Metode Pengujian Mekanis untuk Kampas Rem Besi Cor yang Digunakan pada Kereta Api (Pemilihan Kampas Rem untuk Alat Uji Kekerasan)

Pemilihan peralatan pengujian mekanis untuk kampas rem besi cor harus sesuai dengan standar: ICS 45.060.20. Standar ini menetapkan bahwa pengujian sifat mekanis dibagi menjadi dua bagian:

1. Uji Tarik

Pelaksanaannya harus sesuai dengan ketentuan ISO 6892-1:2019. Dimensi dan kualitas pemrosesan spesimen uji tarik harus memenuhi persyaratan ISO 185:2005.

2. Metode Pengujian Kekerasan

Pelaksanaannya harus sesuai dengan ISO 6506-1:2014. Spesimen kekerasan harus dipotong dari bagian bawah batang uji yang dicetak terpisah; jika tidak ada batang uji, satu bantalan rem harus diambil, 6mm – 10mm harus diratakan dari sisinya, dan kekerasannya harus diukur pada 4 titik uji, dengan nilai rata-rata sebagai hasil uji.

Dasar Metode Pengujian Kekerasan

Standar ISO 6506-1:2014 “Bahan Logam – Uji Kekerasan Brinell – Bagian 1: Metode Pengujian” menetapkan prinsip, simbol dan penjelasan, peralatan pengujian, spesimen, prosedur pengujian, ketidakpastian hasil, dan laporan pengujian untuk uji kekerasan Brinell pada bahan logam.

2.1 Pemilihan Peralatan Uji: Alat Uji Kekerasan Brinell (Direkomendasikan Pertama)

Keunggulan: Area lekukannya besar, yang dapat mencerminkan kekerasan keseluruhan material besi cor (besi cor mungkin memiliki struktur yang tidak merata), dan hasilnya lebih representatif.

Produk ini cocok untuk besi cor dengan kekerasan sedang dan rendah (HB 80 – 450), yang sepenuhnya mencakup rentang kekerasan kampas rem besi cor.

Operasinya relatif sederhana, dan persyaratan untuk penyelesaian permukaan spesimen relatif rendah (umumnya Ra 1,6 – 6,3μm sudah cukup).

2.2 Prinsip Uji Kekerasan Brinell

Prinsipnya dapat diringkas sebagai berikut: Bola paduan keras (atau bola baja yang dipadamkan) dengan diameter 10 mm ditekan ke permukaan spesimen di bawah gaya uji tertentu (misalnya 3000 kgf). Setelah mengukur diameter lekukan, nilai kekerasan (HBW) dihitung untuk mengkarakterisasi kemampuan material dalam menahan deformasi plastis. Keunggulan utamanya terletak pada representativitas hasil yang kuat, yang dapat mencerminkan karakteristik kekerasan makroskopis material. Ini adalah metode klasik yang banyak digunakan dalam pengujian kinerja material logam.

2.3 Simbol dan Penjelasan Nilai Kekerasan Brinell

Definisi inti dari nilai kekerasan Brinell (HBW) adalah: rasio gaya uji (F) terhadap luas permukaan indentasi (A), dengan satuan MPa (tetapi biasanya satuannya tidak ditandai, dan hanya nilai numerik yang digunakan). Rumus perhitungannya adalah sebagai berikut: HBW = πD(D−D2−d2)² × 0,10² × F
Di mana:

F adalah gaya uji (satuan: N);

D adalah diameter indentor (satuan: mm);

d adalah diameter rata-rata lekukan (satuan: mm);

Koefisien “0,102” adalah faktor konversi yang digunakan untuk mengubah satuan gaya uji dari kgf ke N (jika dihitung langsung dalam N, rumusnya dapat disederhanakan).

Dari rumus tersebut dapat dilihat bahwa dengan gaya uji dan diameter indentor yang sama, semakin kecil diameter indentasi, semakin kuat kemampuan material untuk menahan deformasi plastis, dan semakin tinggi nilai kekerasan Brinell; sebaliknya, semakin rendah nilai kekerasannya.

Berdasarkan karakteristik material kampas rem besi cor (besi cor kelabu), parameter uji kekerasan Brinell biasanya sebagai berikut:

Gaya uji (F): Umumnya, digunakan 3000kgf (29,42kN), dan simbol kekerasan yang sesuai adalah “HBW 10/3000″.

Catatan: Jika spesimen tipis atau material lunak, gaya uji dapat disesuaikan (misalnya 1500kgf atau 500kgf) sesuai dengan ISO 6506-1:2014, tetapi hal ini harus dicantumkan dalam laporan pengujian.