Metode Pengujian Mekanik untuk Sepatu Rem Besi Cor yang Digunakan pada Rolling Stock (Pemilihan Sepatu Rem dengan Alat Uji Kekerasan)

Pemilihan peralatan uji mekanis untuk sepatu 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

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

2.Metode Pengujian Kekerasan

Penerapannya 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 sepatu rem harus diambil, diserut 6 mm – 10 mm dari sisinya, dan kekerasan 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 Uji” menetapkan prinsip, simbol dan penjelasan, peralatan uji, spesimen, prosedur uji, ketidakpastian hasil dan laporan uji untuk uji kekerasan Brinell bahan logam.

2.1 Pemilihan Peralatan Uji: Brinell Hardness Tester (Direkomendasikan Pertama)

Keuntungan: Area lekukan besar, yang dapat mencerminkan kekerasan keseluruhan material besi cor (besi cor mungkin memiliki struktur yang tidak rata), dan hasilnya lebih representatif.

Cocok untuk besi cor dengan kekerasan sedang dan rendah (HB 80 – 450), yang sepenuhnya mencakup rentang kekerasan sepatu rem besi cor.

Pengoperasiannya 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 dikuens) berdiameter 10 mm ditekan ke permukaan spesimen dengan gaya uji tertentu (misalnya 3000 kgf). Setelah diameter lekukan diukur, nilai kekerasan (HBW) dihitung untuk mengkarakterisasi kemampuan material dalam menahan deformasi plastis. Keunggulan utamanya terletak pada representasi hasil yang kuat, yang dapat mencerminkan karakteristik kekerasan makroskopis material. Metode ini merupakan metode klasik yang banyak digunakan dalam pengujian kinerja material logam.

2.3 Simbol dan Penjelasan Nilai Kekerasan Brinell

Definisi inti nilai kekerasan Brinell (HBW) adalah: rasio gaya uji (F) terhadap luas permukaan lekukan (A), dengan satuan MPa (tetapi biasanya satuannya tidak ditandai, dan hanya nilai numeriknya saja 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 indenter (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, rumus dapat disederhanakan).

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa pada besar gaya uji dan diameter penekan yang sama, semakin kecil diameter penekan maka semakin kuat kemampuan bahan dalam menahan deformasi plastis dan nilai kekerasan Brinell semakin tinggi, begitu pula sebaliknya semakin rendah nilai kekerasannya.

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

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

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