Kemampuan suatu bahan logam untuk menahan lekukan permukaan oleh benda keras disebut kekerasan. Menurut metode pengujian dan ruang lingkup 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, hilangkan gaya uji dan ukur diameter lekukan (L) pada permukaan sampel. Nilai kekerasan Brinell merupakan hasil bagi yang diperoleh dengan membagi gaya uji dengan luas permukaan bola yang menjorok. Dinyatakan dalam HBS (bola baja), satuannya adalah N/mm2 (MPa).
Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumusnya: F–gaya uji yang ditekan pada 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 nyaman.
Contoh: 120HBS10/1000130 : Artinya nilai kekerasan Brinell yang diukur dengan menggunakan bola baja berdiameter 10mm pada gaya uji 1000Kgf (9.807KN) selama 30s (detik) adalah 120N/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 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. Uji gaya, gunakan kenaikan kedalaman lekukan sisa yang diukur (e) untuk menghitung nilai kekerasan. Nilainya berupa bilangan anonim yang dilambangkan dengan simbol HR, dan timbangan yang digunakan meliputi 9 timbangan antara lain A, B, C, D, E, F, G, H, dan K. Diantaranya adalah timbangan yang biasa digunakan untuk baja. pengujian kekerasan umumnya A, B, dan C yaitu HRA, HRB, dan HRC.
Nilai kekerasan dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Saat pengujian dengan skala A dan C, HR=100-e
Saat pengujian dengan skala B, HR=130-e
Dalam rumusnya, e – pertambahan kedalaman lekukan sisa dinyatakan dalam satuan tertentu sebesar 0,002 mm, yaitu jika perpindahan aksial indentor adalah satu satuan (0,002 mm), hal ini setara dengan perubahan kekerasan Rockwell sebesar satu nomor. Semakin besar nilai e maka kekerasan logam tersebut semakin rendah, begitu pula sebaliknya.
Ruang lingkup yang berlaku dari ketiga skala di atas adalah sebagai berikut:
HRA (indentor kerucut berlian) 20-88
HRC (indentor kerucut berlian) 20-70
HRB (indentor bola baja diameter 1,588mm) 20-100
Uji kekerasan Rockwell adalah metode yang banyak digunakan saat ini, di antaranya HRC digunakan dalam standar pipa baja nomor dua setelah kekerasan Brinell HB. Kekerasan Rockwell dapat digunakan untuk mengukur material logam dari yang sangat lunak hingga yang sangat keras. Ini menutupi kekurangan metode Brinell. Lebih sederhana dibandingkan metode Brinell dan nilai kekerasannya dapat dibaca langsung dari dial mesin kekerasan. Namun karena lekukannya yang kecil, nilai kekerasannya tidak seakurat metode Brinell.
C. Kekerasan Vickers (HV)
Uji kekerasan Vickers juga merupakan metode uji lekukan. Ia menekan indentor berlian piramidal persegi dengan sudut 1360 antara permukaan yang berlawanan ke dalam permukaan uji pada gaya uji yang dipilih (F), dan melepaskannya setelah waktu penahanan yang ditentukan. Paksa, ukurlah panjang kedua diagonal lekukan tersebut.
Nilai kekerasan Vickers merupakan hasil bagi gaya uji dibagi luas permukaan lekukan. Rumus perhitungannya adalah:
Dalam rumusnya: simbol kekerasan HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
F – gaya uji, N;
d – mean aritmatika dari dua diagonal lekukan, mm.
Uji gaya F yang digunakan pada 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 level 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 bahan logam yang sangat tipis dan lapisan permukaan. Metode ini memiliki keunggulan utama dari metode Brinell dan Rockwell serta mengatasi kekurangan dasarnya, namun tidak sesederhana metode Rockwell. Metode Vickers jarang digunakan dalam standar pipa baja.
Waktu posting: 03 April-2024