TUJUAN
Untuk mengetahui
sifat mampu keras (hardenability) dari suatu logam
TEORI DASAR
Pada
kondisi tertentu diperlukan adanya peningkatan dari baja yang telah tersedia.
Tetapi tidak semua baja dapat dinaikan kekerasannya sesuai dengan yang kita
inginkan. Pengerasan baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatan
pendinginannya. Untuk mengetahui mampu keras suatu baja dilakukan percobaan
Jominy.Percobaan Jominy merupakan suatu standar yang banyak digunakan untuk mengetahui sifat mampu keras suatu baja. Melalui prosedur ini, semua factor yang berpengaruh terhadap kekerasannya (seperti bentuk specimen , ukuran specimen dan quenching treatment) dijaga agar tetap sama/konstan. Hal ini ditentukan menurut standar sebagai berikut :
Dari
pengujian Jominy ini kita akan mendapatkan kurva hubungan antara Kekerasan
(HRc) terhadap jarak dari quenched end (gambar diatas). Semakin jauh jarak dari
quenched end maka harga kekerasan suatu baja akan semakin kecil.
Hal yang harus diperhatikan dalam
pengujian ini salah satunya adalah Severity of quench. Severity of quench
merupakan ukuran dari suatu media quench dalam menyerap panas/kalor dari benda
kerja. Media quench yang sering digunakan antara lain air, oli, dan udara. Dari
ketiga contoh tersebut air memiliki kemampuan menyerap panas paling tinggi,
sehingga laju pendinginan benda kerja dalam media quench air paling cepat
dibandingkan media pendinginan yang lain.
DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA
Spesimen : AISI 4142
Diameter : 1”
Panjang : 4”
Kekerasan Awal : 60 HRA
PEMBAHASAN
Percobaan ini diawali dengan pemanasan baja hingga
temperature austenisasinya sehingga seluruh bagian baja berubah menjadi
austenit. Setelah dilakukan holding time yang dirasa cukup (untuk
menghomogenasi kalor pada seluruh bagian specimen), dilakukan pendinginan
dengan menggunakan water jet yang ditembakan/disemprotkan pada salah satu ujung
dari specimen (pusat quenching. Mekanisme pengerasan baja tersebut yaitu dengan
pembentukan martensit dari austenit sebagai akibat dari proses pendinginan
dengan laju yang cepat. Pada pusat quenching (bagian yang disemprot dengan
water jet) karena laju pendinginannya paling cepat maka martensit banyak
terbentuk disana. Hal ini menyebabkan kekerasan pada bagian ini paling keras.
Sedangkan makin menjauhi pusat quench laju pendinginan akan makin melambat
sehingga martensit yang terbentuk makin sedikit namun perlit yang akan
terbentuk akan makin banyak. Hal ini dapat terlihat dari diagram CCT bahwa
makin lambat laju pendinginan maka akan mempengaruhi jumlah martensit yang
terbentuk (untuk suatu baja yang sama)
Dari
kurva diatas akan terukur harga kekerasan yang berbeda pada laju pendinginan
A,B,C,danD. Urutan kekerasan : A>B>C>D.
Secara teoritis specimen, yang
dalam hal ini bja AISI 4142 termasuk jenis baja karbon medium. Dalam hal ini
seharusnya baja jenis ini memiliki sifat mampu keras yang baik. Jika kita melihat
dari diagram CCT-nya maka kita akan melihat bahwa letak hidung kurvanya
terletak cukup jauh dari sumbu tegaknya sehingga dengan proses pendinginan yang
cepat memungkinkan terbentuknya martensit. Disamping itu didukung oleh letak
martensit start yang tidak begitu rendah sehingga kemungkinan terbentuk 100%
martensit lebih besar jika disbanding dengan baja karbon tinggi (Pada baja
karbon tinggi sering masih ada austenit sisia yang belum sempat berubah menjadi
martensit).
Namun apabila kita memplotkan kurva
hardenability hasil percobaan bersama dengan kurva hardenability band-nya,
terlihat bahwa specimen yang kita uji tersebut sifat mampu kerasnya kurang
baik. Hal ini terlihat dari letak kurva hardenabilitynya yang terletak dibawah
batas minimum hardenability band-nya.Padahal seharusnya baja karbon medium yang
secara teoritis memiliki sifat mampu keras yang baik, kurva hardenabilitynya
berada di dalam hardenability band-nya. Berikut kurva gabungan antara kurva
hardenability yang diperoleh dengan kurva hardenability band-nya :
Dengan
series 1 = kurva kekerasan maksimum, series 2 = kurva kekerasan minimum, dan
series 3 = kurva hardenability.
Penyimpangan tersebut dapat
terjadi kemungkinan karena dari factor komposisinya sendiri. Ada kemungkinan komposisi yang dimiliki oleh
specimen tidaklah memenuhi standar yang ada terutama unsur C-nya. Seperti yang
telah disebutkan diatas bahwa factor % karbon sangat berpengaruh terhadap sifat
mampu keras dari suatu baja. Pada specimen kemungkinan kadar karbonnya kurang
dari standar yang telah ada.
Faktor lain yang dapat terjadi
adalah pada saat pemanasan specimen. Hal yang mungkin terjadi adalah tidak
homogennya pemanasan yang dilkukan pada specimen. Itu semua dapat terjadi
misalnya terlihat dalam penyimpanan specimen dalam tungku. Secara logika kita
tahu bahwa bagian yang secara langsung bersentuhan dengan dasar tungku pastilah
lebih panas daripada bagian lain yang tidak bersentuhan dengan dasar tungku.
Selain itu di awal-awal pemanasan, terjadi sedikit kesalahan prosedur sehingga dikawatirkan pemanansan di awal-awal
tersebut belum dapat mengubah specimen menjadi austenit dan itu dapat
mempengaruhi kekerasan yang kita dapatkan.
Hal lain yang mungkin dapat
mempengaruhi hasil percobaan adalah pada saat specimen dikeluarkan dari tungku.
Proses ini kemungkinan besar membuat terlalu lama specimen berada di udara
sehingga di sana
telah terjadi pendinginan dengan laju yang lambat. Bisa saja hal itu dapat
mempengaruhi kekerasan karena pendinginan yang lambat tersebut kemungkinan
besar malah akan membuat specimen tersebut lebih lunak sebelum akhirnya
didinginkan dengan semprot air . Apabila hal tersebut terjadi jelas saja akan
berpengaruh terhadap kekerasan specimen setelah didinginkan dengan semprot air
sampai suhu kamar. Karena telah mengalami pelunakan terlebih dahulu maka
pengerasannya terhadap kekerasan awalnya kan
menjadi lebih kecil dari yang seharusnya.
KESIMPULAN
- Sifat mampu keras specimen
menurut percobaan ini kurang baik.
- Hardenability dari specimen hasil uji jominy dapat diketahui melalui kurva hardenabilitynya, yaitu sebagai berikut :
- Semakin landai jarak antara
puncak dengan lembahnya pada kurva yang didapat, maka martensit yang
terbentuk akan lebih sempurna atau dapat dikatakan pembentukannya merata.
Semakin landai kurvanya, maka mampu kerasnya semakin baik jika
dibandingkan dengan kurva yang jarak puncak dengan lembahnya cukup curam
DAFTAR PUSTAKA
Callister,
William D, 2003. Materials Science and
Engineering an Introduction. Sixth edition, John Wiley & Son Inc, New York . Hal
361-368,hal 323-324.
0 komentar:
Posting Komentar