2.2. Dimana bilangan Brinell didefinisikan sebagai tegangan PA, dalam satuan kgfmm
2
, diamana P adalah beban dan A adalah luas permukaan kutub bola yang
membentuk indentasi. Jadi,
BHN = �
� 2
�
2
�10 − [10 − �
� �
�
2
]
1 2
�
� ……………..2.2 dimana d adalah diameter jejak dan D adalah diameter indentor. Agar diperoleh
hasil yang kosisten maka rasio dD harus kecil dan diusahakan agar tetap konstan. Dengan begini nilai BHN untuk material lunak adalah sama. Pengujian kekerasan
penting, baik untuk pengendalian kerja maupun penelitian, khususnya bilamana diperlukan informasi mengenai getas pada suhu tinggi.
2.5 Analisa Struktur Butir
Tiap volume yang mempunyai orientasi tertentu disebut butir dan daerah tidak teratur antarbutir disebut batas butir. Lebar batas butir sekitar dua atau tiga
deretan atom. Sebetulnya, butir dan batas butir berdimensi tiga. Dan gambar hanya menampilkan penampang tertentu. Gelembung polyhedral yang terbentuk
bila larutan sabun kita kocok merupakan model tiga dimensi dari kristal dengan batas butirnya.
Butir kristal tidak sepenuhnya berbentuk polyhedral, tetapi dapat mempunyai bentuk yang berbeda, bergantung pada riwayat termal dan mekanik
bahan utuh. Sifat mekanik turut ditentukan oleh ukuran butir. Makin halus butir, makin keras bahan dan kekuatan luluh; keuletan dan ketangguhan bahan juga
lebih tinggi. Hubungan antara besar butir dan kekuatan diberikan oleh persamaan Petch yang dirumuskan pada persamaan 2.3.
�
�
= �
1
+ �
�
�
−1 2 �
……………………….2.3
Universitas Sumatera Utara
Dimana: σ
y
= Tegangan luluh σ
1
= Tegangan friksi friction stress k = Koefisien penguat strengthening coefficient
d = Ukuran diameter butir.
2.6 Pertumbuhan Struktur Butir
Struktur kristal logam akan rusak pada titik cairnya Alexander, 1991. Batas butir akan lenyap dan kekuatan mekanik tidak akan berarti lagi. Struktur
kristal akan terbentuk kembali jika logam didinginkan. Sewaktu membeku, energi dilepaskan dalam bentuk panas laten pembekuan, dan laju pembekuan bergantung
pada jumlah panas yang dapat dilepaskan. Bila pendinginan berlangsung secara perlahan-lahan, terbentuklah kelompok
atom pada permukaan cairan yang kemudian menjadi inti butiran padat. Selama solidifikasi dengan laju pendinginan lambat, inti pertama bertambah besar akibat
kepindahan atom dari cairan kebahan padat. Akhirnya, semua cairan bertransformasi dan butir bertambah besar. Batas butir merupakan titik pertemuan
pertumbuhan berbagai inti. Bila pendinginan cepat, jumlah kelompok bertambah dan tiap-tiap kelompok tumbuh dengan cepat hingga akhirnya saling bertemu.
Sebagai hasil akhir, diperoleh logam dengan jumlah butir yang banyak atau disebut logam padat berbutir halus.
Bila logam direntangkan melampaui batas elastik dan mengalami deformasi tetap sebagian energi deformasi tertumpuk dalam butir sebagai distorsi kisi dan
rangkaian dislokasi. Struktur coran logam yang langsung membeku dari cairan
Universitas Sumatera Utara
tidak mengadung energi deformasi mekanik. Oleh karena itu, struktur akan stabil dan hampir-hampir tidak mempunyai kecederungan untuk berubah. Pemanasan
hingga suhu tinggi hanya akan mengubah bentuk butir secara terbatas, terkecuali pada besi dan baja. Pada logam ini, transformasi struktur padat terjadi jauh
dibawah titik cair, dan mempunyai efek memperhalus butir struktur coran. Akan tetapi, umumnya bahan teknik tidak mengalami transformasi seperti itu dan
struktur coran akan tetap ada sampai dipecahkan secara mekanik.
2.7 Perhitungan Diameter Butir
