MATERIAL TEKNIK DIAGRAM FE3C JOMINY TEST CTT DAN TTT

Anealling

Perlakuan panas yang digunakan untuk meningkatkan keuletan , menghilangkan tegangan dalam, menghaluskan permukaan butir, meningkatkan sifat mampu mesin. Prosesnya adalah dengan memanaskan material sampai suhu tertentu lalu didinginkan perlahan dalam dapur pemanas atau dalam ruang terisolasi.

A1

adalah temperature reaksi eutectoid yaitu  prubahan fasa  γ menjadi α+ Fe3C(pearlit) untuk baja hypo eutectoid.

A2

adalah titik currit ( pada temperature 769oC) dimana sifat magnetic besi berubah dari feromagnetik menjadi para magnetic.

A3

adalah temperature transformasi dari fasa γ menjadi fasa α(ferit) yang ditandai pula naiknya batas kelarutan karbon  seeiring dengan turunnya temperature.

ACM 

adalah temperature transformasi dari fasa γ mendai Fe3C (cementit) yang ditandai pula dengan penurunan batas kelarutan karbon seiring dengan turunnya  temperature .

A13

adalah termeratur transformasi γ menjadi α + Fe3C(pearlite) untuk baja eutectoid

Diagram fasa ini juga disebut dengan diagram kesetimbangan. Pada diagram ini juga ditunjukan perubahan. Perubahan fasa yang terjadi pada campuran besi karbon sebagai berikut.

Proses normalizing sendiri adalah proses perlakuan panas terhadap baja dengan tujuan mendapatkan struktur, butiran yang halus dan seragam untuk menghilangkan tegangan dalam akibat pengerjaan dengan mesin.



Proses penormalan umumnya diterapkan pada baja karbon dan baja paduan rendah. Kekerasan yang akan diperoleh dari perlakuan ini tergantung pada ukuran, komposisi baja serta laju pendinginan. Normalizing tidak dapat diterapkan pada jenis baja yang dapat dikeraskan di udara.






Tujuan dari proses normalizing ini adalah untuk memperhalus butir, memperbaiki mampu mesin, menghilangkan tegangan sisa yaitu, dan memperbaiki sifat mekanik baja karbon struktural dan baja-baja paduan rendah.


Secara umum proses normalizing ini dilakukan dengan dengan cara memanaskan baja 850 derajat sampai 900 derajat, kemudian setelah suhu merata didinginkan diudara.


Manfaat dari proses normalizing ini adalah antara lain :
Menghilangkan struktur yang berbutir kasar yang diperoleh dari proses pengerjaan yang sebelumnya di alami oleh baja
Mengeliminasi struktur yang kasar yang diperoleh dari akibat pendinginan yang lambat pada proses anil
Menghaluskan ukuran ferit dan pearlite
Memodifikasi dan menghaluskan struktur cor dendritik
Penormalan dapat mencegah distorsi dan memperbaki mampu mesin-mesin baja paduan yang dikarburasi karen atemperatur penormalan lebih tinggi dari temperatur pengkarbonan
Penormalan dapat memperbaiki sifat-sifat mekanik

Speroidisasi (Spherodizing)
Perlakuan pemanasan untuk menhasilkan karbida yang berbentuk bulat (globular) di dalam logam baja.

kegunaanya : 

 dimana proses tersebut memiliki kekurangan berupa waktu proses yang .... dengan variasi temperatur solution 550°C dan 560°C (gambar. 2). Secara ....speroidisasi partikel silikon tedak terjadi secara sempurna, sementara ..

stress relief anneal

Merupakan process perlakuan panas untuk menghilangkan tegangan sisa akibat proses sebelumnya. Perlu diingat bahwa baja dengan kandungan karbon dibawah 0,3% C itu tidak bisa dikeraskan dengan membuat struktur mikronya berupa martensite. Nah, bagaimana caranya agar kekerasannya meningkat tetapi struktur mikronya tidak martensite? Ya, dapat dilakukan dengan pengerjaan dingin (cold working) tetapi perlu diingat bahwa efek dari cold working ini akan timbu yang namanya tegangan dalam atau tegangan sisa dan untuk menghilangkan tegangan sisa ini perlu dilakukan proses Stress relief Annealing.

Perbedaan kekerasan Dan mampu keras

Kekerasan adalah ukuran dari pada daya tahan terhadap deformasi plastik. Sedangkan kemampu kerasan adalah kemampuan bahan untuk dikeraskan

DIAGRAM FE3C

Keterangan diagram Fe-Fe3C :

0,008%C    : batas kelarutan minimum karbon pada ferit pada temperature kamar

0,025%C    : batas kelarutan maksimum karbon pada ferit padatemperatur 723^oC

0,083%C    : titik eutectoid

2%C           : batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1130^oC

4,3%C        : titik eutectoid

18%C         : batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1439^oC

Garis A0     :garis temperature dimana terjadi transformasi magnetic dari sementit

Garis A1     : garis temperature dimana terjadi austenite (gamma)  menjadi ferrit dalam pendinginan

Garis A2     : garis termperatur dimana terjadi transformasi magnetic pada ferit

Garis A3     : garis temperature dimana terjadi perubahan ferit menjadi austenite(gamma) pada pemanasan

Garis A       : garis yang menunjukan kandungan karbon dan transformasi baja hypoeutectoid

Garis E       : garis yang menunjukan transformasi baja eutectoid

Garis B       : garis yang menunjukkan kandungan karbon dari baja transformasi baja hypoeutectoid

Garis liquidus: garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan(pembekuan)

Garis solidus: garis yang menunjukan batas antara austenite solid dan austenite liquid.

Transformasi  pada diagram fasa Fe-Fe3C

Diagram kesetimbangan fasa Fe-Fe3C adalah alat penting untuk memahami struktur mikro dan sifat-sifat baja karbon. Suatu jenis logam paduan besi (Fe) dan karbon (C). diagram fasa Fe-Fe3C juga merupakan dasar pembuatan baja dan besi cor dalam pembuatan logam. Karbon larut didalam besi dalam bentuk larutan padat(solid solution) hingga 0,05% berat pada temperature ruangan. Pada kadar karbon lebih dari 0,055 akan terbentuk endapan karbon dalam bentuk hard  intermetallic stoichiomater compound(Fe3C)yang  lebih dikenal sebagai cementi atau karbid. Dari diagram fasa tersebut dapat diperoleh informasi-informasi penting lain antara lain:

1.      Fasa yang terjadi pada komposisi dan temperature yang berbeda dengan pendinginan lambat.

2.      Temperature pembekuan dan daerah daerah pembekuan paduan Fe-C bisa dilakukan pendinginan lambat

3.      Temperature cair masing-masing paduan

4.      Batas-batas kelarutan atau atau batas kesetimbangan dari unsur karbon fasa tertentu.

5.      Reaksi – reaksi metalurgi yang terbentuk.

Besi merupakan salah satu logam yang memiliki sifat allotropi, sifat allotropi dimiliki besi sendiri ada 3 yaitu:

1.        Delta iron(δ)mampu melarutkan karbon max 0,1% pada 1500^oC

2.        Gamma iron(γ)mampu melarutkan karbon max 2% pada 1130^oC

3.        Alpha iron(α) mampu melarutkan karbon max 0,025% pada 723^oC

Transformasi allotropic pada besi, Fe(δ), Fe(γ) dan Fe(α) terjadi secara difusi sehingga membutuhkan waktu tertentu pada temperature konstan Karena reaksi mengeluarkan panas laten.

Diagram fasa besi karbon.

1. Baja karbon rendah


 Baja karbon rendah yang mengandung 0,022 – 0,3 % C yang dibagi menjadi

empat bagian menurut kandungannya yaitu :

1) Baja karbon rendah mengandung 0,04 % C digunakan untuk plat-plat strip.

2) Baja karbon rendah mengandung 0,05 % C digunakan untuk badan

kenderaan.

3) Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,25 % C digunakan untuk

konstruksi jembatan dan bangunan

4) Baja karbon rendah mengandung 0,05 – 0,3 % digunakan untuk baut paku

keling, karena kepalanya harus di bentuk.

2. Baja karbon menengah

Baja karbon ini memiliki sifat –sifat mekanik yang lebih baik dari pada baja

karbon rendah. Baja karbon menengah mengandung 0,3 – 0,6 % C dan

memiliki ciri khas sebagai berikut :

1) Lebih kuat dan keras dari pada baja karbon rendah.

2) Tidak mudah di bentuk dengan mesin.

3) Lebih sulit di lakukan untuk pengelasan.

4) Dapat dikeraskan (quenching) dengan baik.

Baja karbon menengah ini digunakan untuk bahan berdasarkan kandungan
karbonnya yaitu :

a. Baja karbon menengah mengandung 0,35 – 0,45 % C digunakan untuk

roda gigi, poros.

b. Baja karbon menengah mengandung 0,4 % C di gunakan untuk

keperlukan industri kenderaan seperti baut dan mur, poros engkol dan

batang torak.


c. Baja karbon menengah mengandung 0,5 % C di gunakan untuk roda

gigi dan clamp.

d. Baja karbon menengah mengandung 0,5 – 0,6 % C di gunakan untuk

pegas.

3. Baja karbon tinggi.
Baja karbon tinggi memeiliki kandungan antara karbon antara 0,6 – 1,7 %

karbon memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

1) Kuat sekali.

2) Sangat keras dan getas/rapuh.

3) Sulit dibentuk mesin.

4) Mengandung unsur sulfur ( S ) dan posfor ( P ).

5) Mengakibatkan kurangnya sifat liat.

6) Dapat dilakukan proses heat treatment dengan baik.

Baja paduan dihasilkan dengan biaya yang lebih mahal dari pada baja

karbon karena bertambahnya biaya untuk penambahnya yang khusus yang di

lakukan dalam industri atau pabrik.

Baja paduan didefenisikan sebagai suatu baja yang dicampur dengan satu

atau lebih unsur campuran. Seperti nikel, kromium,molibden, vanadium, mangan

atau wolfram yang berguna untuk memperoleh sifat-sifat yang di kehendaki

( kuat, keras, liat), tetapi unsur karbon tidak di anggap sebagai salah satu unsur

campuran.

Suatu kombinasi antara dua atau lebih unsur campuran, misalnya baja

yang yang di campur dengan unsur kromium dan molibden, akan menghasilkan

baja yang mempunyai sifat keras yang baik dan sifat kenyal ( sifat logam ini

membuat baja dapat di bentuk dengan cara dipalu, ditempa, digiling dan ditarik

tanpa mengalami patah atau retak-retak ). Jika di campurkan dengan krom dan

molibden akan menghasilkan baja yang menghasilkan sifat keras yang baik dan

sifat kenyal yang memuaskan serta tahan terhadap panas.

1.      Brinnel (HB / BHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.

2.   Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode Rockwell dijelaskan pada gambar 4, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan beban mayor (major Load F1) pada langkah  2, dan pada langkah 3 beban mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F yang terlihat pada Gambar 4. Besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis material yang akan di uji,  3.      Vikers (HV / VHN) Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada gambar 3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu  antara 1 sampai 1000 gram. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu : BAJA YANG TIDAK BISA DIKERASKAN

1. Baja Paduan

2. Baja Chroming

3. Cast Iron Baja cetak

DIAGRAM FE3C

Keterangan diagram Fe-Fe3C :

0,008%C    : batas kelarutan minimum karbon pada ferit pada temperature kamar

0,025%C    : batas kelarutan maksimum karbon pada ferit padatemperatur 723^oC

0,083%C    : titik eutectoid

2%C           : batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1130^oC

4,3%C        : titik eutectoid

18%C         : batas kelarutan pada besi delta pada temperature 1439^oC

Garis A0     :garis temperature dimana terjadi transformasi magnetic dari sementit

Garis A1     : garis temperature dimana terjadi austenite (gamma)  menjadi ferrit dalam pendinginan

Garis A2     : garis termperatur dimana terjadi transformasi magnetic pada ferit

Garis A3     : garis temperature dimana terjadi perubahan ferit menjadi austenite(gamma) pada pemanasan

Garis A       : garis yang menunjukan kandungan karbon dan transformasi baja hypoeutectoid

Garis E       : garis yang menunjukan transformasi baja eutectoid

Garis B       : garis yang menunjukkan kandungan karbon dari baja transformasi baja hypoeutectoid

Garis liquidus: garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan(pembekuan)

Garis solidus: garis yang menunjukan batas antara austenite solid dan austenite liquid.

Transformasi  pada diagram fasa Fe-Fe3C

Diagram kesetimbangan fasa Fe-Fe3C adalah alat penting untuk memahami struktur mikro dan sifat-sifat baja karbon. Suatu jenis logam paduan besi (Fe) dan karbon (C). diagram fasa Fe-Fe3C juga merupakan dasar pembuatan baja dan besi cor dalam pembuatan logam. Karbon larut didalam besi dalam bentuk larutan padat(solid solution) hingga 0,05% berat pada temperature ruangan. Pada kadar karbon lebih dari 0,055 akan terbentuk endapan karbon dalam bentuk hard  intermetallic stoichiomater compound(Fe3C)yang  lebih dikenal sebagai cementi atau karbid. Dari diagram fasa tersebut dapat diperoleh informasi-informasi penting lain antara lain:

1.      Fasa yang terjadi pada komposisi dan temperature yang berbeda dengan pendinginan lambat.

2.      Temperature pembekuan dan daerah daerah pembekuan paduan Fe-C bisa dilakukan pendinginan lambat

3.      Temperature cair masing-masing paduan

4.      Batas-batas kelarutan atau atau batas kesetimbangan dari unsur karbon fasa tertentu.

5.      Reaksi – reaksi metalurgi yang terbentuk.

Besi merupakan salah satu logam yang memiliki sifat allotropi, sifat allotropi dimiliki besi sendiri ada 3 yaitu:

1.        Delta iron(δ)mampu melarutkan karbon max 0,1% pada 1500^oC

2.        Gamma iron(γ)mampu melarutkan karbon max 2% pada 1130^oC

3.        Alpha iron(α) mampu melarutkan karbon max 0,025% pada 723^oC

Transformasi allotropic pada besi, Fe(δ), Fe(γ) dan Fe(α) terjadi secara difusi sehingga membutuhkan waktu tertentu pada temperature konstan Karena reaksi mengeluarkan panas laten.

Diagram fasa besi karbon.

diagram fe3c adalah keguannanya adalah menguji fasa kesetimbangan besi fasa-fasa dimana austenit akan membentuk butiran micro menjadi butiran yang halus.

v Macam –Macam Struktur Yang Ada Pada Baja Adalah:

1. Ferit

Ferit adalah larutan padatkarbon dan kandungan karbon dalam besi maksimum 0,025% pada temperatur 723 C. Pada temperatur kamar, kandungan karbonnya 0,008%, Pada temperatur 1492 C, batas kelarutan karbon 0,1 %. Dan unsur paduan lainya pada besi kubus pusat badan (Fe). Ferit terbentuk akibat proses pendinginan yang lambat dari austenit baja hypotektoid pada saat mencapai A3.
Sifat –sifatnya :
o Larutan padat karbon dalam besi α.
o Tensile strength rendah.
o Keuletan tinggi.
o Kekerasan < 90 HRB.
o Struktur paling lunak pada diagram Fe-Fe3C.

2. Sementit

Sementit adalah senyawa besi dengan karbon yang umum dikenal sebagaikarbida besi dengan prosentase karbon 6,67%C. yang bersifat keras sekitar 5-68HRC.
Sifat – sifatnya :
o Keras dan getas.
o Kekuatan tarik rendah.
o Kekuatan tekan tinggi.
o Struktur kristal orthorhombic.
o Struktur paling keras pada diagram Fe-Fe3C.


3. Austenit

Merupakan larutan padat intertisi antara karbon dan besi yang mempunyai sel satuan FCC yang stabil pada temperatur 912°C.
Sifat – sifatnya :
o Interstitial solid solution; larutan padat karbon dalam besi γ.
o Struktur kristal FCC (face centered cubic, kubus pemusatan bidang).
o Kelarutan karbon max 2 % pada temperatur 1130 C.
o Tensile strength 1050 kg/cm2.
o Tangguh.


4. Perlit

Perlit adalah campuran sementit dan ferit yang memiliki kekerasan sekitar 10-30HRC . Perlit yang terbentuk sedikit dibawah temperature 7230Ceutectoid memilikikekerasan yang lebih rendah dan memerlukan waktu inkubasiyang lebih banyak.
Sifat –sifatnya :
o Eeutectoid mixture dari ferrite dan cementite (α+Fe3C).
o Mengandung 0,8 % karbon.
o Kuat.
o Tahan korosi.


5. Bainit

merupakan fasa yang kurang stabil yang diperoleh dari austenit pada temperatur yang lebih rendah dari temperatur transformasi ke perlit dan lebih tinggi dari transformasi ke martensit.


6. Martensit

Martensit merupakan larutan padat dari karbon yang lewatjenuh pada besi alfa sehingga latis-latis sel satuanya terdistorsi.


7. Ladeburit

Merupakan susunan elektrolit sengan kandungan karbonnya 4,3% yaitu campuran perlit dansementit.
Sifat –sifatnya :
– eutectic mixture (γ+Fe3C).
– Campuran terdiri dari austenite dan cementite.
– Terbentuk pada temperatur 1130 C (2065 F).


8. Besi Delta (Γ)

merupakan fasa yang berada antara temperatur 1400°C – 1535°C dan mempunyai sel satuan BCC ( sel satuan kubus ) karbon yang larut sampai 0,1%.


v Menurut Komposisi Kimianya:

a. Baja Karbon (Carbon Steel), Dibagi Menjadi Tiga Yaitu;

· Baja karbon rendah (low carbon steel) è machine, machinery dan mild steel0,05 % - 0,30% C.
· Sifatnya mudah ditempa dan mudah di mesin. Penggunaannya:
- 0,05 % - 0,20 % C : automobile bodies, buildings, pipes, chains, rivets, screws, nails.
- 0,20 % - 0,30 % C : gears, shafts, bolts, forgings, bridges, buildings.
· Baja karbon menengah (medium carbon steel)
- Kekuatan lebih tinggi daripada baja karbon rendah.
- Sifatnya sulit untuk dibengkokkan, dilas, dipotong. Penggunaan:
- 0,30 % - 0,40 % C : connecting rods, crank pins, axles.
- 0,40 % - 0,50 % C : car axles, crankshafts, rails, boilers, auger bits, screwdrivers.
- 0,50 % - 0,60 % C : hammers dan sledges.
· Baja karbon tinggi (high carbon steel) è tool steel
- Sifatnya sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong.Kandungan 0,60 % - 1,50 %C
Penggunaan
- screw drivers, blacksmiths hummers, tables knives, screws, hammers, vise jaws, knives, drills. tools for turning brass and wood, reamers, tools for turning hard metals, saws for cutting steel, wire drawing dies, fine cutters.


v Baja Paduan (Alloy Steel)

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:
1. Untuk menaikkan sifat mekanik baja (kekerasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya)
2. Untuk menaikkan sifat mekanik pada temperatur rendah
3. Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)
Untuk membuat sifat-sifat spesial


v Baja Paduan Yang Diklasifikasikan Menurut Kadar Karbonnya Dibagi Menjadi:

1. Low alloy steel, jika elemen paduannya ≤ 2,5 %
2. Medium alloy steel, jika elemen paduannya 2,5 – 10 %
3. High alloy steel, jika elemen paduannya > 10 %


Selain itu baja paduan dibagi menjadi dua golongan yaitu baja campuran khusus (special alloy steel) dan high speed steel.




· Baja Paduan Khusus (special alloy steel)

Baja jenis ini mengandung satu atau lebih logam-logam seperti nikel, chromium, manganese, molybdenum, tungsten dan vanadium. Dengan menambahkan logam tersebut ke dalam baja maka baja paduan tersebut akan merubah sifat-sifat mekanik dan kimianya seperti menjadi lebih keras, kuat dan ulet bila dibandingkan terhadap baja karbon (carbon steel).
· High Speed Steel (HSS) è Self Hardening Steel
Kandungan karbon : 0,70 % - 1,50 %. Penggunaan membuat alat-alat potong seperti drills, reamers, countersinks, lathe tool bits dan milling cutters. Disebut High Speed Steel karena alat potong yang dibuat dengan material tersebut dapat dioperasikan dua kali lebih cepat dibanding dengan carbon steel. Sedangkan harga dari HSS besarnya dua sampai empat kali daripada carbon steel.


v Baja Paduan Dengan Sifat Khusus


1. Baja Tahan Karat (Stainless Steel)

Sifatnya antara lain:
· Memiliki daya tahan yang baik terhadap panas, karat dan goresan/gesekan
· Tahan temperature rendah maupun tinggi
· Memiliki kekuatan besar dengan massa yang kecil
· Keras, liat, densitasnya besar dan permukaannya tahan aus
· Tahan terhadap oksidasi
· Kuat dan dapat ditempa
· Mudah dibersihkan
· Mengkilat dan tampak menarik


2. High Strength Low Alloy Steel (Hsls)

Sifat dari HSLA adalah memiliki tensile strength yang tinggi, anti bocor, tahan terhadap abrasi, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, ulet, sifat mampu mesin yang baik dan sifat mampu las yang tinggi (weldability). Untuk mendapatkan sifat-sifat di atas maka baja ini diproses secara khusus dengan menambahkan unsur-unsur seperti: tembaga (Cu), nikel (Ni), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo), Vanadium (Va) dan Columbium.

3. Baja Perkakas (Tool Steel)

Sifat-sifat yang harus dimiliki oleh baja perkakas adalah tahan pakai, tajam atau mudah diasah, tahan panas, kuat dan ulet.Kelompok dari tool steel berdasarkan unsur paduan dan proses pengerjaan panas yang diberikan antara lain:
Later hardening atau carbon tool steel (ditandai dengan tipe W oleh AISI), Shock resisting (Tipe S), memiliki sifat kuat dan ulet dan tahan terhadap beban kejut dan repeat loading. Banyak dipakai untuk pahat, palu dan pisau.
Cool work tool steel, diperoleh dengan proses hardening dengan pendinginan yang berbeda-beda. Tipe O dijelaskan dengan mendinginkan pada minyak sedangkan tipe A dan D didinginkan di udara.
Hot Work Steel (tipe H), mula-mula dipanaskan hingga (300 – 500) ºC dan didinginkan perlahan-lahan, karena baja ini banyak mengandung tungsten dan molybdenum sehingga sifatnya keras.
High speed steel (tipe T dan M), merupakan hasil paduan baja dengan tungsten dan molybdenum tanpa dilunakkan. Dengan sifatnya yang tidak mudah tumpul dan tahan panas tetapi tidak tahan kejut.
Campuran carbon-tungsten (tipe F), sifatnya adalah keras tapi tidak tahan aus dan tidak cocok untuk beban dinamis serta untuk pemakaian pada temperatur tinggi.


v Klasifikasi Lain Antara Lain :
a. Menurut Penggunaannya:
· Baja konstruksi (structural steel), mengandung karbon kurang dari 0,7 % C.
· Baja perkakas (tool steel), mengandung karbon lebih dari 0,7 % C.
b. Baja Dengan Sifat Fisik Dan Kimia Khusus:
· Baja tahan garam (acid-resisting steel)
· Baja tahan panas (heat resistant steel)
· Baja tanpa sisik (non scaling steel)
· Electric steel
· Magnetic steel
· Non magnetic steel
· Baja tahan pakai (wear resisting steel)
· Baja tahan karat/korosi


Dengan mengkombinasikan dua klasifikasi baja menurut kegunaan dan komposisi kimia maka diperoleh lima kelompok baja yaitu:
1. Baja karbon konstruksi (carbon structural steel)
2. Baja karbon perkakas (carbon tool steel)
3. Baja paduan konstruksi (Alloyed structural steel)
4. Baja paduan perkakas (Alloyed tool steel)
5. Baja konstruksi paduan tinggi (Highly alloy structural steel)
Selain itu baja juga diklasifisikan menurut kualitas:
1. Baja kualitas biasa
2. Baja kualitas baik
3. Baja kualitas tinggi

JOMINY TEST

I.       TUJUAN

1. Uji Kekerasan

Mengetahui kekerasan logam (bahan) sebagai ukuran ketahanan logam tersebut terhadap deformasi plastis. Kekerasan ini dinyatakan dengan angka kekerasan Brinnel, Vickers atau skala Rockwell.

1. Jominy Test

Mengetahui kemampuan pengerasan  logam (baja) dengan menentukan ketebalan dan distribusi kekerasan yang dicapai bila diberikan perlakuan panas tertentu sesuai dengan

II. TEORI

Makna nilai kekerasan suatu material berbeda untuk kelompok bidang ilmu yang berbeda. Bagi insinyur metalurgi nilai kekerasan adalah ketahanan material terhadap penetrasi sementara untuk para insinyur disain nilai tersebut adalah ukuran dari tegangan alir, untuk insinyur lubrikasi kekerasan berarti ketahanan terhadap mekanisme keausan, untuk para insinyur mineralogi nilai itu adalah ketahanan terhadap goresan, dan untuk para mekanik work-shop lebih bermakna kepada ketahanan material terhadap pemotongan dari alat potong.

Begitu banyak konsep kekerasan material yang dipahami oleh kelompok ilmu, walaupun demikian konsep-konsep tersebut dapat dihubungkan pada satu mekanisme yaitu tegangan alir plastis dari material yang diuji.

Setiap material yang akan digunakan, maka sebelumnya perlu dilakukan pengujian/pengetesan material/logam, meliputi antara lain:

–          Uji tarik material,

–          Uji kekerasan material,

–          Uji metalografi, dan lain-lain.

Setiap material sebelum digunakan perlu dilakukan pengujian material/logam seperti di atas, dengan maksud dan tujuan yang pada umumnya adalah untuk mengetahui sifat-sifat utama dari material/logam tersebut, baik dari segi kekuatannya, ketahanan maupun sifat-sifat yang lain terhadap suatu beban yang akan diberikan

Dari uraian singkat di atas maka kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (scratching), pantulan ataupun ndentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji.  Berdasarkan mekanisme penekanan tersebut, dikenal 3 metode uji kekerasan:

1. Metode gores

Metode ini tidak banyak lagi digunakan dalam dunia metalurgi dan material lanjut, tetapi masih sering dipakai dalam dunia mineralogi. Metode ini dikenalkan oleh Friedrich Mohs yang membagi kekerasan material di dunia ini berdasarkan skala (yang kemudian dikenal sebagai skala Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang paling rendah, sebagaimana dimiliki oleh material talk, hingga skala 10 sebagai nilai kekerasan tertinggi, sebagaimana dimiliki oleh intan.  Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia ini diwakili oleh:

Talc, Orthoclase Gipsum, Quartz, Calcite, Topaz, Fluorite, Corundum, Apatite, Diamond (intan)

Prinsip pengujian: bila suatu mineral mampu digores oleh Orthoclase (no. 6) tetapi tidak mampu digores oleh Apatite (no. 5), maka kekerasan mineral tersebut berada antara 5 dan 6. Berdasarkan hal ini, jelas terlihat bahwa metode ini memiliki kekurangan utama berupa ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material.  Bila kekerasan mineral-mineral diuji dengan metode lain, ditemukan bahwa nilai-nilainya berkisar antara 1-9 saja, sedangkan nilai 9-10 memiliki rentang yang besar.

2.  Metode elastik/pantul (rebound)

Dengan metode ini, kekerasan suatu material ditentukan oleh alat Scleroscope yang mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan (rebound) yang dihasilkan mewakili kekerasan benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut, yang ditunjukkan oleh dial pada alat pengukur, maka kekerasan benda uji dinilai semakin tinggi.

3. Metode Indentasi

Tipe pengetesan kekerasan material/logam ini adalah dengan mengukur tahanan plastis dari permukaan suatu material komponen konstruksi mesin dengan speciment standar terhadap “penetrator”. Adapun beberapa bentuk penetrator atau cara pegetesan ketahanan permukaan yang dikenal adalah :

a.   Ball indentation test [ Brinel]

b.   Pyramida indentation [Vickers]

c.   Cone indentation test [Rockwell]

d.   Uji kekerasan Mikro

Berikut penjelasannya :

a. Metode Brinell

Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dati nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Jika diameter Identor 10 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 3000 N sedang jika diameter Identornya 5 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 750 N.

Diameter bola dengan gaya yang di berikan mempunyai ketentuan, yaitu:

• Jika diameter bola terlalu besar dan gaya yang di berikan terlalu kecil maka akan mengakibat kan bekas lekukan yang terjadi akan terlalu kecil dan mengakibat kan sukar diukur sehingga memberikan informasi yang salah.
• Jika diameter bola terlalu kecil dan gaya yang di berikan terlalu besar makan dapat mengakibat kan diameter bola pada benda yang di uji besar (amblas nya bola)sehingga mengakibat kan harga kekerasan nya menjadi salah.

Pengujian kekerasan pada brinneel ini biasa disebut BHN(brinnel hardness number). Pada pengujian brinnel akan dipengaruhi oleh beberapa factor berikut:

1. Kehalusan permukaan.

2. Letak benda uji pada identor.

3. Adanya pengotor pada permukaan.

Dalam Praktiknya, pengujian Brinnel biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HB 5 / 750 / 15 hal ini berarti bahwa kekerasan Brinell hasil pengujian dengan bola baja (Identor) berdiameter 5 mm, beban Uji adalah sebesar 750 N per 0,102 dan lama pengujian 15 detik. Mengenai lama pengujian itu tergantung pada material yang akan diuji. Untuk semua jenis baja lama pengujian adalah 15 detik sedang untuk material bukan besi lama pengujian adalah 30 detik.

b. Metode Vickers

Vickers adalah hampir sama dengan uji kekerasan Brinell hanya saja dapat mengukur sekitar 400 VHN. Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 136.Derajat yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi.

Secara matematis dan setelah disederhanakan, HV sama dengan 1,854 dikalikan beban uji (F) dibagi dengan diagonal intan yang dikuadratkan. Beban uji (F) yang biasa dipakai adalah 5 N per 0,102; 10 N per 0,102; 30 N per 0,102N dan 50 per 0,102 N. Dalam Praktiknya, pengujian Vickers biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HV 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 15 detik. Contoh lain misalnya HV 30 / 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 30 detik.

c. Rockwell

Rockwell merupakan metode yang paling umum digunakan karena simple dan tidak menghendaki keahlian khusus. Digunakan kombinasi variasi indenter dan beban untuk bahan metal dan campuran mulai dari bahan lunak sampai keras.

Indenter :

– bola baja keras

ukuran  1/16  , 1/8 , 1/4 , 1/2 inci (1,588; 3,175; 6,350; 12,70 mm)

– intan kerucut

Hardness number (nomor kekerasan) ditentukan oleh perbedaan kedalaman penetrsi indenter, dengan cara memberi beban minor diikuti beban major yang lebih besar.

Berdasarkan besar beban minor dan major, uji kekerasan rockwell dibedakan atas 2 :

• rockwell
• rockwell superficial untuk bahan tipis

Uji kekerasan rockwell :

– beban minor : 10 kg

– beban major : 60, 100, 150 kg

Uji kekerasan rockwell superficial :

–  beban minor    :   3 kg

–   beban major   :   15, 30, 45,  kg

Skala kekerasan  :

SIMBOL	INDENTER	BEBAN MAJOR (KG)
A	Intan	60
B	Bola 1/16 inch	100
C	Intan	150
D	Intan	100
E	Bola 1/8 inch	100
F	Bola 1/16 inch	60
G	Bola 1/16 inch	150
H	Bola 1/8inch	60
K	Bola 1/8 inch	150

Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah :

a. HRa (Untuk material yang sangat keras)
b. HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.
c. HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak

120 derjat dan beban uji sebesar 150 kgf.
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji (speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

d.  Uji kekerasan mikro

Pada pengujian ini identor nya menggunakan intan kasar yang di bentuk menjadi piramida. Bentuk lekukan intan tersebut adalah perbandingan diagonal panjang dan pendek dengan skala 7:1. Pengujian ini untuk menguji suatu material adalah dengan menggunakan beban statis. Bentuk idento yang khusus berupa knoop meberikan kemungkinan membuat kekuatan yang lebih rapat di bandingkan dengan lekukan Vickers. Hal ini sangat berguna khususnya bila mengukur kekerasan lapisan tipisatau emngukur kekerasan bahan getas dimana kecenderungan menjadi patah sebanding dengan volume bahan yang ditegangkan.

Hardenability adalah sifat yang menentukan dalamnya daerah logam yang dapat dikeraskan. Pendinginan yang terlalu cepat dapat dihindarkan karena dapat menyebabkan permukaan logam (baja) retak..

Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan sebuah benda (benda kerja) terhadap penetrasi/daya tembus dari bahan lain yang kebih keras penetrator). Kekerasan meru-pakan suatu sifat dari bahan yang sebagian besar dipengaruhi oleh un-sur-unsur paduannya dan kekerasan suatu bahan tersebut dapat berubah bila dikerjakan dengan cold worked seperti pengerolan, penarikan, pemakanan dan lain-lain serta kekerasan dapat dicapai sesuai kebutuhan dengan perlakuan panas.

Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil kekerasan dalam perlakuan panas antara lain; Komposisi kimia, Langkah Perlakuan Panas, airan Pendinginan, Temperatur Pemanasan, dan lain-lain Proses hardening cukup banyak dipakai di Industri logam atau bengkel-bengkel logam lainnya.Alat-alatpermesinan atau komponen mesin banyak yang harus dikeraskan supaya tahan terhadap tusukan atau tekanan dan gesekan dari logam lain, misalnya roda gigi, poros-poros dan lain-lain yang banyak dipakai pada benda bergerak. Dalam kegiatan produksi, waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu produksi adalah merupakan masalah yang sangat sering dipertimbangkan dalam Industri dan selalu dicari upaya-upaya untuk mengoptimalkannya. Pengoptimalan ini dilakukan mengingat bahwa waktu (lamanya) menyelesaikan suatu produk adalah berpengaruh besar terhadap biaya produksi.

Hardening dilakukan untuk memperoleh sifat tahan aus yang tinggi, kekuatan dan fatigue limit/ strength yang lebih baik. Kekerasan yang dapat dicapai tergantung pada kadar karbon dalam baja dan kekerasan yang terjadi akan tergantung pada temperatur pemanasan (temperatur autenitising), holding time dan laju pendinginan yang dilakukan serta seberapa tebal bagian penampang yang menjadi keras banyak tergantung pada hardenability.

Langkah-langkah proses hardening adalah sebagai berikut :

1. melakukan pemanasan (heating) untuk baja karbon tinggi  200-300diatas Ac-1 pada diagram Fe-Fe3C, misalnya pemanasan sampai suhu 8500, tujuanya adalah untuk mendapatkan struktur Austenite, yang salah sifat Austenite adalah tidak stabil pada suhu di bawah Ac-1,sehingga dapat ditentukan struktur yang diinginkan. Dibawah ini diagram Fe-Fe3C  dibawah ini :
2. Penahanan suhu (holding), Holding time dilakukan untuk mendapatkan kekerasan maksimum dari suatu bahan pada proses hardening dengan menahan pada temperatur pengerasan untuk memperoleh pemanasan yang homogen sehingga struktur austenitnya homogen atau terjadi kelarutan karbida ke dalam austenit dan diffusi karbon dan unsur paduannya.  Pedoman untuk menentukan holding time dari berbagai jenis baja:

• Baja Konstruksi dari Baja Karbon dan Baja Paduan Rendah Yang mengandung karbida yang mudah larut, diperlukan holding time yang singkat, 5 – 15 menit setelah mencapai temperatur pemanasannya dianggap sudah memadai.
• Baja Konstruksi dari Baja Paduan Menengah Dianjurkan menggunakan holding time 15 -25 menit, tidak tergantung ukuran benda kerja.
• Low Alloy Tool Steel Memerlukan holding time yang tepat, agar kekerasan yang diinginkan dapat tercapai. Dianjurkan menggunakan 0,5 menit per milimeter tebal benda, atau 10 sampai 30 menit.
• High Alloy Chrome Steel Membutuhkan holding time yang paling panjang di antara semua baja perkakas, juga tergantung pada temperatur pema-nasannya. Juga diperlukan kom-binasi temperatur dan holding time yang tepat. Biasanya dianjurkan menggunakan 0,5 menit permilimeter tebal benda dengan minimum 10 menit, maksimum 1 jam.
• Hot-Work Tool Steel Mengandung karbida yang sulit larut, baru akan larut pada 10000 C. Pada temperatur ini kemungkinan terjadinya pertumbuhan butir sangat besar, karena itu holding time harus dibatasi, 15-30 menit. High Speed Steel Memerlukan temperatur pemanasan yang sangat tinggi, 1200-13000C.Untuk mencegah terjadinya pertumbuhan butir holding time diambil hanya beberapa menit saja. Misalkan kita ambil waktu holding adalah selama 15 menit pada suhu 8500 .

1. Pendinginan. Untuk proses Hardening kita melakukan pendinginan secara cepat dengan menggunakan media air. Tujuanya adalah untuk mendapatkan struktur martensite, semakin banyak unsur karbon,maka struktur martensite yang terbentuk juga akan semakin banyak. Karena martensite terbentuk  dari fase Austenite yang didinginkan secara cepat. Hal ini disebabkan karena atom karbon tidak sempat berdifusi keluar dan terjebak dalam struktur kristal dan membentuk struktur tetragonal yang ruang kosong antar atomnya kecil,sehingga kekerasanya meningkat.

Proses pendinginan sendiri memiliki dua macam proses, yaitu :

1.  Proses pendinginan secara langsung

Proses ini dilakukan dengan cara logam yang sudah dipanaskan hingga suhu austenite dan setelah itu logam didinginkan dengan cara mencelupkan logam tersebut ke dalam media pendingin cair, seperti air, oli, air garam dan lain-lain.

Pada percobaan Jominy, kecepatan pendinginan tidak merata. Hal tersebut disebabkan karena hanya satu bagian/ujung (bagian bawah) dari benda uji diquench dengan semprotan air sehingga kecepatan pendinginan yang terjadi menurun sepanjang benda uji, dimulai dari ujung yang disemprot air.

Perlu dibedakan pengertian kekerasan dengan kemampukerasan. Kekerasan adalah kemampuan dari suatu material untuk menahan beban samapai deformasi plastis. Sedangkan kemampukerasan adalah kemampuan suatu material untuk dikeraskan.

Pada percobaan ini pelaksanaannya menggunakan dua metode, dimana cara pendinginan untuk ujung yang bawah dengan cara menyemprotkan air langsung yaitu quench sedangkan untuk ujung yang lain dilakukan dengan cara normalizing.

Pendinginan di ujung yang disemprot dengan air pendinginannya lebih cepat daripada ujung yang satunya karena bantuan udara/suhu ruangan. Jadi laju pendinginan terbesar terjadi di ujung benda uji yang disemprot air.

2. Proses pendinginan  secara tidak langsung

Proses ini dilakukan dengan cara, logam yang telah dipanaskan sampai dengan suhu austenite setelah itu logam didinginkan dengan cara menyemprotkan air pada salah satu ujung dari logam tersebut atau dengan cara didinginkan pada udara terbuka atau temperature kamar.

Adapun metode-metode pendinginan sebagai berikut :

1. Quenching

Quenching merupakan suatu proses pendinginan yang termasuk pendinginan langsung. Pada proses ini benda uji dipanaskan sampai suhu austenite dan dipertahankan beberapa lama sehingga strukturnya seragam, setelah itu didinginkan dengan mengatur laju pendinginannya untuk mendapatkan sifat mekanis yang dikehendaki. Pemilihan temperature media pendingin dan laju pendingin pada proses quenching sangat penting, sebab apabila temperature terlalu tinggi atau pendinginan terlalu besar, maka akan menyebabkan permukaan logam menjadi retak.

Hasil quench hardening ->

• menghasilkan produk yang keras tetapi getas
• Menghasilkan tegangan sisa
• Keuletan dan ketangguhan turun.  Fluida yang ideal untuk media quench agar diperoleh struktur martensit, harus bersifat:

1. Mengambil panas dengan cepat didaerah temperatur yang tinggi.
2. Mendinginkan benda kerja relatif lambat di daerah temperatur yang rendah, misalnya di bawah temperatur 350˚C agar distorsi atau retak dapat dicegah.

1. Tempering

Tempering dimaksudkan untuk membuat baja yang telah dikeraskan agar lebih menjadi liat, yaitu dengan cara memanaskan kembali baja yang telah diquench pada temperature antara 3000F sampai dengan 12000F selama 30 sampai 60 menit, kemudian didinginkan dengan temperature kamar. Proses ini dapat menyebabkan kekerasan menjadi sedikit menurun tetapi kekuatan logam akan menjadi lebih kuat.

1. Annealing

Proses ini dilakukan dengan memanaskan spesimen sampai di atas suhu transformasi, dimana keseluruhannya menjadi fasa austenite lalu didinginkan perlahan-lahan di dalam tungku. Pada proses annealing ini proses pendinginan secara perlahan-lahan sehingga tidak terdapat martensit

1. Normalizing

Proses memanaskan baja sehingga seluruh fasa menjadi austenite dan didinginkan pada temperature suhu kamar, sehingga dihasilkan struktur normal dari perlit dan ferit.

Dapat disimpulkan bahwa dengan proses hardening pada baja karbon tinggi akan meningkatkan kekerasanya. Dengan meningkatnya kekerasan, maka efeknya terhadap kekuatan adalah sebagai berikut :

• Kekuatan impact (impact strength) akan turun karena dengan meningkatnya kekerasan, maka tegangan dalamnya akan meningkat. Karena pada pengujian impact beban yang bekerja adalah beban geser dalam satu arah , maka tegangan dalam akan mengurangi kekuatan impact.
• Kekuatan tarik (tensile sterngth) akan meningkat. Hal ini disebabkan karena pada pengujian tarik beban yang

bekerja adalah secara aksial yang berlawanan dengan arah dari tegangan dalam, sehingga dengan naiknya kekerasan akan meningkatkan kekuatan tarik dari suatu material.

Proses kombinasi pemanasan dan pendinginan yang bertujuan mengubah struktur mikro dan sifat mekanis logam disebut Perlakuan Panas ( Heat Treatment) . Pada pengujian Jominy ini kita melakukan proses pendinginan secara langsungkarena pendinginan dilakukan dengan cara menyemprotkan logam dengan air pada salah satu ujungnya.

Pada proses ini kita sebaiknya menghindari laju pendinginan yang cepat karena, pada prose pendinginan cepat akan mengakibatkan benda uji akan mengalami retak-retak, sedangkan pada laju pendinginan yang lambat benda uji yang dihasilkan akan memiliki tingkat kekerasan yang tinggi dan keuletan yang baik.

Logam yang didinginkan dengan kecepatan yang berbeda-beda misalnya dengan media pendingin yang berbeda, air, udara atau minyak  akan mengalami perubahan struktur mikro yang berbeda. Setiap struktur mikro misalnya fasa martensit, bainit, ferit dan  perlit merupakan hasil transformasi fasa dari fasa austenit. Masing-masing fasa tersebut terjadi dengan kondisi pendinginan yang berbeda-beda dimana  untuk setiap paduan bahan dapat dilihat pada diagram Continous Cooling Transformation (CCT) dan Time Temperature Transformation (TTT) diagram. Masing-masing fasa  di atas mempunyai nilai kekerasan yang berbeda. Dengan pengujian Jominy maka dapat diketahui laju pendinginan yang berbeda akan menghasilkan kekerasan bahan yang berbeda.  Pada percobaan Jominy ini , mampu keras dari suatu baja yang sama akan bervariasi  karena dipengaruhi oleh komposisinya, dimana komposisi tersebut merupakan komposisi kimia dan terdapat ukuran-ukuran dari setiap benda uji atau spesimen. Spesimen yang biasa digunakan dalam percobaan Jominy test ini adalah baja karbon. Pada baja,pendinginan yang cepat dari fasa austenit menghasilkan fasa martensit yang tinggi kekerasannya. Untuk pendinginan lambat akan mendapatkan struktur

Laju pendinginan bergantung pada media pendinginnya juga. Adapun media pendingin adalah sebagai berikut :

– Brine (air + 10 % garam dapur)

– Air

• Sangat umum digunakan sebagai quenching, dan juga mudah diperoleh sehingga tidak ada
• kesulitan dalam pengambilan dan penyimpanan.
• Panas jenis dan konduktivitas termal tinggi, sehingga kemampuan mendinginkannya tinggi.
• Dapat mengakibatkan distorsi
• Digunakan untuk benda−benda kerja yang simetris dan sederhana

– Salt bath, merupakan campuran nitrat dan nitrit (NaNO3 dan NaNO2)

– Larutan minyak dalam air

– Udara dimana pendinginan dilakukan dengan menyemprotkan udara bertekanan ke benda kerja

–Oli

• Banyak digunakan
• Laju pendinginan lebih lambat dibandingkan air
• Konduktivitas termal, panas laten penguapan rendah
• Viskositas tinggi, laju pendinginan menjadi rendah(pendinginan lambat)
• Viskositas yang rendah menyebabkan laju pendinginan tinggi dan menjadi mudah terbakar.

Metode hardening selain Jominy test adalah Grossman test. Hardenability suatu baja diuukur oleh diamater suatu baja yang strukturmikro tepat di intinya adalah 50 % martensite setelah dilakukan proses hardening dengan pendinginan tertentu. Baja berbentuk silinder (panjang min 5xD) dengan variasi diameter dilakukan pengerasan dengan media pendingin tertentu. Hasil pengersan diuji metallography dan kekerasan, diameter baja tersebut yang intinya tepat 50 % martensite dianyatakan sebagai diameter kritis (D0), pada suatu laju pendinginan tertentu Laju pendinginan dinyatakan dengan koefisien of severity (H). Karena harga Do masih tergantung dengan laju pendinginan  tertentu maka dirumuskan Harga diameter baja tersebut (50% martensite) dengan pendinginan Ideal (H=tak Hingga) yang disebut sebagai diameter ideal (Di).

III. ALAT-ALAT

1. Uji Kekerasan

a.     Mesin uji kekerasan : Frank Hardness Tester Frankoskop 38532.

b.     Jangka sorong.

c.     Benda uji terdiri dari baja karbon, kuningan, tembaga, dan aluminium.

d.    Amplas no. 180, 220, 320, dan 400

2. Jominy Test

a.     Peralatan uji jominy

b.     Mesin uji kekerasan

c.     Spesimen dari bahan baja karbon sedang

d.    Tungku / Furnace

e.     Kikir

f.     Mistar

g.     Spidol

IV. JALAN PERCOBAAN

1. Uji Kekerasan

1. Ratakan permukaan benda uji dengan amplas secara berurutan dari yang kasar.

b.   Pada uji kekerasan Brinnel, gunakan identor bola baja berdiameter 5 mm.

c.   Pilih beban yang sesuai (turuti perintah asisten), lalu turunkan identor.

d.   Ukurlah jejak identor yang didapat untuk masing-masing pengujian.

e.   Lakukan pengujian masing-masing 5 kali untuk setiap specimen.

2. Jominy Test

Benda uji dengan diameter kurang lebih 25 mm dan panjang kurang lebih 100 mm dipanaskan dalam tungku sampai suhu austenit selama kurang lebih 30 menit. Selanjutnya setelah selesai pemanasan, benda uji didinginkan dengan cara salah satu ujung benda uji disemprot dengan air sehingga diperoleh kecepatan pendinginan yang berbeda untuk sepanjang batang tersebut.

Lalu untuk menentukan apakah benda uji atau spesimen tersebut telah dingin seluruhnya atau dapat di tes dengan meneteskan air pada bagian atas dari spesimen baja karbon yang sedang diuji tersebut. Bila air yang diteteskan tadi tidak menguap lagi dalam waktu yang cepat, itu berarti spesimen atau benda uji tersebut sudah dapat diambil dari alat uji Jominy dan selanjutnya dapat diuji kekerasannya dengan menggunakan alat uji kekerasan.