LAPORAN PRAKTIKUM LAB. METALURGI I LAPORAN PRAKTIKUM LAB. METALURGI I
MODUL V : ANALISIS METALOGRAFI MODUL V : ANALISIS METALOGRAFI
Praktikan : Praktikan : Ar
Aris is NurdNurdiansyaiansyah (123.h (123.14.014.010)10)
–
–
Kelompok 1 Kelompok 1Asisten : Asisten :
Fadhli Muhammad Fadhli Muhammad
Sabtu, 10
Sabtu, 10 DesemDesember ber 20162016
PROGRAM STU
PROGRAM STUDI DI TETEKNIK KNIK METALMETALURGI URGI DAN MDAN MATEATERIALRIAL FAK
FAKULTULTAS AS TEKNIK DAN TEKNIK DAN DESAINDESAIN
INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG INSTITUT TEKNOLOGI DAN SAINS BANDUNG
2016 2016
A. Tujuan
Tujuan dari praktikum ini adalah :
1. Mampu mempreparasi sampel sebelum sampel dilakukan uji metalografi. 2. Menganalisis struktur mikro logam dari hasil pengujian metalografi.
3. Membandingkan hasil perhitungan pada struktur mikro dengan cara konvensional dan software.
B. Pendahuluan / Das ar Teori
Metalografi merupakan suatu disiplin ilmu yang memepelajari metode observasi atau pengamatan dengan tujuan untuk menentukan struktur mikro seperti fasa logam, butiran, jarak antar butiran, dislokasi, dan sebagainya serta mempelajari hubungan antara struktur
sifat atau karakter yang pernah dialami logam, paduan, dan bahan lainnya. Secara umum, tahapan-tahapan metalografi meliputi :
Cutting , yaitu mengetahui prosedur proses pemotongan sampel dan menetukan teknik pemotongan yang tepat dalam pengambilan sampel metalografi sehingga didapat benda uji yang representatif.
Mounting , yaitu menempatkan sampel pada suatu media, untuk memudahkan penanganan sampel yang berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak sampel. Grinding , yaitu meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara
menggosokkan sampel pada kain abrasif atau ampelas.
Pemolesan ( polishing ), yaitu mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengkilat seperti kaca tanpa menggores, sehingga diperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin, menghilangkan ketidakteraturan sampel hingga orde 0,01 µm.
Etsa (etching ) , yaitu melakukan pengkorosian pada batas butir agar dapat dibedakan pada saat pengamatan.
Observasi, pengamatan struktur mikro sampel dengan mikroskop optik atau dengan SEM.
Struktur mikro hanya dapat diamati dengan menggunakan alat optik, seperti mikroskop optik ataupun mikroskop elektron. Dengan mikroskop optik, gambar yang diperoleh dapat diambil untuk dianalisis, gambar ini disebut photomicrograph. Mikrostruktur dari sebuah
Persentase Fasa =Jumlah titik yang mengenai fasa
Jumlah titik total x 100%
G = - 10 – 6,64 log ( LT P . M )
paduan logam tergantung dari konsentrasinya, perlakuan panas yang dialami oleh paduan tersebut. Dengan mengamati mikrostruktur inilah, dapat diketahui karakteristik dan riwayat perlakuan yang dialami logam. Setelah dietsa, kuantifikasi mikro dapat dilihat untuk
membedakan paduan. Sebagai contoh, paduan dengan fasa yang berbeda, dapat dilihat kemungkinan satu fasa mempunyai warna yang lebih gelap, sedangkan fasa yang lain mempunyai warna yang lebih terang.
Analisa kuantitatif untuk menentukan ukuran butiran rata-rata berdasarkan American Society for Testing and Materials (ASTM) dengan metode point count , penentuan fraksi volume butiran dengan metode Hilliard Single-Circle, dan metode Aspect Ratio.
1. Metode Point Count
Metode point count digunakan untuk menghitung persentase dari fasa tertentu yang tersebar dalam struktur mikro dari suatu logam. Metode point count menggunakan grid sebagai media perhitungan. Adapun persamaan yang digunakan dalam metode point count ini adalah sebagai berikut :
Dengan catatan titik yang mengenai tepat satu fasa dihitung satu, sedangkan titik yang mengenai tepi fasa dihitung setengah.
2. Metode Hilliard Single-Circle
Metode ini menggunakan satu lingkaran dengan diameter tertentu sebagai dasar perhitungan ukuran butiran. Diameter lingkaran yang digunakan biasanya berkisar antara 8 – 10 cm. Dari diameter lingkaran yang telah ditentukan dapat dicari keliling lingkaran tersebut (LT) dalam satuan cm, kemudian melalui pengamatan dapat ditentukan banyaknya perpotongan antara lingkaran dengan butiran (P). Selanjutnya, dengan
mengetahui perbesarah (M) yang digunakan, maka dapat dicari besar butiran (G) sesuai standar ASTM dengan menggunaka n persamaan berikut :
Q = l w 3. Metode Aspect Ratio
Metode ini digunakan untuk struktur mikro yang memiliki bentuk memanjang, dengan persamaan sebagai berikut :
Dengan : Q = Aspect Ratio
l = Panjang inklusi, dan w = Lebar inklusi
4. Software Optimas
Metalografi kuantitatif telah banyak mengalami perubahan dan perkembangan. Metode membandingkan dengan tabel standar adalah metode yang paling mudah digunakan untuk perhitungan ukuran butiran. Akan tetapi metode ini tidak memuaskan, kemudian
dikembangkan konsep stereologi kuantitatif (metode perhitungan manual), dan metode ini masih memiliki kekurangan yaitu aplikasinya yang lambat dan sulit. Dengan perkembangan teknologi komputer maka dikembangkan metode pengolahan citra (image processing ), sehingga proses analisis menjadi semakin mudah dan cepat. Salah satu program yang digunaka n saat ini adalah Optimas.
C. Alat dan Bahan
Alat Bahan
- Mikroskop Optik - Komputer
- Alat polishing
- Amplas (Grid 100 sampai 2000) - Program Optimas
- Sumpit
- Gelas bersih kosong
- Sampel besi cor - Resin dan pengeras - Vaseline
- Serbuk alumina - Larutan nital - Pipa paralon - Lilin
D. Prosedur Percobaan Preparasi sampel
Persiapan analisis struktur mikro
E. Data Percobaan
Gambar 5.1. Ti – Nb IF Steel pada perbesaran 200x Sampel lalu
dimounting dengan cara diletakkan di
tengah pipa
Dituangkan resin dan pengeras ke dalam
pipa
Sampel diamplas dari grid terkecil hingga
terbesar Dipoles dengan pasta
alumina selama 10 – 20 menit hingga permukaan mengkilap Sampel besi cor
dipotong sesuai dengan spesifikasi
Larutan nital dituangkan ke cawan
lalu sampel dicelup permukaannya
Dilakukan pengamatan struktur
mikro dengan mikroskop optik
Diambil citra struktur mikro pada daerah yang dinginkan untuk
dianalisis Pengetsaan dilakukan
dengan larutan nital 3% yang memiliki perbandingan volume
Gambar 5.2. Baja tulang pada perbesaran 400x
Gambar 5.4. Hot rolled steel pada perbesaran 200x F. Analisis Data / Pengolahan Data
1. Menentukan ukuran butiran baja dengan metode lingkaran.
Gambar 5.5. Metode Hilliard Untuk Ti – Nb IF Steel pada perbesaran 200x Jumlah perpotongan lingkaran dengan butir = 59
Diameter lingkara n = 7 cm
Keliling lingkaran = π . d = 3,14 x 7 cm = 21,84 cm
2. Untuk foto baja tulangan dibawah :
a. Tentukan ukuran butiran dengan metode lingkaran
Gambar 5.6. Metode Hilliard Untuk Baja tulang pada perbesaran 400x Jumlah perpotongan lingkaran dengan butir = 41
Diameter lingkaran = 8 cm Keliling lingkaran = π . d = 3,14 x 7 cm = 25,12 cm G = - 10 – 6,64 log ( LT P . M ) = - 10 – 6,64 log ( ) = 8,69 = 8
b. Tentukan persen fasa ferit dan perlit c.
Gambar 5.7. Metode Point Count Untuk Baja tulang pada perbesaran 400x Jumlah titik = 64
% Ferit
Titik yang mengenai fasa = 32
Titik yang mengenai tepi fasa = 22
Persentase Fasa Ferit =Jumlah titik yang mengenai fasa
Jumlah titik total x 100 %
=
x 100 % = 67,18 %
% Ferit
Titik yang mengenai fasa = 11
Titik yang mengenai tepi fasa = 16
Persentase Fasa Perlit =Jumlah titik yang mengenai fasa
Jumlah titik total x 100 %
=
x 100 % = 29,68 %
3. Tentukan persen C untuk besi cor pada gambar dibawah
Gambar 5.8. Metode Point Count untuk Besi cor kelabu pada perbesaran 250x
Pada besi cor, untuk menghitung % carbon dapat juga dilakukan dengan menghitung % grafit nya. Karena pada besi cor, kandungan grafit di dalamnya adalah 100 % carbon.
4. Tentukan persen inklusi yang ada pada gambar dibawah
Jumlah titik = 25 % Ferit
Titik yang mengenai inklusi = 4 Titik yang mengenai tepi inklusi = 4
Persentase Inklusi =Jumlah titik yang mengenai inklusi
Jumlah titik total x 100 %
=
G. Pembahasan / Diskusi
Pembahasan untuk percobaan praktikum modul analisis metalografi :
1. Diperoleh nilai G (besar butir ASTM) dengan metode Hilliard Single-Circle untuk Ti
– Nb IF Steel pada perbesaran 200x sebesar 8.
2. Diperoleh nilai G (besar butir ASTM) dengan metode Hilliard Single-Circle untuk baja tulang pada perbesaran 400x sebesar 8. Dari hasil perhitungan persen fasa ferit dan perlit untuk Baja tulang ini menggunakan metode Point Count didapatkan % Fasa Ferit sebesar 67,18 % sedangkan untuk % Fasa Perlit sebesar 29,68 %.
3. Pada besi cor, untuk menghitung % carbon dapat juga dilakukan dengan menghitung % grafit nya. Karena pada besi cor, kandungan grafit di dalamnya adalah 100 % carbon.
4. Baja yang telah mengalami pengerjaan panas (hot working ) ataupun pengerjaan dingin (cold working ) biasanya terdapat inklusi pada fasa nya. Inklusi sendiri menyebabkan penurunan sifat fisik pada baja. Pada gambar hot rolled steel diatas, dapat dihitung % inklusinya sebesar 24%.
H. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan :
1. Secara umum, tahapan-tahapan preparasi sampe untuk uji metalografi meliputi :
a. Cutting , yaitu mengetahui prosedur proses pemotongan sampel dan menetukan teknik pemotongan yang tepat dalam pengambilan sampel metalografi sehingga didapat benda uji yang representatif.
b. Mounting , yaitu menempatkan sampel pada suatu media, untuk memudahkan penanganan sampel yang berukuran kecil dan tidak beraturan tanpa merusak
sampel.
c. Grinding , yaitu meratakan dan menghaluskan permukaan sampel dengan cara menggosokkan sampel pada kain abrasif atau ampelas.
d. Pemolesan ( polishing ), yaitu mendapatkan permukaan sampel yang halus dan mengkilat seperti kaca tanpa menggores, sehingga diperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin, menghilangkan ketidakteraturan sampel hingga orde 0,01 µm.
e. Etsa (etching ) , yaitu melakukan pengkorosian pada batas butir agar dapat dibedakan pada saat pengamatan.
2. Pada baja karbon, warna putih pada biasanya menandakan ferit dan hitam menandakan perlit. Pada beberapa kasus, misalnya baja karbon sedang kadang sulit dibedakan antara fasa ferit dan austenit. Sedangkan pada besi cor, unsur carbon akan menjadi presipitat dalam bentuk grafit. Sehingga grafit-grafit pada besi cor mengandung 100% carbon.
3. Pada percobaan ini tidak ada percobaan ataupun data perhitungan mikrostruktur dengan menggunakan software, sehingga tidak dapat membedakan hasil perhitungan mikrostruktur cara konvensional dan software.
Saran :
1. Dilakukan percobaan perhitungan dengan menggunakan software optimas untuk membandingkan hasil perhitungan dengan cara konvensional dan menggunakan
Daftar Pustaka
Koordinator Lab Metalurgi I. 2016. Modul Praktikum MM3141 – Lab Metalurgi I. Kota Deltamas : Program Studi Teknik Metalurgi dan Material ITSB
Latansa, Yogie. 2013. Proses Metalografi : The Engineer . https://amazinglatansa.wordpress.com/2013/05/28/proses-metalografi/. Diakses pada 24 Desember 2016 pukul 17.00.
Chan, Yefri. 2010. Metalografi. https://laskarteknik.com/2010/05/31/metalografi/. Diakses pada 24 Desember 2016 pukul 17.00.
