Prinsip Kerja Uji Kekerasan Brinell Vickers Rockwell, Pengertian Rumus Contoh Soal Perhitungan

Pengertian Kekerasan Bahan Logam. Kekerasan adalah ketahanan bahan atau logam terhadap deformasi yaitu deformasi tekan atau indentasi. Pada umumnya pengujian kekerasan bertujuan untuk mengukur tahanan dari bahan atau logam terhadap deformasi plastis.

Biasanya indentor atau alat tekan yang digunakan pada uji kekerasan adalah berbentuk bola, piramida atau konis, kerucut. Nilai kekerasannya dihitung dari jejak indentasinya dengan menggunakan formula tertentu sesuai metoda ujinya.

Metoda pengukuran kekerasan yang umum digunakan untuk mengetahui ketahanan dari logam adalah metoda Rockwell, Vickers, dan Brinell.

Prinsip Uji kekerasan Material Bahan Logam

Prinsip pengukurannya adalah dengan memberi gaya tekan melalui sebuah indentor pada permukaan bahan atau logam. Kemudian luas atau dimensi atau diameter dari jejak penekanan/ indentasi diukur.

Untuk dapat mengukur uji kekerasan suatu bahan, maka diperlukan benda lain yang disebut indentor yang memiliki kekerasan lebih tinggi dibandingkan benda uji.

Proses penekanan dengan beban tertentuk dimaksudkan untuk membentuk jejak penetrasi pada permukaan bahan uji (test piece). Jejak penetrasi ini yang kemudian dianalisis untuk menentukan tingkat kekerasan dari bahan tersebut.

Pada uji metode Brinell, Vickers dan Knoop ukuran kekerasan didasarkan pada luas jejak indentasi, sedangkan uji kekerasan Rockwell menggunakan kedalaman jejak indentasi.

Metoda Pengujian Kekerasan Brinell

Pada metoda Brinell, identor yang digunakan berbentuk bola yang terbuat dari baja yang telah dikeraskan. Beban atau gaya penekanan maksimum yang dapat diberikan adalah 3000 kg.f. Nilai kekerasannya merupakan perbandingan antara beban penekanan terhadap luas indentasi.

Skematika prinsip pengukuran pada uji kekerasan Brinell dapat dilihat pada gambar berikut:

Dengan indentor yang berbentuk bola, maka jejak indentasi yang terbentuk pada permukaan benda uji (Test Piece) akan berbentuk tembereng. Sehingga bidang yang menahan beban tersebut adalah sebuah tembereng lingkaran dengan ukuran diameter bola baja (D).

Pengukuran pada diameter indentasi (d) dilakukan pada dua posisi Vertical dan Horizontal seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

d = (dh + dv)/2

d = diameter jejak indentor rerata, mm

dv = diameter jejak indentor vertical, mm

dh = diameter jejak indentor horizontal, mm

Perhitungan Nilai Kekerasan Brinell

Formulasi umum untuk menghitung nilai kekerasan metoda Brinell adalah sebagai berikut:

HBN = F/A

BHN = Brinell hardness number

F = beban (kg)

A = luas jejak indentasi mm²

Diameter jejak indentasi diukur dengan menggunakan loupe atau mikroskop pengukur.

Rumus Kekerasan Uji Brinell

Nilai kekerasan Brinell dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus seperti berikut:

HBN = 2F/ (3.14D x (D-(D² – d²)^½))

BHN = Bilangan kekerasan Brinell, the Brinell hardness number

F = Beban, Gaya tekan dalam kg, the imposed load in kg

D = Diameter Indentor Bola dalam mm, the diameter of the spherical indenter in mm
d = Diameter jejak indentasi dalam mm, diameter of the resulting indenter impression in mm

Bagian Utama Peralatan Mesin Uji Kekerasan Metoda Brinell

Bagian bagian utama yang berada pada peralatan uji kekerasan Brinell diantaranya adalah Indentor atau indenter, anvil, mikroskop, elevating screw, dan hand wheel.

a). Mikroskop: Mikroskop berfungsi untuk melihat dan mengukur jejak indentasi. Hal ini karena indentasinya yang sangat kecil dan tidak mungkin diukur dengan alat ukur biasa sehingga objek ukur harus diperbesar.

b). Indentor atau Indenter merupakan bola pejal yang meneruskan beban uji dan bersentuhan dengan benda uji.

c). Anvil merupakan tempat meletakan benda uji

d). Elevating Screw berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan posisi ketinggian benda uji Anvil.

e). Hand Wheel merupakan pegangan yang berfungsi untuk memutar elevating screw.

f). Display Beban  merupakan indicator yang menunjukkan besarnya beban (satuan kgf) yang diberikan pada benda uji.

Jenis Ukuran Indentor Uji Kekerasan Brinell

Perbandingan antara ukuran indentor yang akan digunakan, besarnya beban yang akan diberikan serta kesesuaiannya dengan jenis dan ukuran bahan dapat dilihat pada table berikut.

Ukuran Indentor dan Tebal Bahan Benda Uji Kekerasan Brinell

Hubungan antara tebal benda uji dan ukuran indentor dengan besarnya beban P (kg.f) yang akan digunakan untuk pengujian dapat dilihat pada table berikut.

Hubungan jenis bahan dengan perbandingan P/D² untuk uji kekerasan Brinell ditunjukkan pada table berikut.

Untuk bahan yang berukuran ralatif kecil dan tipis, maka digunakan bola indentor yang lebih kecil.

Contoh Soal Perhitungan Uji Kekerasan Metoda Brinell

Suatu bahan dari baja yang cukup tipis dengan ketebalam 2 mm, tentukan beban dan diameter indentor yang harus digunakan untuk pengujian kekerasan tersebut.

Jawab

Untuk bahan baja, maka perbandingan P/D² adalah 30. Sedangkan indentor yang dapat digunakan untuk benda uji tebal 2,0mm adalah bola indentor berdiameter 2,5 mm dengan beban 187,5kg.

Atau dapat dinyatakan dengan perhitungan seperti berikut

P/D² = 30

P = 30 D²

P = 30 (2,5)²

P = 187,5 kgf

Waktu Penekanan Uji Kekerasan Brinell

Waktu penekanan ditentukan berdasarkan jenis bahan yang diuji yaitu :

waktu penekanan 15 detik untuk bahan  logam Ferro

waktu penekanan 30 detik untuk bahan Tembaga dan

waktu penekanan 1 menit untuk bahan Timah serta paduannya.

Ukuran diameter Indentor 10 mm memiliki toleransi sebesar ± 0,0025 mm, dan untuk yang lainnya ± 0,5 %.

Untuk percobaan pengujian bahan uji (speciment) dibentuk sesuai ukuran khususnya pada ketebalan standar pengujian kekerasan Brinell.

Permukaan bidang pengujian harus dihaluskan dan selama proses pembuatan harus diperhatikan jangan sampai temperature pengerjaan mengakibatkan terjadinya perubahan sifat bahan tersebut.

Dalam proses pengujian jarak indentasi tidak bolah terlalu berdekatan. Lakukan pengujian minimal 3 titik pengujian kemudian tentukan harga rata-ratanya untuk menghindari kesalahan dan perbedaan hasil pengujian.

Standar Penulisan Nilai Kekerasan Brinell

Dalam penulisan laporan hasil pengujian kekerasan Brinell sering dijumpai notasi dengan huruf HBS atau HBW. Huruf HBS merupakan singkatan dari kekerasan Brinell dengan indentor bola baja (Steel ball), sedangkan notasi huruf HBW merupakan singkatan dari kekerasan Brinell dengan bola wolfram/Tungsten karbida.

Angka kekerasan Brinell ditentukan sesuai dengan aturan dalam pengujian kekerasan Brinell yaitu seperti contoh berikut:

150HB10/3000/15

Artinya:

150 = Angka hasil pengujian

HB = Hardness Brinell

10 = Diameter Indentor

3000 = Beban pengujian (kg.f)

15 = Waktu pembebanan (detik)

Contoh sebuah benda uji memiliki kekerasan 130 HBS 5/250/30, artinya

130 = nilai kekerasan

HBS = Metoda uji hardness Brinell

S = indentor steel ball (bola baja)

5 = diameter bola indentor mm

250 = beban uji, kg.f

30 = waktu penekanan detik

Contoh, benda uji memiliki kekerasan dan ditulis 500 HBW 10/1000/15, artinya

 500 = nilai kekerasan

HB = metoda uji kekerasan Brinell,

W = indentor bola tungsten atau wolfram

10 = diameter indentor bola

1000 = beban uji kg.f

15 = waktu penekanan detik,

Keuntungan dan Kekurangan Uji Kekerasan Brinell

Pengujian kekerasan bahan dengan metode Brinell memilki beberapa keuntungan dan kekurangan seperti berikut,

Keuntungan Keunggulan Uji Kekerasan Brinell:     

▪ Dapat digunakan untuk menguji material yang tidak homogen.

▪ Preparasi Permukaan benda uji lebih sederhana tidak perlu sampai halus benar

▪ Pengukuran jejak penetrasi lebi mudah karena jejak relatif besar

Kelemahan Kekurangan Uji Kekerasan Brinell:   

▪ Membutuhkan ketelitian pada mengukur jejak penetrasi.

▪ Waktu pengujian relative lebih lama

▪ Tidak dapat menguji bahan yang tipis

Metoda Pengujian Kekerasan Rockwell.

Pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell paling banyak digunakan di bengkel- bengkel permesinan industri, karena prosesnya mudah dan nilai kekarasan benda uji dengan cepat diketahui.

Nilai kekerasan Rockwell dibaca langsung dari pesawat uji melalu dial indicator pada mesin uji. Pengujian kekerasana dengan sisitem Rockwell ini memiliki fungsi pemakaian yang cukup luas sehingga dapat digunakan pada berbagai jenis dan karakteristik bahan dengan tersedianya skala kekerasan untuk berbagai aplikasi.

Pengujian kekerasan metoda Rockwell menggunakan indentor berupa bola baja yang dikeraskan atau dapat juga menggunakan indentor berupa kerucut intan. Beban atau gaya yang digunakan untuk penekanan adalah bervariasi tergantung pada logam yang diuji. Nilai kekerasannya didasarkan pada kedalaman indentasi yang terjadi.

Bagian Utama Mesin Uji Kekerasan Rockwell.

Bagian bagian utama yang berada pada peralatan uji kekerasan Brinell diantaranya adalah Indikator nilai kekerasan, Indentor atau indenter, anvil, elevating screw, dan hand wheel. Contoh mesin uji kekerasan Rockwell ditunjukkan pada gambar berikut:

a). Dial Indikator atau Dial Gauge merupakan indicator yang menunjukkan angka / nilai kekerasan Rockwell benda hasil pengujian.

Pada gambar terlihat bahwa skala ukur kekerasan Rockwell dibedakan dengan warna merah dan hitam.  Warna Hitam digunakan untuk skala kekerasan Rockwell Cone atau Rockwell yang menggunakan indentor kerucut intan 120⁰. Sedangkan Warna Merah digunakan untuk skala kekerasan Rockwell Ball yang m enggunakan indentor bola baja.

Dial gauge pada mesin Rockwell memeiliki nilai maksimum 100, baik untuk warna hitam maupn warna merah. Satu nilai skala dial gauge sama dengan kedalaman penetrasi sejauh 0,002 mm.

b). Indentor atau Indenter merupakan bola pejal atau berbentuk cone yang meneruskan beban uji dan bersentuhan dengan benda uji.

c). Anvil merupakan tempat meletakan benda uji

d). Elevating Screw berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan posisi ketinggian benda uji Anvil.

e). Hand Wheel merupakan pegangan yang berfungsi untuk memutar elevating screw.

Jenis Indentor Uji Kekerasan Rockwell

Prinsip dasar penentuan kekerasan yang dilakukan dalam pengujian Kekerasan Rockwell ini berbeda dengan yang dilakukan oleh Brinell dan Vickers.  Pada pengujian kekerasan Brinell dan Vickers penentuan kekerasannya dengan melihat seberapa jauh bahan tersebut dapat menahan beban yang diberikan pada setiap satuan luas penampang (mm²) bidang benda uji (test piece) yang diuji.

Sedangkan pada pengujian kekerasan sistem Rockwell angka yang menunjukkam kekerasan bahan ditentukan oleh kedalaman jejak indentor yang diberi beban tertentu.

Jenis Indentor Pengujian Kekerasan Rockwell

Berdasarkan jenis indentornya, pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell dibedakan menjadi dua jenis indentor (alat penekan) yaitu Rockwell cone dan Rockwell ball.

􀁸 Rockwell Cone ialah pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell yang menggunakan indentor Kerucut bersudut intan 120⁰. Pada bagian ujung kerucut dibulatkan dengan jari-jari 0,2 mm.

Indentor kerucut intan sering disebut juga sebagai Brale. Rockwell Cone digunakan untuk benda uji yang relative keras.

􀁸 Rockwell Ball ialah pengujian kekerasan dengan sistem Rockwell yang menggunakan indentor Bola dengan berbagai ukuran diameter untuk berbagai aplikasi. Kekerasan Rockwell Bola digunakan untuk bahan atau logam yang relative lunak, lebih lunak dari kekerasan Rockwell Cone.

Indentor bola terbuat dari baja yang dikeraskan atau dari tungsten karbida dengan variasi diameter yaitu 1/16″, 1/8″, 1/4″, dan diameter 1/2″.

Cara Kerja Mesin Uji Kekerasan Rockwell

Pengujian kekerasan Rockwell dilakukan dengan cara menekan permukaan benda uji dengan suatu indentor sebanyak dua kali penekanan.

Penekanan pertama menggunakan beban 10 kg.f yang disebut sebagai beban minor, kemudian ditambah dengan beban kedua yang merupakan beban utama atau beban mayor. Besarnya beban mayor yang digunakan adalah 50 kg.f atau 90 kg.f atau 140 kg.f tergantung pada jenis indentor dan material benda uji (atau skala uji Rockwell-nya).

Beban utama kemudian dilepas, sedangkan beban minor tetap terpasang. Sehingga beban pada benda uji kembali pada beban minor.

Selisih jejak kedalaman penetrasi yang ditimbulkan oleh beban mayor dan beban minor merupakan nilai yang digunakan untuk menghitung kekerasan Rockwell.

Keterangan:

F₀ = beban pertama yaitu (beban minor)

F₁ = beban utama (beban mayor)

a = kedalaman penetrasi oleh beban minor F₀

b = kedalaman penetrasi oleh beban total (F₀ + F₁)

h = kedalaman penetrasi oleh beban mayor F₁

h = b – a

Penerapan beban minor pada dasarnya bertujuan untuk membantu memposisikan indentor pada benda uji secara tepat dan menghilangkan pengaruh dari ketidak rataan permukaan.

Permukaan benda uji menjadi siap untuk menerima beban utama (mayor). Dengan demikian permukaan benda uji tidak perlu dipreparasi sampai benar benar halus.

Skala Beban Uji Indentor Pengujian Kekerasan Rockwell

Dalam pemakaiannya, skala pengujian kekerasan Rockwell dipilih sesuai dengan ketentuan yang direkomendasikan sebagaimana pada table berikut.

Dari table dapat diketahui bahwa skala uji kekerasan Rockwell ditentukan oleh jenis Indentor dan besar beban penetrasinya. Misal Skala Rockwell A menggunakan indentor intan dengan beban penetrasi total sebesar 60 kg.f.

Jenis Logam Benda Uji Skala Uji Kekerasan Rockwell

Skala kekerasan Rockwell A digunakan untuk pengujian benda uji yang terbuat dari Cemented carbides, baja tipis dan baja dengan lapisan keras tipis.

Skala uji Rockwell C digunakan untuk mengetahui kekerasan benda uji yang terbuat dari baja,  besi cor keras, besi tempa perlitik dan baja dengan lapisan keras.

Perhitungan Nilai Kekerasan Metoda Rockwell

Pada uji kekerasan metode Rockwell, kedalaman penetrasi permanen yang dihasilkan dari penerapan beban utama atau mayor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

HR = E – e

Dengan keterangan,

HR = hardness Rockwell

E = 100, untuk indentor intan dan

E = 130, untuk indentor bola.

e = kedalaman penetrasi permanen karena beban utama (mayor) per 0,002 mm. atau

e = h/0,002

h = kedalaman penetrasi oleh beban utama setelah dilepas.

Contoh Soal Perhitungan Uji Kekerasan Rockwell

Misalnya pada pengujian digunakan indentor intan dengan kedalaman penetrasi beban utama adalah 0,084 mm, maka angka kekerasan Rockwell-nya adalah :

Jawab

Diketahui

h = 0,084

E = 100 (indentor intan)

Rumus Menghitung Kekerasan Rockwell Indentor Intan Kerucut

substitusikan nilai E dan h pada rumus berikut:

HR =E – (h/0,002)

HR = 100 – (0,084 : 0,002)

HR = 100 – 42 = 58 HR

Untuk kedalaman penetrasi yang sama jika digunakan indentor bola menjadi,

HR = 130 – (0,084 : 0,002)

HR = 130 – 42 = 88 HR

Di dalam prakteknya nilai kekerasan Rockwell dapat dibaca langsung pada dial gauge, atau ditampilkan pada layar monitor jika menggunakan mesin pengujian kekerasan Rockwell digital.

Cara penulisan nilai kekerasan Rockwell adalah dengan menulis nilai kekerasan yang diikuti dengan huruf HR yang artinya kekerasan Rockwell (Hardness Rockwell) dan dibelakangnya ditambah satu huruf yang menunjukkan  skala yang digunakan dalam pengujian.

Contoh Penulisan Nilai Kekerasa Metoda Rockwell

Sebuah benda uji memiliki kekerasan 65 HRC artinya

65 = nilai kekerasan

HR = Metoda uji, Hardness Rockwell

C = skala uji Rockwell, indentor intan, beban total 150 kg.f

Metoda Pengujian Kekerasan Vickers

Prinsip dari pengujian kekerasan metode Vickers mirip dengan metode Brinell. Sudut  indentor piramida berlian Vickers adalah 136 derajat, Jejak indentasi yang dihasilkan oleh indentor Vickers lebih jelas, daripada jejak indentor dari pengujian metoda Brinell. Sehingga metode ini memiliki akurasi yang lebih baik.

Karena kelebihannya ini, maka metoda Vickers lebih banyak digunakan dalam dunia penelitian dan pendidikan. Aplikasi dari metoda ini sangat luas, mulai untuk logam yang memiliki nilai Vickers rendah 5 HV pada logam yang lunak, sampai logam dengan nilai Vicker tinggi sekitar 1500 HV pada logam yang sangat keras.

Prinsip Kerja Mesin Uji Kekerasan Material dengan Metode Vickers

Metode pengujian kekerasan Vickers dilaksanakan dengan cara menekan benda uji atau spesimen dengan indentor intan yang berbentuk piramida dengan alas segi empat dan besar sudut dari permukaan-permukaan yang berhadapan 136°. Penekanan oleh indentor akan menghasilkan suatu jejak atau lekukan pada permukaan benda uji.

Jenis Beban Uji Kekerasan Vickers

Beban, yang digunakan sangat bervariasi mulai dari 1kgf sampai 120 kgf, untuk uji kekerasan makro, dan 15 – 1000 gram untuk uji kekerasan makro.

Waktu yang digunakan untuk pembebanan indentasi biasanya adalah selama 30 detik.

Penekanan oleh indentor akan menghasilkan suatu jejak atau lekukan pada permukaan benda uji seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

D = (d₁ + d₂)/2

Untuk mengetahui nilai kekerasan benda uji, maka diagonal rata-rata dari jejak tersebut harus diukur terlebih dahulu dengan memakai mikroskop.

Nilai kekerasan Vickers dapat diperoleh dengan membagi besar beban uji yang digunakan dengan luas permukaan jejak.

HV = F/A

HV = hardness Vickers

F = beban uji

A = luas jejak penetrasi

Rumus Menghitung Nilai Kekerasan Metoda Vickers

Nilai kekerasan Vickers (HV) dapat dinyatakan dengan formula sebagai berikut:

HV = 1,854 x F/D²

HV = hardness vickers

F = beban yang diterapkan, kg

D = Panjang rerata diagonal jejak indentasi, mm

Panjang diagonal dari jejak indentasi diukur dengan menggunakan mikroskop optik, yang biasanya merupakan bagian integral atau satu kesatuan dari peralatan uji Vickers.

Beban dan Waktu Penetrasi Uji Kekerasan Vickers

Rentang beban ujj yang digunakan pada pengujian kekerasan Vickers berkisar antara 1 kgf sampaj 120 kgf, dan beban uji yang umum digunakan adalah 5, 10, 30 dan 50 kgf. Sedangkan waktu penerapan beban uji (dwell time) standar biasanya dilaksanakan selama 10 -15 detik.

Jarak Antar Titik Uji Kekerasan Vickers

Di dalam pengujian kekerasan Vickers perlu diperhatikan mengenai jarak minimal dari titik pusat jejak ke bagian pinggir spesimen, di mana menurut standar ASTM adalah sebesar 2,5 kali diagonal jejak. Dan jarak minimal antara jejak-jejak yang berdekatan juga 2,5 kali diagonal jejak.

Sedangkan menurut standar ISO, jarak minimal dari titik pusat jejak ke bagian pinggir benda uji adalah 2,5 d untuk baja dan paduan tembaga dan 3 d untuk logam-logam ringan, sementara jarak minimal antara jejak adalah 3 d untuk baja dan paduan tembaga, dan 6 d untuk logam-logam ringan.

Bagian Utama Mesin Uji Kekerasan Vickers

Ada beberapa jenis mesin yang digunakan untuk melaksanakan pengujian kekerasan Vickers, seperti mesin Vickers dengan tenaga hidrolik, mesin Vickers mekanis, mesin Vickers digital, mesin Vickers semi otomatis, dan mesin Vickers otomatis penuh.

Bagian bagian utama yang berada pada peralatan uji kekerasan vicker diantaranya adalah Indentor atau indenter, anvil, elevating screw, dan hand wheel, lensa mata dan lensa objek. Contoh mesin uji kekerasan Vicker ditunjukkan pada gambar berikut:

a). Indentor atau indenter uji kekerasan Vickers hanya menggunakan satu jenis indentor, yaitu indentor intan berbentuk piramid yang dapat digunakan untuk menguji hampir semua jenis logam mulai dari yang lunak hingga yang keras.

b). Anvil merupakan tempat meletakan benda uji, bisa bergerak maju mundur, dan ke kiri kanan (x-y anvil)

c). Elevating Screw berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan posisi ketinggian benda uji Anvil.

d). Hand Wheel merupakan pegangan yang berfungsi untuk memutar elevating screw.

e). Lensa Mata merupakan lensa yang dekat dengan mata

f). Lensa Objektif merupakan lensa yang dekat dengan benda uji.

Jenis Jejak Penetrasi Uji Kekerasan Vickers

Pada umumnya ada 3 jenis bentuk jejak (lekukan) yang dihasilkan oleh penekanan indentor, yaitu bentuk persegi sempurna, bentuk bantal dan jejak berbentuk tong.

Gambar a) merupakan jejak bentuk persegi yang sempurna, gambar b) jejak yang dihasilkan karena terjadinya pengerutan logam di sekitar permukaan dan gambar c) jejak dengan bentuk seperti tong umumnya terjadi pada logam hasil pengerjaan dingin (cold working).

Preparasi Permukaan Benda Uji

Pengujian kekerasan Vickers mensyaratkan permukaan yang benar benar halus tanpa goresan Kualitas ini dapat diperoleh melalui tahapan grinding dan polishing metalografi.

Standar Pengujian Vickers

Standar pengujian kekerasan Vickers secara terdapat pada standar- standar berikut,

ASTM E92: Metode standar pengujian kekerasan Vickers untuk bahan logam.

ASTM E384: Metode pengujian standar kekerasan mikro material

ISO 6507-1: Bahan logam – Pengujian kekerasan Vickers – Bagian Metode pengujian.

Standar Penulisan Nilai Kekerasan Vickers

Cara penulisan kekerasan Vickers biasanya ditulis dalam bentuk angka yang diikuti dengan notasi huruf HV (Hardness Vickers) dan besarnya beban uji.

Sebagai contoh: Suatu benda uji logam memiliki kekerasan dan dinyatakan dengan 180 HV 30, artinya:

180 = kekerasan benda uji

HV = metoda uji kekerasan Vickers

30 = beban uji 30 kg.f

Lama waktu penekanan beban (dwell time) adalah 10 – 15 detik

Jika waktu penerapan beban diluar rentang 10 – 15 detik, maka waktu penerapan beban ujinya harus  dicantumkan. Contoh:  350 HV 100/20, artinya

350 = kekerasan benda uji

HV = metoda uji kekerasan Vickers

100 = beban uji 50 kg.f

20 = waktu penekanan 20 detik.

Keuntungan dan kekurangan pengujian kekerasan Vickers

Dibandingkan dengan pengujian kekerasan lainnya, pengujian kekerasan Vickers mempunyai beberapa keuntungan dan juga kerugian (kekurangan), seperti berikut.

Kelebihan Keuntungan Uji Kekerasan Vickers:        

▪ Menggunakan satu jenis indentor untuk untuk berbagai kekerasan logam.

▪ Nilai kekerasan lebih akurat.

▪ Metode Vickers dapat digunakan untukberbagai jenis logam.

Kelemahan Kekurangan Uji Kekersan Vickers:   

▪ Secara keseluruhan, waktu pelaksanaan pengujian lama.

▪ Memerlukan waktu pengukuran lebih lama, karena secara optik.

▪ Permukaan benda uji harus dipreparasi secara baik, butuh waktu preparasi

Uji Kekerasan Mikro Vickers

Metode uji kekerasan Vickers dapat digunakan untuk uji kekerasan mikro (Vickers microhardeness test). Rentang beban uji yang digunakan pada pengujian kekerasan mikro Vickers ini adalah antara 1 gf hingga 1000 gf (1 kgf).

Pengujian kekerasan mikro Vickers sangat cocok untuk penelitian yang membutuhkan akurasi uji kekerasan pada struktur mikro fasa, butiran atau untuk uji pada bahan yang tipis, lapisan dari benda uji yang permukaannya dikeraskan, keramik, dan komposit.

Daftar Pustaka:

1. Anrinal, 2013, “Metalugri Fisik”, Penerbit CV. Andi Offset, Yogyakarta.
2. Callister, Jr. William D. ,2010,  “Materials Science And Engineering An Introduction”, 8th edition, Utah, John Wiley & Sons,inc.
3. George E. Dieter, 1988, “ Mechanical Metallurgy”, SI Metric Edition, Maryland USA, McGraw-Hill Book Company UK Limited.
4. Betzalel Avitzur, 1983, “Handbook of Metal-Forming Process”, John Wiley & Sons Inc., New York.
5. Lange, K. 1985, “Handbook of Metal Forming”, MC Graw-Hill, New Jersey
6. Hosford, W. F., 1993, “Metal Forming, Mechanics & Metallurgy”, Second edition, Printice-Hill, Inc., New Jersey.
7. Backofen, W. A., 1972, “Deformation Processing”, Addison-Willey Publishing Company, Massachusett.
8. Dieter, G.E., 1988,”Workability Testing Techniques”, ASM, Metal Park, Ohio.

Versi Awal

Pengertian Kekerasan Bahan Logam. Kekerasan adalah ketahanan bahan atau logam terhadap deformasi yaitu deformasi tekan atau indentasi. Pada umumnya pengujian kekerasan bertujuan untuk mengukur tahanan dari bahan atau logam terhadap deformasi plastis. Prinsip pengukurannya adalah dengan memberi gaya tekan melalui sebuah indentor pada permukaan bahan atau logam. Kemudian luas atau dimensi atau diameter dari jejak penekanan/indentasi diukur.

Biasanya indentor atau alat tekan yang digunakan pada uji kekerasan adalah berbentuk bola, piramida atau konis, kerucut., Nilai kekerasannya dihitung dari jejak indentasinya dengan menggunakan formula tertentu sesuai metoda ujinya.

Metoda pengukuran kekerasan yang umum digunakan untuk mengetahui ketahanan dari logam adalah metoda Rockwell, Vickers, dan Brinell.

1. Metoda Pengujian Kekerasan Brinell

Pada metoda Brinell, identor yang digunakan berbentuk bola yang terbuat dari baja yang telah dikeraskan. Beban atau gaya penekanan yang diberikan adalah antara 500 – 3000 kilogram. Nilai kekerasannya merupakan perbandingan antara beban penekanan terhadap luas identasi. Skematika dan Formulasi untuk menghitung nilai kekerasan metoda Brinell adalah sebagai berikut:

HBN = 2F/ (3.14D x (D-(D² – D_i²)^½))

BHN = Bilangan kekerasan Brinell, the Brinell hardness number
F = Beban, Gaya tekan dalam kg, the imposed load in kg
D = Diameter Indentor Bola dalam mm,  the diameter of the spherical indenter in mm
D_i = Diameter jejak indentasi dalam mm, diameter of the resulting indenter impression in mm

2. Metoda Pengujian Kekerasan Rockwell.

Pengujian kekerasan metoda Rockwell menggunakan indentor berupa bola baja yang dikeraskan atau dapat juga menggunakan indentor berupa kerucut intan. Beban atau gaya yang digunakan untuk penekanan adalah bervariasi tergantung pada logam yang diuji. Nilai kekerasannya didasarkan pada kedalaman indentasi yang terjadi.

Nilai kekerasan metoda Rockwell dibagi dalam Skala kekerasan yaitu: kekerasan Rockwell skala C, biasa ditulis dengan HRC. Kekerasan Rockwell skala B ditulis dengan HRB. Kekerasan Rockwell skala B digunakan untuk bahan atau logam yang relative lunak, sedangkan Rockwell skala C digunakan untuk logam yang relative keras.

Kekerasan Rockwell B menggunakan indentor bola baja berdiameter  1,6 mm dengan beban 100 kilogram. Sedangkan kekerasan Rockwell skala C menggunakan indentor kerucut intan dengan beban penekanan sebesar 150 kilogram.

3. Metoda Pengujian Kekerasan Vickers

Prinsip dari pengujian kekerasan metode Vickers mirip dengan metode Brinell.
sudut  indentor piramida berlian Vickers adalah 136 derajat, Jejak indentasi yang dihasilkan oleh indentor Vickers lebih jelas, daripada jejak indentor dari pengujian metoda Brinell. Sehingga metode ini memiliki akurasi yang lebih baik.

Karena kelebihannya ini, maka metoda Vickers lebih banyak digunakan dalam dunia penelitian dan pendidikan. Aplikasi dari metoda ini sangat luas, mulai untuk logam yang memiliki nilai Vickers rendah 5 HV pada logam yang lunak, sampai logam dengan nilai Vicker tinggi sekitar 1500 HV pada logam yang sangat keras.

Beban, yang digunakan sangat bervariasi mulai dari 1kgf sampai 120 kgf, untuk uji kekerasan makro, dan 15 – 1000 gram untuk uji kekerasan makro. Waktu yang digunakan untuk pembebanan indentasi biasanya adalah selama 30 detik. Bilangan kekerasan Vickers (HV) dihitung dengan formula:

HV = 1,854 x F / D ²

F = beban yang diterapkan, kg

D = panjang diagonal jejak indentasi, mm

Panjang diagonal dari jejak indentasi diukur dengan menggunakan mikroskop optik, yang biasanya merupakan bagian integral atau satu kesatuan dari peralatan uji Vickers.

Pengertian Kekerasan Bahan Logam dan bentuk indentor uji Kekerasan. Prinsip pengukuran kekerasan bahan logam dengan Cara mengukur kekerasan bahan logam dan Uji Kekerasan metoda Rockwell. Uji kekerasan Vickers atauaUji Kekerasan  Brinell dengan Rumus perhitungan kekerasan Brinell. Rumus perhitungan kekerasan Rockwell dan Rumus perhitungan kekerasan Vickers.

Bentuk dan bahan indentor metoda Rockwell dan Bentuk dan bahan indentor metoda brinell dan vickers dengan Jenis metoda uji kekerasan bahan logam. Metoda Pengujian Kekerasan Brinell dan Metoda Pengujian Kekerasan Rockwell.  Metoda Pengujian Kekerasan Vickers dengan Metoda Pengujian Kekerasan Rockwell HRB. Pengujian Kekerasan Rockwell HRC.