Senin, 24 November 2014

Salah Satu Metode Penelitian Jominy Test

Hi metallurgist..
Tahukan jika pada aplikasinya, semua struktur logam akan terkena pengaruh gaya luar berupa tegangan-tegangan gesek sehingga menimbulkan deformasi atau perubahan bentuk ?? silahkan rekan-rekan membaca mengenai teori deformasi deh  ! kalau gak percaya..hehe
nah, untuk itu dibutuhkan suatu usaha untuk  menjaga logam lebih tahan gesekan atau tekanan. Salah satunya adalah  peningkatan kekerasan dengan melakukan perlakuan panas pada logam tersebut. Salah satu proses perlakuan panas pada baja adalah pengerasan (hardening),
yaitu proses pemanasan baja sampai temperatur di atas daerah kritis, ditahan beberapa waktu pada temperature tersebut lalu diikuti dengan pendinginan  cepat/quench, (Djafrie, 1995). Tentunya, dapat kita prediksikan fasa yang terbentuk bukan? jika rekan-rekan masih belum mengerti, silahkan baca mengenai proses perlakuan panas beserta transformasi fasa yang terjadi (atau postingan berikutnya akan saya jelaskan mengenai proses tersebut :) ).  

nah,  pada hardenability tersebut tujuan fasa kita adalah martensit. sesuai dengan definisinya "Hardenability  adalah kemampuan baja untuk dapat dikeraskan dengan membentuk martensit ". Hardenability menggambarkan dalamnya pengerasan yang diperoleh dengan pengerasan, biasanya dinyatakan dengan jarak suatu titik di bawah permukaan dimana strukturnya terdiri dari 50% martensit. Untuk itu perlu dilakukan pengujian Jominy agar dapat diketahui sifat mampu keras dari baja tersebut. Hal ini dilakukan agar dapat bertindak tepat dalam pengolahannya sehingga dapat menurunkan biaya dalam proses produksi tapi tetap mempertahankan kualitas yang diinginkan.

Berikut saya jelaskan mengenai salah satu metode penelitian jomity test yang telah saya lakukan. Tujuan penelitian yaitu:
1.mengetahui distribusi kekerasan Baja ST60
2. Mengetahui struktur mikro baja pada jarak tertentu.

CONTOH METODE PENELITIAN
1.1 Standar Pengujian 
Standar pengujian yang digunakan dalam praktikum hardenability adalah ASTM A225 dan standar pengujian untuk Uji hardness adalah ASTM E18 (Rockwell C).

1.2  Alat dan bahan.
1.2.1   Bahan :
  1.   Baja ST60 berbentuk silinder sesuai ASTM A255,
  2.  Alkohol (PT.Jayamas Medica Industri Indonesia)
  3.   HNO3 (PT.Brataco)
  4.   Na2S2O5 8 gram
  5.    Distilled water 100 ml
  6.     Kertas Gosok mulai dari grade 80, 200, 400, 500, 800, 1000, 1200, 1500, 2000
1.2.2        Alat :
  1.  Peralatan Jominy Test 1 Set
  2. Furnace
  3.  Mesin Bubut
  4.  Alat Gerinda
  5.   Mistar
  6.   Jangka Sorong
  7.   Mesin uji Hardness
  8.   Polishing Machine
  9.   Mikroskop Optik
1.3 Baja ST60
Baja st60 merupakan baja standar german DIN (Deutsches Institut für Normung). Baja ini merupakan baja aplikasi struktural. Untuk lebih jelasnya komposisi kimia baja st60 dapat dilihat pada tabel 1:

Tabel 1.

Komposisi kimia baja ST60
No.
Unsur Paduan
% komposisi menurut analisa kimia (Emission Spectrometer)
1.
Karbon (C)
0.38-0.42
2.
Mangan (Mn)
0.60-0.72
3.
Silikon (Si)
0.10-0.25
4.
Chrom (Cr)
0.004 (max)
5.
Molybdenum (Mo)
0.004 (max)
6.
Sulfur (S)
0.01 (max)
7.
Phospor (P)
0.06 (max)
8.
Iron
Balance



1.4 Flow Chart


Gambar 1. Flow chart praktikum Jominy Test


1.5 Prosedur Jominy Test
Metode jominy test merupakan suatu metode yang mencakup keseluruhan prosedur dalam perhitungan hardenability baja. Pengujian ini meliputi water quenching pada salah satu ujung baja st60 berbentuk silinder dengan diameter 1,0 in dan mengukur efek pengerasan sebagai fungsi jarak terhadap quenched end.
            Spesimen diletakkan vertikal sehingga bagian ujung bawah spesimen berada pada jarak 0.5 in (12,7 mm) diatas orifice water-quench device. Seperti yang terlihat pada gambar 2.


Gambar 2. Test Speciment in support of water-quench

Water-quenching device yang digunakan memiliki orifice berdiameter 0.5 in (12.7 mm) dengan kontrol pancaran bebas 2.5 in (63.5 mm).


Prosedur pengujian jominy test adalah sebagai berikut :
1. Heating
Spesimen diletakkan pada furnace kemudian mengaturnya hingga mengalami pemanasan pada temperatur austenitisasi seperti pada tabel 2. Untuk baja st60 temperaturnya 825oC. Kemudian ditahan pada temperatur tersebut selama 30 menit.

Tabel 2. Normalizing and Austenitizing Temperatures


2. Quenching
Mermpersiapkan water-quenching device dengan tinggi pancaran bebas orifice 2.5 in (63.5 mm) dan diameter orifice 0.5 in (12.7 mm). Penahan baja s60 harus dalam keadaan kering pada setiap pengujian. Kemudian baja st60 dikeluarkan dari furnace diletakkan pada support (penahan) sehingga jarak ujung bawahnya dan orifice adalah 0.5 in dan kemudian menyalakan aliran air dengan quick opening valve. Waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan baja st60 dari furnace dan awal proses quench tidak lebih dari 5 sekon. Kemudian mengalirkan stream water dengan temperatur 40-85 F (5-30 C). Baja st60 dapat diambil dari water-quench device tidak kurang dari 10 menit.

3.  Hardness Measurement
Dua permukaan datar 180o harus diratakan dengan minimum kedalaman 0.015 in (0.38 mm) sepanjang permukaan baja st60 dan kemudian dilakukan pengujian hardness menggunakan Rockwell C dari ujung quench. Beban yang digunakan adalah 150 kgf. Hasil pengujian akan memperlihatkan variasi nilai kekerasan yang berhubungan dengan variasi kecepatan pendinginan. Pengujian hardness dilakukan pada jarak 1/16 in sepanjang permukaan. Hasil pengukuran dibawah 20 HRc tidak direkomendasikan karena dianggap tidak akurat.

4. Pengamatan Metalografi
Baja st60 hasil pengujian jominy dipotong pada jominy distance 1/16, 3/16 dan ¾ in. Kemudian masing-masing digrinding hingga grade 2000. Dan dilanjutkan dengan polishing untuk mengkilapkan permukaannya. Berdasarkan hasil uji kekerasan maka dapat diprediksi struktur mikro yang terbentuk sehingga baja st60 pada jominy distance 1/16 in dietsa dengan Natrium metabisulfat (Na2S2O5 8 gr + distilled water 100 ml) dengan immerse 10 detik. Sedangkan pada jominy distance 3/16 dan ¾ in dietsa menggunakan natal (HNO3 2ml + Alkohol 98ml) dengan immerse 5 detik. Kemudian masing-masing diamati menggunakan mikroskop optik Olympus U-TV0.5XC-3 dengan perbesaran 500x.


Berikutnya adalah menganalisa data yang telah di dapatkan berdasarkan metode penelitian diatas

Semoga Bermanfaat :)


referensi:
ASM Metals Handbook Volume 01 dan 09
ASTM A 255. Standard Test Methods of Determaining Hardenability of Steel
Djafri, Sriati. 1983, Terjemahan dari Manufacturing Processe., Jakarta :
Erlangga : Teknologi Mekanik Jilid I







Tidak ada komentar:

Posting Komentar