Metalografi Praktis

fotoscape_hjaya

Metalografi adalah suatu cara mempersiapkan material metal (logam) untuk mengukur secara kuantitatif maupun kualitatif dari segala hal yang terdapat dalam material yang diamati, seperti fasa, butir, komposisi kimia, orientasi butir, jarak atom, dislokasi, topografi dan sebagainya. Secara garis besar tahapan metalografi yang dilakukan meliputi :
1.Pemotongan spesimen (sectioning)
2.Pembingkaian (mounting)
3.Penggerindaan, abrasi dan pemolesan (grinding, abrasion and polishing)
4.Pengetsaan (etching)
5.Observasi pada mikroskop optik

Pada metalografi, secara umum yang diamati adalah dua hal yaitu macrostructure (stuktur makro) dan microstructure (struktur mikro). Struktur makro adalah struktur dari logam yang terlihat secara makro pada permukaan yang dietsa dari spesimen yang telah dipoles tapi belum dietsa. Sedangkan struktur mikro adalah struktur dari sebuah permukaan logam yang telah dipoles dan dietsa sehingga batas butir terlihat jelas dengan menggunakan perbesaran sedikitnya 25x.

a. Pemotongan (Sectioning)
Proses Pemotongan merupakan pemindahan material dari sampel yang besar menjadi spesimen dengan ukuran yang kecil. Pemotongan yang keliru akan mengakibatkan diperoleh struktur mikro yang tidak sebenarnya karena telah mengalami perubahan.
Kerusakan pada material pada saaat proses pemotongan tergantung pada jenis material yang dipotong, alat yang digunakan untuk memotong, juga kecepatan potong. Pada beberapa spesimen, kerusakan yang ditimbulkan tidak terlalu banyak dan dapat dibuang pada saat pengamplasan dan pemolesan.
Pemotongan logam dilakukan dengan menggunakan mesin potong jenis discuttom seperti pada tayangan ini :

(Mounting)
b. Pembingkaian (Mounting)
Pembingkaian diperlukan pada persiapan spesimen metalografi, meskipun pada beberapa spesimen dengan ukuran yang agak besar namun hal ini tidaklah mutlak. Untuk bentuk yang kecil atau tidak beraturan sebaiknya dibingkai guna memudahkan dalam memegang spesimen pada saat proses pngamplasan dan pemolesan.
Sebelum melakukan pembingkaian, pembersihan spesimen haruslah dilakukan dan dibatasi hanya dengan perlakuan yang sederhana dan detail yang ingin kita lihat tidak hilang. Sebuah perbedaan akan tampak antara bentuk permukaan fisik dan kimia yang bersih. Kebersihan fisik yang dimaksud adalah permukaan spesimen bebas dari kotoran padat, minyak pelumas dan kotoran lainnya, sedangkan kebersihan kimia adalah permukaan spesimen bebas dari segala macam kontaminasi. Pembersihan ini bertujuan agar spesimen hasil pembingkaian tidak retak atau pecah akibat pengaruh kotoran yang ada.
Dalam pemilihan material untuk pembingkaian yang perlu diperhatikan adalah perlindungan dan pemeliharaan spesimen. Bingkai haruslah memiliki kekerasan yang cukup, meskipun kekerasan bukan merupakan suatu indikasi dari karakteristik abrasif. Material bingkai juga harus tahan terhadap distorsi fisik yang disebabkan oleh panas selama pengamplasan, selain itu juga harus dapat melakukan penetrasi ke dalam lubang yang kecil dan bentuk permukaan yang tidak beraturan.
Bahan yang dapat digunakan untuk pembingkaian adalah resin.
c. Pengerindaan, Pengamplasan dan Pemolesan
Pada proses ini dilakukan penggunaan partikel abrasif tertentu yang berperan sebagai alat pengiris secara berulang-ulang. Partikel-partikel abrasif tersebut disatukan dalam lembar kertas yang kita kenal sebagai kertas ampelas.
Pengamplasan adalah proses untuk mereduksi permukaan spesimen dengan pergerakan permukaan abrasif yang bergerak kontinyu sehingga mengikis permukaan spesimen.
Dari proses pengamplasan yang didapat adalah permukaan yang relatif lebih halus atau goresan yang seragam pada permukaan spesimen. Pengamplasan juga menghasilkan deformasi plastis lapisan permukaan spesimen yang cukup dalam.

Proses pemolesan menggunakan lembar kain wool untuk menciptakan permukaan yang sangat halus seperti kaca sehingga dapat memantulkan cahaya dengan baik. Pada pemolesan biasanya digunakan pasta gigi, karena pasta gigi mengandung Zn dan Ca yang akan dapat mengasilkan permukaan yang sangat halus. Proses untuk pemolesan hampir sama dengan pengamplasan, tetapi pada proses pemolesan hanya menggunakan lembar abrasif yang relatif lebih halus dari pada kertas ampelas.

Pengetsaan (Etching)
Etsa dilakukan dalam proses metalografi adalah untuk melihat struktur mikro dari sebuah spesimen dengan menggunakan mikroskop optik. Spesimen yang cocok untuk proses etsa harus mencakup daerah poles dengan hati-hati yang bebas dari deformasi plastis karena deformasi plastis akan mengubah struktur mikro spesimen tersebut. Proses etsa untuk mendapatkan mikro struktur kontras dapat diklasifikasikan atas proses etsa tidak merusak (non disctructive etching) dan proses etsa merusak (disctructive etching).
Etsa Tidak Merusak (Non Discructive Etching)
Etsa tidak merusak terdiri atas etsa optik dan perantaraan kontras dari struktur dengan pencampuran permukaan secara fisik terkumpul pada permukaan spesimen yang telah dipoles. Pada etsa optik digunakan teknik pencahayaan khusus untuk menampilkan struktur mikro. Beberapa metode etsa optik adalah pencahayaan gelap (dark field illumination), polarisasi cahaya mikroskop (polarized light microscopy) dan differential interfence contrast.
Pada penampakan kontras dengan lapisan perantara, struktur mikro ditampilkan dengan bantuan interfensi permukaan tanpa bantuan bahan kimia. Spesimen dilapisi dengan lapisan transparan yang ketebalannya kecil bila dibandingkan dengan daya pemisah dari mikroskop optik. Pada mikroskop interfensi permukaan, cahaya ynag terjadi pada sisa-sisa film dipantulkan ke permukaan perantara spesimen.
Etsa Merusak (Desctructive Etching)

Etsa merusak adalah proses perusakan permukaan spesimen secara kimia agar terlihat kontras atau perbedaan intensitas dipermukaan spesimen. Etsa merusak terbagi dua metode yaitu etsa elektrokimia (electochemical etching) dan etsa fisik (phisical etching). Pada etsa elektrokimia dapat diasumsikan korosi terpaksa, dimana terjadi reaksi serah terima elektron akibat adanya beda potensial daerah katoda dan anoda. Beberapa proses yang termasuk etsa elektokimia adalah etsa endapan (precipitation etching), metode pewarnaan panas (heat tinting), etsa kimia (chemical etching) dan etsa elektrolite (electrolytic etching).
Pada etsa fisik dihasilkan permukaan yang bebas dari sisa zat kimia dan menawarkan keuntungan jika etsa elektrokimia sulit dilakukan. Etsa ion dan etsa termal adalah teknik etsa fisik yang mengubah morfologi permukaan spesimen yang telah dipoles.
Foto permukaan spesimen paduan aluminium hasil metalografi seperti gambar berikut ini.


Join the Forum discussion on this post

2 Responses to Metalografi Praktis

  1. Perbedaan antara pengerindaan dan pengamplasan terletak pada batasan kecepatan dari kedua cara tersebut. Pengerindaan adalah suatu proses yang memerlukan pergerakan permukaan abrasif yang sangat cepat, sehingga menyebabkan timbulnya panas pada permukaan spesimen. Sedangkan pengamplasan adalah proses untuk mereduksi suatu permukaan dengan pergerakan permukaan abrasif yang bergerak relatif lambat sehingga panas yang dihasilkan tidak terlalu signifikan.

    • Admin2 says:

      Istilah penggerindaan yang sudah dikenal masyarakat Indonesia adalah mengasah/ menggosok untuk menghaluskan atau meratakan permukaan logam dengan menggunakan batu kasar (batu gerinda) dengan tingkat kekasaran (grid) kira-kira : < 50. Jika menggosok logam dengan menggunakan kain/ kertas kasar (bukan batu), orang menyebutnya : meng-amplas. Tingkat kekasaran kertas amplas (grid) kira-kira : > 50.
      Grid kertas amplas yang umumnya digunakan di lab metalografi berkisar antara 180 – 1200. Makin tinggi grid kertas amplas maka makin halus daya goresnya.
      Di lab metalografi, grinding itu dilakukan dengan kertas ampelas bukan dengan batu gerinda.
      Jadi menurut pengertian awam di Indonesia bahwa, perbedaan antara pengerindaan dan pengamplasan bukan terletak pada batasan KECEPATAN akan tetapi pada MEDIA yang dipakai. Jika medianya BATU kasar, namanya meng-GERINDA, jika memakai memakai KERTAS/ KAIN kasar, namanya mengampelas. Dmk

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *