Pengetahuan sebelumnya tentang tingkat kekerasan suatu material membantu menilai seberapa mudah material dapat dikerjakan atau bagaimana perilakunya dalam operasi. Berikut ini beberapa metode pengujian kekerasan.

https://rime.de/

Apa itu kekerasan?

Kekerasan bahan didefinisikan sebagai ketahanan bahan tertentu terhadap deformasi plastis lokal atau lekukan. Istilah ini juga dapat digunakan untuk menggambarkan ketahanan material terhadap goresan, abrasi, atau pemotongan.

Sehubungan dengan logam, kekerasan paling sering digunakan untuk menilai kemampuannya untuk menahan deformasi permanen karena beban yang diterapkan terkonsentrasi. Semakin besar kekerasan logam, semakin besar kemampuannya untuk mempertahankan bentuknya dengan adanya kekuatan eksternal.

Kekerasan logam sebagian besar tergantung pada parameter lain seperti kekakuan, kekuatan, regangan, daktilitas, dan kekuatan luluh. Mengetahui kekerasan logam sangat berguna karena membantu dalam pemilihan bahan yang tepat untuk aplikasi tertentu.

Metode pengujian kekerasan

Tidak seperti sifat material lain yang terdefinisi dengan baik, tidak ada skala standar untuk mengukur kekerasan. Bahan diuji menggunakan berbagai metode, dengan masing-masing pengujian menyatakan kekerasan menggunakan skalanya sendiri yang ditentukan secara arbitrer.

Berikut ini adalah beberapa metode pengujian kekerasan

Uji Kekerasan Brinell

Uji kekerasan Brinell memerlukan pengukuran diameter lekukan yang disebabkan oleh gaya terkonsentrasi konstan yang diterapkan oleh indentor bola baja atau karbida pada benda uji.

Indentor bola baja pertama kali ditempatkan dalam kontak dengan material sebelum gaya konstan diterapkan dan dipertahankan selama 10 hingga 15 detik, yang dikenal sebagai waktu diam.

Setelah waktu tinggal selesai, indentor bola dihilangkan, meninggalkan lekukan berbentuk bulat pada sampel.

Metode uji kekerasan ini membuat lekukan terluas dan terdalam. Ini memberikan rata-rata uji kekerasan pada area permukaan material yang lebih luas, yang memiliki keuntungan dengan memperhitungkan ketidakteraturan permukaan dan butiran pada logam.

Namun, uji kekerasan Brinell lebih lambat dari metode uji lainnya dan meninggalkan kesan permanen yang besar pada benda uji.

Uji Kekerasan Rockwell

Uji kekerasan Rockwell mengevaluasi kekerasan material dengan mengukur kedalaman lekukan permanen akibat beban terkonsentrasi yang diterapkan. Semakin tinggi angka pada skala kekerasan Rockwell, semakin keras materialnya.

Metode pengujian kekerasan ini dilakukan dengan menerapkan gaya minor 10 Kg menggunakan kerucut berlian atau indentor bola baja pada permukaan material. Kedalaman lekukan dari beban awal ini dicatat dan digunakan sebagai titik acuan.

Beban utama yang ditentukan kemudian diterapkan untuk waktu diam yang ditentukan, selanjutnya menjorok benda uji. Selisih antara posisi referensi dan kedalaman lekukan akibat beban utama dihitung dan dicatat sebagai kedalaman lekukan permanen.

Uji kekerasan Rockwell dikembangkan agar tidak terlalu merusak dan lebih murah daripada uji Brinell. Mengukur kekerasan menggunakan kedalaman diferensial membantu menghilangkan kesalahan karena ketidaksempurnaan permukaan.

Selain itu, nilai kekerasan dapat dibaca tanpa peralatan optik tambahan, menjadikannya salah satu metode pengujian kekerasan yang paling umum.

Uji Kekerasan Vickers

Uji kekerasan Vickers melibatkan penggunaan indentor piramida segi empat berbasis persegi, dengan gaya konstan yang ditentukan secara tepat pada benda uji untuk mengevaluasi luas permukaan lekukan. Spesimen pertama diangkat sampai bersentuhan dengan indentor.

Gaya uji kemudian diterapkan oleh indentor ke benda uji, perlahan-lahan meningkat hingga mencapai nilai yang ditentukan. Gaya ini kemudian ditahan untuk waktu tinggal yang sesuai dan luas permukaan lekukan berbentuk intan atau persegi dihitung.

Dengan menggunakan indentor berbentuk berlian sebagai lawan dari bola (seperti dalam uji kekerasan Brinell dan Rockwell), uji kekerasan Vickers dapat dilakukan dengan menggunakan lebih sedikit kekuatan dan dapat mencapai tingkat akurasi yang lebih tinggi.

Dengan memperbesar permukaan logam uji, pengujian dapat digunakan untuk menargetkan komposisi mikrostruktur seperti martensit atau bainit.

Karena uji kekerasan Vickers memerlukan penggunaan optik dan peralatan ukur serta persiapan bahan, biayanya cenderung lebih tinggi daripada uji kekerasan lainnya dan juga dapat memakan waktu lebih lama untuk diselesaikan dibandingkan dengan uji Rockwell.

Uji Kekerasan Knoop

Metode pengujian kekerasan Knoop sangat mirip dengan uji kekerasan Vickers di mana indentor berbentuk berlian/piramida diterapkan pada bahan uji untuk waktu diam tertentu. Namun, indentor Knoop adalah berlian memanjang, sehingga memungkinkan untuk menguji bahan rapuh dan lapisan tipis tanpa retak.

Indentor Knoop memiliki diagonal utama yang kira-kira tiga kali lebih panjang dari diagonal Vickers dan menembus bahan sekitar setengah kedalaman uji Vickers, sehingga lebih cocok untuk menguji bahan rapuh seperti keramik.

Uji kekerasan Knoop menciptakan lekukan rombohedral, dengan satu diagonal tujuh kali lebih panjang dari yang lain.

Uji Kekerasan Mohs

Uji kekerasan Mohs, tidak seperti pengujian yang disebutkan sebelumnya, tidak melibatkan penerapan gaya melalui indentor. Tes ini mengukur kekerasan relatif suatu bahan dengan menentukan seberapa baik bahan itu tahan terhadap goresan oleh zat lain.

Dikembangkan oleh ahli geologi dan mineralogi Jerman, Friedrich Mohs, kekerasan suatu material ditentukan dengan mengamati apakah permukaannya dapat tergores oleh material lain yang diketahui kekerasannya.

Nilai numerik ditetapkan untuk properti ini dengan memeringkat mineral di sepanjang skala kekerasan (skala Mohs) yang terdiri dari 10 mineral. Semakin tinggi angka pada skala, semakin keras mineral tersebut.

Misalnya, jika suatu zat yang tidak diketahui kekerasannya digores oleh ortoklas tetapi tidak dengan apatit, maka kekerasan Mohsnya antara 5 dan 6.

Peningkatan kekerasan pada skala kekerasan Mohs sangat arbitrer dan tidak linier atau proporsional. Karena alasan inilah tes ini banyak digunakan untuk menentukan hanya kekerasan relatif mineral dan tidak digunakan pada bahan lain seperti logam.

Itulah informasi mengenai berbagai metode pengujian kekerasan. Syaf Unica Indonesia menyediakan berbagai produk alat kesehatan yang berkualitas.