Kelompok 6
1. Bintang Ramadhan (I0520015) 2. Difa Aulia Majid (I0520023) 3. Irvani Amarista (I0520052) 4. Priyanka Khansa I (I0520087) 5. Sesanti Maharani (I0520102)
Uji Kekerasan (Hardness Test)
A. Definisi Hardness
Hardness Test atau kekerasan suatu material/bahan merupakan sifat mekanik yang sangat penting, karena dapat digunakan untuk mengetahui sifat mekanik lain yaitu strength (kekuatan). Nilai kekuatan tarik yang dimiliki suatu material juga dapat dikonversi dari kekerasannya. Pengujian kekerasan ada bermacam-macam tergantung konsep yang dianut. Dalam engineering yang menyangkut logam kekerasan dinyatakan sebagai kemampuan untuk menahan indentasi / penetrasi / abrasi atau dengan definisi lain adalah ketahanan logam terhadap deformasi plastis.
Ada beberapa cara hardness test yang standar untuk menguji kekerasan logam diantaranya pengujian Brinell, Rockwell, Vickers, dan lain lain. Pada dasarnya hardness test dilakukan dengan menekankan sebuah indenter yang lebih keras sifatnya dari bahan uji dengan beban dan jangka waktu tertentu (10-15 detik), bekas tapak tekan pada permukaan benda uji diukur untuk menentukan nilai kekerasan dengan cara gaya tekan dibagi luas tapak tekan.
B. Metode Pengujian Hardness a. Uji Hardness Rockwell
Uji kekerasan Rockwell dilakukan dengan menggunakan indenter berbentuk kerucut intan (HRC) atau bola baja (HRB) dengan beban tertentu. Proses pengujian dilakukan dengan cara menekan indenter pada permukaan bahan, kemudian memperhatikan seberapa dalam indenter dapat masuk ke dalam bahan.
Hasil pengukuran kemudian dinyatakan dalam skala kekerasan Rockwell.
Keuntungan pengujian Rockwell adalah waktu pengujian yang relatif cepat dan dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan. Namun, kelemahan pengujian ini adalah hasil pengujian hanya dapat diandalkan untuk bahan dengan kekerasan yang sama, dan tidak cocok untuk mengukur kekerasan bahan yang sangat tipis.
Nilai Hardness Rockwell dapat dihitung dengan;
Dimana HR adalah Rockwell hardness, N adalah nilai konstan, h adalah kedalaman penetrasi (mm) dan S adalah pembagian skala (mm)
b. Uji Hardness Vickers
Metode Vickers merupakan penekanan oleh suatu gaya tekan tertentu oleh sebuah indentor berupa pyramid diamond terbalik dengan sudut puncak 136º ke permukaan logam yang akan diuji kekerasannya, dimana permukaan logam yang diuji ini harus rata dan bersih.
Pengujian kekerasan Vickers didasarkan pada prinsip bahwa semakin besar indenter yang digunakan dalam pengujian, semakin kecil jejak yang terbentuk pada permukaan bahan yang diuji. Indenter yang digunakan dalam pengujian Vickers berbentuk piramida dengan intan yang mempunyai sudut ujung 136 derajat. Satu keuntungan dari metode ini adalah dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan, termasuk bahan yang sangat keras atau tipis. Namun, metode ini memiliki kelemahan yaitu waktu pengujian yang cukup lama dan keakuratan yang dapat dipengaruhi oleh operator.
Nilai Hardness Vickers dapat dihitung dengan persamaan :
Dimana:
HV = Hardness Vickers P = Beban (kgf)
α = sudut 2 sisi yang berhadapan pada indentor d = diagonal indentasi rata-rata (mm)
c. Uji Hardness Brinell
Uji kekerasan Brinell adalah sebuah pengujian kekerasan terhadap suatu bahan dengan menggunakan sebuah bola baja berdiameter tertentu yang diletakkan di atas bahan yang sedang diuji, lalu dikenakan suatu beban. Uji kekerasan ini berupa pembentukan lekukan pada permukaan logam memakai bola baja yang dikeraskan yang ditekan dengan beban tertentu. Beban diterapkan selama waktu tertentu, biasanya 30 detik, dan diameter lekukan diukur dengan mikroskop, setelah beban tersebut dihilangkan.
Uji kekerasan Brinell menggunakan bola baja dengan diameter tertentu untuk menghasilkan indentasi pada permukaan bahan yang diuji. Diameter bola biasanya berkisar antara 1 hingga 10 milimeter, tergantung pada kekerasan bahan yang akan diuji. Ukuran jejak yang terbentuk diukur dengan alat ukur khusus, dan nilai kekerasan bahan diperoleh dari tekanan yang diperlukan untuk membuat indentasi. Keuntungan pengujian Brinell adalah waktu pengujian yang relatif cepat dan dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan. Namun, pengujian ini memiliki kelemahan yaitu ukuran indenter yang besar yang dapat membuat jejak yang dalam, sehingga tidak cocok untuk bahan tipis.
Nilai Hardness Brinell (BHN/HBW/HBS) dapat dihitung sebagai :
Dimana:
F = gaya tekan (kgf)
D = diameter indenter (mm) d = diameter indentasi (mm)
HBW berarti hardness Brinell dengan indenter karbida tungsten. Jika indenter yang digunakan bola baja (steel ball) maka kekerasan dinyatakan dengan HBS.
Atau secara umum biasanya dinyatakan dengan BHN.
C. Perbedaan Metode Uji Kekerasan
Perbedaan utama antara ketiga jenis pengujian kekerasan ini adalah - Prinsip dasar pengujian,
- Skala kekerasan yang digunakan,
- Keuntungan serta kelemahan masing-masing metode pengujian.
Pengujian Vickers memiliki prinsip dasar yang berbeda dengan pengujian Brinell dan Rockwell. Pengujian Vickers menggunakan indenter berbentuk piramida berlian dengan sudut ujung 136 derajat, sedangkan pengujian Brinell menggunakan bola baja dan pengujian Rockwell menggunakan indenter berbentuk kerucut atau bola.
Selain itu, skala kekerasan yang digunakan pada ketiga jenis pengujian ini juga berbeda. Pengujian Vickers dan Brinell menggunakan skala kekerasan absolut, yang dapat digunakan untuk mengukur kekerasan semua jenis bahan. Sedangkan pengujian Rockwell menggunakan skala kekerasan relatif, yang hanya dapat digunakan untuk mengukur kekerasan bahan dengan kekerasan yang sama.
Keuntungan dan kelemahan dari ketiga jenis pengujian kekerasan juga berbeda.
Pengujian Vickers dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan, termasuk bahan yang sangat keras atau tipis. Namun, metode ini memiliki kelemahan yaitu waktu pengujian yang cukup lama dan keakuratan yang dapat dipengaruhi oleh operator.
Pengujian Brinell memiliki keuntungan waktu pengujian yang relatif cepat dan dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan, namun tidak cocok untuk bahan tipis.
Pengujian Rockwell juga memiliki keuntungan waktu pengujian yang relatif cepat dan dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis bahan, namun hanya dapat diandalkan untuk bahan dengan kekerasan yang sama.
