Pengujian Tingkat Kekerasan Material Skip to main content

Pengujian Tingkat Kekerasan Material

Pengujian tingkat kekerasan material adalah salah satu metode penting dalam mengevaluasi kemampuan suatu bahan untuk menahan deformasi atau kerusakan. Istilah ini juga dapat digunakan untuk menggambarkan ketahanan material terhadap goresan, abrasi, atau pemotongan. Sehubungan dengan logam, kekerasan paling sering digunakan untuk menilai kemampuannya menahan deformasi permanen karena beban yang diterapkan terkonsentrasi. Semakin besar kekerasan logam, semakin besar kemampuannya untuk mempertahankan bentuknya di hadapan gaya eksternal.
Kekerasan logam sangat tergantung pada parameter lain seperti kekakuan, kekuatan, regangan, keuletan dan kekuatan luluh. Mengetahui kekerasan logam sangat berguna karena membantu pemilihan bahan yang tepat untuk aplikasi tertentu. Pengetahuan sebelumnya tentang tingkat kekerasan suatu logam membantu menilai seberapa mudah logam dapat dikerjakan dengan mesin atau bagaimana perilakunya.

Metode Pengujian Kekerasan
Tidak seperti properti material lain yang terdefinisi dengan baik, tidak ada skala standar untuk mengukur kekerasan. Bahan diuji menggunakan berbagai metode, dengan setiap pengujian menyatakan kekerasan menggunakan skala yang ditentukan secara berbeda. Pada artikel ini akan dieksplorasi lima metode pengujian yang paling umum untuk mengukur kekerasan suatu material, bagaimana perbedaannya dan dalam situasi apa metode tersebut paling sesuai.

a. Uji Kekerasan Brinell
Uji kekerasan Brinell mencakup pengukuran diameter lekukan yang disebabkan oleh gaya terpusat konstan yang diterapkan oleh indentor bola baja atau karbida pada benda uji. Indentor bola baja pertama-tama ditempatkan bersentuhan dengan material sebelum gaya konstan diterapkan dan dipertahankan selama 10 hingga 15 detik, yang dikenal sebagai waktu tunda. Setelah waktu tinggal selesai, indentor bola dihilangkan, meninggalkan lekukan berbentuk bulat pada sampel.

Kekerasan Brinell dihitung menggunakan rumus berikut:
Kekerasan Brinell, HB = Gaya uji yang diterapkan dalam gaya kilogram (kgf) ÷ Luas permukaan lekukan (mm2)

Metode uji kekerasan ini membuat lekukan terluas dan terdalam dari 5 metode uji yang disebutkan dalam artikel ini, memungkinkan pengujian dilakukan pada area permukaan spesimen yang lebih luas. Ini memberikan rata-rata uji kekerasan pada area permukaan material yang lebih luas, yang memiliki keuntungan memperhitungkan ketidakteraturan permukaan dan butiran pada logam. Namun, uji kekerasan Brinell lebih lambat dibandingkan metode uji lainnya dan meninggalkan kesan permanen yang besar pada benda uji.
Note: Uji Brinell dijelaskan dalam ASTM E10 - 18 (Metode Uji Standar untuk Kekerasan Brinell dari Bahan Logam).

b. Rockwell Hardness Test
Uji kekerasan Rockwell mengevaluasi kekerasan suatu material dengan mengukur kedalaman lekukan permanen karena beban terkonsentrasi yang diterapkan. Semakin tinggi angka pada skala kekerasan Rockwell semakin keras material tersebut. Pengujian dilakukan dengan memberikan gaya minor sebesar 10 Kg menggunakan diamond cone atau indentor bola baja pada permukaan material. Kedalaman lekukan dari beban awal ini dicatat dan digunakan sebagai titik acuan. Beban utama yang ditentukan kemudian diterapkan untuk waktu tinggal yang ditentukan, selanjutnya membuat benda uji menjadi indentasi. Perbedaan antara posisi referensi dan kedalaman indentasi akibat beban utama dihitung dan dicatat sebagai kedalaman indentasi permanen. 

Kekerasan Rockwell dihitung menggunakan rumus berikut:
Kekerasan Rockwell, HRC = [0,2 – kedalaman indentasi permanen (mm)] x 500

Uji kekerasan Rockwell dikembangkan agar tidak terlalu merusak dan lebih murah daripada uji Brinell. Mengukur kekerasan menggunakan kedalaman diferensial membantu menghilangkan kesalahan karena ketidaksempurnaan permukaan. Selain itu, nilai kekerasan dapat dibaca tanpa peralatan optik tambahan, menjadikannya salah satu metode pengujian kekerasan yang paling umum.
Note: Uji Rockwell dijelaskan dalam ASTM E18 - 20 (Metode Uji Standar untuk Kekerasan Rockwell dari Bahan Logam).

c. Vickers Hardness Test
Uji kekerasan Vickers melibatkan penggunaan indenter piramida berbasis persegi 4 sisi, dengan gaya konstan yang ditentukan secara tepat pada benda uji untuk mengevaluasi luas permukaan lekukan. Spesimen diangkat terlebih dahulu sampai bersentuhan dengan indentor. Gaya uji kemudian diterapkan oleh indentor ke benda uji, secara perlahan meningkat hingga mencapai nilai yang ditentukan. Gaya ini kemudian ditahan untuk waktu tinggal yang sesuai dan luas permukaan lekukan berbentuk intan atau persegi dihitung. 

Kekerasan bahan Vickers kemudian ditemukan menggunakan rumus berikut:
Kekerasan Vickers, HV = Gaya uji yang diterapkan dalam gaya kilogram (kgf) ÷ Luas permukaan indentasi (mm2) atau, HK = 1,854 x (F/D2) 

Dengan memanfaatkan indentor berbentuk intan sebagai kebalikan dari bola (seperti pada uji kekerasan Brinell dan Rockwell), uji kekerasan Vickers dapat dilakukan dengan menggunakan sedikit gaya dan dapat mencapai tingkat akurasi yang lebih tinggi. Dengan memperbesar permukaan logam uji, uji dapat digunakan untuk menargetkan komposisi mikrostruktur seperti martensit atau bainit. Karena uji kekerasan Vickers memerlukan penggunaan peralatan optik dan pengukuran serta persiapan bahan, biayanya cenderung lebih tinggi daripada uji kekerasan lainnya dan juga dapat memakan waktu lebih lama untuk menyelesaikannya dibandingkan dengan uji Rockwell. 
Note: Uji Vickers dan Knoop dijelaskan dalam ASTM E92 – 17 (Metode Uji Standar untuk Kekerasan Vickers dan Kekerasan Knoop dari Bahan Logam).

d. Knoop Hardness Test
Uji kekerasan Knoop sangat mirip dengan uji kekerasan Vickers di mana indentor berbentuk berlian/piramida diterapkan pada bahan uji untuk waktu diam tertentu. Namun, indentor Knoop adalah intan yang memanjang, sehingga memungkinkannya menguji material rapuh dan lapisan tipis tanpa retak. Indentor Knoop memiliki diagonal utama yang kira-kira tiga kali lebih panjang dari diagonal Vickers dan menembus material sekitar setengah kedalaman uji Vickers, membuatnya lebih cocok untuk menguji material rapuh seperti keramik. Uji kekerasan Knoop menciptakan lekukan rhombohedral, dengan satu diagonal tujuh kali lebih panjang dari yang lain. 
Kekerasan Knoop dihitung dengan rumus berikut:
Kekerasan Knoop, HK = Gaya uji yang diterapkan dalam gaya kilogram (kgf) ÷ Luas permukaan indentasi (mm2) atau, HK = 14,229 x (F/D2)

e. Uji Kekerasan Mohs
Uji kekerasan Mohs, tidak seperti uji yang disebutkan sebelumnya, tidak melibatkan penerapan gaya melalui indentor. Tes ini mengukur kekerasan relatif suatu material dengan menentukan seberapa baik material tersebut menahan goresan oleh zat lain. Dikembangkan oleh ahli geologi dan mineral Jerman, Friedrich Mohs, kekerasan suatu material ditentukan dengan mengamati apakah permukaannya dapat tergores oleh material lain yang diketahui kekerasannya.
Nilai numerik diberikan untuk sifat ini dengan memeringkat mineral sepanjang skala kekerasan (skala Mohs) yang terdiri dari 10 mineral. Semakin tinggi angka pada timbangan, semakin keras mineral tersebut. Misalnya, jika suatu zat yang kekerasannya tidak diketahui tergores oleh ortoklas tetapi bukan apatit, maka kekerasan Mohsnya adalah antara 5 dan 6.
Peningkatan kekerasan pada skala kekerasan Mohs sangat arbitrer dan tidak linier atau proporsional. Karena alasan inilah tes ini banyak digunakan untuk menentukan kekerasan relatif mineral saja dan tidak digunakan pada bahan lain seperti logam.
Note: Uji Mohs dijelaskan dalam ASTM C1895 - 20 (Metode Uji Standar untuk Penentuan Kekerasan Goresan Mohs).
Labels:

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Metode Hydraulic Static Pile Driver (HSPD)

Hydraulic Static Pile Driver (HSPD) adalah suatu sistem pemancangan pondasi tiang yang dilakukan dengan Cara menekan tiang pancang masuk ke dalam tanah denganmenggunakan dongkrak hidraulis yang diberi beban berupa counterweight. Pada proses pemancangan tiang dengan menggunakan Hydraulic Static Pile Driver (HSPD), pelaksanaannya tidak menimbulkan getaran serta Gaya tekan dongkrak hidraulis langsung dapat dibaca melalui sebuah manometer sehingga besarnya Gaya tekan tiang setiap mencapai kedalaman tertentu dapat diketahui. Kapasitas alat pemancangan HSPD ini ada bermacam tipe yaitu 120 Ton, 320 Ton, 450 Ton, pemilihan alat disesuaikan dengan desain load / beban rencana tiang pancang. Untuk menghindari terjadinya penyimpangan prosedur kerja yang tak terkendali, maka prosedur kerja harus diikuti secara cermat. Oleh karena itu, segala perubahan atau penyesuaian yang dilakukan sebagai antisipasi atas kondisi lapangan hanya boleh dilaksanakan atas petunjuk dari site manager dan dengan persetuj...
1 comment
Read more

Penentuan Berat Hammer untuk Tiang Pancang

Lanjutan dari Pondasi Tiang Pancang dengan Drop Hammer Hal yang perlu diperhatikan untuk penentuan berat Hammer: 1) Untuk tiang pancang beton precast yang berat ke dalam lapisan tanah yang padat seperti pada stiff clay, compact gravel dan sebagainya maka akan sesuai bila dipilih alat pancang yang mempunyai : - Berat penumbuk (hammer) yang besar. - Tinggi jatuh pendek. - Kecepatan hammer yang rendah pada saat hammer menimpa tiang pancang. Type alat pancang yang sesuai dengan pekerjaan ini adalah type Single – Acting Hammer. Dengan keadaan alat pancang tersebut akan diperoleh lebih banyak energi yang disalurkan pada penurunan tiang pancang dan mengurangi kerusakan-kerusakan pada kepala tiang pancang akibat pemancangan.  2) Untuk tiang pancang yang ringan atau tiang pipa dan baja yang berbentuk pipa tipis sering terjadi pipa tersebut rusak sebelum mencapai kedalaman yang direncankan sehingga pada tanah padat akan sesuai bila dipergunakan alat pancang yang me...
1 comment
Read more

Pondasi Jalur atau Memanjang (Strip Foundations)

Pondasi jalur/ pondasi memanjang (kadang disebut juga pondasi menerus) adalah jenis pondasi yang digunakan untuk mendukung beban memanjang atau beban garis, baik untuk mendukung beban dinding atau beban kolom   dimana penempatan kolom   dalam jarak yang dekat dan fungsional kolom tidak terlalu mendukung beban berat sehingga pondasi tapak tidak terlalu dibutuhkan. Pondasi jalur/ pondasi memanjang biasanya dapat dibuat dalam bentuk memanjang dengan potongan persegi ataupun trapesium. Bisanya digunakan untuk pondasi dinding maupun kolom praktis. Bahan untuk pondasi ini dapat menggunakan pasangan patu pecah, batu kali, cor beton tanpa tulangan dan dapat juga menggunakan pasangan batu bata dengan catatan tidak mendukung beban struktural. Pondasi Jalur atau Pondasi Memanjang Pondasi ini digunakan pada bangunan sederhana yang kondisi tanah aslinya cukup baik. Biasanya kedalaman pondasi ini antara 60 - 80 cm. Dengan lebar tapak sama dengan tingginya. Kebutuhan bahan baku untuk p...
Post a Comment
Read more

Metode Pelaksanaan Pekerjaan Tulangan Struktur

Secara umum, pekerjaan pembesian merupakan bagian dari pekerjaan struktur. Pekerjaan ini memegang peranan penting dari aspek kualitas pelaksanaan mengingat fungsi besi tulangan penting dalam kekuatan struktur gedung. Berikut adalah metode pelaksanaan pekerjaan pembesian mulai dari tahap penyimpanan hingga pemasangan tulangan. Pengadaan Material Baja Tulangan Material yang digunakan untuk pekerjaan pembesian gedung pada umumnya adalah baja tulangan ulir. Material berasal dari supplier dan diangkut ke lokasi proyek menggunakan truk. Material yang telah sampai ke lokasi proyek akan diuji terlebih dahulu untuk memeriksa mutu dan kualitas seperti yang sudah ditetapkan. Pengujian yang dilakukan pada umumnya adalah tes tarik, tes tekuk, dan tes tekan. Sampel diambil secara acak untuk setiap beberapa ton baja ntuk masing-masing diameter dengan panjang masing-masing 1 meter. Apabila mutunya sesuai dengan spesifikasi, maka material baja tulangan akan disimpan. Jika tidak sesuai,...
1 comment
Read more

Sistem Plumbing dan Sanitasi

PLAMBING : untuk air bersih SANITASI : untuk pembuangan (cair dan padat) PLAMBING : penyediaan air bersih yang dikehendaki dengan tekanan dan debit yang cukup SANITASI : membuang atau pengeluaran air kotor dari tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian lainnya. PERALATAN SANITER : SHAFT : lubang di lantai yang digunakan untuk saluran - saluran vertikal LAVATORI : wastafel URINAL : pembuangan air kencing pria BIDET : pembuangan air kencing wanita FLOOR DRAIN : pembuangan air di kamar mandi PIPA AIR BERSIH harus diisi penuh dengan air. PIPA SANITASI digunakan hanya separuh dari pipa. JENIS DAN PERALATAN PLAMBING : 1. Peralatan Air Minum 2. Peralatan Air Panas 3. Peralatan Pembuangan dan Vent 4. Peralatan Saniter ( Plumbing Fixture) : Peralatan Pemadam Kebakaran Peralatan Pengolahan Air Kotor Peralatan Penyediaan Gas Peralatan Dapur Besar Peralatan Pencucian (laundry) Peralatan Air Pendingin (CHILER) dan berbagai pipa i...
Post a Comment
Read more

Washing Bay / Tempat Cuci Kendaraan

Washing bay digunakan untuk membersihkan kotoran, oli dan limbah lainnya dari kendaraan dan peralatan. Ini penting untuk melindungi kendaraan dari korosi dan meminimalkan perawatan karena peningkatan keausan. Sebagian besar aplikasi dapat menggunakan tempat cuci kendaraan standar untuk menyelesaikan tugas ini. Namun, beberapa industri menggunakan peralatan yang tidak pernah bisa masuk ke tempat cuci kendaraan pada umumnya, antara lain: Kendaraan konstruksi Kendaraan dan peralatan pertambangan Kendaraan pengangkut Peralatan Industri Beberapa kendaraan berat lainnnya Temporary Washing Bay Desain Washing Bay Washing bay dapat berupa struktur sementara atau permanen. Washing Bay juga bisa model terbuka atau tertutup. Setiap jenis washing bay memiliki kelebihan dan keterbatasan. Jenis washing bay yang sesuai tergantung pada kebutuhan dan keadaan masing-masing. Agar sesuai dengan yang dibutuhkan, washing bay memerlukan beberapa atau semua komponen berikut: Perangkat pra-perawatan Pemisah min...
Post a Comment
Read more

Sistem Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi

Sistem-sistem struktur pada bangunan merupakan inti kekokohannya bangunan diatas permukaan tanah. Sistem struktur ini berfungsi menahan dan menyalurkan beban gaya horizontal dan vertikal secara merata pada sistem-sistem struktur inti dan struktur pendukung, sehingga bangunan dapat memikul beban horizontal dan vertikal maupun gaya lateral. Berikut adalah jenis struktur yang biasa digunakan pada bangunan tinggi: 1. Sistem Struktur Rangka Bertulang dengan Bracing (Braced Frame Structural System) Braces frame adalah rangka vertikal yang menahan gaya lateral membentuk diagonal yang bersama-sama dengan girder, membentuk "web" dari rangka vertikal, dengan kolom bertindak sebagai "chords". Struktur bracing menghilangkan lentur di balok dan kolom. Biasanya struktur ini digunakan dalam konstruksi baja. Sistem ini cocok untuk bangunan bertingkat dalam kisaran ketinggian rendah hingga pertengahan. Struktur ini cukup efisien dan ekonomis untuk meningkatkan kekakuan dan ketahanan...
Post a Comment
Read more