-
i
ANALISIS PENGARUH TEMPERING MENGGUNAKAN PEMANAS
INDUKSI PASCA QUENCHING DENGAN MEDIA OLI PADA BAJA AISI
1045 TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN NILAI KEKERASAN
SEBAGAI MATERIAL PENGGANTI PIN TRACK LINK BULLDOZER
Tugas Akhir
Diajukan untuk memenuhi sebagai syarat
Memperoleh gelar Sarjana Strata-1 Teknik Mesin
Diajukan oleh :
Dwi Setyo Agus Prakoso
NIM : 133010391
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WAHID HASYIM
SEMARANG
2018
-
ii
-
iii
-
iv
-
v
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Manusia dapat dimatikan, Manusia dapat dihancurkan, Manusia
dapat
dimusnahkan, Tetapi manusia tidak dapat dikalahkan selama
manusia itu
masih setia pada dirinya sendiri atau ber SH.
Sepiro gedhening sengsoro, yen tinampo amung dadi cobo.
Sepi ing pamrih, rame ing gawe.
Surodiro joyo diningrat, lebur dining pangastuti.
PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan hidayahnya
yang
telah memberikan kekuatan ,kesehatan dan kesabaran.
Kepada kedua orang tuaku Bpk Sayudi & Ibu Ngatini, yang
selalu tulus
merawatku dan memdidikku sampai bisa seperti ini.
Kepada kedua mertuaku Bpk Nafi’an & Ibu Rumiyati, yang
telah
mengagapku lebih dari menantu atau seperti anak sendiri.
Kepeda istriku Nur Himatul Munawaroh, S.Pd yang paling aku
cintai &
sayangi, selalu mendukungku dikala susah dan senang dan terima
kasih
atas dukungannya.
Kepada kedua adek perempuanku, Sa’idatun Nafisah dan Lubna
Setia
Maulida yang selalu menyemangatiku tanpa hentinya.
Untuk keluarga besarku Bpk Parjono (Abah), Ibu iswati,
“Do’e”
Kamsinah, Ibu Susilowati (Pesek) terima kasih atas dukungan,
motivasinya dan tiada hentinya memberikan do’a untukku.
-
vi
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan rasa syukur Alhamdulillah penulis
menyelesaikan
Tugas Akhir (TA) sebagai syarat meraih gelar Sarjana Strata-1
Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Mesin Universitas Wahid Hasyim Semarang. Adapun
judul dari
Tugas Akhir ini adalah “Analisis Pengaruh Tempering Menggunakan
Pemanas
Induksi Pasca Quenching Dengan Media Oli Pada Baja Aisi 1045
Terhadap
Struktur Mikro Dan Nilai Kekerasan Sebagai Material Pengganti
Pin Track
Link Bulldozer”
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kata
sempurna,
karena keterbatasan pengetahuan serta pengalaman penulis, namun
demikian
penulis telah bekerja keras dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini
sampai
ditangan para pembaca
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima
kasih
atas sumbang saran kepada:
1. Bapak Helmy Purwanto, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing I
dan
Dekan Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang.
2. Bapak Darmanto. S.T., M. Eng. Selaku Ketua Program Studi
Teknik
Mesin.
3. Bapak M. Dzulfikar, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak Imam Syafa’at, S.T., M. T. Selaku Dosen Wali
5. Bapak Bondan Respati, S.T., M.T. Selaku Ketua Program Studi
Teknik
Mesin.
Akhir penulis mohon ma’af apabila ada kekurangan dalam
penyusunan
Tugas Akhir ini, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan
saran yang
bersifat membangun guna menyempurnakan laporan ini. Semoga Tugas
Akhir ini
kelak bermanfaat bagi para pembaca. Terima kasih.
Semarang, Februari 2018
Penulis
-
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL …………………………………………………………… .... i
HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………............. ii
HALAMAN MOTTO ………………………………………………………….…… iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ……………………………………………….….... v
KATA PENGANTAR …………………………………………………………...... vi
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………….………... 1
1.1 Latar Belakang …………………………………………………….……….. 1
I.2 Rumusan Masalah ……………………………………………….…………. 2
I.3 Batasan
Masalah.............................................................................................
2
I.4 Tujuan Penelitian
………………………………………............................... 3
I.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………………......... 3
1.6 Metode
Penelitian............................................................................................
4
1.7 Sistematika
Penulisan......................................................................................
4
BAB II KAJIAN PUSTAKA …………………………………………………….. 6
II.1 Tinjaun Pustaka ……………………………………………………………. 6
II.2 Landasan Teori ……………………………………………………………... 7
II.2.1 Kegagalan Pada Pin Track Link………………………………………….. 7
II.2.2 Perlakuan Permukaan Dengan Pemanas Induksi …………………………
8
II.2.3 Klasifikasi Baja ………………………………………………………….... 14
II.2.4 Struktur
Logam…………………………………….................................... 16
II.2.5 Perlakuan Panas (Heat
treatment)................................................................
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ………………………..……………….. 24
III.1 Diagram alir Penelitian …………………………………………….…….... 24
III.2 Bahan dan alat yang digunakan
……………………………....................... 29
III.2.1 Bahan atau Material ……………………………………………..............
29
-
viii
III.2.2 Alat-alat yang digunakan ……………………………………………...... 30
III.2.3 Parameter
pengujian...................................................................................
36
BAB IV HASIL DAN
PEMBAHASAN.................................................................
38
IV.1 Komposisi
Bahan..........................................................................................
38
IV.2 Persebaran Nilai
Kekerasan..........................................................................
39
IV.3 Analisis hasil
pengujian.................................................................................
41
IV.3.1 Analisis raw material pin dan pin pengganti track link
bulldozer............... 41
IV.3.2 Hasil Pengujian Kekerasaan
Quenching.....................................................
42
IV.3.3 Hasil uji kekerasan quenching yang dipilih dan
dilanjutkan untuk proses
tempering....................................................................................................
45
IV.3.4 Hasil Pengujian Kekerasan Tempering
...................................................... 47
IV.3.5 Grafik
perbandingan...................................................................................
49
IV.3.6 Struktur
mikro.............................................................................................
50
BAB V
KESIMPULAN............................................................................................
59
V.1
Kesimpulan.....................................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 60
LAMPIRAN...............................................................................................................
61
-
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Pin track link
bulldozer...........................................................................
6
Gambar II.2 Pin track link bulldozer
..........................................................................
6
Gambar II.3 Arus eddy pada permukaan
bahan..........................................................
8
Gambar II.4 Intensitas fluks (B) dan intensitas medan magnet (H)
pada benda
kerja.........................................................................................................
9
Gambar II.5 Residual induction and coercive
force.................................................... 10
Gambar II.6 Distribusi arus pada sebuah konduktor tunggal jika
dialiri.................... 11
Gambar II.7 Pengaruh frekuensi pemanasan
induksi................................................. 12
Gambar II.8 Bentuk geometris
kristal.........................................................................
15
Gambar II.9 Diagram fasa
baja...................................................................................
16
Gambar II.10 Diagram temperatur tempering baja dengan
komposisi
eutectoid..................................................................................................
22
Gambar II.11 Perubahan fasa yang terjadi pada proses
tempering...............................................................................................
22
Gambar III.1 Pin track link
.........................................................................................
27
Gambar III.2 Bentuk dan dimensi pin rack link
bulldozer........................................... 27
Gambar III.3 (a) Inverter (b) elemenpemanas (c)
pompa............................................. 28
Gambar III.4
Alatpemanasinduksi...............................................................................
29
Gambar III.5
Alatujikekerasan.....................................................................................
30
Gambar III.6
Alatpengamatanstrukturmikro................................................................
30
Gambar III.7
Termometer............................................................................................
31
Gambar III.8
Termokople............................................................................................
31
Gambar III.9
Clampmeter...........................................................................................
32
Gambar III.10
Multimeter............................................................................................
32
Gambar IV.1 A spesimen pin track link dan B spesimen AISI 1045
setelah pengujian
kekerasan..............................................................................................
41
Gambar IV.2 Grafik kekerasan spesimen pin track link dan
spesimen AISI 1045...... 43
Gambar IV.3 Persebaran titik indentasi dari tepi pada pin AISI
1045 sebagai
pengganti pin track link
bulldozer.........................................................
44
Gambar IV.4 Hasil kekerasan setelah quenching bagian
A......................................... 44
Gambar IV.5 Hasil kekerasan setelah quenching bagian
B.......................................... 45
-
x
Gambar IV.6 Hasil kekerasan setelah quenching bagian
C......................................... 45
Gambar IV.7 Hasil kekarasan spesimen 1.1 setelah
quenching................................... 47
Gambar IV.8 Hasil kekarasan spesimen 1.2 setelah
quenching................................... 47
Gambar IV.9 Hasil kekarasan spesimen 1.3 setelah
quenching................................... 47
Gambar IV.10 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan
tempering
spesimen
1.1...........................................................................................
48
Gambar IV.11 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan
tempering
spesimen
1.2...........................................................................................
49
Gambar IV.12 Grafik perbandingan kekerasan pasca quenching dan
tempering
spesimen
1.3...........................................................................................
49
Gambar IV.13 Struktuk mikro pin track link bulldozer (a) bagian
tepi
(b) bagian dalam perbesaran 200
x........................................................... 50
Gambar IV.14 Struktur mikro spesimen pin AISI 1045 perbesaran
200 x.................. 51
Gambar IV.15 Struktur mikro spesimen setelah quenching (a)
bagian tepi
(b) bagian tengah (c) bagian dalam perbesaran 200
x............................. 52
Gambar IV.16 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu
150oC
(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian
dalam................................... 54
Gambar IV.17 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu
200oC
(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian
dalam................................... 55
Gambar IV.18 Struktur mikro spesimen 1.1 setelah tempering suhu
250oC
(a) bagian tepi (b) bagian tengah (c) bagian
dalam................................... 56
-
xi
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Kesesuaian antara kandungan karbon dengan suhu
pemanasan................ 20
Tabel III.1 Parameter alat yang
terukur......................................................................
37
Tabel IV.1 Komposisi unsur pada spesimen pin track link
bulldozer.......................... 39
Tabel IV.2 Komposisi unsur pada baja AISI
1045..................................................... 40
Tabel IV.3 Hasil pengujian kekerasan raw material pin track link
bulldozer.............. 41
Tabel IV.4 Hasil pengujian kekerasan spesimen AISI 1045 sebagai
pengganti
material track link
bulldozer......................................................................
42
Tabel IV.14 Hasil stuktur mikro spesimen pin material AISI 1045
pasca
quenching dan
tempering.........................................................................
57
-
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil pengujian kekerasan setelah
quenching......................................... 61
Lampiran 2 Hasil pengujian kekerasan quenching yang dilanjutkan
untuk
proses
tempering.....................................................................................
62
Lampiran 3 Hasil pengujian kekerasan setelah
tempering......................................... 64
Lampiran A Tabel parameter proses quenching spesimen nomer
1............................ 66
Lampiran B Tabel parameter pengujian tempering
250oC......................................... 67
Lampiran C Sertifikat uji komposisi pin track link
bulldozer.................................... 68
Lampiran D Sertifikat komposisi AISI
1045.............................................................
69
-
xiii
DAFTAR NOTASI
Lambang
a
l
ρ
𝑑∅/𝑑𝑡
Nama
Luas penampang
Panjang konduktor
Resitifitas
Fluks waktu
Satuan
m2
m
Ohm.m
Wb/s
F Frekuensi Hz
T Suhu oC
I Arus Ampere
T Waktu Detik
V Tegangan Volt
HN
R
Kekerasan
Tahanan bahan
HRC
Ohm
P Daya Watt
mm Jarak Milimeter
-
xiv
ABSTRAK
Pemanas induksi adalah proses pemanasan obyek menggunakan metode
induksi
elektromagnetik, dimana arus yang menyebabkan pemanasan pada
logam itu
sendiri. Pemanas induksi dapat digunakan dalam berbagai fungsi
antara lain
pengerasan permukaan. Misalnya roda gigi tranmisi, carrier
roller, pin, komponen
yang saling bergesekan akan mengakibatkan keausan. Salah satu
cara untuk
mengurangi keausan adalah meningkatkan kekerasan permukan
sehingga material
semakin keras tetapi tidak getas. Penelitian kali ini bertujuan
untuk mengetahui
kekerasan, struktur mikro dari pin track link bulldozer dan
untuk mengetahui
pengaruh temperatur tempering pasca quenching dengan media oli
pada baja AISI
1045 terhadap struktur mikro dan kekerasan menggunakan mesin
pemanas induksi
dengan variasi temperatur quenching dan tempering. Hasil
pengujian pin track link
memperlihatkan bahwa nilai kekerasan rata-rata dan permukaan
kekerasan inti 28
HRC dan struktur mikro memperlihatkan pada bagian tepi
martensite dan bagian
dalam ferrite dan pearlite. Sedangkan pada baja AISI 1045
kekerasan maksimum
setelah mengalami proses quenching adalah 54,6 HRC dan setelah
proses tempering
mengalami penurunan yaitu sebesar 49 HRC dan nilai kekerasan
inti 26,1 HRC,
struktur mikro memperlihatkan martensite dibagian tepi spesimen,
dan ferrite-
pearlite pada tengah spesimen.
Kata kunci: Pemanas induksi, quenching dan tempering, struktur
mikro dan kekerasan
-
1