Kemampuan material logam untuk menahan lekukan permukaan oleh benda keras disebut kekerasan. Berdasarkan 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. Ada 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 dilekatkan. Dinyatakan dalam HBS (bola baja), satuannya adalah N/mm2 (MPa).
Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumus: 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 andal, tetapi umumnya HBS hanya cocok untuk material logam di bawah 450N/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 dengan gaya uji 1000 Kgf (9,807 KN) selama 30 detik (detik) adalah 120 N/mm2 (MPa).
B. Kekerasan Rockwell (HR)
Uji kekerasan Rockwell, seperti uji kekerasan Brinell, adalah metode uji lekukan. Perbedaannya adalah ia mengukur kedalaman lekukan. Artinya, di bawah aksi berurutan 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 dilepaskan. Gaya uji, gunakan kenaikan kedalaman lekukan sisa yang diukur (e) untuk menghitung nilai kekerasan. Nilainya adalah angka anonim, diwakili oleh simbol HR, dan skala yang digunakan meliputi 9 skala, termasuk A, B, C, D, E, F, G, H, dan K. Di antara mereka, 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 pengujian dengan skala A dan C, HR=100-e
Ketika diuji dengan skala B, HR=130-e
Dalam rumus, e – pertambahan kedalaman indentasi residual dinyatakan dalam satuan yang ditentukan sebesar 0,002 mm, yaitu, ketika perpindahan aksial indenter adalah satu satuan (0,002 mm), maka hal ini setara dengan perubahan kekerasan Rockwell sebanyak satu angka. Semakin besar nilai e, semakin rendah kekerasan logam, dan sebaliknya.
Ruang lingkup yang berlaku untuk ketiga skala di atas adalah sebagai berikut:
HRA (penekan kerucut berlian) 20-88
HRC (penekan kerucut berlian) 20-70
HRB (bola baja diameter 1.588mm) 20-100
Uji kekerasan Rockwell merupakan metode yang banyak digunakan saat ini, di antaranya HRC yang digunakan dalam standar pipa baja, hanya kalah dari kekerasan Brinell HB. Kekerasan Rockwell dapat digunakan untuk mengukur material logam dari yang sangat lunak hingga yang sangat keras. Hal ini menutupi kekurangan metode Brinell. Metode ini lebih sederhana daripada metode Brinell dan nilai kekerasannya dapat langsung dibaca dari dial mesin kekerasan. Akan tetapi, karena lekukannya yang kecil, nilai kekerasannya tidak seakurat metode Brinell.
C. Kekerasan Vickers (HV)
Uji kekerasan Vickers juga merupakan metode uji lekukan. Metode ini menekan indentor berlian piramida persegi dengan sudut 1360 antara permukaan yang berlawanan ke permukaan uji pada gaya uji yang dipilih (F), dan melepaskannya setelah waktu penahanan yang ditentukan. Gaya, ukur panjang kedua diagonal lekukan.
Nilai kekerasan Vickers adalah hasil bagi gaya uji dibagi dengan luas permukaan lekukan. Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumus: simbol kekerasan HV–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. Kisarannya adalah 5~1000HV.
Contoh metode ekspresi: 640HV30/20 berarti 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 mendasarnya, tetapi tidak sesederhana metode Rockwell. Metode Vickers jarang digunakan dalam standar pipa baja.
Waktu posting: 03-Apr-2024