Dimana: σ
y
= Tegangan luluh σ
1
= Tegangan friksi friction stress k = Koefisien penguat strengthening coefficient
d = ukuran diameter butir
2.3.4 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 ke bahan 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
Universitas Sumatera Utara
cairan tidak mengandung 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. Akan tetapi, umumnya bahan teknik tidak
mengalami transformasi seperti itu dan struktur coran akan tetap ada sampai dipecahkan secara mekanik.
2.3.5 Perhitungan Diameter Butir
Ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk mengukur besar butir dari struktur mikro suatu material salah satunya adalah metode Planimetri yang
dikembangkan oleh Jeffries. Dimana metode ini cukup sederhana untuk menetukan jumlah butir persatuan luas pada bagian-bidang yang dapat
dihubungkan pada standar ukuran butir ASTM E 112. Metode planimetri ini melibatkan jumlah butir yang terdapat dalam suatu area tertentu yang dinotasikan
dengan N
A
. Secara skematis proses perhitungan menggunakan metode ini seperti pada gambar 2.15.
Gambar 2.15. Perhitungan Butiran Menggunakan Metode Planimetri Sumber: ASTM E 112-96, 2000
Universitas Sumatera Utara
Cara penghitungan butiran dengan metode planimetri ini adalah sebagai berikut, jumlah butir bagian dalam lingkaran N
inside
ditambah setengah jumlah butir yang bersingungan N
intercepted
dengan lingkaran dikalikan oleh pengali Jeffries f dapat dituliskan pada persamaan 2.5.
�
�
= � �
������
+
�
�����������
2
2.5 Dimana pengali Jeffries yang dipergunakan tergantung pada perbesaran
yang digunakan pada saat melihat struktur mikro dan dapat ditentukan melalui tabel 2.2. Pengali Jeffries ini ditentukan berdasarkan perhitungan yang didapat
dari hasil penelitian. Tabel 2.2. Hubungan antara Perbesaran yang Digunakan dengan Pengali Jeffries
Perbesaran M Pengali Jefrries f untuk menetukan
butiranmm
2
1 0.0002
10 0.02
25 0.125
50 0.5
75 1.125
100 2.0
150 4.5
200 8.0
250 12.5
300 18.0
Universitas Sumatera Utara
500 50.0
750 112.5
1000 200.0
Sumber: ASTM E 112-96, 2000
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, spesifikasi spesimen, pengerolan dingin, serta metode pengujian.
3.1. Waktu dan Tempat
Waktu penelitian ini direncanakan selama empat bulan yang dimulai dari bulan Maret sampai dengan Juni 2012. Tempat dilaksanakan penelitian ini adalah
di Laboratorium Teknologi Mekanik dan Laboratorium Metalurgi Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
Adapun peralatan yang di pergunakan selama penelitian ini adalah: 1. Tungku Pemanas Furnace Naber
2. Thermocouple Type-K 3. Pengerol
4. Jangka sorong 5. Penjepit spesimen
6. Mesin poles polisher 7. Mikroskop optik
8. Mikroskop HB 9. Alat uji kekerasan Brinell
Universitas Sumatera Utara
