BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jominy Test
Uji jominy merupakan sebuah metode untuk mengetahui kemampuan pengerasan logam dan baja. Caranya yaitu benda uji dipanaskan pada suhu yang telah ditentukan, kemudian didinginkan dengan menyemprotkan air pada salah satu bagian ujung atau bawahan spesimen. Metode pendinginan yang digunakan pada pengujian ini adalah Quenching. Setelah dilakukannya pengujian dengan alat jominy maka spesimen diukur kekerasannya dengan menggunakan satuan HRB.
2.1.1 Jominy Test
Cara yang mudah untuk mengetahui hardenability baja yang dikembangkan oleh seorang ilmuan yang bernama Jominy Bogehold adalah dengan memanaskan spesimen hingga mencapai temperatur austenit kemudian spesimen tersebut di beri perlakuan quenching pada salah satu ujungnya.
Pengujian ini dikenal sebagai jominy test.
Setiap logam mempunyai sifat – sifat tertentu yang diibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan. Sifat sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap suatu material.
Kekerasan tergantung pada perlakuan panas dan komposisi kimia dan digunakan sebagai perbandingan dalam proses panas untuk memprediksi distribusi kekerasan yang diinginkandari baja keras dengan dimensi dan media perbandingan yang berbeda.
Paduan baja yang berbeda akan memberikan nilai kekerasan yang berbeda dijarak yang sama pada spesimen jominy test. Harga kekerasan yang berbeda pada jarak yang sama pada baja dengan komposisi karbon yang sama (0,40%) tapi dengan paduan yang berbeda yaitu A181, 1040, 4140, 4340, 5140, dan 8640. Kurva 5 baja dapat dilihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Kurva 5 baja 1. Alat Uji Kekerasan
Alat uji kekerasan yang digunakan yaitu alat uji kekerasan rockwell. Alat uji kekerasan rockwell sering dipakai untuk pengujian material yang keras. Hal ini disebabkan oleh sifat cepat, bebas dan kesalahan manusia. Mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja diperbesar dan lekukannya kecil. Lat uji kekerasan dapat dilihat pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Alat Uji Kekerasan 2. Peta Distribusi Kekerasan
Dalam pengujian jominy test, proses pendinginan dilakukan dengan cara menyemprotkan air pada ujung spesimen (bagian bawah). Dengan demikian akan terjadi variasi proses pendinginan sepanjang batang sampel uji yang
dimana sampel lebih awal disemprot air mengalami pendinginan yang lebih cepat. Peta ditribusi kekerasan dapat dilihat pada Gambar 2.3
Gambar 2.3 Peta Distribusi Kekerasan 3. Pita Hardenability
Langkah terakhir dalam pengujian jominy adalah pengujan sepanjang batang uji pada beberapa titik dan hasilnya ditetapkan pada diagram kemampukerasan pada kertas milimeter blok atau kertas yang dibuat dengan skala pita hardenability. Pita hardenability dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 Pita Hardenability
2.1.2 Hardenability
Hardenability dapat disebut juga dengan kemampukerasan.
Kemampukerasan material dapat dijabarkan sebagai kesediaan suatu material untuk menjadi keras hngga kedalaman tertentu sebagai akibat pendinginan yang secepat cepat dialaminya dari kondisi temperatur auustenitsasi.
Kemampukerasan jenis baja dapat dilihat dengan nilai kekerasan maksimum yang mampu diicapai suatu baja.
2.1.3 Laju Pendinginan
Dari sejak batang uji dikeluarkan dari tungku saampai diletakkan pada alat quenching tidak lebih dari 5 detik. Saat sesudah batang uji diletakkan pada media pendingin spesimen segera disemprotkan kurang lebih 30 menit.
Brdasarkan hal ini pengujian akan mengalami pendinginan yang sangat cepat, laju pendinginan akan menurun ke arah salah satu ujungnya yang lain, dengn demikian sepanjang batang uji akan terjadi variasi laju pendinginan. Hasil dari sepanjang batang spesimen akan diuji kekerasannya dan hasilnya dimasukkan kepada kurva hardenability. Kurva hardenability dapat dilihat paada gambar 2.5
Gambar 2.5 Kurva hardenability
2.1.4 Parameter Sistem Operasi
Ada beberapa parameter yaang digunakan dalam pengujian ini, adalah sebagai berikut.
1. Kedalaman Frais
a = d0−dm
2 (mm)...(1)
keterangan :
a : kedalaman frais d0 : diameter awal dm : diameter akhir
2. Lama Waktu Penyemprotan Air
Lama waktu pendinginan yang terjadi pada saat pengujian sangat berpengaruh pada pengerasan yang terjadi pada spesimen jominy. Semakin cepat pendinginan maka semakin keras sifat spesimen.
3. Suhu Pemanasan
Spesimen mengalami kemampukerasan dengan dilakukannya proses heat treatment pada suhu austenit yaitu 800ºC.
4. Tingkat amplas
ada tiga tingkatan amplas yang digunakan pada saat pengamplasan spesimen ini, yaitu terdiri dari amplas tingkat pertama yaitu amplas kasar yang digunakan untuk mengikis kekasaran permukaaan pada spesimen, tingkat kedua untuk meratakan permukaan spesimen, dan ampls tingkat ketiga digunakan untuk memperhalus permukaan
5. Parameter lainnya
Setelah perlakuan panas spesimen akan dipindahkan ke alat jominy test dengan tujuan untuk mendapatkan perlakuan dingin. Jarak waktu saat memindahkan spesimen dari tungku ke alat jominy adalah 6 detik.
2.1.5 Informasi yang dapat disampaikan pada jominy test
Jominy test adalah standar test digunakan untuk mengukur karaakterisasi harrdenability pada kasus baja. Pengujian spesimen ini dikeraskan secara mendalam dengan proses pendinginan. Hal ini tidak hanya dilakukan untuk mmahami informasi dasar teori jomiiny test, tetapi juga memahami bagaimana
informasi yang diperoleh dari pengujian jominy dan digunakan umtuk memahami efek dari paaduan baja dan struktur mikro baja. Pengujian jominy sebenarnya merupakan percobaan perlakuan panas yang bertujuan untuk memodifikasi struktur mikro logam (baja karbon) dari struktur awal ke struktur yang lebih keras menggunakan standar yang belaku yaitu ASTM 255. Oleh karena itu kemampuan untuk kemudahan suatu baja untuk membentuk fasa martensit merupakan hal yang sangat membantu. Ilustrasi dimensi jominy test dapat dilihat pada Gambar 2.6
Gambar 2.6 Ilustrasi Jominy Test
2.2 Laju pendinginan terhadap hardenability
Ada beberapa laju pendinginan terhadap hardenability, adalah sebaagai berikut.
2.2.1 Laju pendinginan terhadap baja karbon
Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekerasan baja karbon 545ºC menggunakan pendinginan lebih tinggi dibandingkan normalizing dan annealing. Struktur mikro yang dihasilkan spesimen ataupada permukaan spesimen diberikan perlakuan panas dengan pendinginan mengalami deformasi struktur ferit menjadi pearlite dan martensit.
2.2.2 Laju pendinginan terhadap baja austenit
Baja austenit merupakan suaatu baja campuran besi dan karbon yang terbentuk pada pembekuan pada proses pendinginan, selanjutnya austenit berubah menjadi ferit, pearlite dan sementit. Jadi baja austenit memiliki kadar karbon maksimum sebesar 2,14% yang memiliki perubahan pada struktur mikro.
2.2.3 Laju pendinginan terhadap baja paduan
Baja paduan adalah baja yang memiliki sedikit kandungandari satu atau lebih. Elemen padun selain karbon seperti magnete, silikon, nikel, titannium, cuprum, chromium serta aluminium. Baja paduan lebih responsive terhadap pendinginandan perlakuan mekanik dibandingkan baja karbon. Jadi struktur mikro yang dihasilkan setelah melakukan pendinginan lebih baik dari baja karbon.
2.3 Metode pengujian kekerasan
Metode pengujisn kekerasan (hardness) adalah salah satu sifat mekanik (mechanical properties) dari suatu material. Ada beberapa metode pengujian kekerasan adalah sebagai berikut.
2.3.1 pengujian kekerasan brinell
Pengujian brinell adalah salah satu cara atau sifat penguji kekerasan yang -paling banyak digunakan, pada pengujian brinell merupakan baja yang digunakan bola baja. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.Pengujian kekerasan brinell dapat dilihat pada Gambar 2.7
Gambar 2.7 Pengujian kekerasan brinell
2.3.2 Pengujian kekerasan rockwell
Pada cara rockwell pengujian langsung dilakukan oleh mesin yang langsung menunjukkan angka kekerasan dari bahan yang diuji. Satuan yang
digunakan pada alat kekerasan ini menggunakan satuan HRB. Pengujian rockwell dapat dilihat pada Gambar 2.8
Gambar 2.8 Pengujian kekerasan rockwell
2.3.3 Pengujian kekerasan vickers
Uji kekerasan vickers ini juga didasarkan kepada sebuah penekanan indentor dengan suatu gaya tekan tertentu kepermukaan yang rata dan bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya. Pengujian vickers dapat dilihat pada Gambar 2.9
Gambar 2.9 Pengujian kekerasan vickers
2.3.4 Pengujian Kekerasan Mayor
Pengujian mayor bertujuan untuk mengukur kekerasan dengan cara yang hampir sama dengan mettode dengan metode pengujian brinell. Juga menentukan indentor bola hanya saja angka kekerasannya tidak dihitung dengan luas permukaan tampak tekan kekerasan. Pengujian myor dapat dilihat pada Gambar 2.10
Gambar 2.10 Pengujian kekerasan mayor
2.3.5 Pengujian Microhardness Test
Pada microvickers indentor yang digunakan juga sama seperti pada vickers biasa. Juga cara membaca angka kekerasannya dan juga gaya tekan yang digunakan lebih kecil. Pengujian microhardness test dapat dilihat pada Gambar 2.11
Gambar 2.11 Pengujian Microhardness Test
