Pengujian Kekeras Material: Memahami Resistensi Deformasi

Kemampuan material untuk menahan deformasi permanen lokal, seperti indenta, dikarakterisikan oleh kekerasannya. Pemotongan, abrasi, penetrasi, dan goresan dapat semua menyebabkan material berdistorsi, sehingga kekerasan juga dapat digunakan untuk menentukan resistensi material terhadap deformasi.

Resistensi zat terhadap deformasi permanen lokal diukur oleh kekerasannya. Deformasi plastik adalah istilah lain untuk distorsi permanen. Sementara deformasi elastis terjadi saat material berubah bentuk hanya saat gaya diterapkan, deformasi plastik terjadi saat zat tidak kembali ke bentuk aslinya.

Dalam artikel ini, pertanyaan berikut akan dibahas:

• Apa itu kekerasan suatu material?
• Apa saja tipe kekerasan?

Mari kita bahas!

Apa Itu Kekerasan Suatu Material?

Kekerasan adalah metode yang digunakan untuk menentukan seberapa tahan sebuah material terhadap deformasi plastik lokal yang disebabkan oleh indenta mekanis atau abrasi. Kekerasan bervariasi menurut material; misalnya, logam keras seperti titanium dan beryllium lebih keras dari logam lunak seperti sodium dan timah logam, serta kayu dan polimer biasa.

Koneksi antar molekula yang kuat menggambarkan kekerasan makroskopik, tetapi perilaku material padat di bawah gaya kompleks, oleh karena itu kekerasan goresan, kekerasan indenta, dan kekerasan rebau adalah semua metrik kekerasan yang berbeda. Kekentalan, kekakuan elastis, plastisitas, regangan, kekuatan, keawetan, viskoelastisitas, dan viskositas adalah semua faktor yang mempengaruhi kekerasan. Keramik, beton, beberapa logam, dan material ultra keras adalah contoh materi keras, yang dapat dibandingkan dengan materi lunak.

Beberapa material memiliki kekerasan alami yang tinggi. Tungsten, misalnya, adalah logam yang sangat keras yang digunakan sebagai elemen paduan dalam tool steels. Ini memastikan bahwa kelompok steels ini dapat menahan aus bahkan saat memotong pada suhu tinggi. Tungsten sering disertakan dalam cemented carbide, yang umum digunakan dalam cutter penggerinda. Bit potong yang dapat ditukar ini secara signifikan memperpanjang umur alat potong.

Di sisi lain, material lain, seperti logam, lunak hingga tidak dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Karena emas murni sangat lentur, menggaruk atau membengkokkannya memerlukan sedikit usaha. Untuk meningkatkan kekerasannya, logam lain seperti perak, tembaga, dan aluminium harus ditambahkan.

Beberapa material, perawatan panas dapat digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan sambil mempertahankan sifat-sifat logam lainnya. Ini adalah operasi umum untuk pori mesin untuk memastikan umur yang lebih lama. Saat mengembangkan konsep desain produk, insinyur juga harus mempertimbangkan rasio kekerasan. Dalam fitting bearing dan pori, misalnya, bearing harus lebih lunak karena lebih mudah diganti. Dengan gerakan yang sering, satu bagian harus aus, dan insinyur memiliki kata terakhir.

Apa Saja Tipe Kekerasan?

Kemampuan material untuk menahan deformasi diuji oleh tes standar yang mengukur resistensi permukaan terhadap indenta. Bentuk atau jenis indenta, ukuran, dan jumlah beban yang diterapkan adalah tes kekerasan yang paling sering.

Goresan, indenta, dan rebau adalah tiga tipe dasar tes kekerasan. Skala pengukuran individual ada dalam setiap kelas pengukuran ini. Tabel konversi digunakan untuk mengonversi dari satu skala ke skala lain untuk keperluan praktis. Berikut adalah berbagai tipe kekerasan:

• Kekerasan goresan
• Kekerasan indenta
• Kekerasan rebau

Kekerasan Goresan

Kekerasan jenis goresan merujuk pada resistensi sampel terhadap retakan atau deformasi plastik yang berkelanjutan sebagai akibat gesekan dari benda tajam. Sebuah objek yang terbuat dari zat yang lebih keras akan menggaruk objek yang terbuat dari material yang lebih lunak, menurut prinsipnya.

Kekerasan goresan merujuk pada gaya yang diperlukan untuk memotong melalui film ke substrat saat menguji lapisan. Skala Mohs, yang digunakan dalam mineralogi, adalah tes yang paling umum. Sklerometer adalah salah satu alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengukuran ini.

Pengujian kekerasan saku adalah alat lain yang digunakan untuk melakukan tes yang serupa. Lengan skala dengan tanda skala terpasang pada kereta empat roda dalam perangkat ini. Alat goresan dengan rim tajam dipasang pada permukaan pengujian pada sudut yang telah ditentukan. Untuk menggunakannya, letakkan beban massa yang diketahui pada lengan skala pada salah satu tanda skala, lalu seret alat di seluruh permukaan uji. Tanpa menggunakan mesin yang mahal, tekanan yang diketahui dapat diolah menggunakan beban dan tanda.

Kekerasan Indenta

Resistensi sampel terhadap deformasi material yang disebabkan oleh beban kompresif konstan dari benda tajam diukur oleh kekerasan indenta. Tes kekerasan indenta paling sering digunakan dalam rekayasa dan metalurgi. Tes ini didasarkan pada prinsip menentukan dimensi kritis dari indenta yang diciptakan oleh indenter yang berdimensi dan diberi beban khusus. Skala kekerasan indenta Rockwell, Vickers, Shore, dan Brinell adalah beberapa skala yang paling umum.

Kekerasan Rebau

Tinggi “bounce” palu bertopeng berlian yang dijatuhkan dari ketinggian tetap ke dalam material diukur oleh kekerasan rebau, juga dikenal sebagai kekerasan dinamis. Elastisitas terkait dengan tipe kekerasan ini. Stereoskop adalah perangkat yang digunakan untuk mengambil pengukuran ini.

Tes kekerasan rebau Leeb dan skala kekerasan Bennett adalah dua skala yang mengukur kekerasan rebau.

Dengan mengukur frekuensi batang yang osilasi, pendekatan Ultrasonic Contact Impedance (UCI) menilai kekerasan. Batang terdiri dari poros logam dengan elemen getar dan berlian berbentuk piramida yang dipasang di salah satu ujungnya.

Ringkasan

Kekerasan material adalah hal yang sangat penting untuk dipertimbangkan saat merancang proyek rekayasa. Ini adalah apa yang menentukan keandalan dan fungsionalitas proyek. Dengan kata lain, kekerasan material adalah faktor kunci dalam desain rekayasa. Itu saja untuk artikel singkat ini tentang kekerasan material.

Saya harap Anda banyak belajar dari pembacaan ini, jika iya, silakan bagikan dengan orang lain. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa!