Analisa Mikrostruktur
Departemen Metalurgi & Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Prof. Dr. Ir. Anne Zulfia, M.Sc.
ENMT900001.Kekhususan 1(S3)
ILMU MATERIAL
Dalam Ilmu bahan diamati hubungan
antara : Proses Struktur Sifat
Kinerja
Dari material.
Dengan Ilmu material dapat dipilih material dan proses yang tepat untuk mendapat struktur dan sifat material yang dibutuhkan ,sehingga
kinerjanya dalam aplikasinya baik
Instrumentasi Analisa Struktur 1. Optical Microscope
2. Scanning Electrom Microscope
3. Transmission Electrom Microscope
PENGAMATAN DENGAN MIKROSKOP OPTIK
Mikroskop adalah alat bantu untuk mengamati obyek yang tak dapat diamati dengan mata biasa.
Daya pisah atau resolusi adalah kemampuan
mikroskop mengamati secara terpisah jarak yang terkecil di antara 2 titik dari suatu obyek.
Resolusi makin besar, makin besar perbesaran yang dimiliki alat tersebut
Mata manusia jarak resolusi 700.000 A
Mikroskop optik jarak resolusi 1900 A
SEM jarak resolusi 250 A
TEM jarak resolusi 3 A
PENGAMATAN MIKROSKOP OPTIK SETELAH ETSA
a. Butir-butir dari cuplikan hasil pengetsaan yang diamati dengan mikroskop
b. Bentuk Permukaan butir hasil poles dan etsa yang
menghasilkan refleksi cahaya yang berbeda
PENGAMATAN MIKROSKOP OPTIK SETELAH ETSA
a. Permukaan alur (groove) pada batas butir dan karakteristik refleksi cahayanya.
b. Foto mikrostruktur dari cuplikan polikristal hasil polis dan etsa
BAGIAN MIKROSKOP OPTIK
Grain Boundary Grain
mikrostruktur
Struktur mikro (Grain) sangat berpengaruh terhadap sifat
mekanik material
SEBELUM SETELAH
COLD WORK NUCLIATION RECRYSTALLISATION RECRYSTALLISATION GRAIN GROW
PENGHALUSAN BUTIR BAJA KARBON RENDAH DENGAN PROSES COLD ROLLING DARI KETEBALAN 3 mm
Deformasi 10% Deformasi 50%
CONTOH STRUKTUR MIKRO BEBERAPA JENIS BAJA KARBON, BAJA PERKAKAS DAN BAJA TAHAN KARAT , DENGAN
MIKROSKOP OPTIK
Baja 1008 setelah dinormalisasi setelah pengubahan bentuk 60%, nital 4%, ferit (terang) dan Perlit halus (gelap)
Baja 0,2 %, diaustenisasi dan diquench, struktur martensit, 8% Na2S2O3, 500X
High Strength Low Alloy Steel (0,2%C), hot rolled, struktur fetit dan perlit,4%
picral,kemudian 2% nital,200x
CONTOH STRUKTUR MIKRO BEBERAPA JENIS BAJA
KARBON, BAJA PERKAKAS DAN BAJA TAHAN KARAT
Perlit Kasar Perlit Halus
martensit
Auestenit
STRUKTUR BESI TUANG TANPA ETSA
PENGAMATAN DENGAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPE
Perbesaran
OM 4x – 1000x SEM 10x – 3000000x Aplikasi :
•Mengamati struktur maupun bentuk permukaan yang
berskala lebih halus
•Dilengkapi Dengan EDS (Electron Dispersive X ray Spectroscopy)
•Dapat mendeteksi unsur2 dalam material.
•Permukaan yang diamati harus penghantar elektron
ELEKTRON YANG BERHAMBUR DAN DITANGKAP SEM
SAAT SAMPEL DITEMBAK ELEKTRON
TEMPAT SAMPEL DI SCANNING ELECTRON
MICROSCOPE
TERANG GELAP YANG DIHASILKAN SEM
Perbedaan lokasi menyebabkan energi juga berbeda
PERBEDAAN MO DAN SEM
MO : resolusi/daya pisah lebih
rendah SEM: resolusi/daya
pisah lebih tinggi
Kombinasi perbesaran dan daya pisah yang lebih besar dan kemampuan deteksi unsur pada permukaan material SEM lebih teliti untuk riset dan industri
CONTOH PENGAMBILAN GAMBAR DENGAN MIKROSKOP OPTIK MAKRO
Perpatahan Ductile bentuk cup-cone pada Alumunium
Bentuk patahan getas pada baja karbon sedang
Bentuk permukaan rata dan berbintik-bintik terang
PENAMPAKAN PATAH DUCTILE DENGAN SEM
“Dimple” yang bulat merupakan lubang-lubang micro yang merupakan awal perpatahan ductile yang bertambah sedikit demi sedikit
PENAMPAKAN PATAH BRITTLE DENGAN SEM
A.Patah Intergranular; patah memotong antar butir, karena bidang patah yang terjadi pada beberapa arah yang berbeda.
B. Patah Intergranular; Perambatan retak terjadi disepanjang batas butir, karena adanya pengotor yang membuat batas butir jadi getas
