TUGAS AKHIR Penelitian Sifat Fisis Dan Mekanis Baja Karbonisasi Arang Kayu Sengon.
TUGAS AKHIR
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BAJA KARBONISASI ARANG KAYU SENGON
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
YUD SETIYONO
NIM: D.200.04.0050
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
Mei 2012
i
ii
iii
iv
v
KATA MUTIARA
ٍ ﺇِﻥﱠ ﺍﻹﻧْﺴَﺎﻥَ ﻟَﻔِﻲ ﺧُﺴْﺮ١ ِﻭَﺍﻟْﻌَﺼْﺮ
ِّﺇِﻻ ﺍﻟﱠﺬِﻳﻦَ ﺁﻣَﻨُﻮﺍ ﻭَﻋَﻤِﻠُﻮﺍ ﺍﻟﺼﱠﺎﻟِﺤَﺎﺕِ ﻭَﺗَﻮَﺍﺻَﻮْﺍ ﺑِﺎﻟْﺤَﻖ
٢
٣
ِﻭَﺗَﻮَﺍﺻَﻮْﺍ ﺑِﺎﻟﺼﱠﺒْﺮ
“Demi masa. Sesungguhnya manusia itu benar-benar dalam kerugian,
kecuali orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal saleh dan
nasehat menasehati supaya mentaati kebenaran dan nasehat
menasehati supaya menetapi kesabaran.”
(Q.S. Al ‘Ashr: 1-3)
vi
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA
KARBONISASI ARANG KAYU SENGON
Yud Setiyono, Supriyono, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email : [email protected]
ABSTRAKSI
Pengerasan permukaan dibutuhkan untuk poros yang mengalami
beban kerja berat, karena membutuhkan kekerasan di permukaan tetapi
didalam (inti) bajanya tetap ulet. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat-sifat dari baja, baik sifat fisis maupun sifat
mekanis setelah menagalami proses pack carburizing dengan bahan
karbon arang kayu sengon.
Pemilihan bahan dilakukan dengan cara menguji baja karbon
rendah sebagai raw material dengan alat Optical Emission Spectrometer.
Specimen bersama campuran arang kayu sengon dan BaCO3
dimasukkan dalam gerabah, kemudian dipanaskan dalam dapur pemanas
pada temperatur 900ºC dengan variasi waktu penahanan selama 2 jam
dan 4 jam. Specimen hasil pack carburizing diuji kekerasannya dengan
metoda micro Vickers menggunakan alat Micro Hardness Tester,
sebanyak 9 titik. Untuk pengamatan struktur mikro digunakan alat
Inverted Metallurgical Microscope.
Dengan proses karbonisasi, harga kekerasan yang semula 247,0
VHN (raw material) meningkat menjadi 250,2 VHN (karbonisasi 2 jam)
dan 260,3 VHN (karbonisasi 4 jam). Dengan demikian waktu penahan
pada proses karbonisasi mempengaruhi kekerasan material. Pemasukan
(difusi) atom karbon pada specimen karbonisasi 4 jam jauh lebih dalam
dari pada specimen karbonisasi 2 jam, yaitu
± 480 µm = 0,48 mm
(karbonisasi 4 jam) dan ± 310 µm = 0,31 mm (karbonisasi 2 jam). Dari
hasil pengamatan tersebut maka dapat diambil kesimpulan bahwa
semakin lama penahanan waktu pada proses pack carburizing, maka
akan semakin jauh dan semakin banyak atom karbon yang masuk
kedalam struktur material sehingga kekerasanya meningkat.
Kata kunci: karbonisasi, arang kayu sengon, sifat fisis, sifat mekanis
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur alahamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Penelitian Sifat Fisis Dan Mekanis Baja
Karbonisasi Dengan Bahan Karbon Arang Kayu Sengon”, dapat
terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, M.T., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Dr. Supriyono, selaku Dosen Pembimbing Utama dengan ikhlas
meluangkan banyak waktu guna memberikan saran serta arahan
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar
serta ramah.
4. Ir. Bibit Sugito, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping, dengan
segala kesabarannya telah bersedia memberikan ilmu, pengalaman
dan bimbingan yang sangat berguna.
5. Teman-teman seperjuangan dan semua keluarga yang telah turut
memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 2 Mei 2012
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul....................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi .................................................................. ii
Halaman Persetujuan ............................................................................ iii
Halaman Pengesahan ........................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ...................................................................... v
Kata Mutiara .......................................................................................... vi
Kata Pengantar...................................................................................... vii
Abstraksi................................................................................................ viii
Daftar Isi ................................................................................................ ix
Daftar Gambar....................................................................................... xii
Daftar Tabel........................................................................................... xiv
Daftar Simbol......................................................................................... xv
Daftar Lampiran..................................................................................... xvi
BAB I
PENDAHULUAN ...................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian.............................................................. 2
1.3. Manfaat Penelitian............................................................ 3
1.4. Batasan Masalah.............................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI...................... 5
2.1. Tinjauan Pustaka.............................................................. 5
2.2. Landasan Teori ................................................................ 6
2.2.1. Baja ....................................................................... 6
2.2.2. Baja Karbon........................................................... 7
2.2.3. Klasifikasi Baja Karbon .......................................... 8
2.2.4. Struktur Mikro ........................................................ 9
2.2.5. Perlakuan Panas (Heat Treatment)........................ 11
2.2.6. Pengerasan permukaan......................................... 19
2.2.7. Proses Karburisasi Padat (Pack Carburizing) ........ 20
ix
2.2.8. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) .......... 20
2.2.9. Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3)................... 22
2.2.10. Uji Kekerasan Kekerasan Vickers (Standar SNI
05-0719-1989)..................................................... 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 31
3.1. Rancangan Penelitian ...................................................... 31
3.1.1. Pemilihan Bahan.................................................... 32
3.1.2. Penyiapan Tempat Carburizing.............................. 32
3.1.3. Pembuatan Bubuk Arang dan Penyiapan BaCO3.....33
3.1.4. Pembuatan Specimen............................................ 33
3.1.5. Mencampur Arang Kayu Sengon dengan Barium
Karbonat................................................................ 34
3.1.6. Proses Pack Carburizing........................................ 34
3.1.7. Menguji Specimen Hasil Pack Carburizing............. 35
3.2. Bahan dan Alat................................................................. 35
3.2.1. Bahan Penelitian.................................................... 35
3.2.2. Peralatan Penelitian............................................... 37
3.3. Intalasi Pengujian............................................................. 42
3.3.1. Uji Komposisi Kimia ............................................... 42
3.3.2. Uji Struktur Mikro ................................................... 43
3.3.3. Uji Kekerasan ........................................................ 44
3.4. Sampel ............................................................................. 44
3.5. Lokasi Penelitian .............................................................. 45
3.6. Prosedur Penelitian.......................................................... 45
3.7. Rancangan Analisis Data ................................................. 50
3.8. Kesulitan ......................................................................... 51
BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN..................... 52
4.1. Hasil dan Pembahasan Uji Komposisi Kimia .................... 52
4.2. Hasil dan Pembahasan Uji Struktur Mikro ........................ 53
4.3. Hasil dan Pembahasan Uji Kekerasan ............................. 56
x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..................................................... 62
5.1. Kesimpulan ...................................................................... 62
5.2. Saran................................................................................ 62
DAFTAR PUSTAKA............................................................................... 64
LAMPIRAN............................................................................................ xvii
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Baja karbon C = 0,25 % baja dinormalkan pada suhu
930oC perbesar 500x........................................................ 10
Gambar 2.2 Baja Karbon 0,45% baja dinormalkan pada suhu 840oC
perbesaran 500 x ............................................................. 10
Gambar 2.3 Baja dengan kadar karbon C=1% dirol panas 1050oC,
pendinginan udara, matrik ferit, sementit pada butir (garis
putih) perbesar 500 x........................................................ 11
Gambar 2.4 Diagram fase kesetimbangan besi-karbida....................... 12
Gambar 2.5 Isothermal transformation diagram for 0.2% C. 0.9% Mn
steel ................................................................................. 15
Gambar 2.6 Continuos cooling transformation diagram........................ 16
Gambar 2.7 Diagram besi-karbida (sebagian), indikasi temperatur
perlakuan panas............................................................... 17
Gambar 2.8 Metoda pemilihan lokasi pengujian................................... 24
Gambar 2.9 Prinsip uji keras Vickers ................................................... 27
Gambar 2.10 Sudut puncak penetrator.................................................. 29
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian...................................................... 31
Gambar 3.2 Material dasar (raw materials) .......................................... 32
Gambar 3.3 Potongan material untuk specimen................................... 34
Gambar 3.4 Arang kayu sengon........................................................... 36
Gambar 3.5 Barium karbonat (BaCO3)................................................. 36
Gambar 3.6 Gerabah dari tanah liat..................................................... 37
Gambar 3.7 Dapur pemanas................................................................ 38
Gambar 3.8 Mesin pemotong (metacut)............................................... 38
Gambar 3.9 Mesin poles (Grinder-Polisher) ......................................... 39
Gambar 3.10 Gergaji mesin ................................................................... 39
Gambar 3.11 Sarung tangan tahan api .................................................. 40
Gambar 3.12 Penjepit ............................................................................ 40
Gambar 3.13 Timbangan digital ............................................................. 41
Gambar 3.14 Adonan semen tahan api.................................................. 41
xii
Gambar 3.15 Autosol ............................................................................. 42
Gambar 3.16 Optical emission spectrometer ......................................... 43
Gambar 3.17 Inverted metallurgical microscope .................................... 43
Gambar 3.18 Micro hardness tester....................................................... 44
Gambar 3.19 Potongan specimen yang akan diuji ................................. 48
Gambar 4.1 Struktur mikro material dasar dengan pembesaran 200x.. 53
Gambar 4.2 Struktur mikro pada tepi-transisi (a) specimen pack
carburizing 2 jam, (b) specimen pack carburizing 4 jam,
pembesaran 100x............................................................. 54
Gambar 4.3 Struktur
mikro
pada
transisi
(a)
specimen
pack
carburizing 2 jam, (b) specimen pack carburizing 4 jam,
pembesaran 200x............................................................. 55
Gambar 4.4 Grafik kedalaman harga kekerasan material dasar,
material hasil pack carburizing 2 jam dan 4 jam ............... 60
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Jumlah specimen (sampel) ................................................. 45
Tabel 4.1
Hasil uji komposisi kimia sepecimen dasar ....................... 52
Tabel 4.2
Hasil uji kekerasan permukaan material dasar dengan
metoda Micro Vickers.......................................................... 56
Tabel 4.3 Hasil uji kekerasan permukaan material sesudah pack
carburizing dengan waktu penahanan 2 jam menggunakan
metoda micro Vickers.......................................................... 57
Tabel 4.4 Hasil uji kekerasan permukaan material sesudah pack
carburizing dengan waktu penahanan 4 jam menggunakan
metoda micro Vickers.......................................................... 58
Tabel 4.5
Perbedaan harga kekerasan material dasar, carburizing 2
jam dan carburuzing 4 jam ............................................... 59
xiv
DAFTAR SIMBOL
Simbol
VHN = Vickers Hardness Number .............................................[N/mm2]
F
= Beban yang diterapkan...................................................[N]
d
= Diagonal rata-rata...........................................................[mm]
d1
= diagonal 1 ......................................................................[mm]
d2
= diagonal 2 ......................................................................[mm]
Subscripts
Fe
= Besi
Mn
= Mangan
Si
= Silikon
Ni
= Nikel
Cu
= Tembaga
C
= Karbon
Co
= Kobalt
Nb
= Niobium
Mo
= Molibdenum
S
= Sulfat
W
= Wolfram
V
= Vanadium
Cr
= Khrom
Ti
= Titanium
P
= Phospor
Al
= Alumunium
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Laporan pengujian komposisi kimia.................................. xviii
Lampiran 2 Harga kekerasan micro Vickers specimen mild steel........ xxi
Lampiran 3 Harga kekerasan micro Vickers specimen carburizing
2 jam dan specimen carburizing 4 jam.............................. xxii
Lampiran 4 Tabel konversi harga kekerasan....................................... xxiii
Lampiran 5 Klasifikasi baja.................................................................. xxv
Lampiran 6 Mechanical properties ...................................................... xxix
Lampiran 7 Kartu konsultasi Tugas Akhir............................................ xxxi
Lampiran 8 The Fe-Mn (Iron-Manganese) System.............................. xxxii
Lampiran 9 ASTM E 415-99, Standard Test Method for Optical
Emission Vacuum Spectrometric Analysis of Carbon and
Low-Alloy Steel................................................................. xxxiii
Lampiran 10 ASTM E 3-01, Standard Guide for Preparation of
Metallographic Specimens................................................ xlii
Lampiran 11 SNI 05-0719-1989, Mikro Vickers Beban 0,0098 sampai
dengan 49 N, Cara Uji Keras............................................ liii
xvi
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BAJA KARBONISASI ARANG KAYU SENGON
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
YUD SETIYONO
NIM: D.200.04.0050
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
Mei 2012
i
ii
iii
iv
v
KATA MUTIARA
ٍ ﺇِﻥﱠ ﺍﻹﻧْﺴَﺎﻥَ ﻟَﻔِﻲ ﺧُﺴْﺮ١ ِﻭَﺍﻟْﻌَﺼْﺮ
ِّﺇِﻻ ﺍﻟﱠﺬِﻳﻦَ ﺁﻣَﻨُﻮﺍ ﻭَﻋَﻤِﻠُﻮﺍ ﺍﻟﺼﱠﺎﻟِﺤَﺎﺕِ ﻭَﺗَﻮَﺍﺻَﻮْﺍ ﺑِﺎﻟْﺤَﻖ
٢
٣
ِﻭَﺗَﻮَﺍﺻَﻮْﺍ ﺑِﺎﻟﺼﱠﺒْﺮ
“Demi masa. Sesungguhnya manusia itu benar-benar dalam kerugian,
kecuali orang-orang yang beriman dan mengerjakan amal saleh dan
nasehat menasehati supaya mentaati kebenaran dan nasehat
menasehati supaya menetapi kesabaran.”
(Q.S. Al ‘Ashr: 1-3)
vi
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA
KARBONISASI ARANG KAYU SENGON
Yud Setiyono, Supriyono, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email : [email protected]
ABSTRAKSI
Pengerasan permukaan dibutuhkan untuk poros yang mengalami
beban kerja berat, karena membutuhkan kekerasan di permukaan tetapi
didalam (inti) bajanya tetap ulet. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui perubahan sifat-sifat dari baja, baik sifat fisis maupun sifat
mekanis setelah menagalami proses pack carburizing dengan bahan
karbon arang kayu sengon.
Pemilihan bahan dilakukan dengan cara menguji baja karbon
rendah sebagai raw material dengan alat Optical Emission Spectrometer.
Specimen bersama campuran arang kayu sengon dan BaCO3
dimasukkan dalam gerabah, kemudian dipanaskan dalam dapur pemanas
pada temperatur 900ºC dengan variasi waktu penahanan selama 2 jam
dan 4 jam. Specimen hasil pack carburizing diuji kekerasannya dengan
metoda micro Vickers menggunakan alat Micro Hardness Tester,
sebanyak 9 titik. Untuk pengamatan struktur mikro digunakan alat
Inverted Metallurgical Microscope.
Dengan proses karbonisasi, harga kekerasan yang semula 247,0
VHN (raw material) meningkat menjadi 250,2 VHN (karbonisasi 2 jam)
dan 260,3 VHN (karbonisasi 4 jam). Dengan demikian waktu penahan
pada proses karbonisasi mempengaruhi kekerasan material. Pemasukan
(difusi) atom karbon pada specimen karbonisasi 4 jam jauh lebih dalam
dari pada specimen karbonisasi 2 jam, yaitu
± 480 µm = 0,48 mm
(karbonisasi 4 jam) dan ± 310 µm = 0,31 mm (karbonisasi 2 jam). Dari
hasil pengamatan tersebut maka dapat diambil kesimpulan bahwa
semakin lama penahanan waktu pada proses pack carburizing, maka
akan semakin jauh dan semakin banyak atom karbon yang masuk
kedalam struktur material sehingga kekerasanya meningkat.
Kata kunci: karbonisasi, arang kayu sengon, sifat fisis, sifat mekanis
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Syukur alahamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Penelitian Sifat Fisis Dan Mekanis Baja
Karbonisasi Dengan Bahan Karbon Arang Kayu Sengon”, dapat
terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, M.T., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Dr. Supriyono, selaku Dosen Pembimbing Utama dengan ikhlas
meluangkan banyak waktu guna memberikan saran serta arahan
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar
serta ramah.
4. Ir. Bibit Sugito, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping, dengan
segala kesabarannya telah bersedia memberikan ilmu, pengalaman
dan bimbingan yang sangat berguna.
5. Teman-teman seperjuangan dan semua keluarga yang telah turut
memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 2 Mei 2012
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul....................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Skripsi .................................................................. ii
Halaman Persetujuan ............................................................................ iii
Halaman Pengesahan ........................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ...................................................................... v
Kata Mutiara .......................................................................................... vi
Kata Pengantar...................................................................................... vii
Abstraksi................................................................................................ viii
Daftar Isi ................................................................................................ ix
Daftar Gambar....................................................................................... xii
Daftar Tabel........................................................................................... xiv
Daftar Simbol......................................................................................... xv
Daftar Lampiran..................................................................................... xvi
BAB I
PENDAHULUAN ...................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian.............................................................. 2
1.3. Manfaat Penelitian............................................................ 3
1.4. Batasan Masalah.............................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI...................... 5
2.1. Tinjauan Pustaka.............................................................. 5
2.2. Landasan Teori ................................................................ 6
2.2.1. Baja ....................................................................... 6
2.2.2. Baja Karbon........................................................... 7
2.2.3. Klasifikasi Baja Karbon .......................................... 8
2.2.4. Struktur Mikro ........................................................ 9
2.2.5. Perlakuan Panas (Heat Treatment)........................ 11
2.2.6. Pengerasan permukaan......................................... 19
2.2.7. Proses Karburisasi Padat (Pack Carburizing) ........ 20
ix
2.2.8. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) .......... 20
2.2.9. Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3)................... 22
2.2.10. Uji Kekerasan Kekerasan Vickers (Standar SNI
05-0719-1989)..................................................... 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 31
3.1. Rancangan Penelitian ...................................................... 31
3.1.1. Pemilihan Bahan.................................................... 32
3.1.2. Penyiapan Tempat Carburizing.............................. 32
3.1.3. Pembuatan Bubuk Arang dan Penyiapan BaCO3.....33
3.1.4. Pembuatan Specimen............................................ 33
3.1.5. Mencampur Arang Kayu Sengon dengan Barium
Karbonat................................................................ 34
3.1.6. Proses Pack Carburizing........................................ 34
3.1.7. Menguji Specimen Hasil Pack Carburizing............. 35
3.2. Bahan dan Alat................................................................. 35
3.2.1. Bahan Penelitian.................................................... 35
3.2.2. Peralatan Penelitian............................................... 37
3.3. Intalasi Pengujian............................................................. 42
3.3.1. Uji Komposisi Kimia ............................................... 42
3.3.2. Uji Struktur Mikro ................................................... 43
3.3.3. Uji Kekerasan ........................................................ 44
3.4. Sampel ............................................................................. 44
3.5. Lokasi Penelitian .............................................................. 45
3.6. Prosedur Penelitian.......................................................... 45
3.7. Rancangan Analisis Data ................................................. 50
3.8. Kesulitan ......................................................................... 51
BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN..................... 52
4.1. Hasil dan Pembahasan Uji Komposisi Kimia .................... 52
4.2. Hasil dan Pembahasan Uji Struktur Mikro ........................ 53
4.3. Hasil dan Pembahasan Uji Kekerasan ............................. 56
x
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..................................................... 62
5.1. Kesimpulan ...................................................................... 62
5.2. Saran................................................................................ 62
DAFTAR PUSTAKA............................................................................... 64
LAMPIRAN............................................................................................ xvii
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Baja karbon C = 0,25 % baja dinormalkan pada suhu
930oC perbesar 500x........................................................ 10
Gambar 2.2 Baja Karbon 0,45% baja dinormalkan pada suhu 840oC
perbesaran 500 x ............................................................. 10
Gambar 2.3 Baja dengan kadar karbon C=1% dirol panas 1050oC,
pendinginan udara, matrik ferit, sementit pada butir (garis
putih) perbesar 500 x........................................................ 11
Gambar 2.4 Diagram fase kesetimbangan besi-karbida....................... 12
Gambar 2.5 Isothermal transformation diagram for 0.2% C. 0.9% Mn
steel ................................................................................. 15
Gambar 2.6 Continuos cooling transformation diagram........................ 16
Gambar 2.7 Diagram besi-karbida (sebagian), indikasi temperatur
perlakuan panas............................................................... 17
Gambar 2.8 Metoda pemilihan lokasi pengujian................................... 24
Gambar 2.9 Prinsip uji keras Vickers ................................................... 27
Gambar 2.10 Sudut puncak penetrator.................................................. 29
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian...................................................... 31
Gambar 3.2 Material dasar (raw materials) .......................................... 32
Gambar 3.3 Potongan material untuk specimen................................... 34
Gambar 3.4 Arang kayu sengon........................................................... 36
Gambar 3.5 Barium karbonat (BaCO3)................................................. 36
Gambar 3.6 Gerabah dari tanah liat..................................................... 37
Gambar 3.7 Dapur pemanas................................................................ 38
Gambar 3.8 Mesin pemotong (metacut)............................................... 38
Gambar 3.9 Mesin poles (Grinder-Polisher) ......................................... 39
Gambar 3.10 Gergaji mesin ................................................................... 39
Gambar 3.11 Sarung tangan tahan api .................................................. 40
Gambar 3.12 Penjepit ............................................................................ 40
Gambar 3.13 Timbangan digital ............................................................. 41
Gambar 3.14 Adonan semen tahan api.................................................. 41
xii
Gambar 3.15 Autosol ............................................................................. 42
Gambar 3.16 Optical emission spectrometer ......................................... 43
Gambar 3.17 Inverted metallurgical microscope .................................... 43
Gambar 3.18 Micro hardness tester....................................................... 44
Gambar 3.19 Potongan specimen yang akan diuji ................................. 48
Gambar 4.1 Struktur mikro material dasar dengan pembesaran 200x.. 53
Gambar 4.2 Struktur mikro pada tepi-transisi (a) specimen pack
carburizing 2 jam, (b) specimen pack carburizing 4 jam,
pembesaran 100x............................................................. 54
Gambar 4.3 Struktur
mikro
pada
transisi
(a)
specimen
pack
carburizing 2 jam, (b) specimen pack carburizing 4 jam,
pembesaran 200x............................................................. 55
Gambar 4.4 Grafik kedalaman harga kekerasan material dasar,
material hasil pack carburizing 2 jam dan 4 jam ............... 60
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Jumlah specimen (sampel) ................................................. 45
Tabel 4.1
Hasil uji komposisi kimia sepecimen dasar ....................... 52
Tabel 4.2
Hasil uji kekerasan permukaan material dasar dengan
metoda Micro Vickers.......................................................... 56
Tabel 4.3 Hasil uji kekerasan permukaan material sesudah pack
carburizing dengan waktu penahanan 2 jam menggunakan
metoda micro Vickers.......................................................... 57
Tabel 4.4 Hasil uji kekerasan permukaan material sesudah pack
carburizing dengan waktu penahanan 4 jam menggunakan
metoda micro Vickers.......................................................... 58
Tabel 4.5
Perbedaan harga kekerasan material dasar, carburizing 2
jam dan carburuzing 4 jam ............................................... 59
xiv
DAFTAR SIMBOL
Simbol
VHN = Vickers Hardness Number .............................................[N/mm2]
F
= Beban yang diterapkan...................................................[N]
d
= Diagonal rata-rata...........................................................[mm]
d1
= diagonal 1 ......................................................................[mm]
d2
= diagonal 2 ......................................................................[mm]
Subscripts
Fe
= Besi
Mn
= Mangan
Si
= Silikon
Ni
= Nikel
Cu
= Tembaga
C
= Karbon
Co
= Kobalt
Nb
= Niobium
Mo
= Molibdenum
S
= Sulfat
W
= Wolfram
V
= Vanadium
Cr
= Khrom
Ti
= Titanium
P
= Phospor
Al
= Alumunium
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Laporan pengujian komposisi kimia.................................. xviii
Lampiran 2 Harga kekerasan micro Vickers specimen mild steel........ xxi
Lampiran 3 Harga kekerasan micro Vickers specimen carburizing
2 jam dan specimen carburizing 4 jam.............................. xxii
Lampiran 4 Tabel konversi harga kekerasan....................................... xxiii
Lampiran 5 Klasifikasi baja.................................................................. xxv
Lampiran 6 Mechanical properties ...................................................... xxix
Lampiran 7 Kartu konsultasi Tugas Akhir............................................ xxxi
Lampiran 8 The Fe-Mn (Iron-Manganese) System.............................. xxxii
Lampiran 9 ASTM E 415-99, Standard Test Method for Optical
Emission Vacuum Spectrometric Analysis of Carbon and
Low-Alloy Steel................................................................. xxxiii
Lampiran 10 ASTM E 3-01, Standard Guide for Preparation of
Metallographic Specimens................................................ xlii
Lampiran 11 SNI 05-0719-1989, Mikro Vickers Beban 0,0098 sampai
dengan 49 N, Cara Uji Keras............................................ liii
xvi