berbagai jenis bahan
Terdapat berbagai jenis bahan yang digunakan pada proses manufaktur. Namun,yang digunakan pada proses manufaktur. Namun, sebelum diketahui atau digunakan dalam industri atau bagian-bagian yang lain, karakteristik sebelum diketahui atau digunakan dalam industri atau bagian-bagian yang lain, karakteristik structural atau susunan dari logam atau paduannya yang akan dipakai atau ditawarkan pada structural atau susunan dari logam atau paduannya yang akan dipakai atau ditawarkan pada industri untuk keperluan lainnya.
industri untuk keperluan lainnya. Dari hal inilah, orang mulai
Dari hal inilah, orang mulai mencoba untuk melakukan uji mmetalografi pada suatumencoba untuk melakukan uji mmetalografi pada suatu material. Sehingga dengan cara ini dapat diperoleh bahan dengan sifat-sifat yang sesuai material. Sehingga dengan cara ini dapat diperoleh bahan dengan sifat-sifat yang sesuai dengan tujuan tertentu untuk
dengan tujuan tertentu untuk memenuhi nkebutuhan teknologi modern yang meningkat.memenuhi nkebutuhan teknologi modern yang meningkat. Untuk itu, pengujian metalografi sangat berguna dalam berbagai dunia industri, Untuk itu, pengujian metalografi sangat berguna dalam berbagai dunia industri, terutama pada industri logam dan otomotif.
terutama pada industri logam dan otomotif. Karena kebutuhan akan logam ini semakinKarena kebutuhan akan logam ini semakin meningkat, maka banyak industri manufaktur menyuplai bahan logam yang ada di pasaran meningkat, maka banyak industri manufaktur menyuplai bahan logam yang ada di pasaran san telah melalui
B. Tujuan Pengujian
Setelah melakukan pengujian metalografi praktikan dapat : i. Menjelaskan tujuan dari proses metalografi.
ii. menjelaskan langkah-langkah pengujian Metalografi.
iii. Mengetahui bahan dan alat yang digunakan pada pengujian metalografi. iv. Mengetahui bentuk-bentuk fasa dari logam.
v. menganalisa ukuran butir dan membbandingkan dengan grain size ASTM.
vi. Menjelaskan hubungan antara struktur mikro dan karakteristik butir terhadap bahan. vii. Mampu melakukan pengujian metalografi.
C. Manfaat Pengujian i. Bagi Praktikan
1. Dapat mengetahui dampak perlakuan panas dan media pendingin terhadap karakteristik logam. 2. Dapat melihat perbedaan setiap fasa logam yang diuji.
3. Dapat mengoperasikan mikroskop untuk pengamatan pada bahan yang lain. ii. Bagi Industri
1. Dengan pengujian metalografi, dapat diketahui suatu logam atau paduannya yang mempunyai kekuatan yang tinggi dan ekonomis.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Defenisi Metalografi
Merupakan disiplin ilmu yang mempelajari karakteristik mikrostruktur dan makrostruktur suatu logam, paduan logam dan material lainnya serta
hubungannya dengan sifat-sifat material, atau biasa juga dikatakan suatu proses umtuk mengukur suatu material baik secara kualitatif maupun kuantitatif berdasarkan informasi-informasi yang didapatkan dari material yang diamati. Dalam ilmu metalurgi struktur mikro merupakan hal yang sangat penting untuk dipelajari. Karena struktur mikro sangat berpengaruh pada sifat fisik dan mekanik suatu logam. Struktur mikro yang berbeda sifat logam akan berbeda pula. Struktur mikro yang kecil akan membuat kekerasan logam akan meningkat. Dan juga sebaliknya, struktur mikro yang besar akan membuat logam menjadi ulet atau kekerasannya menurun. Struktur mikro itu sendiri dipengaruhi oleh komposisi kimia dari logam atau paduan logam tersebut serta proses yangdialaminya.
Metalografi bertujuan untuk mendapatkan struktur makro dan mikro suatu logam sehingga dapat dianalisa sifat mekanik dari logam tersebut. Pengamatan metalografi dibagi menjadidua,yaitu:
i. Metalografi makro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 10 ± 100kali.
ii. etalografi mikro, yaitu penyelidikan struktur logam dengan pembesaran 1000 kali. Untuk mengamati struktur mikro yang terbentuk pada logam tersebut biasanya memakai mikroskop optik. Sebelum benda uji diamati pada mikroskop optik, benda uji tersebut harus melewati tahap-tahap preparasi. Tujuannya adalah agar pada saat diamati benda uji terlihat dengan jelas, karena sangatlah penting hasil gambar pada metalografi.
Semakin sempurna preparasi benda uji, semakin jelas gambar struktur yang diperoleh.
Adapun tahapan preparasinya meliputi pemotongan, mounting, pengampelasan, polishing dan etching (etsa).
B. Jenis-Jenis Mikroskop i. Mikroskop cahaya
Mikroskop cahaya atau dikenal juga dengan nama "Compound light microscope" adalah sebuah mikroskop yang menggunakan cahaya lampu sebagai pengganti cahaya matahari sebagaimana yang digunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional, sumber cahaya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar ataupun cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor.
Pada mikroskop ini, kita dapat melihat bayangan benda dalam tiga dimensi lensa, yaitu lensa obyektif, lensa okuler dan lensa kondensor. Lensa obyektif berfungsi guna pembentukan bayangan pertama dan menentukan struktur serta bagian renik yang akan
terlihat pada bayangan akhir serta berkemampuan untuk memperbesar bayangan obyek sehingga dapat memiliki nilai "apertura" yaitu suatu ukuran daya pisah suatu lensa obyektif yang akan menentukan daya pisah spesimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah.
Lensa okuler, adalah lensa mikroskop yang terdapat di bagian ujung atas tabung berdekatan dengan mata pengamat, dan berfungsi untuk memperbesar bayangan yang
dihasilkan oleh lensa obyektif berkisar antara 4 hingga 25 kali.
Lensa kondensor, adalah lensa yang berfungsi guna mendukung terciptanya
pencahayaan pada obyek yang akan dilihat sehingga dengan pengaturan yang tepat maka akan diperoleh daya pisah maksimal.
Jika daya pisah kurang maksimal maka dua benda akan terlihat menjadi satu dan pembesarannyapun akan kurang optimal.
ii. Mikroskop elektron
adalah sebuah mikroskop yang mampu untuk melakukan pembesaran objek sampai 2 juta kali, yang menggunakan elektro statik dan elektro magnetik untuk mengontrol
pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya.
Jenis-jenis mikroskop electron
1. Mikroskop transmisi elektron (TEM)
Mikroskop transmisi elektron (Transmission electron microscope-TEM)adalah sebuah mikroskop elektron yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide, di mana
elektron ditembuskan ke dalam obyek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layar.
Cara kerja
Mikroskop transmisi eletron saat ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi hingga 0,1 nm (atau 1angstrom) atau sama dengan pembesaran sampai satu juta kali. Meskipun banyak bidang-bidang ilmu pengetahuan yang berkembang pesat dengan bantuan mikroskop transmisi elektron ini.
Adanya persyaratan bahwa "obyek pengamatan harus setipis mungkin" ini kembali membuat sebagian peneliti tidak terpuaskan, terutama yang memiliki obyek yang tidak dapat dengan serta merta dipertipis. Karena itu pengembangan metode baru mikroskop elektron terus dilakukan.
2. Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM)
Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM)adalah merupakan salah satu tipe yang merupakan hasil pengembangan dari mikroskop transmisi elektron (TEM).
Pada sistem STEM ini, electron menembus spesimen namun sebagaimana halnya dengan cara kerja SEM, optik elektron terfokus langsung pada sudut yang sempit dengan memindai obyek menggunakan pola pemindaian dimana obyek tersebut dipindai dari satu sisi ke sisi lainnya (raster) yang menghasilkan lajur-lajur titik (dots)yang membentuk gambar seperti yang dihasilkan oleh CRT pada televisi / monitor.
3. Mikroskop pemindai elektron (SEM)
Mikroskop pemindai elektron (SEM) yang digunakan untuk studi detil arsitektur permukaan sel(atau struktur jasad renik lainnya), dan obyek diamati secara tiga dimensi.
Cara kerja
Cara terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optic dan TEM. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika
permukaan sampel tersebut dipindai dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya
ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT(cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses
operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.
4. Mikroskop pemindai lingkungan elektron (ESEM)
Mikroskop ini adalah merupakan pengembangan dari SEM, yang dalam bahasa
Inggrisnya disebut Environmental SEM (ESEM) yang dikembangkan guna mengatasi obyek pengamatan yang tidak memenuhi syarat sebagai obyek TEM maupun SEM.
Obyek yang tidak memenuhi syarat seperti ini biasanya adalah bahan alami yang ingin diamati secara detil tanpa merusak atau menambah perlakuan yang tidak perlu terhadap obyek yang apabila menggunakat alat SEM konvensional perlu ditambahkan beberapa trik yang memungkinkan hal tersebut bisa terlaksana.
Cara kerja
Mikroskop ini adalah merupakan pengembangan dari SEM, yang dalam bahasa
Inggrisnya disebut Environmental SEM (ESEM) yang dikembangkan guna mengatasi obyek pengamatan yang tidak memenuhi syarat sebagai obyek TEM maupun SEM.
Obyek yang tidak memenuhi syarat seperti ini biasanya adalah bahan alami yang ingin diamati secara detil tanpa merusak atau menambah perlakuan yang tidak perlu terhadap obyek yang apabila menggunakat alat SEM konvensional perlu ditambahkan beberapa trik yang memungkinkan hal tersebut bisa terlaksana.
Pertama-tama dilakukan suatu upaya untuk menghilangkan penumpukan elektron (charging) di permukaan obyek, dengan membuat suasana dalam ruang sample tidak vakum tetapi diisi dengan sedikit gas yang akan mengantarkan muatan positif ke permukaan obyek, sehingga penumpukan elektron dapat dihindari.
Hal ini menimbulkan masalah karena kolom tempat elektron dipercepat dan ruang filamen di mana elektron yang dihasilkan memerlukan tingkat vakum yang tinggi.
Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan memisahkan sistem pompa vakum ruang obyek dan ruang kolom serta filamen, dengan menggunakan sistem pompa untuk masing-masing ruang. Di antaranya kemudian dipasang satu atau lebih piringan logam platina yang biasa disebut (aperture) berlubang dengan diameter antara 200 hingga 500 mikrometer yang digunakan hanya untuk melewatkan elektron , sementara tingkat kevakuman yang berbeda dari tiap ruangan tetap terjaga.
5. Mikroskop refleksi elektron (REM)
Yang dalam bahasa Inggrisnya disebut Reflection electron microscope (REM), adalah mikroskop elektron yang memiliki cara kerja yang serupa sebagaimana halnya dengan cara kerja TEM namun sistem ini menggunakan deteksi pantulan elektron pada permukaan objek. Tehnik ini secara khusus digunakan dengan menggabungkannya dengan tehnik Refleksi difraksi elektron energi tinggi (Reflection High Energy Electron Diffraction) dan tehnik Refleksi pelepasan spektrum energi tinggi (reflection high-energy loss spectrum - RHELS).
C. Mekanisme Difusi
Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),d ifusi melalui saluran yang
terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).
Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat
menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa,
dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung,
tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membran. D. Langkah-Langkah Pemeriksaan Metalografi
(Pemotongan,Pengamplasan,Penggerindaan,Pemolesan, Pengetsaan dan Pemeriksaan Mikroskop)
i. Pemotongan
Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskop optik merupakan hal yang sangat penting. Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang hendak dilakukan. Pada umumnya bahan komersial tidak homogen sehingga satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap representatif.Pengambilan sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sampel yang sesuai dengan kondisi rata-rata bahan/kondisi ditempat-tempat tertentu(kritis) dengan memperhatikan kemudahan pemotongan pula. Secara garis besar, pengambilan sampel dilakukan pada daerah yang akan
mikrostruktur material yang mengalami kegagalan, maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan (pada daerah kritis dengan kondisi terparah), untuk kemudian
dibandingkan dengan sampel yang diambil dari daerah yang jauh dari daerah gagal. Perlu diperhatikan juga bahwa dalam proses memotong, harus dicegah kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan. Oleh karena itu, setiap proses pemotongan harus diberi pendinginan
yang memadai.
Pada saat pemotongan jangan sampai merusak struktur bahan akibat gesekan alat potong dengan benda uji. Untuk menghindari pemanasan setempat atau berlebihan dapat digunakan air sebagai pendingin. Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua yaitu : teknik pemotongan dengan deformasi yang besar
menggunakan gerinda, sedangkan teknik pemotongan dengan deformasi yang kecil menggunakan low speed diamond saw.
Teknik pemotongan sampel dapat dilakukan dengan : 1. untuk bahan getas dank eras
2. pengguntingan : untuk baja karbon rendah yang tipis dan lunak 3. penggergajian : untuk bahan yang lebih lunak dari 350 HB 4. pemotongan abrasi
5. electric discharge machining : untuk bahan dengan konduktivitas baik di mana sampel direndam dalam fluida dielektrik lebih dahulu sebelum dipotong dengan memasang catu listrik antara elektroda dan sampel.
ii. Penggerindaan Kasar,
yaitu meratakan permukaan sampel dengan cara menggosokkan sampel padabaru gerinda. Bertujuan untuk menghilangkan deformasi pada permukaan akibat pemotongan dan Pemanasan yang berlebih harus dihindari. Sampel yang baru saja dipotong atau sampel yang telah terkorosi memiliki permukaan yang kasar. Permukaan yang kasar tersebut harus
diratakan agar pengamatan struktur mudah dilakukan. iii. Mounting
Proses mounting atau pembingkaian benda uji dilakukan pada benda uji dengan ukuran yang kecil dan tipis, hal ini bertujuan untuk mempermudah pemegangan benda uji
ketika dilakukan tahap preparasi selanjutnya seperti pengampelasan dan polishing. Benda uji ini di-mounting dengan alat
mounting press dengan penambahan bakelit yang akan menggumpal dan membingkai benda uji. Selain bakelit juga masih banyak bahan yang dapat digunakan untuk mounting.
Cetakannya :
· Berbentuk bulat
· Ukuran 1 inchi ± 1 ½ inchi Ø Macam-macamnya :
· Cairanbasa(degesing) untuk menghilangkan garis. · Panas(Lemakdengan menggunakan uap gas ) · Dengan menggunakan asam lemah.
· Alkohol yang tidak bereaksi dengan udara. · Aseton.
Metode - metode pembingkaian(Mounting ) · Adhesive mounting
· Clamp
· plastic mounting
Adapun jenis-jenis bahan untuk mounting
a. Castable mounting, jenis bahan mounting dimana bahan serbuk diberi pelarut dan serbuk itu diletakkan dalam satu tempat dengan dengan spesimen, kemudian dibalik dan bagian permukaan atasnya datar. Contoh serbuknya adalah polister, epoxies (transparan)
atauacrylics. Kelebihannya adalah spesimen dengan ukuran besar / kecil dapat dimounting, cetakannya bias digunakan berulang-ulang.
b. Compression mold dimana ukuran diameter tetap, jika berubah maka mesin harus diganti. Jenis material yang digunakan thermosetting dan thermoplastic.
iv. Penggerindaaan halus( Pengamplasan)
Untuk meratakan permukaan spesimen hasil dari penggerindaan kasar sebelum spesimen dipoles, dilakukan penggerindaan halus atau juga disebut pengamplasan.. Seperti pada penggerindaan kasar, juga harus selalu dialiri air pendingin, agar specimen tidak rusak
atau terganggu oleh pemanasan yang terjadi.
Pengamplasan adalah proses untuk mereduksi suatu permukaan dengan pergerakan permukaan abrasif yang bergerak relatif lambat sehingga panas yang dihasilkan tidak terlalu
signifikan. Pengamplasan bertujuan untuk meratakan dan menghaluskan permukaan sampel yang akan diamati. Pengamplasan ini dilakukan secara berurutan yaitu dengan memakai amplas kasar hingga amplas halus.
Pengamplasan kasar adalah pengamplasan yang dilakukan dengan menggunakan amplas dengan nomor di bawah 180 #, dan masih menyisahkan permukaan benda kerja yg belum halus.Pengamplasan halus adalah pengamplasan yang dilakukan dengan menggunakan
amplas dengan nomor lebih tinggi dari 180 #, dam menghasilkan permukaan yang halus. Pengamplasan dimulai dengan meletakkan sampel pada kertas amplas dengan
permukaan yang akan diamati bersentuhan langsung dengan bagian kertas amplas yang kasar, kemudian sampel ditekan dengan gerakan searah.Selama pengamplasan terjadi gesekan
antara permukaan sampel dan kertas amplas yangmemungkinkan terjadinya kenaikan suhu yang dapat mempengaruhimikrostruktur sampel sehingga diperlukan pendinginan dengan cara mengaliri air.Apabila ingin mengganti arah pengamplasan, sampel diusahakan berada pada kedudukan tegak lurus terhadap arah mula-mula.Pengamplasan selesai apabila tidak
teramati lagi adanya goresan-goresan pada permukaan sampel, selanjutnya sampel siap dipoles.
v. Pemolesan
Pemolesan adalah proses yang dilakukan untuk menghilangkan bagian-bagian yang terdeformasi karena perlakuan sebelumnya dan Pemolesan bertujuan untuk lebih
menghaluskan dan melicinkan permukaan sampel yang akan diamati setelah
pengamplasan.pemolesan dibagi dua yaitu pemolesan kasar dan halus. Pemolesan kasar menggunakan abrasive dalam range sekitar 30 - 3µm, sedangkan pemolesan halus
Pemolesan terbagi dalam tiga cara, yaitu: 1. Mechanical polishing
2. Chemical-mecanical polishing 3. Electropolishing
vi. Pengetsaan
proses yang dilakukan untuk melihat struktur mikro dari sebuah spesimen dengan menggunakan mikroskop optik.Dilakukan dengan mengkikis daerah batas butir sehingga struktur bahan dapat diamati dengan jelas dengan bantuan mikroskop optik. Zat etsa bereaksi dengan sampel secara kimia pada laju reaksi yang berbeda tergantung pada batas butir,
kedalaman butir dan komposisi dari sampel. Sampel yang akan dietsa haruslah bersih dan kering. Slema etsa, permukaansampel diusahakan harus selalu terendam dalam etsa. Waktu etsa harus diperkirakan sedemikian sehingga permukaan sampel yang dietsa tidak menjadi gosong karena pengikisan yang terlalu lama. Oleh karena itu sebelum dietsa, sampel
sebaiknya diolesi alkohol untuk memperlambat reaksi. Pada pengetsaan masing-masing zat etsa yang digunakan memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampelyang akan diamati. Zat etsa yang umum digunakan untuk baja ialah nital dan picral. Setelah reaksi etsa selesai, zat etsa dihilangkan dengan cara mencelupkan sampel ke
dalam aliran air panas. Seandainya tidak memungkinkan dapat digunakan air bersuhu ruang dan dilanjutkan dengan pengeringan dengan alat pengering. Permukaan sampel yang telah dietsa tidak boleh disentuh untuk mencegah permukaan menjadi kusam. Stelahdietsa, sampel siap untuk diperiksa di bawah mikroskop. Pada intinya proses pengetsaan dilakukan
menggunakan cairan kimia untuk memunculkan detail struktur mikro pada spesimen.Dilakukan dengan cara mencelupkan mount kedalam wadah zat etsa.
E. Diagram Fe-Fe3c
Diagram Fe-Fe3C adalah sebuah diagram yang menunjukkan hubungan antara temperature dengan besarnya kadar karbon suatu material pada proses pemanasan. F. Diagram Ttt
Diagram TTT (Time, Temperature, dan Transformation) adalah sebuah gambaran dari suhu (temperatur) terhadap waktu logaritma untuk baja paduan dengan komposisi tertentu. Diagram ini biasanya digunakan untuk menentukan kapan transformasi mulai dan berakhir pada perlakuan panas yang isothermal (temperatur konstan) sebelum menjadi campuran
Austenit. Ketika Austenit didinginkan secara perlahan-lahan sampai pada suhu dibawah temperatur kritis, struktur yang terbentuk ialah Perlit. Semakin meningkat laju pendinginan, suhu transformasi Perlit akan semakin menurun. Struktur mikro dari materialnya berubah
dengan pasti bersamaan dengan meningkatnya laju pendinginan. Dengan memanaskan dan mendinginkan sebuah contoh rangkaian, transformasi austenit mungkin dapat dicatat.
Diagram TTT menunjukkan kapan transformasi mulai dan berakhir secara spesifik dan diagram ini juga menunjukkan berapa persen austenit yang bertransformasi pada saat suhu yang dibutuhkan tercapai.
Peningkatan kekerasan dapat tercapai melalui kecepatan pendinginan dengan melakukan pendinginan dari suhu yang dinaikkan seperti berikut: pendinginan furnace, pendinginan udara, pendinginan oli, cairan garam, air biasa, dan air asin.
G. Analisa Kegagalan Pada Metalografi
Langkah-langkah atau ProsedurAnalisis Kegagalan (II):
i. Deskripsi dari terjadinya kegagalan, (mendokumentasikan terjadinya kegagalan. Informasi berkaitan seperti disain komponen, jenis material, sifat material, fungsi komponen).
ii. Pemeriksaan visual, (mendokumentasikan pengamatan yang dilakukan ditempat kejadian).
iii. Analisis tegangan, (Ketika komponen yang bekerja melibatkan adanya beban, maka analisis tegangan sangat diperlukan untuk mengetahui apakah tegangan yang bekerja berada dibawah sifat mekanik material).
iv. Pemeriksaan komposisi kimia, (kesesuaian dengan komposisi kimia standar material).
v. Fraktografi, (pemeriksaan permukaan patahan dengan mikroskopoptik dan elektron untuk mengetahui mekanisme patahan).
vi. Metalografi.
vi. Sifat-sifat material, (biasanya dengan pengujian kekerasan sudah cukup untuk mengetahui sifat-sifat mekanik material dan dilakukan tanpa merusak sampel). viii. Simulasi, (apabila memungkinkan).
H. Korosi
Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang
paling lazim adalah perkaratan besi, juga sering diartikan serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.
Jenis-jenis Cacat pada Material
Cacat dapat terjadi karena adanya solidifikasi (pendinginan) ataupun akibat dari luar. Cacat tersebut dapat berupa :
. Cacat titik (point defect)
Dapat berupa :
1. Cacat kekosongan (Vacancy) yang terjadi karena tidak terisinya suatu posisi atom pada lattice.
2. Interstitial (“salah tempat”, posisi yang seharusnya kosong justru ditempati atom) Substitusional (adanya atom “asing” yang menggantikan tempat yang seharusnya
diisi oleh atom)
3. Cacat garis (line defect)Yakni Cacat yang menimbulkan distorsi pada lattice yang berpusat pada suatu garis. Sering pula disebut dengan dislokasi. Secara umum ada 2 jenis dislokasi, yakni : edge dislocation dan screw dislocation
4. Cacat bidang (interfacial defect)Ialah batasan antara 2 buah dimensi dan umumnya memisahkan daerah dari material yang mempunyai struktur kristal berbeda dan atau arah kristalnya berbeda, misalnya : Batas Butir (karena bagian batas butir inilah yang membeku paling akhir dan mempunyai orientasi serta arah atom yang tidak sama. Semakin banyak batas butir maka akan semakin besar peluang menghentikan dislokasi. Kemudian contoh yang berikutnya adalah Twin (Batas butir tapi special, maksudnya : antara butiran satu dengan butiran lainnya merupakan cerminan). 5. Cacat Ruang (Bulk defect) Perubahan bentuk secara permanen disebut dengan Deformasi Plastis, deformasi plastis terjadi dengan mekanisme :Slip, yaitu : Perubahan dari metallic material oleh pergerakan dari luar sepanjang Kristal. Bidang slip dan arah slip terjadi pada bidang grafik dan arah atom yang paling padat karena dia butuh energi yang paling ringan atau kecil.
Twinning terjadi bila satu bagian dari butir berubah orientasinya sedemikian rupa sehingga susunan atom di bagian tersebut akan membentuk simetri dengan bagian kristal yang lain yang tidak mengalami twinning.
. Tegangan sisa
Adalah sebuah tegangan yang bekerja pada suatu bahan setelah semua gaya-gaya luar yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan. Tegangan sisa muncul akibat beberapa proses pembentukan seperti deformasi plastis, perubahan temperatur dan transformasi fasa.
Beberapa proses pembentukan yang menghasilkan tegangan sisa antara lain: casting, forming, forging, drawing, extruding, rolling, spinning, bending, machining, welding, shot peening, quenching, carburizing, coating, dll
Tegangan sisa ini dapat menguntungkan tetapi juga dapat merugikan. Jika beban berupa tegangan tarik dan terdapat tegangan sisa tekan pada material maka tegangan sisa ini
akan memberi resultante negatif mengurangi efek beban ke material. Sebaliknya jika terdapat tegangan sisa tarik pada material yang mengalami beban tarik maka akan memberikan
resultante positif dan jika melawati tegangan luluhnya akan menjadi awal mula terjadinya patahan.
Beberapa teknik telah dikembangkan untuk menghilangkan tegangan sisa ini, khususnya jika bersifat merugikan. Yang umum digunakan adalah dengan anealing, yaitu proses pemanasan material yang mengalami pengerjaan dingin hingga pada temperatur
rekristalisasinya. Padatemperatur rekristalisasi, butir-butir akan terbentuk kembali dan tegangan sisa akan dilepaskan.Metode lain adalah dengan menggetarkan material pada
frekuensi pribadinnya. Dengan metode ini, material relatif tidak mengalami perubahan bentuk meskipun tegangan sisanya terlepas.
BAB III
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Karakteristik struktur logam atau paduan logam memiliki sifat fisis dan mekanis yang berbeda tergantung dari jenis perlakuan panas dan proses pendinginannya.
2. Kekuatan dan keuletan suatu material yang telah mengalami proses perlakuan panas akan dipengaruhi jenis media pendingin yang digunakan. Urutan ketangguhan bahan menurut media pendinginnya yaitu : air garam, air, solar, oli dan udara.
3. Fasa-fasa yang terbentuk adalah : Ferit, sementit, perlit, martensit,austenit, bainit dan ladeburit.
4. Struktur butir suatu material yang telah mengalami proses perlakuan panas sangat ditentukan oleh jenis media pendingin yang digunakan.
5. Pengujian metalografi bertujuan untuk mengetahui struktur yang terbentuk dari
pengamatan struktur mikro pada foto dari perbesaran miokroskop untuk material yang telah mengalami perlakuan panas dan didinginkan dengan beberapa media pendingin yang berbeda densitasnya.
B. Saran
Harap agar prosedur pengambilan gambar dapat diperjelas dengan menjalaninya.
DAFTAR PUSTAKA
Pengetahuan Bahan Teknik, Prof. Ir. Tata Surdia MS. Met., E dan Prof. Dr. Shiroku Saito. Pradya Pratama.
http://ardra.biz/sain-teknologi/metalurgi/besi-baja-iron-steel/pengujian-pengamatan-metalografi/
http://erulmesin09.blogspot.com/2012/11/metalografi_30.html
http://candadisini.blogspot.com/2010_12_01_archive.html
https://ndidista.wordpress.com/2013/07/23/pengujian-metalografi/ http://iyanarafah.blogspot.com/2010/11/praktikum-metalografi.html
Ilmu Teknologi Bahan, Lawrence H. Van Vlack, dan Sriati Djaprie Erlangga, Jakarta. Pengetahuan Bahan Teknik, Prof. Ir. Tata Surdia MS. Met., E dan Prof. Dr. Shiroku Saito. Pradya
