Pada baja dan aluminium terdapat perbedaan harga impak. Harga impak baja lebih tinggi dari pada aluminium menunjukkan bahwa ketangguhan baja lebih tinggi jika dibandingkan
dengan aluminium. Ketangguhan adalah kemampuan material untuk menyerap energi dan berdeformasi plastis hingga patah.Pada proses penilitian ini, bentuk dan dimensi dari uji impak
Charpy dengan ukuran yang telah ditentukan berdasarkan ASTM E23-56T. Dapat dilihat bentuk dan dimensinya pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.28. Bentuk Dan Dimensi Uji Impak Berdasarkan ASTM E23-56T
2.6 Uji Tarik Tensile Test
Uji tarik merupakan salah satu pengujian bahan yang sangat mendasar, dengan menarik suatu bahan maka akan diketahui bagaimana bahan tersebut bereaksi akibat pembebanan tarik. Alat uji
tarik ini memiliki pencengkeram grip yang kuat dan kekakuan yang tinggi. Hasil pengujian akibat pembebanan tarikmerupakan grafik tegangan regangan. Tegangan teknik S ditentukan
dengan membagikan beban P pada setiap waktu dengan luas penampang yang awal A
o
dari spesimen.
Universitas Sumatera Utara
o
A P
S =
Regangan teknik ε diperoleh dengan membagikan pertambahan panjang dari panjang ukur spesimen Δl dengan panjang ukur awal l
o
l l
l l
l
o o
− =
∆ =
ε Bentuk grafik tegangan regangan yang dihasilkan dari pengujian tarik akan bergantung kepada
jenis material yang diuji. Pengujian tarik ini sangat berguna untuk memperoleh informasi mengenai kekuatan dan
keuletan dari suatu material dibawah pembebanan tegangan uniaxial. Hasilnya akan diperoleh tegangan maksimum dari material yang dapat digambarkan sebagai kekuatan material tersebut.
2.4 Uji Kekerasan Hardness Test
Pada pengujian kekerasan aluminium magnesiumini digunakan metode Brinell. Pengujian brinell menggunakan indentor bola baja dengan diameter 10mm 0,394” dan
tungsten karbida diameter 10mm 0,394”. Beban yang diberikan berkisar 500 – 3000kg, step 500kg. Nilai kekerasan brinel merupakan fungsi beban dan diameter lobang hasil injakan
indentor.
Prosedur pengujian untuk bola baja 10mm dan beban 3000kg digunakan untuk logam- logam ferous, atau 500kg untuk logam non ferous. Waktu indentasi sekitar 10 detik, 30 detik
berturut turut untuk logam ferous dan logam non ferous.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.29 Skema Indentasi Pengujian Kekerasan Brinell Sumber internet
www.google.com
2.5 Photo Mikro Metalografi
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
teknologis sangat mempengaruhi oleh mikro struktur logam dan paduannya. Struktur mikro dari logam dapat diubah dengan jalan perlakuan panas ataupun dengan proses perubahan bentuk
deformasi dari logam yang akan diuji.Pengamatan metalografi dengan mikroskop optik dapat dibagidua,yaitu:metalografi makro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran 10-100 kali
dan metalografi mikro yaitu pengamatan struktur dengan perbesaran diatas 100 kali.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.30 Alat Uji PhotoMikro Mikroskop optic Sumber Laboratorium Ilmu Logam FT. USU
Gambar diatas yaitu alat uji struktur mikro, yang fungsinya untuk mengambil gambar dari spesimen yang di uji dengan ukuran 200 x pembesaran metalografi.
Sebelum melakukan percobaan metalografi terhadap suatu material, terlebih dahulu harus ditentukan material logam apa yang akan diuji. Sebaiknya harus ada data pembanding antara data
mikro struktur yang di dapat dari percobaan dengan data mikro struktur yang sebenarnya dari suatu material yang dijadikan benda uji. Adapun langkah-langkah yang harus dilakukan dalam
percobaan metalografi ini adalah sebagai berikut :
1. Cutting Pemotongan
Pemilihan sampel yang tepat dari suatu benda uji studi mikroskopik merupakan hal yang sangat penting. Pemilihan sampel tersebut didasarkan pada tujuan pengamatan yang
hendak dilakukan. Pada umumnya bahan komersil tidak homogen, sehingga satu sampel yang diambil dari suatu volume besar tidak dapat dianggap representatif. Pengambilan
sampel harus direncanakan sedemikian sehingga menghasilkan sampel yang sesuai dengan kondisi rata-rata bahan atau kondisi di tempat-tempat tertentu kritis, dengan
memperhatikan kemudahan pemotongan pula. Secara garis besar, pengambilan sampel dilakukan pada daerah yang akan diamati mikrostruktur maupun makrostrukturnya.
Universitas Sumatera Utara
Ada beberapa sistem pemotongan sampel berdasarkan media pemotong yang digunakan, yaitu meliputi proses pematahan, pengguntingan, penggergajian, pemotongan abrasi
abrasive cutter, gergaji kawat, dan EDM Electric Discharge Machining. Berdasarkan tingkat deformasi yang dihasilkan, teknik pemotongan terbagi menjadi dua yaitu teknik
pemotongan dengan deformasi yang besar, menggunakan gerinda dan teknik pemotongan dengan deformasi kecil, menggunakan low speed diamondsaw. Sebagai contoh, untuk
pengamatan mikrostruktur material yang mengalami kegagalan, maka sampel diambil sedekat mungkin pada daerah kegagalan pada daerah kritis dengan kondisi terparah,
untuk kemudian dibandingkan dengan sampel yang diambil dari daerah yang jauh dari daerah gagal. Perlu diperhatikan juga bahwa dalam proses memotong, harus dicegah
kemungkinan deformasi dan panas yang berlebihan. Oleh karena itu, setiap proses pemotongan harus diberi pendinginan yang memadai.
2. Mounting
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 :
a. Bersifat inert tidak bereaksi dengan material maupun zat etsa
b. Sifat eksoterimis rendah
c. Viskositas rendah
d. Penyusutan linier rendah
e. Sifat adhesi baik
f. Memiliki kekerasan yang sama dengan sample
g. Flowabilitas baik, dapat menembus pori, celah dan bentuk ketidak teraturan
yang terdapat pada sample
Universitas Sumatera Utara
h. 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 lbin2 dan panas 1490
˚C pada mold saat mounting.
3. Grinding Pengamplasan
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 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 kedalaman 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. Hal lain yang
harus diperhatikan adalah ketika melakukan perubahan arah pengamplasan, maka arah yang baru adalah 450 atau 900 terhadap arah sebelumnya.
4. Polishing Pemolesan
Setelah diamplas sampai halus, sampel harus dilakukan pemolesan. Pemolesan bertujuan
Universitas Sumatera Utara
untuk memperoleh permukaan sampel yang halus bebas goresan dan mengkilap seperti cermin dan menghilangkan ketidak teraturan sampel. 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. Ada 3 metode pemolesan antara lain yaitu sebagai berikut :
a. Pemolesan Elektrolit Kimia
Hubungan rapat arus dan tegangan bervariasi untuk larutan elektrolit dan material yang berbeda dimana untuk tegangan, terbentuk lapisan tipis pada permukaan,
dan hampir tidak ada arus yang lewat, maka terjadi proses etsa. Sedangkan pada tegangan tinggi terjadi proses pemolesan.
b. Pemolesan Kimia Mekanis
Merupakan kombinasi antara etsa kimia dan pemolesan mekanis yang dilakukan serentak di atas piringan halus. Partikel pemoles abrasif dicampur dengan larutan
pengetsa yang umum digunakan. c.
Pemolesan Elektro Mekanis Metode Reinacher Merupakan kombinasi antara pemolesan elektrolit dan mekanis pada piring
pemoles. Metode ini sangat baik untuk logam mulia, tembaga, kuningan, dan perunggu.
5. Etching Etsa
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, yaitu:
a. Etsa Kimia
Merupakan proses pengetsaan dengan menggunakan larutan kimia dimana zat
Universitas Sumatera Utara
etsa yang digunakan ini memiliki karakteristik tersendiri sehingga pemilihannya disesuaikan dengan sampel yang akan diamati. Contohnya antara lain : nitrid acid
nital asam nitrit + alkohol 95, picral asam picric + alkohol, ferric chloride, hydroflouric acid, dan lain-lain. Perlu diingat bahwa waktu etsa jangan terlalu
lama umumnya sekitar 4 – 30 detik, dan setelah dietsa, segera dicuci dengan air mengalir lalu dengan alkohol kemudian dikeringkan dengan alat pengering.
b. Elektro Etsa Etsa Elektrolitik
Merupakan proses etsa dengan menggunakan reaksi elektro etsa. Cara ini dilakukan dengan pengaturan tegangan dan kuat arus listrik serta waktu
pengetsaan. Etsa jenis ini biasanya khusus untuk stainless steel karena dengan etsa kimia susah untuk mendapatkan detil strukturnya.
Universitas Sumatera Utara
`BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
