Metode Pengujian Kekerasan Pada Material Industri

Uji Keras merupakan pengujian yang palig efektif. mengapa disebut pengujian paling efektif ? karena kita dapat dengan mudah mengetahui gambaran sifat mekanis suatu material. Meskipun pengukuran hanya dilakukan pada suatu titik, atau daerah tertentu saja, nilai kekerasan cukup valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan melakukan uji keras, material dapat dengan mudah di golongkan sebagai material ulet atau getas.

 

Hardness ( kekerasan ) dari karet adalah perlawanan dari permukaan karet terhadap penetrasi dari beban dg berat tertentu dan ujungnya berbentuk bola atau kerucut. Untuk yang berbentuk bola disebut IRHD ( International Rubber Hardness Degrees )  dan yang kerucut : Shore hardness degrees. Satuan atau unit untuk hardness adalah derajat (degrees ). dan berkisar dari 0 s/d 100.  Nul ( 0 ) absolut lembut dan 100 sangat keras.

 

Metode Pengujian Kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mengalami pergesekan (frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering).

 

Kekerasan diartikan juga sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :

 

1. Brinnel (HB / BHN)
2. Rockwell (HR / RHN)
3. Vikers (HV / VHN)
4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red)

 

Pengujian Kekerasan Brinell

 

 

Pengujian brinell adalah salah satu cara pengujian kekerasan yang paling banyak digunakan. Pada pengujian brinel digunakan bola baja yang dikeraskan sebagai indentor. Kekerasan Brinel zl dihitung sebagai

 

BHN=Luas tampak tekan

 

P = gaya tekan (kg)

D = diameter bola indentor [mm] d= diameter tampak tekan [mm]

 

Pengujian kekerasan Rockwell

Pada cara rockwell pengukuran langsung dilakukan oleh mesin, dan mesin langsung menunjukan angka kekerasan dari bahan yang di uji. Cara ini lebih cepat dan lebih akurat. Pada cara rockwell yang normal , permukaan logam yang di uji di tekan oleh indentor dengan gaya tekan 10 kg, beban awal (minor load Po) sehinga ujung indikator menembus permukan sedalam h.

 

 

Selama itu penekanan di teruskan dengan memberikan beban utama di lepas; hanya tinggal beban awal pada saat ini kedalaman penetrasi ujung indentor adalah Dengan cara rokwell dapat digunakan beberapa skala tergantung pada kombinasi jenis indentor dan besar beban utama yang digunakan. Macam skala dan jenis indentor serta besar beban utama dapat dilihat pada tabel berikut :

 

Various Rockwell scales[11]
Scale	Abbreviation	Load	Indenter	Use
A	HRA	60 kgf	120° diamond cone†	Tungsten carbide
B	HRB	100 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere	Aluminium, brass, and soft steels
C	HRC	150 kgf	120° diamond cone	Harder steels >B100
D	HRD	100 kgf	120° diamond cone
E	HRE	100 kgf	1⁄8-inch-diameter (3.175 mm) steel sphere
F	HRF	60 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere
G	HRG	150 kgf	1⁄16-inch-diameter (1.588 mm) steel sphere
†Also called a brale indenter

 

Pengujian kekerasan Vickers

Uji kekerasan rockwell ini juga didasarkan  kepada penekanan sebuah indentor dengan suatu gaya tekan tertentu kepermukaan yang rata dan bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya. Setelah gaya tekan dikembalikan ke gaya minor maka yang dijadikan dasar perhitungan nilai kekerasan rockwell bukanlah hasil pengukuran diameter ataupun diagonal bekas lekukan tetapi justru “dalamnya bekas lekukan yang terjadi itu”.

 

 

Inilah cara rockwell dibandingkan dengan cara pengujian kekerasan lainnya. Angka kekerasan vickers dihitung dengan :

• HV = {2P sin (α/2)}/d² = 1,854 P/d²
• Dimana : P = gaya tekan (kg)
• D = diagonal tampak tekan rata rata (mm)
• α = sudut puncak indentor = 136®

hasil pengujian kekerasan vickers ini tidak akan bergantung pada besar gaya tekan (tidak seperti pada Brinell), dengan gaya tekan yang berbeda akan menunjukan hasil yang sama untuk bahan yang sama. dengan demikian vickers dapat mengukur kekrasan bahan mulai dari yang sangat lunak (5HV) sampai yang amat keras (1500HV) tanpa perlu mengganti gaya tekan.

 

Kekerasan Mayer

mayer ternyata mengukur kekerasan yang hampir sama dengan brinell menentukan identor bola hanya saja angka kekerasannya tidak dihitung dengan luas permukaan tampak tekan, tetapi dihitung dengan luas proyeksi tampak ditekan. angka kekerasan mayer :

 

• P = 4P/(πd²)
• Dimana : p = gaya tekan (kg)
• D = diameter tampak tekan (mm)

Dengan cara ini pengukuran tidak lagi terpengaruh oleh besarnya gaya tekan yang digunakan untuk menekan indentor ( jadi tidak seperti brinell). Hasilnya akan sama walaupun pengukuran dilakukan dengan gaya tekan berbeda.

 

Microhardness test

Pada mikro vicker, indentor yang di gunakan juga sama seperti pada vickers biasa, juga cara perhitungan angka kekerasannya, hanya saja gaya tekan yang di gunakan kecil sekali , 1 sampai 1000 garam  dan panjang diagonal indentasi diukur dalam mikron.

 

Angka kekerasan knoop dihitung sebagai berikut :

 

• HK = 14,229 P/ l
• Diman : P = gaya tekan (kg)
• l = panjang diagonal tamapk tekan yang panjang (micron)

mengingat bentuk identornya maka knoopakan menghasilkan identitas yang sangat dangkal jika dibandingkan dengan vickers, sehiingga sangat cocok untuk pengujian kekerasan pada lapisan yang sangat tipis pemilihan masing-masing skala metode pengujian bergantung pada :

1. Permukaan material
2. Jenis dan dimensi material
3. Jenis data yang diinginkan
4. Ketersedian alat uji