BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Tabel 4.1.

BAB 4

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Data penelitian ini meliputi hasil Pengujian kekerasan Rockwell dan

Pengujian struktur mikro sesudah perlakuan panas dengan temperatur 800°C, 850°C,

900°C dengan laju pendinginan cepat menggunakan oli dan masing - masing

perlakuan panas menggunakan variasi waktu penahan 5 menit, 10 menit, 15 menit.

Serta spesimen pada penelitian ini menggunakan gear spraket. Didapatkan hasil

sebagai berikut :

Tabel 4.1. Kodefikasi spesimen

Waktu Penahan

Temperatur Hardening Tanpa Perlakuan

800°C 850°C 900°C

A B C

5 menit A1 B1 C1 D

10 menit A2 B2 C2

15 menit A3 B3 C3

Keterangan kodefikasi :

A1 = Hardening quenching temperatur 800°𝐶 dan holding time 5 menit serta

media pendingin oli.





B1 = Hardening quenching temperatur 850°𝐶 dan holding time 5 menit serta






C1 = Hardening quenching temperatur 900°𝐶 dan holding time 5 menit serta




Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik UNTAG Surabaya

30



D = Tanpa perlakuan panas.

4.1 Analisa Data dan Hasil Pembahasan Pengujian Perlakuan Panas

Proses perlakuan panas dilaksanakan untuk mengetahui pengaruh dari variasi

temperatur dan variasi waktu penahan terhadap nilai kekerasan pada material gear

spraket. Adapun parameter dan proses perlakuan panas di jelaskan pada tabel dibawah

ini :

Tabel 4.2. Data Perlakuan Panas Spesimen

Tempat Tungku

Temperatur Ruang 340 C

Temperatur Pemanasan 8000 C, 8500 C, 9000 C

Holding Time 5 menit, 10 menit, 15 menit

Media Pendingin Oli

Jumlah Spesimen 9

Berat 100 gr

Gambar 4.1 merupakan gambar spesimen gear spraket sebelum

dilakukan perlakuan panas. Dalam pengamatan yang dilakukan bahwa pada

spesimen sebelum dilakukan perlakuan panas tidak ada kotoran dan karat

yang menempel pada permukaan spesimen.

Gambar 4.1 Spesimen gear spraket



31

4.1.1 Hasil Pengujian perlakuan panas dengan temperatur 800°C

Pada gambar 4.4. Hasil proses perlakuan panas spesimen gear spraket dengan

temperatur 800°C menggunakan media pendingin oli dengan holding time 5 menit, 10

menit, 15 menit.

Gambar 4.2. Spesimen pada saat proses hardening dengan temperatur 800°C

Gambar 4.3. Media pendingin oli



32

Gambar 4.4. Spesimen setelah proses hardening dengan temperatur 800°C

sekaligus di quenching dengan media pendingin oli dan waktu penahan 5

menit, 10 menit, 15 menit.



temperatur 850°C menggunakan media pendingin oli dengan holding time 5 menit, 10

menit, 15 menit.




33


sekaligus di quenching dengan media pendingin oli dan waktu penahan 5 menit,10

menit,15 menit.



temperatur 900°C menggunakan media pendingin oli dengan holding time 5

menit, 10 menit, 15 menit.




34


sekaligus di quenching dengan media pendingin oli dan waktu penahan 5 menit,

10 menit, 15 menit.

Gambar 4.9. Spesimen gear spraket yang sudah dibersihkan setelah di hardening

4.2 Analisa Data dan Hasil Pembahasan Pengujian Pressing

Proses pressing dilaksanakan untuk mengetahui kekuatan tekan material gear

spraket.

Gambar 4.11. merupakan proses pressing dengan ukuran pressing 50 bar

terhadap spesimen gear spraket dengan perlakuan panas 800°C, 850°C, 900°C

menggunakan media pendingin oli.



35

Gambar 4.10. Posisi spesimen pada saat proses pressing

Gambar 4.11. Pressure gauge pada saat proses pressing

4.3 Analisa Data dan Hasil Pembahasan Pengujian Kekerasan Rockwell

4.3.1 Hasil Pengujian Kekerasan

Proses uji kekerasan Rockwell dilaksanakan untuk mengetahui seberapa

keras spesimen yang kita treatment. Proses pengujian kekerasan Rockwell ini

menggunakan indentor ball 1/16” dan beban uji 100 kg dengan waktu penekanan 5

detik.



36

Gambar 4.12. Pengujian kekerasan

Tabel 4.3. Hasil uji Rockwell :

No. kode

Spesimen HRB HRB rata-rata

Tengah Lubang

Kepala roda

gigi

A1 74 77,5 72,8 74,8

A2 73,7 76,7 77,8 76,1

A3 77,5 76,5 75,5 76,5

B1 78 77 77,5 77,5

B2 78,3 78,2 81 79,2

B3 80,9 82,5 84 82,5

C1 84,5 84 84,3 84,3

C2 84,5 85 86 85,2

C3 82,5 92,5 91,5 88,8

D 71,6 72,5 75,5 73,2

Pada tabel 4.3 dan gambar 4.13 merupakan hasil data pengujian kekerasan

Rockwell dengan menggunakan indentor bola baja 1/16” dan waktu penekanan 5



37

detik. Berdasarkan tabel tersebut menunjukkan material gear spraket

menggunakan variasi temperatur 800°C dan holding time 15 menit memiliki

kekerasan rata - rata yang paling tinggi sebesar 76,5 HRB yaitu pada kodefikasi

A3. Sedangkan spesimen menggunakan variasi temperatur 850°C dan holding

time 15 menit memiliki kekerasan rata – rata yang paling tinggi sebesar 82,5 HRB

yaitu pada kodefikasi B3. Sedangkan spesimen menggunakan variasi temperatur

900°C dan holding time 15 menit memiliki kekerasan rata – rata yang paling

tinggi sebesar 88,8 HRB yaitu pada kodefikasi C3. Nilai kekerasan pada spesimen

gear spraket tanpa perlakuan panas dan tanpa media pendingin yaitu sebesar 73,2

HRB. Semua spesimen pada setiap kelompok perlakuan panas di-quench

menggunakan oli kecuali raw material.

Gambar 4.13. Grafik hubungan variasi temperatur dan variasi waktu penahan

gear spraket.



38

4.3.2. Pembahasan pengujian kekerasan variasi temperatur 800°C

Gambar 4.14. Data kekerasan material gear spraket menggunakan temperatur 800°C

Pada gambar 4.14 menunjukkan data kekerasan spesimen gear spraket

dengan perlakuan panas 800°C menggunakan holding time 5, 10, 15 menit. Dapat

dilihat nilai kekerasan tertinggi yaitu 76,5 HRB dimiliki spesimen A3 dengan variasi

holding time 15 menit. Diikuti pada spesimen A2 dengan nilai kekerasan 76,1 HRB

menggunakan variasi holding time 10 menit, dan yang terendah dimiliki spesimen A1

memliki nilai kekerasan 74,8 HRB menggunakan variasi holding time 5 menit. Dari

data yang didapatkan pada heat treatment 800 °C bahwa semakin bertambahnya

waktu penahan ( holding time ) maka nilai kekerasannya semakin meningkat.

4.3.3 Pembahasan pengujian kekerasan variasi temperatur 850°C


73,5

74

74,5

75

75,576

76,5

77

Kodefikasi

HR

B800°C

A1 A2 A3



39



dilihat nilai kekerasan tertinggi yaitu 82,5 HRB dimiliki spesimen B3 dengan variasi

holding time 15 menit. Diikuti pada spesimen B2 dengan nilai kekerasan 79,2 HRB

menggunakan variasi holding time 10 menit, dan yang terendah dimiliki spesimen B1


data yang didapatkan pada heat treatment 850°C semakin bertambahnya waktu

penahan (holding time) maka nilai kekerasannya semakin meningkat.

4.3.4 Pembahasan pengujian kekerasan variasi temperatur 900°C




dilihat nilai kekerasan tertinggi yaitu 88,8 HRB dimiliki spesimen C3 dengan variasi

holding time 15 menit. Diikuti pada spesimen C2 dengan nilai kekerasan 85,2 HRB

menggunakan variasi holding time 10 menit, dan yang terendah dimiliki spesimen C1


data yang didapatkan pada heat treatment 900°C semakin bertambahnya waktu

penahan ( holding time ) maka nilai kekerasannya semakin meningkat.

.

4.4 Analisa Data dan Hasil Pembahasan Pengujian Strukturmikro

Proses uji strukturmikro dilaksanakan untuk mengetahui struktur sebelum

perlakuan panas dan sesudah perlakuan panas suatu material.



40

Pada pengujian strukturmikro ini menggunakan pemotretan pembesaran

gambar 500x. Sebelum melakukan pengujian strukturmikro spesimen dilakukan

pengetsaan proses pembersihan spesimen yang terkontrol yang bertujuan untuk

mendapaatkan strukturmikro yang jelas. Campuran pelarut yang digunakan untuk

spesimen gear spraket yaitu Aquades, HCl, dan HNO3. Setelah melakukan proses

pengetsaan selanjutnya melakukan pemotretan strukturmikro.

4.4.1 Hasil dan Pembahasan strukturmikro tanpa perlakuan panas

Gambar 4.17 Hasil pemotretan pembesaran 500x spesimen gear spraket tanpa

perlakuan panas

Dari hasil gambar ( 4.17 ) yang didapat menunjukan bahwa struktur spesimen

gear spraket yang tanpa perlakuan panas meliputi 2 struktur saja yaitu ferrit dan perlit.

Dimana perlit berwarna gelap, ferrit berwarna putih dengan sifat lunak dan martensit

berwarna coklat dan berbentuk jarum dengan sifat keras. Struktur perlit dan ferrit

sendiri pada raw material terbentuk dari hasil pengecoran baja yang didinginkan

dengan udara sampai suhu kamar sehingga menyebabkan pembentukan fasa perlit dan

ferrit dengan ukuran butiran kristal besar-besar (kasar) menandakan bahwa kekerasan

rendah (kadar karbon 0,20%).

perlit

ferit



41

4.4.2 Hasil dan Pembahasan strukturmikro dengan temperatur 800°C

Gambar 4.18 Hasil pemotretan pembesaran 500x spesimen dengan heat treatment

temperatur 800°C holding time 5 menit dengan media pendingin oli



ferit

perlit



42



Dari hasil gambar ( 4.18, 4.19, 4.20 ) yang didapat menunjukkan bahwa

struktur spesimen gear spraket yang telah di hardening 800°C quenching dengan

memakai media pendingin oli dengan variasi waktu penahan 5 menit,10 menit, dan

15 menit meliputi 3 struktur ferrit, perlit, dan martensit dimana ferrit berwarna terang

dan perlit berwarna gelap, dan martensit dalam jumlah kecil.




martensit

martensit



43





ferit

perlit



44

Dari hasil gambar ( 4.21, 4.22, 4.23 ) yang didapat menunjukan bahwa


memakai media pendingin oli dengan variasi waktu penahan 5 menit, 10 menit, dan

15 menit meliputi 3 struktur ferrit, perlit, martensit dimana ferrit berwarna terang dan

perlit berwarna gelap, dan martensit dalam jumlah banyak.






perlit

ferit



45



Dari hasil gambar ( 4.24, 4.25, 4.26 ) yang didapat menunjukan bahwa


memakai media pendingin oli dengan variasi waktu penahan 5 menit, 10 menit, dan

15 menit meliputi 3 struktur ferrit, perlit, martensit dimana ferrit berwarna terang dan

perlit berwarna gelap, dan martensit dalam jumlah paling banyak.

Dari foto struktur mikro pada setiap spesimen perlakuan panas didapat pula

pembentukan struktur mikro baru yaitu struktur martensit. Struktur dengan bentuk

seperti jarum dan agak kecoklatan ini merupakan struktur yang diharapkan pada

pengujian perlakuan panas ini, struktur ini nanti yang akan berperan pada sifat

mekanis baja khususnya kekerasan. Untuk memperoleh struktur martensit yang keras

maka pada saat pemanasan harus dapat terjadi pada struktur austenit (temperatur 760

°C), karena hanya austenit yang dapat bertransformasi menjadi martensit. Bila pada

saat pemanasan masih terdapat struktur lain maka setelah didinginkan akan diperoleh

struktur yang tidak seluruhnya martensit. Oleh karena itu penentuan temperatur dan

lamanya holding time berperan penting terhadap pembentukan martensit. Struktur

martensit dapat terbentuk karena pada suhu 760 °C, material sudah berada pada suhu

austenit tidak stabil yang pada proses pendinginan akan kembali menjadi ferrit,

struktur karbon tersebut larut kedalam austenit, sedangkan ferrit hanya mampu

melarutkan 0,025 % karbon, maka terbentuklah struktur ferrit diperlebar atau karbon

dipaksa masuk atau larut dalam ferrit. Martensit merupakan fasa metastabil terbentuk

dengan laju pendinginan cepat, semua unsur paduan masih larut dalam keadaan padat.

Pemanasan harus dilakukan secara bertahap (preheating) dan perlahan lahan untuk

martensit



46

memperkecil deformasi ataupun resiko retak. Setelah temperatur pengerasan tercapai,

ditahan dalam selang waktu tertentu kemudian didinginkan cepat. Pembentukan

struktur keras martensit dan peningkatan kekerasan baja memiliki hubungan erat,

apabila pembentukan martensit merata akibat homogennya austenit dan terjadinya

kelarutan karbida serta adanya difusi karbon yang tepat maka tingkat kekerasan

bertambah begitu pula sebaliknya. Hubungan erat antar martensit dan tingkat

kekerasan ini tergantung dari pengaruh preheating, penetapan temperatur, lama waktu

holding time, dan media quenching. Tingkat kekerasan pada baja hasil perlakuan

panas juga tergantung pada pembentukan struktur martensit, Dimana semakin

kompleks dan merata penyebaran struktur martensit pada baja karena penentuan

temperatur dan lama holding time yang tepat akan membiarkan austenit menjadi

homogen dan terjadi difusi karbon yang tepat akan memaksimalkan peningkatan

kekerasan sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin dominan jumlah pertumbuhan

butir-butir martensit yang terbentuk maka kekerasan yang dihasilkan akan semakin

meningkat pula namun baja akan bersifat rapuh dan getas karena ketangguhan baja

menurun. Kegetasan dan kerapuhan pada baja juga tergantung pada media quenching

yang digunakan. Media quenching sangat berpengaruh terhadap laju pembentukan

struktur martensit dan tingkat kekerasan. Penggunaaan media pendingin dengan laju

cepat akan menghasilkan tingkat kekerasan yang tinggi tetapi ketangguhan baja akan

menurun. Oleh karena itu penggunaan media pendingin oli yang merupakan

pendinginan sedang juga berpengaruh terhadap tingkat kekerasan baja sehingga baja

mengalami peningkatan kekerasan yang cukup signifikan pada setiap spesimen

perlakuan panas pada penelitian ini tanpa mengurangi ketangguhan secara drastis

sehingga baja ini masih dapat dipergunakan dengan baik.( http : //

eprint.uns.ac.id/1085/1/1816-4094-1-SM.pdf )

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Tabel 4.1.

Documents