Kemampuan suatu material logam untuk menahan lekukan permukaan akibat benda keras disebut kekerasan. Menurut metode pengujian dan cakupan aplikasi yang berbeda, kekerasan dapat dibagi menjadi kekerasan Brinell, kekerasan Rockwell, kekerasan Vickers, kekerasan Shore, kekerasan mikro, dan kekerasan suhu tinggi. Terdapat tiga kekerasan yang umum digunakan untuk pipa: kekerasan Brinell, Rockwell, dan Vickers.
A. Kekerasan Brinell (HB)
Gunakan bola baja atau bola karbida dengan diameter tertentu untuk menekan permukaan sampel dengan gaya uji yang ditentukan (F). Setelah waktu penahanan yang ditentukan, lepaskan gaya uji dan ukur diameter lekukan (L) pada permukaan sampel. Nilai kekerasan Brinell adalah hasil bagi yang diperoleh dengan membagi gaya uji dengan luas permukaan bola yang tertekan. Dinyatakan dalam HBS (bola baja), satuannya adalah N/mm2 (MPa).
Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumus tersebut: F – gaya uji yang ditekan ke permukaan sampel logam, N;
D – Diameter bola baja untuk pengujian, mm;
d – diameter rata-rata lekukan, mm.
Pengukuran kekerasan Brinell lebih akurat dan dapat diandalkan, tetapi umumnya HBS hanya cocok untuk material logam di bawah 450 N/mm² (MPa), dan tidak cocok untuk baja yang lebih keras atau pelat yang lebih tipis. Di antara standar pipa baja, kekerasan Brinell adalah yang paling banyak digunakan. Diameter lekukan d sering digunakan untuk menyatakan kekerasan material, yang intuitif dan praktis.
Contoh: 120HBS10/1000130: Artinya nilai kekerasan Brinell yang diukur menggunakan bola baja berdiameter 10 mm di bawah gaya uji 1000 Kgf (9,807 KN) selama 30 detik adalah 120 N/mm2 (MPa).
B. Kekerasan Rockwell (HR)
Uji kekerasan Rockwell, seperti uji kekerasan Brinell, adalah metode uji indentasi. Perbedaannya terletak pada pengukuran kedalaman indentasi. Artinya, di bawah aksi berurutan dari gaya uji awal (Fo) dan gaya uji total (F), indentor (kerucut atau bola baja dari pabrik baja) ditekan ke permukaan sampel. Setelah waktu penahanan yang ditentukan, gaya utama dihilangkan. Gaya uji tersebut kemudian digunakan untuk menghitung nilai kekerasan dengan menggunakan peningkatan kedalaman indentasi sisa yang terukur (e). Nilainya berupa angka anonim, yang dilambangkan dengan simbol HR, dan skala yang digunakan meliputi 9 skala, termasuk A, B, C, D, E, F, G, H, dan K. Di antara skala tersebut, skala yang umum digunakan untuk pengujian kekerasan baja umumnya adalah A, B, dan C, yaitu HRA, HRB, dan HRC.
Nilai kekerasan dihitung menggunakan rumus berikut:
Saat melakukan pengujian dengan skala A dan C, HR=100-e
Saat pengujian dengan skala B, HR=130-e
Dalam rumus tersebut, e – pertambahan kedalaman indentasi residual – dinyatakan dalam satuan spesifik 0,002 mm, artinya, ketika perpindahan aksial indentor adalah satu satuan (0,002 mm), itu setara dengan perubahan kekerasan Rockwell sebesar satu angka. Semakin besar nilai e, semakin rendah kekerasan logam, dan sebaliknya.
Lingkup penerapan ketiga skala di atas adalah sebagai berikut:
HRA (indenter kerucut berlian) 20-88
HRC (indenter kerucut berlian) 20-70
HRB (indentor bola baja diameter 1,588 mm) 20-100
Uji kekerasan Rockwell adalah metode yang banyak digunakan saat ini, di mana HRC digunakan dalam standar pipa baja sebagai standar kedua setelah kekerasan Brinell (HB). Kekerasan Rockwell dapat digunakan untuk mengukur material logam dari yang sangat lunak hingga sangat keras. Metode ini menutupi kekurangan metode Brinell. Metode ini lebih sederhana daripada metode Brinell dan nilai kekerasannya dapat dibaca langsung dari dial mesin pengukur kekerasan. Namun, karena lekukannya yang kecil, nilai kekerasannya tidak seakurat metode Brinell.
C. Kekerasan Vickers (HV)
Uji kekerasan Vickers juga merupakan metode uji indentasi. Metode ini menekan indentor berlian berbentuk piramida persegi dengan sudut inklusi 1360° antara permukaan yang berlawanan ke permukaan uji dengan gaya uji (F) yang dipilih, dan kemudian dilepas setelah waktu penahanan yang ditentukan. Gaya diukur dengan mengukur panjang kedua diagonal indentasi.
Nilai kekerasan Vickers adalah hasil bagi gaya uji dibagi dengan luas permukaan lekukan. Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumus: HV–simbol kekerasan Vickers, N/mm2 (MPa);
F–gaya uji, N;
d – rata-rata aritmatika dari dua diagonal lekukan, mm.
Gaya uji F yang digunakan dalam kekerasan Vickers adalah 5 (49,03), 10 (98,07), 20 (196,1), 30 (294,2), 50 (490,3), 100 (980,7) Kgf (N) dan enam tingkat lainnya. Nilai kekerasan dapat diukur dalam kisaran 5~1000 HV.
Contoh metode ekspresi: 640HV30/20 berarti bahwa nilai kekerasan Vickers yang diukur dengan gaya uji 30Hgf (294,2N) selama 20S (detik) adalah 640N/mm2 (MPa).
Metode kekerasan Vickers dapat digunakan untuk menentukan kekerasan material logam yang sangat tipis dan lapisan permukaan. Metode ini memiliki keunggulan utama dari metode Brinell dan Rockwell serta mengatasi kekurangan mendasar dari kedua metode tersebut, tetapi tidak sesederhana metode Rockwell. Metode Vickers jarang digunakan dalam standar pipa baja.
Waktu posting: 03-Apr-2024
