ANALISA KEKERASAN DAN KE AUSAN PADA MATA PISAU MESIN PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN BAHAN BAKU BAJA ST 41 SKRIPSI Di ajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan Skripsi Jenjang S-1 Progam Studi Teknik Mesin Oleh : GALANG INDIKA SETIAWAN NPM. 6415500034 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL
125
Embed
UPS TEGAL - Triwahyuni,2016, Indonesia Penyumbang ...repository.upstegal.ac.id/985/1/skripsi galang FULL... · Web viewTujuan penelitian ini adalah (1) Untuk mengetahui pengaruh fariasi
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANALISA KEKERASAN DAN KE AUSAN PADA MATA PISAU MESIN PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN
BAHAN BAKU BAJA ST 41
SKRIPSI
Di ajukan Sebagai Syarat Dalam Rangka Memenuhi Penyusunan
Skripsi Jenjang S-1 Progam Studi Teknik Mesin
Oleh :
GALANG INDIKA SETIAWAN
NPM. 6415500034
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PANCASAKTI TEGAL
2019
PERSETUJUAN
Disetujui oleh dosen pembimbing untuk dipertahankan dihadapan Sidang Dewan
Penguji Skripsi Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal
Dengan Ini Saya Menyatakan Skripsi Dengan Judul “Analisis Kekerasan dan
Keausan Mata Pisau Penghancur Plastik Menggunakan Bahan Baku Baja st 41”
Ini beserta seluruh isinya benar-benar karya sendiri, dan saya tidak akan
melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai
dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat keilmuan. Atas pernyataan
ini saya siap menanggung resiko /sanksi yang di jatuhkan kepada saya apabila
kemudian adanya pelannggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya, atau
ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini.
Tegal, ............................2019
Penulis
Galang Indika Setiawan NPM 6415500034
iv
PERSEMBAHAN
Tugas sarjana ini ku persembahkan kepada :
Kedua orang tuaku tercinta Bapak Ali Khumaedi dan Ibu Iin
Indriyati dan untuk calon Ayah Adi yang selalu semangat
memberikan dorongan baik material maupun spiritual,
terimakasih atas kasih sayang serta cinta berbalut doa
yang engkau berikan, terimakasih atas keringat yang telah
engkau keluarkan, terimakasih atas teladan yang telah
engkau berikan.
Bapak Dosen Pembimbing, Penguji dan Pengajar Fakultas
Teknik, yang selama ini telah tulus dan ikhlas meluangkan
waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya,
memberikan bimbingan dan pelajaran yang tidak ternilai
harganya agar saya menjadi lebih baik. Terimakasih
banyak Bapak dan Ibu dosen, jasa kalian akan selalu
tersimpan dihati.
Teman-teman seperjuanganTeknik Mesin UPS Angkatan
Tahun 2015
Team SGM Merpati Lovers yang selalu membuat tersenyum
dan menghilangkan kemalasan.
Orang-orang dalam perjalanan hidupku yang selalu
mengajarkan dan meyakinkanku bahwa keberhasilan
v
merupakan tetesan dari jerih payah, perjuangan, luka dan
pengorbanan. Misalnya keberhasilan dapat menghapus
pahitnya kesabaran. Nikmatnya kemenangan dapat
menghilangkan letihnya perjuangan.
MOTTO
1. Jika kamu gagal mendapatkan sesuatu hanya satu hal yang
harus kamu lakukan, coba lagi.
2. Waktu adalah pedang jika kamu bisa menggunakan
dengan baik maka pasti akan membawa keberuntungan
tapi jika kamu menggunakan dengan buruk pasti dia akan
membunuhmu.
3. Berhentilah menghawatirkan masa depan, syukurilah hari
ini dan hiduplah dengan sebaik-baiknya.
4. Pahitnya hidup itu memang nyata namun begitulah dengan
adanya harapan yang selalu nyata dalam hidup.
5. Kegagalan juga menyenangkan, hidup dengan
kepercayaan bahwa cobaan itu berguna untuk menempa
diri sendiri.
vi
6. Ketika aku tua nanti mempunyai seorang isti dan dua anak
satu laki-laki dan satu prempuan lalu aku meninggal
duluan dan begitulah kehidupan ku yang berlangsung.
7. Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% keringat.
Keberuntungan merupakan suatu yang terjadi ketika
kesempatan bertemu dengan kesiapan. (John Naisbitt)
8. Mimpi berawal dari yang tidak mungkin menjadi mungkin
dengan usaha dan do’a.
PRAKATA
Alhamdulillahirobbil’alamin segala puji syukur senantiasa penulis
panjatkan kehadirat Allah SWT yang tiada hentinya mencurahkan rahmat dan
hidayahnya, sehingga dengan segala karunia-nya penulis dapat menyelesaikan
skripsi dengan judul “ ANALISA KEKERASAN DAN KE AUSAN PADA
MATA PISAU MESIN PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN
BAHAN BAKU BAJA ST 41 ” ini. Sholawat dan salam semoga selalu tercurah
kepada panutan kita Rasulullah Muhammad SAW.
Dalam kesempatan ini penulis juga hendak menyampaikan ucapan
terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.begitu banyak pihak baik secara langsung maupun tidak
vii
langsung mendorong penulis untuk menyelesaikan studi ini dari awal hingga
akhir, yaitu:
1. Bapak Dr. Agus Wibowo. ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Pancasakti Tegal
2. Bapak M. Fajar Sidiq. ST.,M.,Eng selaku Dosen Pembimbing I, yang telah
memberikan ide, bimbingan, pengarahan-pengarahan dan masukan-
masukan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini.
3. Bapak Ir. Tofik Hidayat. M.,Eng selaku Dosen Pembimbing II, yang telah
memberikan bimbingan, pengarahan-pengarahan dan masukan-masukan
kepada penulis untuk menyusun skripsi ini.
4. Segenap Dosen dan Staf Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal.
5. Bapak, Ibu dan juga adik-adik ku tercinta yang selalu menjadi pemicu
semangat penulis dalam menempuh belajar dibangku perkuliahan.
6. Bapak Lebe balaidesa Sigambir, Tegal yang telah menyediakan fasilitas
dan membantu penulis dalam proses pengerjaan skripsi.
7. Staff dan Karyawan Laboratorium Metalografi LIK Tegal yang telah
menyediakan fasilitas dan membantu penulis dalam proses pengerjaan
Skripsi.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam pengerjaan skripsi yang tidak
bisa disebutkan satu persatu.
Dalam penulisan tugas akhir ini penulis tidak lepas dari kesalahan dan
kekurangan, unuk itu kritik dan saran yang membangun dari semua pihak sangat
penulis harapkan.
viii
Terakhir, dengan selesainya skripsi ini berarti selesai pula masa studi
penulis di Teknik Mesin UPS. Semoga sepenggal episode kehidupan penulis di
kampus dapat member manfaat bagi penulis, juga kepada orang lain dan dapat
dijadikan persiapan untuk menjalani penggalan episode kehidupan selanjutnya
Amiin.
Tegal,……………….
Penulis
Galang Indika Setiawan
ABSTRAK
GALANG INDIKA SETIAWAN, 2019 “ANALISA KEKERASAN DAN KEAUSAN PADA MATA PISAU PENGHANCUR PLASTIK MENGGUNAKAN BAHAN BAKU BAJA ST 41” Teknik Mesin Universitas Pancasakti Tegal, 6415500034.
Tujuan penelitian ini adalah (1) Untuk mengetahui pengaruh fariasi dengan suhu 825oc, 875oc dan 925oc terhadap kekerasan bahan. (2) untuk mengetahui pengaruh fariasi dengan suhu 825oc, 875oc dan 925oc terhadap keausan bahan.
Media penelitian yang menulis gunakan dalam penulisan ini adalah metode analisa atau exsperimen. Metode exsperimen yaitu metode suatu metode yang berusaha mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol tetap.
Metode penelitian ini menggunakan baja st 41, yang di treatmen menggunakan metode pack corburizing campuran batok arang kelapa dengan rang cangkang kerang dengan fariasi suhu 825oc, 875oc dan 925oc. pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan dan mengetahui sifat mekaniknya yaitu pengujian kekerasan dan pengujian keausan sebagai penguat hasil pengujian.
Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan proses heattretment metode pack corburizing logam baja st 41 dengan quenching air coolent dengan variasi
ix
suhu 925oc memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan kekerasan dimana pada suhu 925oc memiliki nilai kekerasan yang sangat rendah sebesar 110,67 HB sedangkan di suhu 825oc sama dengan 875oc nilai kekerasannya turun sekitaran 15 HB dari Row material.
Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan proses heattretment metode pack carburizing logam baja st 41 dengan quenching air coolent dengan variasi suhu. Pada suhu 825oc memberikan pengaruh yang signifikan terhadap tingkat keausan dimana pada suhu 825oc memiliki nilai keausan yang sangat rendah sebesar 1,455x10-8 mm2/kg
Kata kunci : heat treatmet, pack carburizing, quenching, sifat fisis, sifat mekanik
ABSTRACT
GALANG INDIKA SETIAWAN, 2019, “ANALYSIS OF VIOLENCE AND HUMANITY IN THE EYES OF PLASTIC DESTRUCTION KNIFE USING RAW STEEL MATERIALS ST 41” Mechanical Engineering Universitas Pancasakti Tegal, 6415500034
The purpose of this study is (1) To determine the offect of variation with temperature of 825oc, 875oc and 925oc on the hardness of the material. (2) To determine the effect of variation with temperature of 825oc, 875oc and 925oc on material ware
The research media that wrote using in this writing is a method of analysis or experiment. The experiential method that seeks to influence the influence of certain variables on other variables under controlled conditions.
This research method uses steel st 41, which is treated using a pack carburizing method of a mixture of coconut charcoal shells with shellfish rang with temperature variationof 825oc, 875oc and 925oc. this test is conducted to obtain and to obtain and understand the mechanical properties of hardness tesing and wear testing as reinforcement of the results.
The results of the hardness test carried out by heattertment method are pack method of 41st st steel metal carburizing by quenching water coolent with
x
temperature variations. At a temperature of 925oc it gives a significant influence on the strength of hardness where at a temperature of 925oc has a very low hardness value of 110.67 HB while at a temperature of 825oc equals 875oc the hardness value drops around 15 HB from Row material.
The results of the hardness test carried out by heattretment method are pack method of 41st st steel metal carburizing by quenching water coolent with temperature variations. At a temperature of 825oc it has a significant effect on ware rates where at a temperature of 825oc it has a very low wear value of 1.455x10-8 mm2/kg.
1. Ika Wahyuni,2013. “Uji Kekerasan Material Dengan Metode Rockwell”.
Jurnal Teknik Mesin, Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga, Surabaya. Dengan specimen yang digunakan
adalah aluminium, kuningan dan besi serta menggunakan ball indenter.
Berdasarkan hasil analisis dari hasil eksperimen, pada specimen kuningan
diperoleh nomor kekerasan rata-rata 65,1 , nomor kekerasan rata-rata pada
specimen besi 60,6 dan pada aluminium sebesar 61,6. Kekerasan suatu
material dipengaruhi oleh kemurnian bahan (homogenitas). Dari hasil
eksperimen material terkeras dimiliki oleh kuningan dan terendah
kekerasanya adalah besi. Nilai kekerasan tersebut dapat dilihat
berdasarkan beda kedalaman yang ditimbulkan oleh tekanan pada
permukaan material.
2. Ihsan Gata Bangsawan,2010 meneliti tentang “pengaruh variasi temperatur
dan holding time dengan media quenching oli mesran sae 40 terhadap
struktur mikro dan kekerasan baja assab 760” dengan kandungan kimia
0,50% C, 0,60% Mn, 0,30% Si, dan 0,04% S. Sebagai parameter input
menganalisa data meliputi : variasi temperatur (8000 C, 8400 C, dan 8800
C) variasi holding time (15 menit, 25 menit, dan 35 menit). Stuktur mikro
dan kekerasan. Hasil penelitian menunjukan adanya perubahan tingkat
kekerasan dan struktur mikro yang terbentuk. Dari hasil pengujian
kekerasan didapatkan tingkat kekerasan tertinggi pada spesimen
temperatur 8000 C dengan holding time 35 menit sebesar 27,66 HRC
31
berturut-turut menuju posisi terendah yaitu spesimen temperatur 8400 C
dengan holding time 35 menit dan spesimen temperatur 8800 C dengan
holding 35 menit sebesar 24,33 HRC, spesimen temperatur 8400 C dengan
holding time 25 menit sebesar 24 HRC, spesimen temperatur 8800 C
dengan holding time 25 menit sebesar 23,33 HRC, spesimen temperatur
8400 C dengan holding time 15 menit sebesar 22,33 HRC, spesimen
temperatur 8000 C dengan holding time 25 menit sebesar 22 HRC,
spesimen temperatur 8800 C dengan holding time 15 menit sebesar 21,33
HRC, spesimen temperatur 8000 C dengan holding time 15 menit sebesar
19,33 HRC, dan paling rendah spesimen raw material sebesar 8 HRC.
Pengujian struktur mikro menunjukkan struktur mikro raw material terdiri
dari ferit dan perlit dengan bentuk besar kristal yang berimbang sesuai
dengan kandungan karbon yang sebesar 0,50% dan pada kelompok
spesimen hardening yang di quenching dengan oli Mesran SAE 40
didapatkan struktur mikro baru yaitu martensit yang merupakan struktur
utama dalam peningkatan kekerasan baja. Dari hasil penelitian dapat
disimpulkan bahwa variasi temperatur dan variasi holding time dengan
media quenching oli Mesran SAE 40 dapat mengubah struktur mikro dan
meningkatkan kekersan dari baja ASSAB 760 dengan nilai kekerasan
tertinggi pada spesimen temperatur 8000 C dengan holding time 35 menit
sebesar 27,66 HRC.
3. Sutiyoko,2011 meneliti tentang “Perubahan sifat mekanik material karena
perbedaan kontruksi larutan garam nacl pada proses quenching” Salah satu
32
cara untuk meningkatkan kekerasan baja adalah denga proses quenching
(pencelupan pada cairan). Media yang digunakan untuk proses quenching
sangat bermacam-macam misalnya air, oli, dan lain-lain. Penelitian ini
membahas pengaruh kadar garam dalam air yang digunakan untuk proses
quenching baja. Kadar garam variasi dari 0-30% dengan menggunakan air
5 liter. Pengujian yang dilakukan berupa pengujian kekerasan dan struktur
mikro. Hasil pengujian kekerasan menujukan semakin tinggi kandungan
garamnya maka semakin meningkat kekerasannya. Namun apabila ditinjau
dari peningkatan kekerasan yang diperoleh maka nilai yang flukuatif dan
ada kecenderungan mengalami penurunan dengan meningkatnya kadar
garam. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menvalidasi hasil yang
telah diperoleh.
4. Arief Murtiono,2012 meneliti tentang “Pengaruh quenching dan tempering
terhadap kekerasan dan kekuatan tarik serta struktur mikro baja karbon
sedang untuk mata pisau pemanen sawit” Perlakuan panas (heat tretment)
didefinisikan sebagai kombinasi operasi pemanasan dan pendinginan yang
terkontrol dalam keadaan padat untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu
pada baja atau paduannya. Salah satu metode perlakuan panas tersebut
dengan proses quenching dan tempering. Proses ini dilakukan pada
temperatur austenite (8300 C) selama 45 menit kemudian didinginkan
dengan air es dan udara bebas, kemudian ditempering pada temperatur
5500 C, 6000 C, dan 6500 C dengan lama waktu penahanan 1 jam dan 2
jam. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa nilai kekerasan optimum
33
adalah 825,6 BHN setelah di quenching pada suhu 8300 C dan 333 BHN
setelah di-tempering selama 1 jam pada suhu 5500 C. Hasil pengujian tarik
diperoleh tegangan luluh (yield strength) 607,72 Mpa dan tegangan batas
(ultimate strength) 939 Mpa. Besarnya kenaikan butiran dari raw material
5,6 µm menjadi 5,9 µm setelah quenching, dan setelah tempering naik
menjadi 6,12 µm, 6,93 µm, dan 7,15 µm. Dari penelitian ini disimpulkan
bahwa proses tempering dapat menurunkan nilai kekerasan dan kekuatan
tarik. Sementara nilai struktur mikro memperlihatkan bahwa diameter
butiran bahan menunjukkan kenaikan diameter butiran selama proses heat
treatment. Dimana korelasi antara diameter butiran dan sifat mekanik
adalah berbanding terbalik sesuai dengan rumus yang dikemukakan oleh
Hall and Petch method.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode penelitian ini ada sebagai berikut :
1. Metode penelitian
yang penulis gunakan dalam penulisan ini adalah metode eksperimen.
Metode eksperimen yaitu suatu metode yang berusaha mencari pengaruh
variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi terkontrol
tetap.Pada metode penelitian ini menggunakan baja st 41, yang di pack
carburizingpaduan antara serbuk arang batok kelapa 20% dan serbuk
kerang laut 80% dengan suhu820ºC, 875ºC, 925ºC setelah itu di quenching
dengan variasi media pedingin dengan air cooler. Pengujian ini dilakukan
untuk mendapatkan dan mengetahui sifat mekaniknya yaitu pengujian
tarik, pengujian lengkung, dan kekerasan sebagai penguat hasil pengujian.
2. Waktu dan tempat penelitian
Adapun waktu penelitian yang merupakan rencana penelitian dari
awal persiapan sampai akhir penyelesaian. waktu penelitian ini dibuat
sebagai batas waktu dan target waktu penyelesaian penelitian, waktu dan
penelitian akan dilaksanakan.
Tanggal : 6 maret sampai
Tempat : Bengkel Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal dan
UPTD LIK Takaru Dampyak, Cv. Achmad Kosim Kebasen,
Talang, Kabupaten Tegal.
34
35
Adapun tahap proses penelitian yang saya lakukan untuk membuat benda uji
adalah sebagai berikut
Sedangkan jadwal penelitian ditunjukan pada tabel 3.1 dibawah ini :
No Kegiatan Bulanke-
Persiapan 1 2 3 4 5
1 a. Studi literature √
b. Penyusunan
proposal
√ √ √
c.
Persiapanalatdanbah
an
√ √
2 Pelaksanaan
a. Seminar proposal √
b. Pembuatan
specimen
√
c. Pengujian
specimen
√
3 Penyelesaian
a. Pengolahan data √
b. Penyusunan
laporan
√
c. Ujian skripsi √
36
Mulai
Penyiapan alat dan bahan
Pembuatan spesimen
Pack Carburizing variasi 20% serbuk arang batok kelapa dan 80% serbuk cangkang kerang laut
Variasi Suhu 925º C
Variasi Suhu 825º C
Variasi Suhu 875º C
Pengujian
Pengujian Kekerasan Pengujian Keausan
Analisa Data dan Pengolahan Data
Kesimpulan
Selesai
Quenching air cooler
37
B. Diagram Alir Penelitian
Untuk memudahkan dalam melakukan penelitian maka disusunlah suatu
diagram alir penelitan gambar 3.2
Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian.
C. Variabel Penelitian
38
Variabel penelitian pada dasarnya adalah segala sesuatu yang berbentuk
apa saja yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari sehingga diperoleh
informasi tentang hal tersebut, kemudian tarik kesimpulan dari hasil
penelitian tersebut. (sugiono, 2016).
Dalam penelitian ini ada dua macam variabel, yaitu :
1. Variabel bebas
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi atau menjadi
sebab perubahannya atau timbulnya variabel-variabel lainnya. Sedangkan
variabel bebas pada penelitian ini adalah Fariasi Suhu pada baja st 41
(825º C, 875º C, 925º C).
2. Variabel terikat
Variabel terikat merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang
menjadi akibat karena adanya variabel bebas, sedangkan variabel terikat
pada penelitian ini adalah sifat mekanik baja st 41 (uji kekerasan, dan uji
keausan).
D. Metode Pengumpulan Data
Ada beberapa metode pengumpulan data yang digunakan penulis dalam
penelitian ini. Metode-metode tersebut antara lain :
1. Metode observasi
39
Metode observasi yang dilakukan penulis mengamati perkembangan
tentang baja st 41 yang selama ini dilakukan di Cv. Ahmad Kosim
Kebasen, Talang. Dalam hal pembuatan mata pisau pada mesin
penghacur plastik karena komponen ini memerlukan kekuatan yang
cukup baik maka bahan yang digunakan juga harus baik. Padahal bahan
yang digunakan baja st 41 yang didapat di toko besi gema bajaranyar
yang tidak memiliki sertifikatnya. Oleh karena itu, banyak upaya yang
dilakukan dalam proses pembuatan benda uji agar hasilnya itu lebih baik.
2. Metode interview / wawancara
Metode wawancara yang dilakukan penulis mencari tahu tentang
kekurangan dan permasalahan pembuatan mata pisau pada mesin
penghancur plastik, penulis mencoba menanyakan material dan suhuyang
selalu dipakai serta open tretment yang digunakan Pack Carburizing
untuk tretment baja st 41 yang saya teliti.
3. Metode eksperimen
Metode eksperimen yang penulis dipakai dengan menggunakan
bahan material baja st 41 dan variasi suhu (825ºc,875ºc,dan 925ºc)
sebagai variabel bebas untuk mendapatkan data yang lebih real tentang
baja st 41.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
Penelitian ini menghasilkan angka dalam table, gambar dan foto , dat yang
di hasilkan meliputi sifat mekanik dari material yang di gunakan dalam
penelitia ini dengan pengamatan hasil pengujian kekerasan dan pengujian
keausan.
B. Uji Komposisi Dan Raw Material
Uji komposisi dilakukan untuk mengetahui prosentase unsur kimia
yang terkandung dalam spesimen. Raw materil di uji dilakukan d awal saat
penentuan bahwa spesimen termasuk baja st 41 , berdasarkan dari hasil
pengujian kmposisi kimia di ketahui bahwa spesimen mempunyai kndungan
karbon 0,17%. Sehinggaa material tersebut tergolong baja st 41. Prosentase
kandungan baja trsebut di jadikan sebagai dasar pengambilan proses
carburizing . Berikut adalah tabal komposisi kimia yang di peroleh dai unsur
kimia di uptd laboratorium prindustrian tegal.
41
Tabel 4.1 komposisi kimia baja paduan Raw Material
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)N1 N2
C 0,17 0,17 0,17
Si 0,21 0,22 0,21
Mn 0,50 0,50 0,50
P 0,3 0,3 0,03
S 0,02 0,01 0,01
Cr 0,34 0,33 0,34
Mo 0,01 0,01 0,01
Ni*) 0,00 0,00 0,00
Cu 0,02 0,02 0,02
Fe 98,5 98,5 98,5
42
Tabel 4.2 komposisi kimia baja paduan Suhu 825ºC
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)N1 N2
C 0,08 0,13 0,11
Si 0,16 0,16 0,16
Mn 0,40 0,40 0,40
P 0,01 0,02 0,02
S 0,01 0,02 0,02
Cr 0,02 0,02 0,02
Mo 0,00 0,01 0,01
Ni*) 0,02 0,01 0,01
Cu 0,03 0,03 0,03
Fe 99,1 99,0 99,1
43
Tabel 4.3 komposisi kimia baja paduan Suhu 875ºC
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)N1 N2
C 0,12 0,12 0,12
Si 0,17 0,18 0,17
Mn 0,40 0,37 0,39
P 0,04 0,03 0,03
S 0,03 0,02 0,03
Cr 0,02 0,02 0,02
Mo 0,00 0,01 0,01
Ni*) 0,02 0,02 0,02
Cu 0,04 0,03 0,03
Fe 99,0 99,0 99,0
44
Tabel 4.4 komposisi kimia baja paduan suhu 925ºC
Unsur Chemical Composition (%) Test Result
(%)N1 N2
C 0,02 0,02 0,02
Si 0,18 0,18 0,18
Mn 0,39 0,37 0,38
P 0,02 0,02 0,02
S 0,02 0,02 0,02
Cr 0,02 0,02 0,02
Mo 0,01 0,01 0,01
Ni*) 0,02 0,02 0,02
Cu 0,03 0,03 0,03
Fe 99,1 99,1 99,1
45
C. Pengujian Kekerasan
Pengujian Kekerasan di lakukan dengan mengguakan metode HB (Hard
Brinell)kekerasan brinel adalah beban p di bagi luas bidang (mm2) penekanan
yang merupakan deformasi tetap sebagai akibat penekan. Dengan menggunakan
mesin uji affiri 206 RT standar uji jiz 2243:2008, setiap spesimen di lakukan
heatritment metode pack carburizing dengan suhu 825ºc ,875 ºc dan 925ºc dan di
dinginkan secara langsung dengan media air collent dan di tahan 15 menit di
lakukan 3 kali dengan 3 titik masing – masing pada permukaan spisimen.
Tabel 4.5 perhitungn hasil pengujian kekerasan.
variable Spesimen Kekerasan HB (hard brinell)
Raw material 1
Titik 1 143Titik 2 141
Titik 3 143
Rata-rata 142,33
Variable 1 pada
pemanasan suhu 825ºc
2Titik 1 122Titik 2 121Titik 3 130
Rata-rata 124,33
Variable 2 pada
pemanasan suhu 875ºc
3Titik 1 124Titik 2 126Titik 3 131
Rata-rata 127
Variable 3 pada
pemanasan suhu 925ºc
4Titik 1 111Titik 2 108Titik 3 113
Rata-rata 110,67
46
Note : Indikator Bola Baja 2,5 mm
Beban penekanan : F=1840 N
Waktu penekanan : 15 Detik
Tabel 4.5 menunjukan hasil kekerasan dari rata-rata setiap variable dengan
media pendingin air coolent dengan suhu 825ºc, 875ºc, dan 925ºc menggunakan 3
titik setiap spesimen dengan kode sample 1,2,3 karena nilai HB sudah di dapat
jadi perhitungan yang di lakukan adalah dengan mencari nilai diameter bekas
penekanan indikator (mm). Pada pengujian kekerasan dari tiap-tiap spesimen
fariasi suhu 825ºc, 875ºc, dan 925ºc, mengalami perubahan penurunan kekerasan
dari kekerasan raw material.
Raw material suhu 825ºc suhu 875ºc suhu 925ºc0
20
40
60
80
100
120
140
160
Pengujian Kekerasan
142,33
124,33 127110,67
Gambar 4.3 Grafik Perhitungan Hasil Pengujian Kekerasan
47
D. Pengujuan Keausan
Pengujian ini di lakukan dengan menggunakan media gesek cincin yang
berputar ( revolving disc ) pembebanan gesek ini akan menghasilkan kontak antar
permukaan yang berulang-ulang yang pada akhirnya akan mengambil sebagian
material pada permukaan benda uji dengan waktu 1 manit untuk melihat tingkat
keausan pada baja st 41 tersebut. Besarnya jejak permukaan dari mateial tergesek
itulah yang di jadikan dasar penentuan tingkat keausan pada material,semakin
besar dan dalam jejak keausan naka semakin tinggi volume material yang
terkelupas dari benda uji.
48
Tabel 4.6 perhitungan hasil pengujian keausan
spesimen
Titik uji (setrip) Lebar disc
(B) mm
Jari-jari
Disc (r) mm b3 1 2 3
Raw
material
17 17 12
20 10 0,512 0,085
Rata-rata 15,33
Di suhu
825oc
10 11 9
20 10 0,140 0,023
Rata-rat 10
Di suhu
875oc
13 14 11
20 10 0,262 0,043
Rata-rata 12,33
Di suhu
925oc
11 12 12
20 10 0,226 0,037
Rata-rata 11,66
Sumber : Laboratorium Universitas Gajah Mada Yogyakarta
Keterangan :
W = Besar Volum (mm2/kg)
B = Lebar disc (mm)
R = Jari-jari disc (mm)
B3 = Lebar matrial yang terabrasi
49
Raw material suhu 825ºc suhu 875ºc suhu 925ºc0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4Pengujian Keausan
3,783
1,455
3,806
2,934
Gambar 4.7 diaram uji keausan
E. Pembahasan
Dari penelitian di atas maka di lakukan uraian pembahasan sebagai berikut :
Pembahasan kali ini kita tertuju ke komposisi dari bahan baku baja st 41
yang dimana kita melihat bahwa pengujian komposisi kimia dari baja ini
mengalami penurunan yang amat drastic disini saya belum bisa
menyimpulkan dengan pasti apa penyebab penurunan dari penurunan dari
unsur kimia tersebut, tetapi saya menganalisa bahwa penyebab dari
penurunan unsur ini akibat proses heattreattmen, pada suhu yang ditentukan
kita menahan cuman sekedar 15 menit yang seharusnya cukup untuk baja st
41 ternyata tidak memahami dan yang ke dua ketika sudah 15 menit mesin
dibuka tetapi proses pengambilannya terlalu lama sehingga unsure kimia yang
ada di baja tersebut kemudian menghilang, yang ke tiga proses quenching
50
menggunakan air coolent dimensinya kurang banyak yang seharusnya 4 liter
air coolent mampu membandingkan specimen tersebut ini malah menjadi
panas sehingga mungkin dari situlah penyebab penurunan unsur kimia, salah
satu unsure kimia yang penurunannya sangat drastis yaitu korban yang
dimana raw material 0,17 menjadi 0,02 mangan 0,50 menjadi 0,39 dan krom
dari 0,34 menjadi 0,02 pembahasan yang ke dua yaitu pengujian kekerasan
dan disini dilihat dari table uji kekerasan menunjukan penurunan yang amat
drastis penyebab penurunan kekerasan itu akibat unsur kimia dari baja
tersebut banyak yang menghilang atau terlepas dari unsure kimia raw material
sehingga menyebabkan penurunan kekerasan yang dimana raw material
sehingga menyebabkan penurunan kekerasan yang dimana raw material
142,33 HB (hardness brinnel) di suhu 825oc yaitu 124,33 HB, di suhu 875oc
yaitu 127 HB, dan penurunan kekerasan yang sangat drastic itu dapat di suhu
925oc yang dimana kekuatan kekerasannya 110,67 HB disini kami juga belum
bisa menyimpulkan yang tepat penyebab penurunan kekerasan ini, tetapi
kami menganalisa penyebab penurunan kekerasan ini yaitu ketika
pengambilan spesimen yang sudah di treatment melalui penurunan suhu jadi
yang seharusnya proses pack carburizing campuran 80% kerang dan 20%
batok kelapa terperangkap di spesimen ini justru membuat usur kimia yang
ada di spesimen malah keluar. Yang terakhir dari pembahasan ini uji ke ausan
disini ada keanehan dalam uji keausan dimana yang sudah kita bahas bahwa
komposisi baja st 41 yang sudah di treatment mengalami penurunan unsur
dan uji kekerasan yang mengalami penurunan kekerasan tetapi diuji keausan
51
kita mendapatkan kekuatan aus yang baik dimana grafik suhu menujukan
penurunan tingkat ke ausan dimana raw material (benda uji yang belum di
suhu 825oc mengalami penurunan yang sangat baik yaitu 1,455 mm2/kg tetapi
ada di suhu 875oc mengalami sedikit kenaikan sekitar 0,023 mm2/kg, menjadi
4,806 mm2/kg di suhu 925oc 2,934 mm2/kg. disini kami belum bisa
menyimpulkan penyebab tingkat aus yang menurun sangat baik. Ketika kami
menyimpulkan apabila sebuah besi di treatment disuhu dimana
akanmembuka pori-pori baja dan memasukan unsur tambahan yang sudah
kita siapkan akan mengalami tingkat kekerasan yang sangat baik tetapi kita
liat dilembar uji kekerasan malah mengalami proses penurunan yang sangat
buruk jadi disini kami masih belum mampu member pendapat yang pasti
tentang penurunan uji ke ausan.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang di lakukan dapat di simpulkan bahwa
pengujian dan evaluasi data serta pembahasan pada heattreatmen proses pack
carburizing logam baja st 41 dengan pendingin air coolent menggunakan
variasi suhu 825ºc,875ºc dan 925ºc dengan demikian maka dapat di ambil
kesimpulan sebagai berikut.
1. Hasil pengujian kekerasan yang di lakukan proses heattreatmen proses
pack carburizing logam baja st 41 dengan pendingin air coolent
menggunakan variasi suhu 825ºc,875ºc dan 925ºc dengan demikian hasil
yang di dapat dari peneliatian ini adalh penurunan tingkat kekerasan dari
kandungan baja tersebut, pada raw material memiliki kekerasan 142,33
HB, di suhu 825ºc,124,33 HB di suhu 875ºc,127HB dan di suhu tertinggi
925c,110,67 HB. Jadi kesimpulan dari penelitian ini semakin tinggi suhu
yang di hasilkan akan semakin lemah tingkat kekerasannya.
2. Hasil pengujian keausan yang di dapat dari penelitian ini adalah
penurunan tingkat keausan dari kandungan baja tersebut, pada raw
material memiliki keausan 3,783 x 10-8 mm2/kg di pemanasan suhu
825oc, 1,455 x10-82/kg suhu 875oc, 3,806 x 10-8 mm2/kg dan disuhu
tertinggi 925oc, 2,934 x 10-8 mm2/kg.
3. Hasil dari pengujian pack carburizing variasi 80% serbuk cangkang
kerang laut dan 20% serbuk arang batok kelapa tidak mendapat pengaruh
53
apapun terhadap baja st 41, seharusnya unsure kimia yang kita siapkan
bisa menambah, ini malah membuat keluar unsure sudah terkandung
didalam raw material sehingga mengakibatkan tidak masuknya
penambahan unsur yang sudah kita siapkan.
4. Untuk mengoprasikan mesin pencacah plastik dengan mata pisau baja st
41 sendidi bisa digunakan dengan baik namun untuk hasil kurang
maksimal.
B. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang di lakukan agar memperoleh hasil yang
optimal maka di sarankan sebagai berikut :
1. Perlu melakukan penelitian lebih lanjut setelah treatment dan pack
carburizing pendinginan air coolent dengan suhu 825ºc, tetapi
memperpanjang waktu penahanan.
2. Dimensi spesimen di sesuaikan dengan proses treatment apabila dimensi
tebal maka waktu pemanasan juga akan semakin lama.
3. Sebaiknya menggunakan media pendinginan air gram karna tingkat daya
pendinginannya yang sangat cepat di banding dengan air coolent atau oli.
4. Kita mau pencelupan sebaiknya apabila treatmen sudah dibuka hendak
langsung segera diambil dan dicelupkan kependingin karena suhu ruangan
akan sangat cepat berubah.
54
5. Sebaiknya jangan mengambil penelitian ini sebelum memahami benar
proses pack carburizing dikhawatirkan akan mengalami kejadian yang
sama seperti yang saya alami.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad Zainuri, Dkk, 2012. Analisa Kekerasan dan Struktur Mikro Pada Baja Aisi 1018 akibat Proses Pack Carburizingdengan Variasi Kosentrasi Serbuk Cangkang Keong Mas, jurnal. Universitas Mataram, Lombok.
Haryanto Upingo, Dkk, 2016. Optimalisasi Mesin Pencacah Plastik Otomatis, jurnal. Teknologi Pertanian Gorontalo, Gorontalo.
Herwandi, Asrul Hidayat, 2015. Analisa Perubahan Sruktur Akibat Heat Treatment pada Logam ST, FC, dan Ni-Hard 4, jurnal. Universitas Kristen Petra, Surabaya.
John Wily & Sons, 2013. Material Science & Eengeering–An introduction. Departement of Metallurgical Engineering The University Of Utah.
M Fajar Sidiq, 2016. Pengaruh Suhu Heat Treatment Terhadap Laju Korosi Matrial Pagar, Jurnal. Universitas Pancasakti, Tegal.
Muhammad Sadat Hamzah, Muh. Iqba 2017, peningkatan ketahanan aus baja karbon rendah dengan metode carburizing, Jurnal. Universitas Tadulako, Palu
R. E. Smallman and R. J. Bishop, 2000. “Modern physical metallurgy and materials engeering”, Hill International Book Company, New York.
Sarjito, Jokosisworo, 2011. Analisa Kekuatan Puntir, Lentur Putar dan Kekerasan Baja ST 60 untuk Poros Propeller Setelah Di Quenching, jurnal. Universitas Diponegoro, DIY.
Supriyono, Dkk, 2015. Penelitian Sifat Mekanik Baja Karbon ST 41 hasil Reduksi Pada Mesin Roll Datar, jurnal. Universitas Gunadarma, Depok.
Triwahyuni,2016, Indonesia Penyumbang Sampah Plastik Terbesar Ke-dua Dunia, www.cnnindonesia.com (5 April 2019).