PENGUJIAN JOMINY

BAB V PENGUJIAN JOMINY

5.1 Sifat Kemampukerasan (Hardenability) Baja

Kemampukerasan adalah sifat yang menentukan kedalaman dan distribusi kekuatan pada baja bila dilakukan quenching dari kondisi austenite. Berbeda dengan kekerasan yaitu kemampuan suatu material untuk menahan beban tanpa mengalami deformasi plastis. Sedangkan sifat kemampukerasan baja adalah kemampuan baja untuk mencapai fase 50% martensite.

5.2. Macam – Macam Metode Pengujian Kemampukerasan

1. Metode Grossman Merupakan metode untuk mengetahui pengaruh pendinginan cepat terhadap sifat mampukeras baja. Pada metode ini baja yang diuji sifat mampu kerasnya dibuat menjadi spesimen berbentuk batang silindris dengan panjang minimal 5 kali dari diameter.

Selanjutnya semua spesimen dipanaskan hingga mencapai temperatur austenite kemudian quenching dalam suatu media pendingin. Setelah itu untuk setiap spesimen dipotong melintang dan dilakukan pengamatan mikroskopik untuk struktur yang terbentuk pada proses pendinginan, selain itu juga dilakukan proses pengukuran kekerasan sepanjang penampang batang dari sisi sehingga digambarkan distribusi kekerasannya. Distribusi kemampukerasan dari pengujian Grossman bisa dilihat pada grafik berikut:

Gambar 5.1 Grafik Hardness Penetration Sumber: Introduction to Physical Metallurgy , Sidney Avner(1974;294)

2. Appearance of Fracture

Pada metode ini sifat kemampukerasan baja dapat dilihat dari patahan pada baja tersebut. Patah pada material dapat dibagi menjadi 3 yaitu :

a. Patah ulet : disebabkan oleh tegangan geser. Ciri-cirinya antara lain terdapat garis-garis benang serabut, menyerap cahaya, terjadi deformasi plastis.

b. Patah getas : disebabkan oleh tegangan normal. Ciri-cirinya permukaan patah berbentuk granular, berkilat, memantulkan cahaya dan tidak didahului deformasi plastis.

c. Patah campuran : merupakan campuran antara patah getas dan patah ulet. Baja yang mempunyai sifat kemampukerasan yang baik adalah baja yang, mengalami patah getas. Karena biasanya material yang mengalami patah getas ini adalah material yang memiliki komposisi karbon yang sangat tinggi sehingga memiliki kemampukerasan yang baik.

3. Metode Jominy Pada uji jominy di material dipanaskan dalam tungku sampai suhu transformasinya (austenite) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat dipasangkan pada apparatusJominy. Kemudian air disemprotkan dari bawah, sehingga menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkan kecepatan pendinginan di setiap bagian berbeda-beda. Pada bagian yang terkena air mengalami pendinginan yang cepat dan semakin menurun ke bagian yang tidak terkena air. Dari hasil pengukuran, kita akan mendapatkan nilai kekerasan yang berbeda-beda pada tiap bagian.

Gambar 5.2 Hubungan antara jarak pendinginan dan kekerasan

Tabel 5.1 : Kelebihan dan kekurangan masing-masing pengujian

Kekurangan Grossman

Metode Pengujian

Kelebihan

 Pengamatan kekerasan

 Adanya pemotongan

berdasarkan diameter

Spesimen

spesimen  Pengamatan dilakukan

 Butuh banyak Spesimen dengan mikroskop sehingga sehingga pengujian data yang diperoleh akurat

berkali-kali AppearanceofFracture  Mudah karena pengamatan  Pengamatan kekerasan

dilakukan dengan visual

hanya berdasarkan retakan yang ada

JominyTest

 Menggunakan satu

 Butuh alat uji kekerasan

Spesimen  Tanpa melakukan pemotongan  Pengamatan kekerasan berdasarkan jarak ujung

pendinginan

Sumber : Dokumentasi Pribadi

5.3 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Kemampukerasan Baja

1. Kadar Karbon Meliputi kandungan karbon dan unsur paduan.Semakin tinggi kandungan karbon maka semakin keras baja tersebut.Karena kandungan karbon sendiri berfungsi untuk menjalankan reaksi-reaksi kimia seperti substitusi (pergantian), adisi (penambahan), dan eliminasi (pengurangan). Begitu juga dengan unsur- unsur paduan baja, semakin banyak unsur kimia yang menyusun baja maka semakin keras baja tersebut.

2. Ukuran Butir Dengan bentuk butiran yang kecil maka menyebabkan tingkat kekerasan material lebih tinggi karena kerapatan butiran lebih tinggi sehingga ikatan antar butiran lebih kuat. Sedangkan bentuk butiran yang lebih besar akan menyebabkan tingkat kekerasan material lebih rendah karena kerapatan butiran lebih rendah sehingga ikatan antar butiran kurang kuat.

3. Homogenitas Butiran Suatu logam yang memiliki struktrur homogen akan memiliki sifat kemampukerasan (hardenability) lebih rendah dibandingkan dengan yang memiliki struktur heterogen

4. Dimensi Baja Laju pendinginan pada benda yang besar lebih lambat dari benda kerja dengan ukuran kecil. Suatu baja yang dibuat dengan ukuran yang kecil dapat mencapai kekerasan yang lebih tinggi sampai bagian tengahnya. Jadi pada baja yang dimensinya lebih kecil memiliki kecepatan pendinginan lebih besar sehingga kemampukerasanakan lebih besar.

5. Konduktivitas Termal Bahan Semakin tinggi kemampuan benda menghantarkan panas yang diterima akan menyebabkan laju pendinginan semakin cepat sehingga benda yang memiliki sifat konduktivitas termal yang tinggi lah yang dapat mempercepat laju pendinginan sehingga material semakin keras.

6. Kecepatan Pendinginan Setelah logam dipanaskan, lalu didinginkan secara cepat maka kekerasan logam tersebut akan semakin meningkat karena banyaknya martensit yang terbentuk pada material.

7. Media Pendingin Setiap media pendingin yang dipakai akan menghasilkan kekerasan yang berbeda juga. Semakin tinggi kekentalan (viskositas) maka semakin lambat proses pendinginannya sehingga semakin berkurang sifat kemampukerasannya. Begitupun sebaliknya, semakin encer media pendinginan maka semakin cepat waktu pendinginannya.

8. Holding Time Semakin optimal waktu holding baja pada termperatur teratur, semakin besar pula nilai kemampukerasannya.

9. Unsur Paduan Adanya unsur paduan akan mempengaruhi sifat kemampukerasan seperti chromium dan mangan yang dapat meningkatkan sifat kemampukerasan suatu bahan.

a. Nikel (Ni), fungsi:

1) Meningkatkan kekuatan dan kekerasan baja,

2) Meningkatkan ketahanan korosi,

3) Meningkatkan keuletan dan tahan gesek.

b. Chromium (Cr), fungsi:

1) Menambah kekerasan baja,

2) Membentuk karbida,

3) Menambah keelastisan, sehingga baik buat pegas.

c. Mangan (Mn), fungsi:

1) Meningkatkan kekerasan,

2) Meningkatkan ketahanan terhadap suhu tinggi,

3) Membuat baja mengkilap.

d. Silicon (Si), fungsi:

1) Meningkatkan kekenyalan dan kekeransan,

2) Meningkatkan kekerasan dan menaikan titik kritis.

e. Molibdenum (Mb), fungsi:

1) Dalam jumlah 0,1%-0,6% meningkatkan kekuatan yang dimiliki baja.

f. Vanadium (V), fungsi:

1) Menaikan kekuatan dan kekerasan baja,

2) Menurunkan kandungan karbon eutectoid,

3) Jika bercampur Cr akan membuat baja jadi tahan aus.

g. Cobalt (Co), fungsi:

1) Meningkatkan kekerasan dan tahan aus.

h. Boron (B), fungsi:

1) Menaikkan kekerasan,

2) Pada kadar karbon kurangdari 0,6% akan menyebabkan rapuh.

i. Titanium (Ti), fungsi:

1) Efektif menambah pertumbuhan butiran serta meningkatkan kekerasan baja.