Uji kekerasan material merupakan salah satu pengecekan wajib untuk material yang akan di proses menjadi sebuah produk. Apalagi jika produk tersebut akan mengalami gesekan dan tempaan saat digunakan.
Nah, pada artikel kali ini kita akan bahas uji kekerasan material dengan menggunakan metode Brinell, Rockwell dan Vickers. Tapi sebelumnya kita bahas definisi kekerasan material terlebih dahulu.
Definisi Kekerasan Material
Kekerasan (hardness) adalah kemampuan suatu material untuk menahan beban indentasi atau penetrasi (penekanan).Dengan kata lain, kekerasan material adalah kemampuan suatu material menahan terjadinya deformasi plastis saat mendapat indentasi.
Deformasi plastis sendiri adalah perubahan bentuk yang terjadi pada material secara permanen akibat adanya penekanan atau pembebanan.
Dalam dunia manufaktur, uji kekerasan material memiliki berbagai tujuan, antara lain untuk mengetahui karakteristik dan kualitas dari material tersebut. Karena kekerasan material ini sangat erat kaitannya dengan keuletan (ductility), kekuatan (strength) dan kerapuhan (brittless) sebuah material.
Pengujian kekerasan material dilakukan dengan memberikan beban menggunakan indentor ke dalam permukaan material tersebut. Pada umumnya indentor berbentuk peluru/bola, piramida dan kerucut. Material indentor ini harus lebih keras dari material yang di uji.
Contoh material yang biasa digunakan sebagai indentor antara lain baja yang dikeraskan, karbit tungsten, dan intan.
Sebenarnya ada banyak metode untuk melakukan pengujian kekerasan, tapi di sini kita akan bahas tiga metode yaitu uji kekerasan Brinell, Rockwell dan Vickers. Berikut masing-masing penjelasannnya.
Baca juga:
1. Uji Kekerasan Brinell
Uji kekerasan Brinell dilakukan dengan membentuk lekukan pada permukaan material/logam menggunakan bola baja yang dikeraskan dengan diameter 0,625 s/d 10 mm dan beban 0,97 s/d 3000 Kgf.
Bola harus terbuat dari baja yang dikeraskan, ditemper dan memiliki kekerasan minimum 850 VPN. Diameter lekukan hasil penekanan pada material dilihat dengan mikroskop dan diukur menggunakan mistar yang sesuai dengan pembesarannya.
Nilai kekerasan brinnell dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan :
HB : Nilai kekerasan brinnell
F : Beban yang diterapkan (Kg)
D : Diameter bola / indentor (mm)
d : Diameter lekukan (mm)
2. Uji Kekerasan Rockwell
Uji kekerasan Rockwell dilakukan dengan menekan permukaan material menggunakan indentor sebanyak 2 kali. Mula-mula indentor diberikan beban minor sebesar 10 kg untuk menempatkan benda uji (kondisi 1), kemudian dilanjutkan dengan pemberian beban mayor (kondisi 2) dan secara otomatis kedalaman lekukan akan terekam oleh gage penunjuk yang menyatakan angka kekerasan.
Indentor yang digunakan biasanya berupa kerucut intan 120° dengan puncak yang hampir bulat dan biasa disebut penumbuk brale, serta bola baja berdiameter 1⁄16 inchi dan 1⁄8 inchi.
Beban mayor yang digunakan adalah 60, 100 dan 150 kg tergantung dari jenis material yang akan di uji.
Di bawah ini adalah rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode rockwell :
Keterangan :
HR : Nilai kekerasan rockwell
E : Konstanta (tergantung dari bentuk indentor)
e : Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 2 dibagi dengan 0.002 mm
Untuk lebih jelasnya, pemberian beban mayor pada berbagai jenis material dan besarnya nilai konstanta (E) dapat dilihat pada tabel dibawah ini
Tabel Skala Kekerasan Rockwell
Uji kekerasan logam dengan metode rockwell merupakan pengujian yang sangat sering digunakan. Hal ini dikarenakan kelebihan dari metode rockwell yaitu cepat, bebas dari kesalahan manusia, mampu untuk membedakan perbedaan kekerasan yang kecil pada baja yang diperkeras dan bekas pengecekannya relatif kecil sehingga dapat melakukan pengecekan pada material tanpa menimbulkan kerusakan.
3. Uji Kekerasan Vickers
Metode vickers adalah pengujian kekerasan material menggunakan indentor intan yang cukup kecil dan berbentuk piramid dengan alas berbentuk bujur sangkar dan sudut puncak 136°.
Beban yang digunakan pada metode vickers juga jauh lebih kecil dibandingkan dengan metode brinnell dan rockwell yaitu antara 1 sampai dengan 1000 gram.
Nilai kekerasan vickers didefinisikan sebagai beban dibagi luas permukaan lekukan bekas indentor. Besarnya nilai HV dapat dihitung dengan rumus berikut
Keterangan :
HV : Nilai kekerasan vickers
F : Beban (kg)
D : Panjang diagonal rata-rata (mm)
D1 : Panjang diagonal 1
D2 : Panjang diagonal 2
Tinggalkan Balasan