Pengujian Vickers Hardness

-

 

BAB I

DASAR TEORI

 

1.1  Pengertian

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut  tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).

Uji kekerasan adalah pengujian yang paling efektif untuk menguji kekerasan dari suatu material, karena dengan pengujian ini kita dapat dengan mudah mengetahui gambaaran sifat mekanis suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai material ulet atau getas.

Kekerasan suatu bahan adalah kemampuan sebuah material untuk menerima beban tanpa mengalami deformasi plastis yaitu tahan terhadap identasi, tahan terhadap penggoresan, tahan terhadap aus, tahan terhadap pengikisan (abrasi). Kekerasan suatu bahan merupakan sifat mekanik yang paling penting, karena kekerasan dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik yang lain, yaitu strenght (kekuatan). Bahkan nilai kekuatan tarik yang dimiliki suatu material dapat dikonversi dari kekerasannya. Seperti pada gambar berikut :

 

 

 

 

Gambar 1. Sifat bahan yang berhubungan dengan kekerasan

Ada beberapa metode pengujian kekerasan yang digunakan untuk menguji kekerasan logam, yaitu :

1.Metode Pengujian Kekerasan Brinell

2.Metode Pengujian Kekerasan Vickers

3.Metode Pengujian Kekerasan Rockwell

Pada dasarnya metode pengujian kekerasan Vickers hampir sama dengan Brinells hanya identornya saja yang berbeda. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada metode pengujian kekerasan Vickers adalah sebagai berikut :

1.      Spesimen harus memenuhi persyaratan:

Permukaan harus rata dan Halus

Dapat ditumpu dengan baik dan permukaan horisontal

2.      Identor yang digunakan adalah pyramid intan yang beralas bujur sangkar dengan sudut puncak antara dua sisi yang berhadapan adalah 136o .

3.      Pada dasarnya semua beban bisa digunakan, kecuali untuk pelat yang tipis harus digunakan beban yang ringan.

1.2  Metode Vicker

Alat uji kekerasan vickers atau yang juga dikenal sebagi Diamond Pyramid Hardness Test. Uji kekerasan vickers menggunakan menggunakan piramida intan dengan sudut puncak piramida mencapai 136 derajat. Pada metode pengujian vickers menggunakan pembebnan yang relatif sangat kecil yaitu 1kg - 120kg bahkan untuk pengujian microstructur ditentukan dengan beban 10g - 1000g, Sehinggan pengujian vickers sangat cocok pada material yang keras dan tipis,  sedangkan untuk bahan yang lunak dan tidak homogen seperti besi tuang (cast Iron) Vickers tidak sesuai untuk digunakan.

Indentor dari permata yang digunakan pada pengujian ini yang berbentuk piramida dengan bidang alas bujur sangkar dengan sudut puncak yang khusus. Dengan memberikan beban pada logam (benda kerja) dengan beban F dan diagonal indentasi pada benda kerja diukur setelah beban disingkirkan.

Kekerasan Vickers (HV) adalah suatu hasil bagi yang didapatkan dengan membagi beban yang dikenakan F (kg.f) dengan luasan bentangan pada permukaan indentasi (mm2) dan benda kerja, dengan memperhatikan bentuk piramida dengan alas bujursangkar dan diagonal d serta mempunyai sudut puncak yang sama dengan indentor dan permata

 

Pada pelaksanaannya, pengujian kekerasan ini dilakukan dengan menekan identor pada permukaan specimen selama 10 – 30 detik.

Nilai kekerasan pengujian ini dinyatakan dalam satuan DPH (Vickers Diamond Pyramid Hardness) yang dihitung berdasarkan diagonal identasi dengan persamaan sebagai berikut :

DPH    = { 2P sin  (α/2) } / d2

= 1,854 P/d2

Untuk :            α = 136o

Dimana  :         P = Gaya tekan (kgf)

                        d = diagonal identasi (mm)

Persamaan ini didapatkan dari :

 

 

 

 

Gambar 2. Hasil Tapak Tekan Pengujian Vickers

d  = d1+d2

2

X         = d Cos 45o

= ½ d

Y         = ½ X / Cos 22o

= (½ d ) / Cos 22o

L Δ AOB = ½ X.Y

= (½ . ½ d. ½ d) / Cos 22o

= (1/8 d2) / Cos 220

A         = 4 L Δ AOB

= 4 (1/8 d2) / Cos 220

= (½ d2) / Cos 22o

HVN   = P/A

= 1,854 P/d2

Penulisan nilai kekerasan seperti contoh berikut : 150 DPH 150/10

      Dimana :          150   = Nilai Kekerasan

DPH = Metode Pengujian Vickers

                              150   = Gaya Pembebanan(kgf)

                              10     = Waktu Pembebanan(detik)

Sama dengan pengujian kekerasan dengan Brinells, karena pengukuran dilakukan secara manual maka terdapat kemungkinan terjadinya kesalahan ukur. Kesalahan itu mungkin terjadi pada saat pemfokusan objek pada layar, peletakan alat ukur pada objek dan pembacaan pengukurannya.

 

Kelebihan  pengujian Vickers

1. Skala kekerasan yang continue untuk rentang yang luas, dari yang sangat lunak dengan nilai 5 maupun yang sangat keras dengan nilai 1500 karena indentor intan yang sangat keras.

2. Dianjurkan untuk pengujian material yang sudah di proses case hardening, dan proses pelapisan dengan logam lain yang lebih keras.

3. Dapat dilakukan pada benda benda pada ketipisan 0,006 inchi.

 

Kelemahan pengujian Vickers

1. Membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menentukan nilai kekerasan sehingga jarang dipakai untuk kebutuhan rutin.

 

 

Pengujian kekerasan benda khususnya logam sangat diperlukan dalam dunia industri/manufaktur. Meskipun masing masing metode pengujian kekerasan tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan, dapat disesuaikan sesuai kebutuhan sehingga mendapatkan hasil material yang berkualitas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

METODOLOGI

 

2.1 Peralatan

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah :

1. Alat Uji Vickers

2. Identor Pyramid Diamond

3. Jangka Sorong

4. Spesimen

5. Penggaris

6. Gerinda Polishing

2.2 Bahan-bahan

1. Spesimen Uji Kekerasan

2. Kertas Gosok

3. Tissue

2.3 Langkah Kerja

1. Permukaan benda benda kerja disiapkan. Kedua permukaan benda kerja diratakan menggunakan kikir dan amplas kasar, sehingga kedua bidang sejajar. Permukaan benda kerja dihaluskan menggunakan amplas.

2. Perangkat uji kekerasan Vickers disiapkan pada Universal Hardness Tester yaitu : bandul, indentor piramida intan, benda kerja (pada landasan), dan handel diatur pada posisi ke atas.

3. Waktu penekanan diatur sesuai dengan ketentuan yang ada.

4. Spesimen diletakkan pada meja uji dan dinaikkan sampai mendekati penekanan (0,2mm 0,5mm).

5. Tombol start ditekan untuk menghidupkan mesin uji kekerasan Vickers.

6. Bekas injakan diamati dengan menggunakan optik dengan cara rumah penekanan diputar dan digantikan dengan lensa mikroskop.

7. Kekerasan di masing-masing titik dihitung dengan persamaan kemudian diambil rata- ratanya

 

 

BAB III

ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisa

 

 

No

 

 

Bahan

 

 

Beban

 

 

Identor

 

Diagonal Indentasi (mm)

Diagonal indentasi rata- rata

Harga kekerasaan Vickers

Harga kekerasan Vickers rata-rata

 

 

 

 

D1

D2

 

 

 

1

 

Stainles Steel

 

 

10 kgf

 

 

Piramida

310.4

312.4

311.4

199.9

 

207.833

2

307.5

305.6

306.55

206.02

3

302.2

305.4

303.8

217.58

1

 

 

Tembaga

 

 

10kgf

 

 

Piramida

443,2

442.5

442.85

119.6

 

118.767

2

455

443.4

449.2

116.3

3

440

442.6

441.3

120.4

1

 

 

Baja

 

 

10kgf

 

 

Piramida

314.18

316.4

315.29

170.51

 

177.93

2

317.77

317.3

317.535

184.96

3

312.2

311.9

312.05

178.32

1

 

 

Alumunium

 

 

10kgf

 

 

Piramida

450.2

452.6

451.4

100.2

 

 

99.4

2

471.9

480.3

476.1

101.2

3

472.2

492.5

482.35

96.8

Tabel 1. Data Hasil Percobaan Metode Vickers

 

3.2 Pembahasan

3.3 Kesimpulan

            Prinsip kerja dari pengujian kekerasan Vickers adalah Pengujian ini dilakukan dengan cara menekan material atau spesimen uji dengan indentor intan dengan bentuk piramida dengan alas segi empat dan besar sudut dari permukaan yang berhadapan 136°. Penekanan dengan indentor akan menghasilkan suatu jejak atau lekukan pada permukaan material uji. Untuk mengetahui nilai dari kekerasan material uji, maka diagonal rata-rata dari jejak tersebut harus diukur dahulu dengan mikroskop.

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Pranata, Abdi, dkk, 2011, Laporan Resmi Hardnes Test, Hal. 1, 3-6, ITS, Surabaya

Roni, Apri Ikhtiar, 2020, Uji Kekasaran Vickers dan Rockwell, Hal. 19-20, 23-24, Universitas Pertamina, Jakarta

http://mymediamembaca.blogspot.com/2017/03/laporan-hardness-test.html, diakses tanggal 18 Oktober 2021

https://www.alatuji.com/article/detail/3/what-is-hardness-test-uji-kekerasan-, diakses tanggal 18 Oktober 2021

https://www.mealabs-alatukur.com/2016/12/metode-pengujian-vickers.html, diakses tanggal 18 Oktober 2021

 

 

 

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

PENGUJIAN GRAFIK TEGANGAN – REGANGAN SEBENARNYA DAN SIFAT MEKANIK DARI GRAFIK UJI TARIK

-
Gambar
  BAB I DASAR TEORI   1.1   Pengertian Kekuatan tarik adalah salah satu sifat mekanik yang paling penting dan dominan dalam desain bangunan dan proses manufaktur. Setiap bahan atau material memiliki karakteristik yang berbeda (kekerasan, kelenturan, dll). Untuk dapat menentukan sifat mekanik suatu bahan diperlukan pengujian, dan salah satu pengujian yang sering dilakukan adalah pengujian tarik. Pengujian ini berfungsi untuk menentukan tingkat kekuatan material dan mengidentifikasi karakteristik material. Kekuatan tarik adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban atau tegangan tanpa menyebabkan bahan tersebut putus. Kekuatan tarik material diperoleh berdasarkan hasil uji tarik (tensile test), yaitu berdasarkan uji standar seperti ASTM, JIS, DIN, dll. Untuk melakukan uji tarik, dibuat suatu benda uji dari bahan yang akan diuji sesuai dengan standar yang digunakan. Dalam uji tarik, sampel dikenai beban yang terus meningkat dalam arah tegak lurus terhadap pe...
Baca selengkapnya

Pengujian Bending Transversal

-
Gambar
BAB I DASAR TEORI   1.1   Pengertian Bending Test Pengertian Uji tekuk (bending test) merupakan salah satu bentuk pengujian untuk menentukan mutu suatu material secara visual. Proses pembebanan menggunakan mandrel atau pendorong yang dimensinya telah ditentukan untuk memaksa bagian tengah bahan uji atau spesimen tertekuk diantara dua penyangga yang dipisahkan oleh jarak yang telah ditentukan. Selanjutnya bahan akan mengalami deformasi dengan dua buah gaya yang berlawanan bekerja pada saat yang bersamaan. Dalam pemberian beban dan penentuan dimensi mandrel ada beberapa faktor yang harus diperhatikan, yaitu: Kekuatan tarik ( Tensile Strength ). Komposisi kimia dan struktur mikro terutama kandungan Mn dan C pada material. Tegangan luluh ( Yield Stress ). Gambar 1 berikut ini memperlihatkan skema pengujian tekuk pada bahan uji. Gambar Skema Pengujian Tekuk pada Bahan Uji Setelah menekuk, permukaan spesimen yang berbentuk cembung harus diperiksa dari kemungkin...
Baca selengkapnya

Laporan Praktikum Tensile Test

-
Gambar
  MAKALAH TENSILE TEST                     Penyusun :         NAMA MOH HASAN H.I NRP 1020040006 KELAS PL3A             PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2021   BAB I DASAR TEORI   1.1   Pengertian Kekuatan tarik adalah salah satu sifat mekanik yang paling penting dan dominan dalam desain bangunan dan proses manufaktur. Setiap bahan atau material memiliki karakteristik yang berbeda (kekerasan, kelenturan, dll). Untuk dapat menentukan sifat mekanik suatu bahan diperlukan pengujian, dan salah satu pengujian yang sering dilakukan adalah pengujian tarik. Pengujian ini berfungsi untuk menentukan tingkat kekuatan material dan mengidentifikasi ka...
Baca selengkapnya