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 2.5.
⁄
2.5 Dimana:
σ
y
= Tegangan luluh σ
1
= Tegangan friksi
friction stress
k= Koefisien penguat
strengthening coefficient
d= ukuran diameter butir
2.8.1 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
Universitas Sumatera Utara
cairan 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.
2.8.2 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 2.3.
Gambar 2.3 Perhitungan butiran menggunakan metode planimetri
Sumber: ASTM E 112-96, 2000
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.
Universitas Sumatera Utara
` 2.5
Dimana pengali Jeffries yang dipergunakan tergantung pada perbesaran yang digunakan pada saat melihat struktur mikro dan dapat ditetukan melalui
tabel 2.2
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
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, perlakuan termomekanik, serta metode
pengujian.
3.1 Waktu dan Tempat
Waktu penelitian ini direncanakan selama empat bulan yang dimulai dari maret sampai dengan agustus 2011. Tempat dilaksanakan penelitian ini adalah di
Laboratorium Teknologi Mekanik dan Laboratorium Metalurgi Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Peralatan
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 VB
9. Alat uji kekerasan Brinell 10. Mesin uji tarik
Torsee Type AMU-10
3.2.2 Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
