1. Seberapa besar jejak indentasi pada permukaan benda kerja yang diuji?
Salah satu keunggulan utama UCI Hardness Tester adalah menghasilkan jejak indentasi (indentation) yang sangat kecil sehingga tidak merusak permukaan benda kerja secara signifikan. Oleh karena itu, alat ini sangat cocok untuk komponen presisi, produk jadi (finished product), cetakan, serta lapisan hasil heat treatment.
Hubungan antara Nilai Kekerasan (HV), Gaya Uji F (N), dan Kedalaman Indentasi h (μm)
Berdasarkan GB/T 34205-2017, hubungan antara ketiganya dinyatakan sebagai:
h = 0,062 × √F / HV
Keterangan:
- h = Kedalaman indentasi (μm)
- F = Gaya uji (N)
- HV = Nilai kekerasan Vickers
Kedalaman Indentasi (μm)
| Kekerasan | Probe 10 N | Probe 20 N | Probe 50 N |
|---|---|---|---|
| 300 HV | 11,3 μm | 16,0 μm | 25,3 μm |
| 600 HV | 8,0 μm | 11,3 μm | 17,9 μm |
| 800 HV | 6,9 μm | 9,8 μm | 15,5 μm |
Hubungan antara Nilai Kekerasan, Gaya Uji, dan Diagonal Indentasi
Rumus pendekatan:
HV ≈ 0,1891 × F / d²
Keterangan:
- d = Rata-rata diagonal indentasi (μm)
Ukuran Diagonal Indentasi (μm)
| Kekerasan | Probe 10 N | Probe 20 N | Probe 50 N |
|---|---|---|---|
| 300 HV | 79,4 μm | 112,3 μm | 177,5 μm |
| 600 HV | 56,1 μm | 79,4 μm | 125,5 μm |
| 800 HV | 48,6 μm | 68,8 μm | 108,7 μm |
Semakin tinggi nilai kekerasan material, semakin kecil jejak indentasi yang dihasilkan.
2. Bagaimana persyaratan kekasaran permukaan benda kerja?
UCI Hardness Tester memerlukan permukaan benda kerja dengan tingkat kekasaran tertentu agar hasil pengukuran tetap akurat.
Jika permukaan terlalu kasar:
- Nilai kekerasan dapat terbaca lebih rendah.
- Pengukuran dapat gagal atau tidak menghasilkan nilai.
Apabila kondisi tersebut terjadi, permukaan benda kerja sebaiknya diperhalus menggunakan bahan abrasif yang sesuai sebelum dilakukan pengujian ulang.
Selain itu, permukaan harus:
- Bersih dari oli.
- Bebas karat.
- Tidak terdapat kotoran atau kerak.
Kekasaran Permukaan Maksimum yang Direkomendasikan
| Gaya Uji | Kekasaran Maksimum Ra |
|---|---|
| 10 N | 0,5 μm |
| 50 N | 0,8 μm |
3. Kapan menggunakan probe dengan gaya uji yang berbeda?
Pemilihan probe bergantung pada:
- Kekerasan material
- Kekasaran permukaan
- Ketebalan lapisan coating atau plating
- Ketebalan lapisan hasil pengerasan permukaan
Rekomendasi Penggunaan Probe
| Gaya Uji | Aplikasi Umum |
|---|---|
| 10 N | Lapisan nitriding pada dies stamping, forging, komponen tipis, dan lapisan pengerasan yang dangkal. |
| 20 N | Flange, gear, komponen stamping, dies, crankshaft, rotor turbin, dan komponen mesin umum. |
| 50 N | Lapisan induction hardening, carburizing pada komponen mesin, camshaft, turbin, sambungan las, serta Heat Affected Zone (HAZ). |
4. Berapa ukuran minimum benda kerja yang dapat diuji?
Agar hasil pengukuran akurat, disarankan:
- Ketebalan benda kerja minimal 5 mm
- Berat benda kerja minimal 300 gram
Untuk spesimen dengan ketebalan 2–5 mm, disarankan menggunakan coupling atau perekat (bonding) agar benda kerja tetap stabil selama pengujian.
Selain itu:
- Ketebalan lapisan coating maupun lapisan pengerasan permukaan sebaiknya minimal 10 kali lebih besar dari kedalaman indentasi agar hasil pengukuran mencerminkan sifat lapisan tersebut, bukan material dasar.
5. Apa perbedaan UCI Hardness Tester dengan Leeb Hardness Tester?
Jejak Indentasi Lebih Kecil
Keunggulan utama Ultrasonic Hardness Tester dibandingkan Leeb Hardness Tester adalah ukuran jejak indentasinya yang jauh lebih kecil, sehingga kerusakan pada permukaan benda uji sangat minimal.
Perbandingan Ukuran Indentasi (300 HV)
| Parameter | Leeb (Impact Device D) | UCI (Probe 10 N) |
|---|---|---|
| Kedalaman indentasi | 24 μm | 11 μm |
| Ukuran jejak | Diameter 540 μm | Diagonal 79,4 μm |
Dengan ukuran indentasi yang jauh lebih kecil, UCI Hardness Tester sangat sesuai untuk:
- Komponen presisi.
- Komponen berdinding tipis.
- Cetakan (mold & dies).
- Bilah turbin.
- Gear.
- Heat affected zone (HAZ).
- Lapisan hasil heat treatment.
- Produk jadi yang tidak boleh mengalami kerusakan permukaan.
Rekomendasi alat pengukuran kekasaraan permukaan: TIME®5630
TIME5630 Ultrasonic Hardness Tester merupakan alat uji kekerasan ultrasonik yang mampu melakukan pengukuran kekerasan logam dan paduan logam secara non-destruktif (Non-Destructive Testing/NDT) pada benda uji dengan ketebalan minimum 3 mm. Alat ini dirancang untuk mengukur kekerasan pada berbagai komponen yang sulit diuji menggunakan metode konvensional, seperti pelat dan strip logam, lapisan pengerasan cetakan (mold hardened layer), lapisan pengerasan bilah (blade hardened layer), permukaan gigi roda gigi (gear tooth surface), tepi flange, roda, rotor turbin, pelat tipis, poros, pipa, bejana (container), mata pisau, hingga sambungan las (welding part). Dengan akurasi tinggi dan metode pengujian tanpa merusak benda kerja, TIME5630 menjadi solusi ideal untuk aplikasi inspeksi kualitas, manufaktur, pemeliharaan, serta industri energi dan permesinan.
Kesimpulan
UCI Hardness Tester menawarkan keunggulan berupa jejak indentasi yang sangat kecil, sehingga menjadi solusi ideal untuk pengujian kekerasan pada komponen presisi dan lapisan hasil pengerasan permukaan. Dengan memilih gaya uji yang sesuai, memastikan permukaan benda kerja bersih dan memiliki kekasaran yang memenuhi syarat, serta memperhatikan ukuran minimum spesimen, pengguna dapat memperoleh hasil pengukuran yang akurat dan konsisten. Dibandingkan Leeb Hardness Tester, metode Ultrasonic Contact Impedance (UCI) lebih unggul untuk aplikasi yang memerlukan kerusakan permukaan seminimal mungkin, terutama pada komponen bernilai tinggi dan berukuran kecil.