Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
KATA PENGANTAR
Buku pedoman Praktikum Metalurgi ini bertujuan untuk menuntun mahasiswa di
dalam melaksanakan Praktikum Metalurgi, sehingga akan memudahkan
mahasiswa di dalam pelaksanaannya.
Buku ini hanya berisi sebagian kecil dari materi/dasar-dasar teori, sehingga
mahasiswa sebelum melaksanakan Praktikum harus mempersiapkan dan
memahami materi-materi yang akan dilakukan percobaan.
Isi Buku Pedoman ini masih banyak kekurangan sehingga masih perlu perbaikanperbaikan, maka saran dan kritik baik dari Dosen maupun mahasiswa sangat
diperlukan.
Surabaya, Maret 2015
Program Studi Teknik Mesin
1
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
DAFTAR ISI
Kata Pengantar
1
Daftar Isi
2
Tata Tertib Laboratorium
3
BAB
I
BAB II
BAB III
JOMINY HARDENABILITY TEST
1.1. Tujuan
6
1.2. Alat-alat dan Bahan
6
1.3. Pelaksanaan Percobaan
7
1.4. Laporan Percobaan
8
1.5. Daftar Pustaka
8
1.6. Tabel Data
9
HEAT TREATMENT TEST
2.1. Tujuan
10
2.2. Jenis Pekerjaan
10
2.3. Alat-alat dan Bahan
10
2.4. Pelaksanaan Heat Treatment Baja
10
2.5. Laporan Praktikum
12
2.6. Daftar Pustaka
13
METTALLOGRAPHIC EXAMINATION
3.1. Alat-alat dan Bahan
14
3.2. Pelaksanaan Pemeriksaan Metallographic
15
3.3. Laporan Metallographic Examination
16
3.4. Daftar Pustaka
16
2
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
TATA TERTIB LABORATORIUM
I.
PERATURAN UMUM
1.
Praktikan harus sudah terdaftar pada laboratorium sebagai peserta
praktikun dan memiliki kelompok sesuai dengan peraturan praktikum 1
kelompok 3 orang yang ditunjukkan dengan fotocopy voucher yang
sudah disyahkan fakultas.
2.
Praktikan harus sudah melunasi uang praktikum.
3.
Praktikan harus bersedia mematuhi tata tertib praktikum beserta segala
konsekuensinya.
4.
Pelajarilah tiap-tiap modul dalam buku pedoman praktikum dengan baik
dan teliti.
5.
Pelajari dan ikuti setiap petunjuk dan langkah-langkah kerja yang
diberikan oleh pengajar atau asisten.
6.
Mintalah petunjuk atau keterangan kepada pengajar/asisten bila menemui
kesulitan.
7.
Konsentrasilah pada pekerjaan anda.
II. TATA TERTIB PRAKTIKUM
A. Tata Tertib Umum
1.
Praktikan harus sudah ada di tempat praktek 15 menit sebelum praktikum
dimulai
2.
Praktikan diwajibkan melaksanakan praktikum sesuai dengan jadwal
yang telah ditetapkan.
3.
Praktikan wajib mengisi daftar hadir yang telah disediakan oleh petugas
laboratorium / asisten.
4.
Praktikan harus bertanggungjawab atas kebersihan, kerusakan alat-alat
laboratorium yang dipakai.
5.
Praktikan tidak diperkenankan baik sengaja maupun tidak sengaja
mengganggu kelancaran jalannya praktikum.
6.
Kelompok praktikan yang telah menyelesaikan tugas praktikum
diwajibkan membuat laporan resmi hasil praktikum yang dibukukan dan
3
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
diketik komputer serta memenuhi sistematika penulisan sesuai yang telah
ditetapkan.
7.
Kelompok praktikan wajib menyerahkan laporan resmi hasil praktikum
yang sudah disyahkan oleh dosen pembimbing, Kepala Laboratorium dan
Ketua Program Studi Teknik Mesin paling lambat 2 (dua) minggu setelah
selesai-nya tanggal praktikum, keterlambatan menyerahkan laporan resmi
dinyatakan gugur, dan harus mengikuti praktikum pada kesempatan
lainnya.
8.
Setiap laporan hasil praktikum yang kemudian dinyatakan hasil jiplakan
atau copy-an dari laporan-laporan praktikan lainnya dianggap tidak sah,
sehingga segala akibat yang ditimbulkan merupakan tanggung jawab
praktikan/kelompok yang bersangkutan.
9.
Praktikan dianggap absen jika terlambat 10 menit dari jadwal praktikum
yang telah ditentukan.
10. Praktikan yang tidak mengikuti satu kali praktikum dinyatakan gagal dan
harus mengulang seluruh praktikum pada kesempatan berikutnya.
11. Setiap pelanggaran tata tertib oleh praktikan dapat dikenakan sangsisangsi dengan mencabut haknya sebagai praktikan dan bila perlu masih
dapat dikenakan sangsi-sangsi akademis lainnya tanpa mengembalikan
uang praktikum.
B. Tata Tertib Khusus
1.
Praktikan dilarang memakai sandal, sepatu sandal dan sejenisnya selama
praktikum berlangsung.
2.
Tas dan barang-barang yang telah digunakan selama praktikum harus
disimpan ditempat yang ditentukan petugas laboratorium.
3.
Selama mengikuti praktikum tidak dibenarkan meninggalkan ruangan
praktikum tanpa seijin asisten atau pengawas yang bersangkutan.
4.
Selama berada di laboratorium dilarang merokok, makan dan minum.
5.
Praktikan wajib menjaga keamanan, ketertiban, kesopanan serta
ketenangan selama praktikum
4
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
III. LAPORAN
1. Sistematika Laporan Resmi adalah sebagai berikut :
 Lembar Judul
 Kata Pengantar
 Lembar Persetujuan
 Lembar Praktikum
 Daftar Isi
 Daftar Tabel
 Daftar Gambar
 Daftar Lampiran
 BAB I : Pendahuluan
 BAB II : Dasar Teori
 BAB III : Data Praktikum
3.1.Praktikum Modul I
3.2.Praktikum Modul II
3.3.Praktikum Modul III
 BAB IV : Analisa data
 BAB V : Kesimpulan
 Daftar Pustaka
 Lampiran-Jampiran
2.
Laporan resmi diketik dengan komputer dengan ketentuan :
 Spasi Pengetikan : 1.5 Spasi
 Ukuran Kertas
:
 Warna Sampul
: Merah dengan plester warna Merah
 Jenis Sampul
: Soft Cover
 Banyak Jilid
: 4 (empat) buah dengan kontribusi sbb :
Kuarto
-
1 buku asli untuk Laboratorium
-
1 buku copian untuk Pembimbing
-
4 buku copian untuk peserta
 Lembar Nilai
: 1 lembar dimasukkan kedalan kotak surat Jurusan
Teknik Mesin, sedangkan yang satunya dibawa
oleh masing-masing praktikan.
5
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
BAB I
JOMINY HARDENABILITY TEST
PERCOBAAN I
Hardenability atau kemampu kerasan yaitu kemampuan bahan untuk dikeraskan.
1.1.Tujuan
Untuk mengetahui kemampu kerasan suatu baja.
1.2. Alat-Alat dan Bahan

Alat Jominy Test

Dapur Pemanas

Penjepit

Mesin Pengasah

Ampelas

Alat Uji Kekerasan Rockwell

Benda Uji (Spesimen)
Alat Jominy Test
Alat ini cukup sederhana, hanya terdiri dari sebuah bejana yang mempunyai
tempat menggantungkan benda kerja dibagian atasnya dan terletak ditengah
bejana. Dari arah
bawah disemprotkan air dengan suhu 24° C (75° F)
melalui sebuah pipa air yang dilengkapi dengan keran di bagian luar bejana.
Ujung pipa air mempunyai jarak 12,5 mm dari ujung bawah benda uji yang
sedang digantungkan. Diameter pipa 12,5 mm
Dapur Pemanas
Dapur pemanas digunakan untuk memanaskan baja sampai suhu austenisasi
(T=900° C)
Penjepit
Penjepit digunakan untuk memindahkan benda uji yang celah panas untuk
dipasang pada alat Jominy
6
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
Mesin Pengasah
Mesin ini digunakan untuk menghilangkan oksid besi yang menempel pada
permukaan benda uji.
Mesin Uji Kekerasan Rockwell
Rockwell Hardness Tester ini digunakan untuk mengukur Kekerasan benda
kerja yang di mulai dari ujung benda uji yang kena semprot air sehingga
setelah
dilakukan
disepanjang
benda
uji
diperoleh
suatu
Kurva
Hardenability
Benda Uji
Benda uji terbuat dari sejenis baja tertentu yang mempunyai bentuk dan
ukuran sesuai Standar
1.3. Pelaksanaan Percobaan
1.
Gambarkan bentuk & ukuran-ukuran benda uji
2.
Dari baja apa benda uji terbuat ?
3.
Berdasarkan kadar C, tentukan sifat-sifat suhu pemanasannya dengan
pertolongan diagram Fe3-C
4.
Panaskan benda uji sesuai dengan prosedur pemanasan dalam dapur
pemanas.
5.
Setelah penahanan austenisasi tetap seketika selesai, keluarkan benda
uji dengan penjepit dan cepat letakkan ditempatnya pada alat Jominy
sehingga tepat di atas penyemprot air dengan jarak tertentu.
6.
Buka kran air sehingga bagian ujung bawah benda uji didinginkan oleh
air dengan tekanan, kecepatan dan suhu tetap.
7.
Setelah suhu pendinginan, benda uji yang telah mengalami proses beat
treatment ini di ambil dan dengan mesin pengasah dan ampelas
dihilangkan oksid-oksid besi yanq menempel di permukaan benda uji
terutama bagian benda uji yang akan diperiksa nilai-nilai kekerasannya.
8.
Ukuran kekerasan benda kerja mulai dari end-quenched pada jarak
tertentu dengan Hardness Tester Rokwell C sesuai prosedur dan syarat
percobaan.
7
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
9.
Pada jarak-jarak tertentu dan nilai kekerasan tertentu kemudian buatkan
“ Jominy Hardenability Curve” dari baja yang bersangkutan.
1.4. Laporan Percobaan
Laporan percobaan wajib dibuat oleh masing-masing praktikan dan harus
didasarkan kepada data-data yang diperoleh dalam pelaksanaan praktikum.
Hal-hal yang harus didapat dalam laporan antara lain :
1.
Gambar skematis alat percobaan
2.
Gambar kedudukan benda kerja disaat disemprot air
3.
Gambar ukuran-ukuran benda uji
4.
Gambar Jominy Hardenability Curve sesuai dengan hasil percobaan
5.
Penilaian-penilaian dibandingkan dengan curve baja-baja lain.
6.
Hubungan kecepatan pendinginan dengan jarak-jarak dari quenchedend secara umum
7.
Faktor-faktor yang mempengaruhi hardenability dari baja.
8.
Contoh-contoh pemakaian hardenability band suatu baja.
9.
Penjelasan pemakaian temperability dengan baja berikut diagramdiagram temperability dari baja carbon biasa dan carbide-forming steel
10. Diagram tempering baja SAE 3150 dengan 5uhu tempering 800 ° F.
11. Sebab-sebab terjadinya secondary hardening di saat tempering suatu
baja.
1.5. Daftar Pustaka
1.
Lawrence H. Van Vlack, “Element of Material Science”, Mc.Graw
Hill.
2.
Douglas F. Mias and John B. S., “Hand Book of Engineering
Material”
3.
George L. Kehl, “The Priciples of Metallografic Laboratory
Practice”
8
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
1.6. Tabel Data Jominy Test
1.
Bahan benda uji
:
2.
Gambar dan ukuran benda uji
:
3.
Suhu Austenisasi
:
4.
Lamanya Penahanan
:
5.
Suhu air yang disemprotkan
:
6.
Jarak end-quenched dengan
Ujung pipa air
7.
:
Lamanya penyemprotan
Dengan air
:
Data Hasil Percobaan
Lokasi
Kekerasan
1
2
3
4
.................................
9
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
BAB II
HEAT TREATMENT TEST
PERCOBAAN II
Heat Treatment atau perlakuan panas yaitu suatu pekerjaan memanaskan sejenis
logam sampai suhu pemanasan tertentu, kemudian menahan suhu ini tetap selama
waktu tertentu dan selanjutnya mendinginkan logam tadi dengan suatu kecepatan
pendinginan tertentu sehingga dengan demikian dapat diperoleh sifat-sifat logam
yang lebih baik sesuai dengan persyaratan kebutuhan
2.1. Tujuan
Untuk memperoleh sifat-sifat logam yang lebih baik dari semula sehingga
dengan persyaratan kebutuhan tanpa merubah bentuk dan ukuran ukuran
logam.
2.2. Jenis Pekerjaan
1.
Anneling
2.
Hardening.
3.
Tempering.
2. 3. Alat-alat / Bahan
1.
Dapur Pemanas
2.
Penjepit
3.
Medium Pendingin
4.
Termometer air raksa
5.
Hardness Tester
6.
Benda Uji
2. 4. Pelaksanaan Heat Treatment Baja
1. Full Anneling
Terdapat beberapa jenis anneling dan yang harus dilakukan oleh
10
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
praktikan yakni full anneling
Benda uji yang terbuat dari baja dipanaskan dalam dapur pemanas
sampai suhu sekitar (30  50)° C di atas suhu kritis Ac3 dan
dipertahankan suhu ini tetap seketika, baru didinginkan secara perlahan
di dalam dapur pemanas tadi. Sampai suhu 500  600° C kecepatan
pendinginan 50 sampai 100° C per jam bergantung kepada susunan kimia
baja. Tujuan pekerjaan ini untuk memperoleh baja yang lebih lunak,
berkurangnya tegangan-tegangan dalam baja dan struktur baja yang lebih
baik. Sebelum baja dipanaskan, diukur kekerasan-nya dan demikian
sesudah anneling sesuai dengan prosedur dan syarat-syarat percobaan
kekerasan untuk mengetahui apa betul baja celah menjadi lebih lunak.
Struktur baja setelah anneling akan diteliti kemudian disaat melakukan
pekerjaan metalographic inspection. Praktikan diharuskan mencatat
semua kejadian dan kegiatan yang dilakukan selama pelaksanaan full
anneling.
2. Spheroidizing Anneling.
Pada Spheroidizing Anneling dipakai benda uji yang terbuat dari baja
carbon tinggi (HCS). Benda uji dipanaskan dalam dapur pemanas dengan
kecepatan pemanasan yang sesuai dalam waktu yang cukup lama pada
suhu pemanasan di atas suhu kritis Ac1, yaitu suhu 770°C dan menyusul
pendinginan yang sampai suhu 600°C dengan kecepatan pendinginan
25  30°C/jam. Tujuannya untuk mengubah perlit lametar berbentuk
glabuler sehingga diperoleh baja supaya lunak/liat. Sebelum benda uji
dipanaskan ukur dan catat nilai kekerasannya dan demikianpula setelah
proses anealis selesai. Struktur baja akan diteliti kemudian pada
pekerjaan metalography. Praktikan diharuskan mencatat semua kejadian
yang dilakukan selama pekerjaan berlangsung.
3. Hardening
Benda uji terbuat dari hypoeutectoid steel (MCS) atau hypereutectoid
steel (HCS).
Benda uji yang terbuat dari MCS dipanaskan sampai suhu 30  50o C di
atas suhu kritis AC3 dan setelah suhu hardening ini dipertahankan tetap
11
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
seketika menyusul pendinginan cepat dalam medium pendingin tertentu
sesuai dengan kecepatan pendinginan yang dikehendaki. Untuk HCS
suhu pemanasannya sampai 30  50o C di atas suhu kritis AC1.
Tujuan hardening yakni menjadikan baja lebih keras. Sebelum benda uji
dipanaskan diperiksa lebih dulu kekerasannya dan demikian pula setelah
pekerjaan hardening selesai dan selanjutnya seperti proses di atas.
4. Tempering.
Setelah praktikan melakukan pekerjaan hardening, maka benda uji
yang telah mengalami hardening kini menjadi keras, mengandung
sisa-sisa
tegangan
dalam, memiliki struktur yang tidak stabil.
Demikian juga ukuran-ukurannya. Benda uji yang
telah mengalami
hardening kemudian dipanaskan lagi dalam dapur pemanas, sampai suhu
tempering tertentu dan dipertahankan suhu ini, kemudian didinginkan
secara perlahan. Perlu diperhatikan penentuan suhu tempering yang tepat
dan lamanya suhu tersebut tetap seketika. Sesudah pekerjaan tempering
selesai, maka kekerasan baja diperiksa kembali dengan hardness tester.
Penelitian struktur mikro dilakukan pada pelaksanaan Metallography
2. 5. Laporan Praktikum
Hal-hal yang harus dapat dilakukan praktikan dalam menyusun laporan
adalah sebagai berikut :
1.
Gambar Keseimbangan biner Fe-C metastabil yang lengkap disertai
tempat baja dari benda uji terbuat sesuai kadar C dan api daerah
pemanasan bagi setiap perlakuan panas yang dilakukan.
2.
Penjelasan tentang austenisasi dan manfaatnya.
3.
Bentuk umum penentuan suhu austenisasi baja konstruksi.
4.
Penjelasan dari ferit, austenit, perlit, sementit, besi alpha, besi gamma,
grafit, martensit, cresstit, sorbit dan barnit.
5.
Penjelasan tentang perbedaan dari sumbu-sumbu A1, A2, A3, Am, Ac1,
Ac2, Ac3, Arl, Ar2, Ar3, dan Arm serta hubungannya dengan diagram
Fe-C di atas.
12
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
6.
Klasifikasi baja menurut kadar C dan dimana letaknya pada diagram
Fe-C.
7.
Penjelasan tentang perbedaan antara full anneling dengan spheroidizing
anneling.
8.
Penjelasan tentang incomplete anneling, isotherm anneling dan
diffusion anneling dengan bantuan diagram TTT.
9.
Gambar diagram TTT baja hypo, hyper dan eutectoid.
10. Arti kecepatan pendinginan kritis.
11. Gambar diagram CCT baja eutectoid.
12. Penjelasan tentang hardening, normalizing dan tempering.
13. Penjelasan bagaimana terjadinya struktur martensit dan kenapa baja dan
struktur martensit ini lebih keras dibandingkan dengan struktur baja
semula.
14. Diagram pengaruh kadar C terhadap nilai-nilai kekerasan baja setelah
Heat Treatment.
15. Bagan pemisah autenit baik pada suhu tinggi maupun rendah.
16. Pengaruh kadar C terhadap suhu-suhu Ms dan Mf.
17. Martempering dan Austempering.
2. 6. Daftar Pustaka
1.
Lawrence H. Van Vlack, “Element of Material Science“ Mc.Graw
Hill.
2.
Douglas F. Mias and John B. S.,
“Hand Book of Engineering
Material”
3.
George L. Kehl,
“The
Priciples of Metallografic Laboratory
Practice”
13
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
BAB III
METALLOGRAPHIC EXAMINATION TEST
PERCOBAAN III
Metallography adalah suatu pengetahuan yang khusus mempelajari struktur logam
dan paduan sehubungan dengan sifat-sifat fisik dan mekanis. Dalam metalography
dikenal ada penelitian makroskopic dan mikroskopic.
Penelitian mikroskopis menggunakan mikroskop optik bahkan mikroskop
elektron (SEM, TEM). Pembesaran dengan cara pertama biasanya 10 kali
sedangkan dengan cara ke dua sampai ribuan kali.
Praktikan harus melakukan penelitian mikroskopis dari baja-baja yang telah
mengalami heat treatment memakai mikroskop optik sehingga diperoleh gambargambar struktur baja yang bersangkutan untuk kemudian diteliti lebih lanjut
hubungan gambar mikrostruktur tersebut dengan sifat-sifat baja dan setiap
praktikan wajib memberikan penilaian berikut alasannya.
3.1. Alat-alat Praktikan
1.
Grinding belt.
2.
Kertas ampelas dan pemeganganya
3.
Metallographic polishing tabel
4.
Metallographic polishing cloths
5.
Metallographic polishing abrasives
6.
Bejana untuk etching reagents
7.
Etching reagents
8.
Mikroskop Metallurgi
9.
Camera
10. Film
11. Printing paper dan alat-alat afdruk foto
12. Benda kerja
14
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
3.2. Pelaksanaan Pemeriksaan Metalograpy
1.
Untuk memperoleh permukaan benda uji yang memenuhi syarat agar
dapat diteliti dibawah mikroskop maka diperlukan kegiatan-kegiatan
persiapan benda uji.
a. Memotong, mengetam, mengikir.
b. Menggosok kasar dengan kertas rampelas no. 1 dalam satu arah
permukaan baja yang diteliti.
c. Menggosok kasa lanjutan dengan kertas rampelas no. 0 dengan arah
lurus penggerakan pertama.
d. Penggosokan halus permukaan tersebut dengan kertas ampelas no 00
dengan arah saran.
e. Penggosokan halus lanjutan dengan kertas ampelas no 000 dengan
arah sama.
f. Memoles permukaan tersebut pada piring pertama dan dilapisi
dengan polishing cloth fuighat kehalusan pertama memakai obat
poles yang samanya dilakukan pada metallogrphy polishing table.
g. Melanjutkan polishing tersebut pada piring kedua yang berputar
cepat tetapi dengan lapisan polishing cloth dengan tingkat kehalusan
kedua.
h. Melanjutkan polishing pada piring ketiga & terakhir dan di lapisi
dengan polishing clath fughat kehalusan ketiga (paling halus) .
i. Memeriksa permukaan sampai licin tersebut dibawah mikroskop
untuk memastikan apakah pekerjaan-pekerjaan sebelumnya telah
dilakukan benar sehingga permukaan logam benar-benar telah.
memenuhi syarat untuk di etsa yang harus dinyatakan siap oleh
asisten.
2.
Mengetsa permukaan yang telah memenuhi syarat dengan bahan etsa
(etching reagents).
3.
Meletakan permukaan yang telah dietsa tersebut dibawah mikroskop
optik dengan pembesaran 100 sampai 2000 x.
4.
Memotret struktur mikro.
15
Pedoman Praktikum Metalografi
Jurusan Teknik Mesin
5.
Film hasil pemotretan dicuci & dicetak.
6.
Foto-foto struktur mikro kemudian di telit'i.
3.3. Laporan Mettalography Examination
1.
Urutan kerja secara skematis dari awal persiapan sampai didapat foto
struktur mikro logam.
2.
Tujuan dan pengertian dari pada mikroskopic examination.
3.
Kemungkinan terjadinya kesalahan disaat melakukan kerja tersebut dan
cara mengatasinya.
4.
Penjelasan dari bahan-bahan apa yang digunakan.
5.
Apa sebenarnya Metallography itu. Jelaskan secara umum.
6.
Penjelasan
tentang
Mikroskop
Optic
dan
Elektron,
berikut
penggunaannya.
7.
Foto-foto dari struktur mikro masing-masing benda uji. Jelaskan
hubungannya dengan sifat-sifat baja yang bersangkutan.
8.
Penjelasan tentang keadaan struktur yang terdapat pada foto-foto
tersebut.
9.
Cara-cara untuk mengetahui butir-butir austenit hypoeutectoid steel,
eutectoid steel dan hypereutectoid steel.
3.4. Daftar Pustaka
1.
Lawrence H. Van Vlack, “Element of Material Science“ Mc.Graw
Hill.
2.
Douglas F. Mias and John B. S.,
“Hand Book of Engineering
Material”
3.
George L. Kehl,
“The
Priciples of Metallografic Laboratory
Practice”
16