metalografi aris

8/17/2019 Metalografi Aris

1/18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan makin tingginya pemanfaatan material logam dalam kehidupan sehari –

hari terutama dunia industri, maka untuk memenuhi tuntutan. Suatu material logam

perlu suatu pengujian – pengujian terhadap material tersebut, sehingga di ketahui sifat

– sifat fisik maupun mekanik suatu material. Dengan mengetahui sifat – sifat material

maka kita dapat menentukan sifat – sifat mana yang harus dipetahankan ataupun di

hilangkan sesuai dengan fungsi material itu sendiri salah satu pengujian yang dapat di

lakukan adalah metallographic examination test.

1.2 Maksud dan Tujuan

Tujuan penggunaan ini adalah untuk mengetahui struktur mikro yang terbentuk

dari berbagai material yang mempunyai perlakuan panas yang berbeda dan unsur

paduan yang berbeda. Dengan mengetahui struktur mikro suatu material maka kita

dapat mengetahui atau membandingkan kekuatan material, hal ini di kerenakan setiap

struktur mikro mempunyai sifat – sifat yang berbeda.

1.3 Batasan Permasalahan

1. Membandingkan dengan teori yang ada, khususnya teori dan praktik

langsung dilaboratorium.

. !aporan ini dipusatkan pada penelitian jenis bahan "aja, "esi dan

#lumunium.

1


2/18

BAB II

DAA! TE"!I

2.1 truktur But#r

Meskipun dimungkinkan untuk menghasilkan logam tanpa struktur kristal bahan

yang kini di gunakan dalam bidang rekayasa adalah logam kristalin. #kan tetapi

struktur kristal bahan ini tidak continue dan mengandung diskontunitas yang disebut

batas butir.

$am%ar 2.1 truktur m#kr& %es#

$ada gambar .1 tampak struktur mikro besi setelah permukaann dipoles dengan

bahan kimia khusus yang menyerat batas butir, diba%ah mikroskop akan tampak batas

butir &sebagai garis'. (asa yang berlainan akan memberi pantulan yang berbeda dan

memberikan efek %arna sebetulnya, butir dan batas butir berdemensi tiga dari gambar

hanyalah menampilkan penampang tertentu. )elembung bolihedial yang terbentuk

bila.

larutan sabun kita kocok merupakan model tiga dimensi dari kristal dengan

batas butirnya.

"utir kristal tak sepenuhnya berbentuk polihedial tetapi dapat mempunyai

bentuk yang berbeda, tergantung pada ri%ayat termal dan mekanik bahan utuh.

Terjadinya berbagai struktur di bahas pada bab – bab berikutnya sifat mekanik turut


3/18

ditentukan oleh ukuran butir makin halus butir, makin keras bahan dan kekuatan luluh

ketangguhan bahan juga makin tinggi.

*ualitas suatu material sangat ditentukan oleh komposisi kimia danmikrostrukturnya. Mikro struktur merupakan struktur logam dalam reduksi

mikroskopik &1 – 1++ m'. Dalam mikro struktur terdiri dari beberapa konstituen

seperti fasa butir kristal, cacat kristal segresi. "erikut ini gambar struktur

mikrostruktur.

$am%ar 2.2 kemat#s M#kr&struktur

2.2 'andungan At&m(Unsur dan truktur Baja) Bes# dan Alumun#um

2.2.1 'andungan At&m(Unsur dan truktur Baja

$ada baja ada berbagai macam fasa yang mungkin terbentuk akibat suatu proses

heat treatment. Dimana setiap fasa yang terbentuk memiliki sifat – sifat khusus. (eritmempunyai sel satuan kubus pusat badan atau "ody -entered -ubus &"--'.

Menunjukkan molar yang jelas dan menjadi getas pada temperatur rendah. #ustenit

mempunyai sel satuan kubus pusat muka atau (ase -entered -ubus &(--'.

Menunjukkan titik molar yang jelas tanpa kegetasan pada keadaan dingin. #kan tetapi

kalau berupa fasa menstabil bias berubah menjadi 1 pada temperature rendah dengan

pengerjaan matensit adalah fasa larutan padat le%at jenuh dari carbon.

/


4/18

Dalam sel satuan tetragonal pusat badan atau "ody -entered Tetragonal &"0T'

makin tinggi derajat kele%at jenuhan carbon makin besar perbandingan satuan sumbu

sel satuannya matensit tersebut, bainit mempunyai sifat – sifat antara lain martensitdan ferit.

Sesuai dengan keaneka ragaman strukturnya maka dapat diperoleh berbagai sifat

baja termasuk kekuatan dan keuletan, faktor – faktor yang menentukan sifat – sifat

mekanik adalah macam fasa adalah unsur paduan dalam fasa banyak fasa ukuran dan

bentuk senya%a untuk mendapatkan sifat–sifat mekanik yang didinginkan perlu

mendapat struktur yang cocok dengan komponen kimia dan perlakuan panas yang

tepat. Sepeti di tunjukkan pada Tabel .1 di ba%ah ini.

Ta%el 2.1 *asa +ang ada Pada Baja

*asa dan #m%&l tuktur Penjelasan

Menurut

*ristal

#ustenit & ' (-- (asa magnetic dan Stabil pada

temperatur tinggi

(erit & ' "-- Stabil pada temperatur rendah

kelarutan padat terbatas dapat

berada bersama (e/- & simentit '

atau lainnya"ainit & ' "-- #ustenit metastabil di dinginkan

dengan laju pendinginan cepat

tertentu terjadi hanya presipitasi

(e/- unsur paduan lainnya tetap

larut

Martensit &1 ' "0T (asa metastabil terbentuk dengan

laju pendinginan cepat semua

unsur paduan masih larutMenurut

*eadaan

$erlit !apisan ferit dan (e/-

2idmanstaetten 3 dan 4 dalam orientasi pada

persipitasi ferit

5


5/18

Dendrit "erbentuk cabang – cabang seperti

pohon struktur ini terbentuk

karena pemisahan carbon pada pembekuan

Sorbit Sorbit adalah perlit

Trostit Trostit adalah bainit nama ini tidak

banyak dipakai

Salah satu cacat pada penggunaan baja adalah terjadinya korosi, yang biasanya

di cegah dengan mempergunakan pelapisan atau pengecatan. "aja tahan karat adalah

semua baja yang tidak dapat berkarat, banyak diantara baja ini yang di pergunakan

secara metalurgi menjadi baja tahan karat austenit, baja tahan karat ferit, baja tahan

karat matensit dan baja tahan karat tipe pengelasan presipitasi.

*alau -r dipadukan pada besi di atas 1 – 1/ 6 karat yang ber%arna merah

tidak terbentuk, karena oleh adanya oksigen di udara terjadi permukaan yang stabil

&permukaan pasif' oleh karena itu baja yang mengandung unsur tersebut di namakan

baja tahan karat. *alau baja mengandung lebih dari 176 -r akan terbentuk suatu

lapisan yang stabil karat pada permukaan dari baja tahan karat 176 -r sering terjadi

di sebabkan karena presipitasi carbide -r pada batas butir dan oksidasi -r di

permukaan karenanya lapisan permukaan menjadi kekurangan -r yang mengurangi

ketahanan korosinya.

*alau ini di padukan pada besi kehilangan karat yang di sebabkan korosi di

dalam asam berkurang dan ketahanan karosi bias di perbaiki.

"aja tahan karat adalah baja paduan yang memanfaatkan keefektifan unsur

paduan tersebut seperti -r dab 8i dan dapat di bagi menjadi sistim (e – -r dan (e –

-r – 8i yang pertama termasuk baja tahan karat martensit dan ferit dan yang terakhir

baja tahan karat austenit biasanya Mo, -u, dsb di tambahkan kepada baja ini untuk

memenuhi maksud tertentu pada penggunaan.

2.2.2 'andungan At&m(Unsur dan truktur Bes#

9


6/18

Seperti telah di ketahui dari diagram kesetimbangan (e – -, kalau besi dari

eutektik atau hiper eutektik di dinginkan, akan membeku menjadi kristal berupa

austenit primer atau grafit primer setelah sampai garis cair seperti di tunjukkan secaraskematis oleh gambar .

$am%ar 2.3 Ilustras# skemat#s dar# ,em%ekuan l&gam.

Setelah sampai temperature eutektik fasa berupa grafit – austenit menginti dan

tumbuh di sekitar kristal primer pada saat ini grafit tumbuh ke segala arah yangmenyentuh cairan dan membentuk cabang–cabang sesuai dengan laju

pertumbuhannya dan sebagai akibatnya akan terbentuk kumpulan eutektik yang

hampir menyerupai bentuk baja

:ni dinamakan sel eutektik dalam batas sel eutektik ini berkumpul cairan yang

mempunyai titik cair rendah yang mengandung unsur – unsur lain yang kemudian

beku jadi selanjutnya pembekuan berakhir, sehingga struktur dari besi terdiri dari

grafit yang terbentuk serpih – serpih berada pada matrik besi.

$ada umumnya patahan besi cor mempunyai %arna kelabu yang di sebabkan

oleh grafit yang terjadi pada %aktu pembekuan jadi besi demikian dinamakan besi

kelabu kalau laju pendinginan pada pembekuan tinggi (e/- – austenit dari eutektoit

mengkristal yang menunjukkan patahan ber%arna putih.

Dalam besi apakah terbentuk grafit atau sementit, tergantung pada laju

pendinginan tetapi juga sangat di pengaruhi oleh komposit lain pada umumnya unsur

;


7/18

– unsur bertanggung ja%aban terhadap percepatan penggrafitan pada %aktu

pembekuan besi dan unsur – unsur yang bertanggung ja%ab keadaan sebaliknya di

sebut dalam urutan menurut kemampuannya sebagai berikut<

=nsur – unsur yang mempercepat penggrafitan

Si, Ti, 8i, -o, #u, $t

=nsur – unsur memperlambat penggrafitan

-r, Te, S, 3, Mn, 8c, $, 2, Mg, ", -, >, 8

*alau Mg atau -e di tambahkan pada cairan besi maka pada grafit pada cairan

akan terbentuk bulatan dibandingkan dengan grafit yang mempunyai bentuk serpih

seperti daun grafit yang terbentuk bulat atau nodular mempunyai derajat konsentrasi

tegangan yang sangat kecil maka kekuatan besi menjadi lebih baik unsur – unsur lain

yang dapat membulatkan grafit yaitu -a, 8a, *, !i, "a, Sr, ?n,dsb.Telah dikenal,

tetapi di pasarkan atas masalah harga maka dipilih unsur Mg yang paling

menguntungkan besi nodular mempunyai keuletan yang baik, mempunyai ketahanan

korosi dan ketahanan panas yang baik pula.

Sejak berhasilnya pembuatan grafit dalam besi berbagai bentuk grafit mulai di

amati antara bentuk serpih dengan bentuk bulat maka pada konggres pengecoran

internasional pada tahun 1@; bentuk – bentuk grafit tersebut diklasifikasikan seperti

gambar di ba%ah.

"esi bergrafit bulat mempunyai komponen kimia yang memudahkan

penggantian dan sifat – sifat mekaniknya terutama di tentukan oleh matriks dan

perlakuan panas $ adalah unsur yang merusak sifat mekanik oleh karena itu kadar

fosfor dibuat maximum +,16 untuk penggunaan pada temperatur kamar atau +,+96

untuk penggunaan pada temperatur lebih rendah.

2.2.- 'andungan At&m(Unsur dan truktur Alumun#um

#luminium disimbolkan dengan #l, dengan nomor atom 1/ dalam tabel periodik

unsur. "auksit, bahan baku aluminium memiliki kandungan aluminium dalam jumlah

yang berAariasi, namun pada umumnya di atas 5+6 dalam berat. Senya%a aluminium

yang terdapat di bauksit diantaranya #lB/, #l&B>'/, C#lB&B>', dan C#lB&B>'.

7


8/18

)ambar 1< "auksit, sepanjang 5 cm dan ditambang di !ittle ock, #rkansas, #merika

Serikat.

:sotop aluminium yang terdapat di alam adalah isotop 7#l, dengan persentase sebesar

@@,@6. :sotop ;#l juga terdapat di alam meski dalam jumlah yang sangat kecil. :sotop

;#l merupakan radioaktif dengan %aktu paruh sebesar 7++++ tahun. :sotop

aluminium yang sudah ditemui saat ini adalah aluminium dengan berat atom relatif

antara / hingga /+, dengan isotop 7#l merupakan isotop yang paling stabil.

Difusi atom di tentukan oleh macam atom, tetapi pada umumnya sangat lambat pada

temperature biasa dengan pencelupan dingin kekosongan atom tetap ada, jadi dengan

berjalannya %aktu struktur atom bisa berubah, yang menghasilkan perubahan sifatC

sifatnya. $erubahan sifatCsifat dengan berjalannya %aktu pada umumnya di namakan

penuaan. #pabila proses itu berjalan pada temperature kamar di namakan penuaan

ilmiah, sedangkan apabila proses itu terjadi pada temperatur lebih tinggi dinamakn

penuaan buatan.

2.3 D#agram *asa

2.3.1 D#agram *asa *e /

E


9/18

2.3.2 D#agram *asa Al0Mg#

@


10/18

BAB III

ITEMATI'A PENELITIAN

3.1. Alat0Alat ang D#gunakan

1. Grinding belt .

. Sandpaper dan pemegangnya.

3. Metallographic polishing table.

4. Metallographic polishing cloths.

5. Metallographic polishing obrasives.

;. "ejana untuk etching reagents.

7. Etching reagents.E. Mikroskop metallorgi.

@. *amera.

1+. (ilm.

11. $rinting paper dan alatCalat cetak foto.

1. "enda kerja.

3.2. Langkah Langkah 'erja

1. =ntuk memperoleh permukaan benda uji yang memenuhi syarat agar dapat

di teliti diba%ah mikroskop maka di perlukan kegiatan – kegiatan

persiapan benda uji. Terdapat / benda yang akan diteliti yaitu "aja,"esi,

dan #lumunium berukuran 5C9 mm. $engujiannya dilakukan pada

temperature suhu kamar 5F-.

a.Membuat tempat untuk meneliti bahan yaitu dengan menggunakan

resin dan katalis.

b. esin, katalis dicampur lalu dituang ke paralon yang telah

diba%ahnya sudah dilapisi malam dan tengahnya sudah diberi

bahan &"aja, "esi, #lumunium'. Setelah itu ditunggu hingga padat.

c.!alu setelah padat baru dilakukan pekerjaan mengikir bahan.

d. Menggosok kasar dengan amplas no / dalam satu arah permukaan

benda kerja yang di teliti.

1+


11/18


12/18

selama / detik, lalu #lumunium dimasukkan ke dalam cairan

#Guadest selama + detik.

"ila semua bahan telah selesai dietsa lalu dikeringkan menggunakanalat pengering.

/. Meletakkan permukaan yang telah dietsa tersebut di ba%ah microsop

optic dengan pembesaran 1++ kali.

5. Memotret struktur mikro.

9. (ilm hasil pemotretan dicuci dan di cetak.

3.3. Tujuan dan Pengert#an Metall&gra,h# Eam#nat#&n

Metallographic adalah suatu pengetahuan yang khusus mempelajari struktur

logam dan paduan sehubungan dengan sifat – sifat fisik dan mekanis. Dalam

metalografi dikenal ada penelitian mikroskopik dan makroskopik.

$enelitian mikroskopik menggunakan mikroskop optik bahkan mikroskop

electron &S0M, 0DS'

$embesaran dengan cara pertama biasanya 1+ kali sedangkan dengan cara ke

dua sampai ribuan kali. $raktikan harus melakukan penelitian mikroskopis dari baja

dan besi yang telah mengalami heat treatment memakai mikroskop optic sehingga di

peroleh gambar – gambar struktur baja dan besi yang bersangkutan untuk kemudian

diteliti lebih lanjut hubungan gambar mikrostruktur tersebut dengan sifat–sifat baja

dan besi sehingga setiap praktikan %ajib memberikan hasil pengujian beserta

kesimpulan.

1


13/18

3.4. Data Prakt#kum

Data yang diperoleh dari praktikum adalah berupa fotoCfoto struktur mikro

beberapa material<1. (oto 1 &"aja'

Disajikan dengan menggunakan pembesaran 1++4.

$am%ar 3.1Struktur mikro "aja

. (oto &"esi'


$am%ar 3.2truktur mikro "esi

1/


14/18

/. (oto / lumunium'


$am%ar 3.3 truktur mikro #lumunium.

15


15/18

BAB I5

ANALIA DATA

4.1 Anal#sa Data Dar# Has#l *&t& trukturm#kr&

Dari hasil pengamatan mikroskopic diperoleh fotoCfoto dari struktur mikro

beberapa material <

1. *&t& Baja

• $ada gambar ditampilkan bah%a kandungan $erlit 9+6 dan kandungan (erritnya

9+6. Struktur perlit merupakan campuran struktur ferrit &besi ' EE6 dengan

sementit &(e/-' 16. 2arna hitam pada gambar menunjukkan kandungan ferrit

sedangkan %arna putih menunjukkan perlit.

• (errite ialah suatu komposisi logam yang mempunyai batas maksimum kelarutan

-arbon +,+96- pada temperature 7/ Derajat -elcius, struktur kristalnya "--

&"ody -enter -ubic' dan pada temperature kamar mempunyai batas kelarutan -arbon

+,++E6-.

• $earlite ialah campuran 0utectoid antara (errite dengan -ementid yang dibentuk pada

temperature 7/ Derajat -elcius dengan kandungan -arbon +,E/6-.

• $ada baja dengan kandungan karbon rendah sampai dengan titik eutectoid, struktur

mikro yang terbentuk adalah campuran antara ferit dan perlit.

• )ambar hasil percobaan hampir sama dengan gambar teoritis.

Pearl#te*err#t *err#t

Pearl#te

Gb. Hasil Percobaan Gb. Teoritis

19


16/18

2. *&t& Bes#

• $ada gambar ditampilkan bah%a kandungan $erlit 9+6 dan kandungan (erritnya

9+6. Struktur perlit merupakan campuran struktur ferrit &besi ' EE6 dengan

sementit &(e/-' 16. 2arna hitam pada gambar menunjukkan kandungan ferrit

sedangkan %arna putih menunjukkan perlit

• (errit pada temperature kamar, kandungan karbonnya +,++E 6.

• (errit ialah Stabil pada temperatur rendah kelarutan padat terbatas dapat

berada bersama (e/- & simentit ' atau lainnya.

• $erlite ialah Merupakan campuran struktur ferrit &besi ' dengan sementit

&(e/-'.

• )ambar hasil percobaan hampir sama dengan gambar teoritis.

/. *&t& Alumun#um

*err#t Pearl#tePearl#te*err#t

Gb. Hasil Percobaan Gb. Teoritis

1;


17/18

• )ambar hasil percobaan mirip dengan gambar teoritis.

• Seperti diagram fasa aluminium ;+;1 tersusun dari unsur #l, Mg, dan Si, dimana

ketika pada suhu kamar bahan tersusun atas #l 9+6 dengan MgSi 9+6.

BAB 5

PENUTUP

-.1 'es#m,ulan

Dari hasil praktikum dapat kita ambil beberapa kesimpulan<

1. =kuran butir sangat menentukan sifat kekerasan pada suatu bahan, makin kecil

butirannya maka material akan semakin keras namun getas. 8amun sifat getas itu

dapat diperbaiki dengan proses temper.

. Henis fasa yang terbentuk juga sangat mempengaruhi sifat mekanik material,misal<

ferit memiliki sifat tegangan yang tinggi namun getas pada temperatur rendah.

/. *esempurnaan dalam mengahaluskan spesimen sangat mempengaruhi foto yang

di dapatkan, selain itu pemfokusan lensa yang kurang tepat di hasilkan foto yang

kurang jelas

Mg# AlAl

Gb. Hasil PraktikumGb. Teoritis

Mg#

17


18/18

1E

metalografi aris

Documents