pengujian kekerasan

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 mangalami pergesekan (frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering).

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

Tanaman jarak menghasilkan biji jarak pagar yang terdiri dari 65 persen berat kernel (daging buah) dan 35 persen berat kulit. Inti biji (kernel) jarak pagar mengandung sekitar 50 persen minyak sehingga dapat diekstrak menjadi minyak jarak dengan cara mekanis.Minyak jarak dihasilkan dari daging buah biji jarak melalui proses ekstraksi dengan menggunakan mesin pengepres minyak. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa kadar lemak kasar yang terdapat pada biji jarak adalah 47.25%, protein kasar 24.60% , serat kasar 10.12%, kadar air 5.5%, abu 4.5% dan karbohidrat 7.99%.

Minyak jarak adalah minyak nabati yang diperoleh dari ekstraksi biji tanaman jarak. Dalam bidang farmasi dikenal pula sebagai minyak kastroli. Minyak ini serba guna dan memiliki karakter yang khas secara fisik. Minyak jarak pagar memiliki sifat sebagai berikut : flash point 236 ⁰C, densitas pada 15 ⁰C adalah 0,9177 g/cm3, viskositas pada 30 ⁰C adalah 49,15 mm2/s, residu karbon(dalam 10% residu destilasi) 0,34 % (m/m), kandungan debu sulfat 0,007% (m/m), pour point -2,5 ⁰C, kandungan sulfur <1>

Keistimewaan minyak jarak, pada suhu ruang berfasa cair dan tetap stabil pada suhu rendah maupun suhu sangat tinggi sehingga tidak berubah sifat (akan tetap dalam bentuk cair) dalam suhu panas maupun dingin bahkan hingga 17 ⁰C. Sifat spesifik lain minyak ini, banyak dipakai sebagai bahan industri karena gugusan hidroksil yang letaknya dekat dengan ikatan rangkap. Keistimewaan lainnya, sebagian besar asam lemaknya tidak jenuh. Asam lemak yang ikut menyusun trigliserida minyak jarak adalah14,2 % asam palmitat, 6,9 % asam stearat, 43,2 % asam oleat dan 34,3 % asam linoleat.

Pada umumnya wujud BBN dari biji jarak ini seperti minyak goreng, kental, licin, dan baunya tidak mencolok. Minyak jarak Jatropha curcas L berwarna kuning bening, memiliki bilangan iodine tinggi yaitu 105,2 mg yang berarti kandungan minyak tak jenuhnya sangat tinggi, terutama terdiri atas asam oleat dan linoleat yang mencapai 90%. Selain itu minyak jarak pagar (Jatropha curcas L) mempunyai ikatan rangkap sehingga viskositasnya rendah (encer), sedangkan minyak jarak kepyar (Ricinus communis), tidak memiliki ikatan rangkap dan mempunyai gugus OH sehingga minyaknya lebih kental. Pada suhu 25⁰C viskositas minyak jarak kepyar/ricinus mencapai 600-800 cP dan pada suhu 100⁰C mencapai 15-20 cP, sehingga minyak jarak kepyar/ricinus sesuai untuk digunakan sebagai pelumas.

Pemanfaatan minyak jarak dan turunannya (derivat) sangat luas dalam berbagai industri:sabun, pelumas, minyak rem dan hidrolik, cat, varnish, pewarna, plastik tahan dingin,pelindung (coating), tinta, malam dan semir, nilon, farmasi (1% dari total produk dunia), dan parfum. Dalam jumlah kecil minyak jarak dan turunannya juga digunakan untuk pembuatan kosmetik, semir dan lilin. Sebelum digunakan untuk berbagai keperluan, minyak jarak perlu diolah lebih dahulu. Pengolahan ini meliputi dehidrasi, oksidasi, hidrogenasi, sulfitasi, penyabunan dan sebagainya. Pengolahan tersebut mengakibatkan perubahan sifat fisiko-kimia minyak jarak.1. Brinnel (HB / BHN)
2. Rockwell (HR / RHN)
3. Vikers (HV / VHN)
4. Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai-red)
Pemilihan masing-masing skala (metode pengujian) tergantung pada :
a. Permukaan material
b. Jenis dan dimensi material
c. Jenis data yang diinginkan
d. Ketersedian alat uji

1. Brinnel
Pengujian kekerasan dengan metode Brinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinnel sampai 400 HB, jika lebih dati nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun Vickers. Angka Kekerasan Brinnel (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi (Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten. Jika diameter Identor 10 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 3000 N sedang jika diameter Identornya 5 mm maka beban yang digunakan (pada mesin uji) adalah 750 N. Dalam Praktiknya, pengujian Brinnel biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HB 5 / 750 / 15 hal ini berarti bahwa kekerasan Brinell hasil pengujian dengan bola baja (Identor) berdiameter 5 mm, beban Uji adalah sebesar 750 N per 0,102 dan lama pengujian 15 detik. Mengenai lama pengujian itu tergantung pada material yang akan diuji. Untuk semua jenis baja lama pengujian adalah 15 detik sedang untuk material bukan besi lama pengujian adalah 30 detik.
2. Vickers
Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap intan berbentuk piramida dengan sudut puncak 136 Derajat yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Secara matematis dan setelah disederhanakan, HV sama dengan 1,854 dikalikan beban uji (F) dibagi dengan diagonal intan yang dikuadratkan. Beban uji (F) yang biasa dipakai adalah 5 N per 0,102; 10 N per 0,102; 30 N per 0,102N dan 50 per 0,102 N. Dalam Praktiknya, pengujian Vickers biasa dinyatakan dalam (contoh ) : HV 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 15 detik. Contoh lain misalnya HV 30 / 30 hal ini berarti bahwa kekerasan Vickers hasil pengujian dengan beban uji (F) sebesar 30 N per 0,102 dan lama pembebanan 30 detik.
3. Rockwell
Skala yang umum dipakai dalam pengujian Rockwell adalah :
a. HRa (Untuk material yang sangat keras)
b. HRb (Untuk material yang lunak). Identor berupa bola baja dengan diameter 1/16 Inchi dan beban uji 100 Kgf.
c. HRc (Untuk material dengan kekerasan sedang). Identor berupa Kerucut intan dengan sudut puncak 120 derjat dan beban uji sebesar 150 kgf.
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji (speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.