2.2.9 Foto Mikro Metallography Test
Analisa mikro adalah suatu analisa mengenai struktur logam melalui pembesaran dengan menggunakan mikroskop khusus metalografi. Dengan analisa
mikro struktur, kita dapat mengamati bentuk dan ukuran kristal logam, kerusakan logam akibat proses deformasi, proses perlakuan panas, dan perbedaan komposisi.
Sifat-sifat logam terutama sifat mekanis dan sifat fisis sangat dipengaruhi oleh mikro struktur logam dan paduannya, disamping komposisi kimianya. Struktur mikro dari
logam dapat diubah dengan jalan perlakuan panas ataupun dengan proses perubahan bentuk deformasi dari logam yang akan diuji. Adapun langkah-langkah yang harus
dilakukan pada metalografi adalah sebagai berikut:
1. Cutting Pemotongan Spesimen
Setelah dilakukan proses pencetakan dan spesimen dikeluarkan dari cetakan maka hal yang dilakukan selanjutnya adalah proses pemotongan. Tujuan dari proses
pemotongan Cutting ini adalah untuk membentuk spesimen uji yang kita inginkan.
Pemotongan dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan proses sekrap shapingplaning. Proses sekrap merupakan proses yang hampir sama dengan proses
bubut, dalam hal ini gerak potongannya bukan gerakan rotasi, melainkan gerakan translasi yang dilakukan oleh pahat pada mesin sekrap atau oleh benda kerja pada
mesin sekrap meja. Cara kerjanya yaitu, benda kerja dipasang pada meja sementara pahat serupa
dengan pahat bubut dipasangkan pada pemegangnya. Kedalaman potong dapat ditetapkan dengan cara menggeser pahat melalui skala pada pemutar. Gerak makan
seperti halnya pada proses bubut dapat dipilih dan pada saat langkah baik berakhir di meja atau pahat bergeser sejauh harga yang dipilih tersebut. Panjang langkah
pemotongan diatur sesuai dengan panjang benda kerja ditambah dengan jarak pengawalan dan jarak pengakhiran. Apabila hal ini talah ditetapkan maka
perbandingan kecepatan menjadi tertentu harganya tergantung dari konstruksi mesin. Dalam hal ini kecepatan mundur tidak memotong harus lebih tinggi daripada
kecepatan maju memotong. Kecepatan potong rata-rata dan kecepatan makan ditentukan oleh jumlah langkah per menit yang akan dipilih dan diatur pada mesin
perkakas yang bersangkutan.
Universitas Sumatera Utara
2. Mounting Spesimen
Spesimen yang berukuran kecil atau memiliki bentuk yang tidak beraturan akan sulit untuk ditangani khususnya ketika dilakukan pengamplasan dan pemolesan
akhir. Sebagai contoh adalah spesimen yang berupa kawat, spesimen lembaran metal tipis, potongan yang tipis, dan lain-lain. Untuk memudahkan penanganannya, maka
spesimen-spesimen tersebut harus ditempatkan pada suatu media media mounting.
Secara umum syarat-syarat yang harus dimiliki bahan mounting adalah: 1.
Bersifat inert tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa
2. Sifat eksoterimis rendah
3. Viskositas rendah
4. Penyusutan linier rendah
5. Sifat adhesi baik
6. Flowability baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidakteraturan
yang terdapat pada spesimen 7.
Khusus untuk etsa elektrolitik dan pengujian SEM, bahan mounting harus kondusif
Media mounting yang dipilih haruslah sesuai dengan material dan jenis reagen etsa yang akan digunakan. Pada umumnya mounting menggunakan material
plastik sintetik. Materialnya dapat berupa resin castable resin yang dicampur dengan
hardener, atau bakelit. Penggunaan castable resin lebih mudah dan alat yang digunakan lebih sederhana dibandingkan bakelit, karena tidak diperlukan aplikasi
panas dan tekanan. Namun bahan castable resin ini tidak memiliki sifat mekanis yang baik lunak sehingga kurang cocok untuk material-material yang keras. Teknik
mounting yang paling baik adalah menggunakan thermosetting resin dengan
menggunakan material bakelit. Material ini berupa bubuk yang tersedia dengan warna
yang beragam. Thermosetting mounting membutuhkan alat khusus, karena dibutuhkan
aplikasi tekanan 4200 lb.in
-2
dan panas 1490 ˚C pada mold saat mounting.
3. Grinding Pengamplasan Spesimen
Sampel yang baru saja dipotong, atau sampel yang telah terkorosi memiliki permukaan yang kasar. Permukaan yang kasar ini harus diratakan agar pengamatan
struktur mudah untuk dilakukan. Pengamplasan dilakukan dengan menggunakan kertas amplas yang ukuran butir abrasifnya dinyatakan dengan mesh. Urutan
Universitas Sumatera Utara
pengamplasan harus dilakukan dari nomor mesh yang rendah hingga 150 mesh ke nomor mesh yang tinggi 180 hingga 600 mesh. Ukuran grit pertama yang dipakai
tergantung pada kekasaran permukaan dan ke dalaman kerusakan yang ditimbulkan oleh pemotongan. Hal yang harus diperhatikan pada saat pengamplasan adalah
pemberian air. Air berfungsi sebagai pemidah geram, memperkecil kerusakan akibat panas yang timbul yang dapat merubah struktur mikro sampel dan memperpanjang
masa pemakaian kertas amplas.
4. Polishing Pemolesan Spesimen
Setelah diamplas sampai halus, sampel harus dilakukan pemolesan. Pemolesan bertujuan untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan
dan mengkilap seperti cermin dengan permukaan teratur. Permukaan sampel yang akan diamati di bawah mikroskop harus benar-benar rata. Apabila permukaan sampel
kasar atau bergelombang, maka pengamatan struktur mikro akan sulit untuk dilakukan karena cahaya yang datang dari mikroskop dipantulkan secara acak oleh permukaan
sampel. Tahap pemolesan dimulai dengan pemolesan kasar terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan pemolesan halus.
5. Etching Etsa Spesimen
Etsa merupakan proses penyerangan atau pengikisan batas butir secara selektif dan terkendali dengan pencelupan ke dalam larutan pengetsa baik
menggunakan listrik maupun tidak ke permukaan sampel sehingga detil struktur yang akan diamati akan terlihat dengan jelas dan tajam. Untuk beberapa material,
mikrostruktur baru muncul jika diberikan zat etsa. Sehingga perlu pengetahuan yang tepat untuk memilih zat etsa yang tepat. Pengamatan struktur makro dan mikro.
Pengamatan metalografi dengan mikroskop optik dapat dibagi dua, yaitu:
1. Metalografi makro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100
kali. 2.
Metalografi mikro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran di atas 100 kali.
Universitas Sumatera Utara
Alat uji
Reflected Metallurgical Microscope dengan type Rax Vision No.545491, MM-10A,230V-50Hz dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Alat Uji struktur mikro
Gambar 2.7 yaitu alat uji struktur mikro, yang fungsinya untuk mengambil gambar dari spesimen yang diuji dengan ukuran 200x pembesaran
metalografi. Berikut ini adalah contoh gambar hasil pengujian metalografi pada Al-Si dapat dilihat
pada gambar 2.8 dan 2.9.
Gambar 2.8 Hasil foto mikro dari Aluminium murni www.metallographic.com
Universitas Sumatera Utara
Keterangan gambar: a
merupakan paduan Al-Si tanpa perlakuan khusus. b
merupakan paduan Al-Si dengan perlakuan termal. c
adalah paduan Al-Si dengan perlakuan termal dan penempaan. Gambar 2.9 Struktur mikro dari paduan Aluminium-Silikon.
www.metallographic.com Dari gambar 2.9 dapat dilihat bahwa semakin ke kanan, struktur mikro semakin baik
.
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian ini direncanakan selama lima bulan yang dimulai dari April sampai dengan Agustus 2011. Tempat dilaksanakannya penelitian adalah di
Laboratorium Teknologi Mekanik dan Ilmu Logam pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Khusus untuk uji komposisi dilakukan di
Laboratorium Uji Departemen Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia, untuk uji kekasaran dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin
Growth Center kopertis wilayah 1 NAD Sumut, Jl. Perata No.1 Medan Estid dan untuk pengecoran
Aluminium dilakukan di CV. Sinar Timur Jl. Madiosantoso 3C, Medan Sumut.
3.2 Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1 Bahan penelitian
1. Aluminium Sekrap
Dalam proses peleburan ini, digunakan bahan Aluminium sekrap berbahan dasar dari kaleng bekas minuman berbahan Aluminium. Kaleng bekas tersebut didapat
dari pengumpul kaleng di toko penadah bahan bekas. Bagian yang diambil adalah tutup kaleng tersebut, oleh karena itu perlu dilakukan pemisahan antara badan dan
tutup kaleng. Pemisahan dapat dilakukan dengan menggunakan gunting logam atau mesin gerinda potong. Kaleng bekas minuman dan Aluminium sekrap dapat dilihat
pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Aluminium sekrap Tutup Kaleng
Universitas Sumatera Utara