Kekerasan adalah ukuran ketahanan suatu material terhadap deformasi plastis lokal. Nilai kekerasan tersebut dihitung hanya pada tempat dilakukannya pengujian tersebut (lokal), sedangkan pada tempat lain bisa jadi kekerasan suatu material berbeda dengan tempat yang lainnya. Tetapi nilai kekerasan suatu material adalah homogen dan belum diperlakupanaskan secara teoritik akan sama untuk tiap-tiap titik.
Metoda Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan sering sekali dilakukan karena mengetahui kekerasan suatu material maka (secara umum) juga dapat diketahui beberapa sifat mekanik lainnya, seperti kekuatan. Pada pengujian kekerasan dengan metoda penekanan, penekan kecil (identor) ditekankan pada permukaan bahan yang akan diuji dengan penekanan tertentu. Kedalaman atau hasil penekanan merupakan fungsi dari nilai kekerasan, makin lunak suatu bahan makin luas dan makin dalam akibat penekanan tersebut, dan makin rendah nilai kekerasannya.
Kerasan Rockwell
Pengujian Rockwell merupakan cara yang paling umum digunakan untuk mengukur kekerasan, karena pengujiannya sederhana untuk dikerjakan dan tidak dibutuhkan kemampuan khusus. Dalam uji kekerasan Rockwell ada beberapa skala yang dapat digunakan dan kombinasi jenis identor dan beban yang diterapkan. Identor yang digunakan ada dua macam, yaitu:
- Bola baja ( Steel Ball Indentor ) yang dimiliki diameter 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 in .
- Kerucut intan ( Diamond Indentor ) yang digunakan untuk bahan-bahan yang keras.
( Gambar Diamond yang digunakan untuk Indentor )
Dengan sistem ini, angka kekerasan dapat ditentukan berdasarkan perbedaan kedalaman hasil penetrasi yang diawali beban minor dan diikuti oleh beban mayor yang lebih besar. Besarnya beban minor adalah 10 kg dan beban mayor adalah 60, 100, 150 kg. Kekerasan dapat dibaca secara secara langsung dan hanya membutuhkan beberapa detik saja.
Mesin Uji Kekerasan Rockwell
Banyak digunakan model dan tipe mesin uji kekerasan Rockwell pada saat ini. Penerapan penggunaan beban ada yang dengan pegas maupun benda mati. Beberapa alat menggunakan alat pencatat dial, akan tetapi penggunaan pencatat digital mulai popoler akibat peningkatan dari kemampuan baca alat. Bahkan ada yang menggunakan microprocessors untuk mengontrol proses pengujian dan dapat dihubungkan dengan komputer.
Bermacam-macam metode telah dikembangkan untuk dapat meningkatkan funsi dari Mesin uji kekerasan Rockwell. Akan tetapi prinsip dasar dari mesin pengujian itu semua ada pada mesin yang menggunakan beban mati, seperti pada Gambar .
Gambar Skema mesin Uji kekerasan Rockwell dengan beban mati
Penggunaan Mesin Uji Kekerasan Rockwell
Lokasi titik pengujian pada mesin uji kekerasan sangat penting. Bila penekanan dilakukan terlalu dekat dengan bagian tepi dari benda uji maka harga kekerasan yang didapat akan berkurang dari yang sebenarnya. Untuk memeastikan hasil pengukuran kekerasan yang didapat akurat, jarak penekanan minimal haruslah dua atau satu setengah diameter penekanan dari bagian tepi benda uji. Sedangkan jarak minimum antara satu penekanan dengan penekanan yang lain minimal lima kali diameter penekanan.
Pemilihan skala yang tepat juga sangat mempengaruhi terhadap hasil pengukuran kekerasan. Contohnya pada material lunak digunakan Rockwell B dengan indentor bola baja, bila diganti dengan yang lain maka harga kekerasan yang didapat tidak benar. Tidak ada batsan maksimum pada pengukuran kekerasan dengan menggunakan indentor intan. Tetapi bagaimanapun,Rockwell C sebaiknya tidak digunakan pada material tungsteen, karena material tersebut akan retak atau umur indentornya intan akan berkurang. Rockwell A adalah skala yang dapat diterima dalam pengujian kekerasan produk industri karbida. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel
sumber : yefrichan.wordpress[dot]com
Apa itu Uji Kekerasan ( hardness test ) ?
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).
Mengapa diperlukan pengujian kekerasan?
Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan melihat mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas tertentu.
Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :
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.
Uji kekerasan brinnel dirumuskan dengan :
|
Gambar 1 Pengujian Brinnel
Dimana :
D = Diameter bola (mm)
d = impression diameter (mm) F = Load (beban) (kgf)HB = Brinell result (HB) | 
|
2. Rockwell (HR / RHN)
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.
 Gambar 3 Pengujian Rockwell |
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, jenis-jenisnya bisa dilihat pada Tabel 1.
|
 |
| Gambar 4 Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell |
Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode Rockwell.
HR = E - e
Dimana :
F0 = Beban Minor(Minor Load) (kgf)
F1 = Beban Mayor(Major Load) (kgf)
F = Total beban (kgf)
e = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0.002 mm
E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang untuk tiap jenis indentor berbeda-beda yang bias dilihat pada table 1
HR = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness
Tabel dibawah ini merupakan skala yang dipakai dalam pengujian Rockwell skala dan range uji dalam skala Rockwell.
Tabel 1 Rockwell Hardness Scales
Scale
| Indentor | F0 (kgf) | F1 (kgf) | F (kgf) | E | Jenis Material Uji |
A
| Diamond cone |
10
|
50
|
60
|
100
| Exremely hard materials, tugsen carbides, dll |
B
| 1/16" steel ball |
10
|
90
|
100
|
130
| Medium hard materials, low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu, dll |
C
| Diamond cone |
10
|
140
|
150
|
100
| Hardened steels, hardened and tempered alloys |
D
| Diamond cone |
10
|
90
|
100
|
100
| Annealed kuningan dan tembaga |
E
| 1/8" steel ball |
10
|
90
|
100
|
130
| Berrylium copper,phosphor bronze, dll |
F
| 1/16" steel ball |
10
|
50
|
60
|
130
| Alumunium sheet |
G
| 1/16" steel ball |
10
|
140
|
150
|
130
| Cast iron, alumunium alloys |
H
| 1/8" steel ball |
10
|
50
|
60
|
130
| Plastik dan soft metals seperti timah |
K
| 1/8" steel ball |
10
|
140
|
150
|
130
| Sama dengan H scale |
L
| 1/4" steel ball |
10
|
50
|
60
|
130
| Sama dengan H scale |
M
| 1/4" steel ball |
10
|
90
|
100
|
130
| Sama dengan H scale |
P
| 1/4" steel ball |
10
|
140
|
150
|
130
| Sama dengan H scale |
R
| 1/2" steel ball |
10
|
50
|
60
|
130
| Sama dengan H scale |
S
| 1/2" steel ball |
10
|
90
|
100
|
130
| Sama dengan H scale |
V
| 1/2" steel ball |
10
|
140
|
150
|
130
| Sama dengan H scale |
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 :
 |  |
| Gambar 3 Pengujian Vikers | Gambar 4 Bentuk indentor Vickers (Callister, 2001) |
 | …………………………………………………………(1) |
 | ………………….………………………………………(2) |
 | …………………………………………………………(3) |
HV = Angka kekerasan Vickers
F = Beban (kgf)
d = diagonal (mm)
4. Micro Hardness (knoop hardness)
Mikrohardness test tahu sering disebut dengan knoop hardness testing merupakan pengujian yang cocok untuk pengujian material yang nilai kekerasannya rendah. Knoop biasanya digunakan untuk mengukur material yang getas seperti keramik.
 |
| Gambar 5 Bentuk indentor Knoop ( Callister, 2001) |
 |
Dimana,
HK = Angka kekerasan Knoop
F = Beban (kgf)
l = Panjang dari indentor (mm)
|
Nah, setelah kita mengetahui macam-macam pengujian untuk uji kekerasan maka kita harus memikirkan apa yang harus kita ketahui untuk menentukan metode uji kekerasan yang digunakan, untuk itu kita harus memperhatikan hal-hal dibawah ini :
a. Permukaan material
b. Jenis dan dimensi material
c. Jenis data yang diinginkan
d. Ketersedian alat uji
Sumber:
http://okasatria.blogspot.com/2007/11/pengujian-kekerasan-oleh-okasatria.html
http://www.gordonengland.co.uk/hardness/brinell.htm
http://blog.unsri.ac.id/amir/32
http://fariedkurosaki.blogspot.com/2010/01/pengujian-kekerasan.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar