TUGAS AKHIR Pengaruh Preheating Pada Cetakan Permanen Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Besi Cor Kelabu.
TUGAS AKHIR
PENGARUH PREHEATING PADACETAKAN
PERMANENTERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BESI COR KELABU
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna memperoleh
Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
TEGUH CRISTY MARTANTA
NIM : D200110093
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
v
MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu.Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)
“Sebaik-baikmanusiaadalah yang paling bermanfaat
bagi manusialainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baikpekerjaansetelahimanadalah
belaskasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
“Orang hebat adalah orang yang sanggup lalui kesukaran, tantangan,
serta ribuan cacian dan air mata”
vi
Pengaruh Preheating Pada Cetakan Permanen Terhadap Sifat Fisis
Dan Mekanis Besi Cor Kelabu
Teguh Cristy Martanta, Agus Yulianto, Ngafwan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro
email :cristy.martanta@gmail.com
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh preheating
pada cetakan permanen besi cor ductile pada suhu 400 0C terhadap sifat
fisis dan mekanis besi cor kelabu. Pembekuan besi cor kelabu ini dipantau
dengan ce meter dan setelah mengeras akan mengalami beberapa
pengujian logam, antara lain: uji kekerasan, uji metalografi dan uji
komposisi kimia. Penelitian ini menggunakan material besi cor kelabu.
Dari spesimen besi cor kelabu ini akan ditentukan 16 titik uji untuk
mengetahui sifat fisis dan mekanis dibeberapa titik yang telah ditentukan.
Pengujian komposisi kimia menggunakan standar JIS.
Hasil pengujian menunjukkan pengaruh preheating dengan suhu
0
400 C pada cetakan permanen besi cor ductile dengan material besi cor
kelabu menghasilkan distribusi kekerasan yang beragam. Pada sisi
tengah diameter spesimen diambil 5 titik dari bawah ke atas terlihat nilai
kekerasan sebagai berikut: 219.54 Hv, 127.28 Hv, 150.80 Hv, 189.18 Hv
dan 144.54 Hv. Pada sisi atas dari tengah diameter sampai tepi sebagai
berikut: 144.54 Hv, 167.99 Hv, 159.50 Hv, 174.41 Hv dan 176.23 Hv.
Pada sisi luar dari atas ke bawah sebagai berikut: 176.23 Hv, 269.23 Hv,
220.93 Hv, 258.03 Hv dan 175.14 Hv. Pada sisi bawah dari tepi ke tengah
diameter sebagai berikut: 175.14 Hv, 188.10 Hv, 190.97 Hv, 195.77 Hv
dan 219.54 Hv. Pada hasil pengujian peleburan logam menggunakan CE
meter diperoleh temperatur awal 1356.80C, temperatur liquid 1155.40C,
temperatur solid 1113.60C dimana besi mulai padat namun masih
berwarna merah hingga temperatur akhir 10600C dimana besi telah beku.
Pada hasil uji komposisi kimia terdapat 20 unsur kimia dangan kadar yang
berbeda dan pengamatan struktur mikro di temukan struktur grafit dan
sementit. Dari hasil pengujian tersebut bisa diketahui bahwa material yang
terbentuk adalah besi cor kelabu FC 150 dengan standar JIS.
Kata kunci :besi cor kelabu FC150, kekerasan, ce meter, komposisi kimia.
vii
Abstracts
Purpose of the research is to know effect of preheating of
permanent ductile cast iron mold at 4000C on physical and mechanical
characteristics of grey cast iron. Solidification of the grey cast iron was
monitored by using CE meter and after solidification was completed, the
metal was tested for hardness test, metallographic test and chemical
composition test. The research used tapered grey cast iron. Sixteen points
of tests will be determined in the specimens of grey cast iron in order to
know physical and mechanical characteristics in the predetermined points.
Chemical composition test used JIS standards.
Results of the research indicated that effect of preheating at
temperature of 4000C in permanent ductile iron mold with grey cast iron
material produced varied hardness distribution. At the middle of diameter
of the specimen, 5 points of tests taken bottom-up indicated values of
hardness as follow: 219.54 Hv, 127.28 Hv, 150.80 Hv, 189.18 Hv and
144.54 Hv. At upside part of the middle of diameter to the side part were
as follow: 144.54 Hv, 167.99 Hv, 159.50 Hv, 174.41 Hv and 176,23 Hv. At
outer side that were taken bottom-up were as follow: 176.23Hv, 269.23Hv,
220.93 Hv, 258.03 Hv and 175,14 Hv. At lower side from edge to middle of
the diameter were as follow: 175.14 Hv, 188.10 Hv, 190.97 Hv, 195.77 Hv
and 216,54 Hv. Results of metal smelting test by using CE meter showed
that initial temperature was 1356.80C, liquid temperature was 1155.40C,
and solid temperature was 1113,60C in which the iron began to solid but
it’s color was still red until final temperature of 10600C when it solidified.
Results of chemical composition test found 20 chemical elements with
different level and micro structure observation found graphite and
cementite structures. It can be known from results of the tests that the
formed material was FC 150 grey cast iron with JIS standards.
Key words: FC 150 grey cast iron, hardness CE meter, chemical
composition.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh preheating pada cetakan permanen
terhadap sifat fisis dan mekanis besi cor kelabu“, dapat terselesaikan atas
dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa
terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,.sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Agus Yulianto, ST, MT. Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir
ini dapat terselesaikan.
4.
Bapak Ir. Ngafwan, MT. Selaku pembimbing pendamping yang telah
banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
5.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama
mengikuti kegiatan kuliah.
6.
Bapak dan Ibu tercinta serta kakak yang setiap waktu selalu
mendo’akan, memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih
atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini, Semua
do’a dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi
langkahku.
ix
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ .. ii
HalamanPersetujuan ......................................................................... iii
HalamanPengesahan ........................................................................ iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................. v
Lembar Motto ..................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................ vii
Kata Pengantar .................................................................................. ix
Daftar Isi ........................................................................................... xi
DaftarGambar .................................................................................... xiv
DaftarTabel ........................................................................................ xvii
DaftarSimbol ...................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 .LatarBelakang .................................................................. 1
1.2 .Perumusan Masalah ........................................................ 3
1.3 .Pembatasan Masalah ...................................................... 3
1.4 .Tujuan Penelitian ............................................................. 3
1.5 .Manfaat Penelitian ........................................................... 4
1.6 .Sistematika Penulisan Laporan ........................................ 4
xi
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................ 6
2.2. DasarTeori ...................................................................... 8
2.2.1. Tanur Induksi ........................................................ 8
2.2.2. Definisi Besi Cor ................................................... 10
2.2.3. Klasifikasi Besi Cor ............................................... 11
2.2.4. Komposisi Besi Cor ............................................... 15
2.2.5. Struktur Besi Cor ................................................... 17
2.2.6. Pengaruh Paduan pada Besi Cor Kelabu ............. 25
2.2.7. Diagram Kesetimbangan Besi-Karbon ................. 29
2.2.8. Carbon Equivalent Value (CEV) ........................... 31
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 32
3.2. StudiLiteraturdanSurveiLapangan .................................. 33
3.3.Penyiapan Alat dan Bahan .............................................. 33
3.4.Langkah Pembuatan Spesimen ...................................... 34
3.5.Persiapan Benda Uji........................................................ 40
3.6.Pengujian Spesimen ....................................................... 44
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Hasil Penelitian dan Pembahasan ..................... 52
4.1.1. HasilUji CE Meter........................................................ 52
4.1.2. Pengujian Kekerasan (Micro Vickers) ......................... 53
4.1.3. Pengujian Metalografi(Fotomikro) ............................... 58
xii
4.1.4. PengujianKomposisi Kimia .......................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ..................................................................... 65
5.2. Saran .............................................................................. 66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Tanur Induksi ..............................................................
9
Gambar 2.2. Struktur Mikro Besi Cor Kelabu...................................
11
Gambar 2.3. Struktur Mikro Besi Cor Nodular .................................
12
Gambar 2.4. Struktur Mikro Besi Cor Putih......................................
14
Gambar 2.5. Struktur Mikro Besi Cor Mampu Tempa ......................
15
Gambar 2.6. Distribusi Grafit ...........................................................
18
Gambar 2.7. Sementit .....................................................................
20
Gambar 2.8. Perlit dan Ferit ............................................................
22
Gambar 2.9. Struktur dari Bainit ......................................................
23
Gambar 2.10. Struktur Martensit .......................................................
24
Gambar 2.11. Diagram Kesetimbangan Besi-Karbon........................
29
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ...............................................
32
Gambar 3.2. (a) Gram Besi. (b) Silikon dan Karbon ........................
35
Gambar 3.3. Proses Peleburan Besi Cor ........................................
36
Gambar 3.4. (a) Proses Pemanasan Cetakan. (b) Pengukuran suhu
cetakan sebelum besi cor cair dituang........................
37
Gambar 3.5. Penuangan Besi Cor Cair dari Ladle Besar ke Ladle
Kecil ............................................................................
xiv
37
Gambar 3.6. (a) Proses Penuangan pada Cup CE Meter. (b) Proses
Penuangan pada Cetakan Permanen.........................
38
Gambar 3.7. CE Meter.....................................................................
38
Gambar 3.8. Spesimen Didinginkan dengan Udara Bebas .............
39
Gambar 3.9. Mesin Wire Cut (ATMI Solo, 2016) .............................
39
Gambar 3.10. Spesimen Setelah Dipotong dengan Mesin Wire Cut .
40
Gambar 3.11. (a) Proses Pengecoran Resin dalam Cetakan Bersama
Benda Kerja. (b) Hasil Pengecoran Resin Sebelum
Proses Grinding. (c) Hasil Mounting Rata Bidang Siap
Untuk Uji Kekerasan ...................................................
41
Gambar 3.12. Mesin Grinding (POLMAN Ceper, 2016) ....................
41
Gambar 3.13. Spesimen Hasil Pengecoran. (b) Hasil Pemotongan
dengan Menggunakan Wire Cut. (c) Hasil Proses
Mounting .....................................................................
45
Gambar 3.14. Penentuan Titik-titik yang Akan Diuji Kekerasan ........
46
Gambar 3.15. Prinsip Kerja Vickers Micro Hardness Tester (HV) .....
47
Gambar 3.16. (a) Vickers Micro Hardness Tester. (b) Tampilan
Pengoperasian Vickers Micro Hardness Testerpada
Monitor ........................................................................
47
Gambar 3.17. Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus
Photomicrographic System (Lab Bahan POLMAN
Klaten) ........................................................................
49
Gambar 3.18.Spectrometer (Lab Bahan POLMAN Klaten, 2016) ......
51
xv
Gambar 3.19. Posisi Benda Uji pada Spectrometer (Lab Bahan
POLMAN Klaten, 2016) ..............................................
51
Gambar 4.1. Grafik Hasil Uji CE Meter ............................................
52
Gambar 4.2. Bagian yang Diuji Kekerasan (Micro Vickers) .............
54
Gambar 4.3. Diagram Harga Kekerasan Bagian A ..........................
55
Gambar 4.4. Diagram Harga Kekerasan Bagian B ..........................
56
Gambar 4.5. Diagram Harga Kekerasan Bagian C..........................
57
Gambar 4.6. Diagram Harga Kekerasan Bagian D..........................
58
Gambar 4.7. Hasil Foto Mikro di Titik A1, A2, A3, A4 dan A5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
59
Gambar 4.8. Hasil Foto Mikro di TitikB1, B2, B3, B4 dan B5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
60
Gambar 4.9. Hasil Foto Mikro di TitikC1, C2, C3, C4 dan C5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
61
Gambar 4.10. Hasil Foto Mikro di TitikD1, D2, D3, D4 dan D5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
xvi
62
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi Besi Cor ...........................................................
16
Tabel 2.2. Perbandingan Struktur pada Sistem Metastabil dengan
Stabil .................................................................................
25
Tabel 2.3. Kelas besi Cor Kelabu Berdasarkan kekuatan Tarik .........
26
Tabel 2.4. Standar Besi Cor Kelabu Menurut JIS ..............................
27
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian A ..........
55
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian B ..........
56
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian C ..........
56
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian D..........
57
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Bagian Atas .................
57
xvii
DAFTAR SIMBOL
CEV
= Carbon Equivalent Value
C
= Kandungan Karbon (%)
Si
= Kandungan Silikon (%)
P
= Kandungan Fosfor (%)
xviii
PENGARUH PREHEATING PADACETAKAN
PERMANENTERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BESI COR KELABU
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna memperoleh
Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
TEGUH CRISTY MARTANTA
NIM : D200110093
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
v
MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu.Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)
“Sebaik-baikmanusiaadalah yang paling bermanfaat
bagi manusialainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baikpekerjaansetelahimanadalah
belaskasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
“Orang hebat adalah orang yang sanggup lalui kesukaran, tantangan,
serta ribuan cacian dan air mata”
vi
Pengaruh Preheating Pada Cetakan Permanen Terhadap Sifat Fisis
Dan Mekanis Besi Cor Kelabu
Teguh Cristy Martanta, Agus Yulianto, Ngafwan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro
email :cristy.martanta@gmail.com
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh preheating
pada cetakan permanen besi cor ductile pada suhu 400 0C terhadap sifat
fisis dan mekanis besi cor kelabu. Pembekuan besi cor kelabu ini dipantau
dengan ce meter dan setelah mengeras akan mengalami beberapa
pengujian logam, antara lain: uji kekerasan, uji metalografi dan uji
komposisi kimia. Penelitian ini menggunakan material besi cor kelabu.
Dari spesimen besi cor kelabu ini akan ditentukan 16 titik uji untuk
mengetahui sifat fisis dan mekanis dibeberapa titik yang telah ditentukan.
Pengujian komposisi kimia menggunakan standar JIS.
Hasil pengujian menunjukkan pengaruh preheating dengan suhu
0
400 C pada cetakan permanen besi cor ductile dengan material besi cor
kelabu menghasilkan distribusi kekerasan yang beragam. Pada sisi
tengah diameter spesimen diambil 5 titik dari bawah ke atas terlihat nilai
kekerasan sebagai berikut: 219.54 Hv, 127.28 Hv, 150.80 Hv, 189.18 Hv
dan 144.54 Hv. Pada sisi atas dari tengah diameter sampai tepi sebagai
berikut: 144.54 Hv, 167.99 Hv, 159.50 Hv, 174.41 Hv dan 176.23 Hv.
Pada sisi luar dari atas ke bawah sebagai berikut: 176.23 Hv, 269.23 Hv,
220.93 Hv, 258.03 Hv dan 175.14 Hv. Pada sisi bawah dari tepi ke tengah
diameter sebagai berikut: 175.14 Hv, 188.10 Hv, 190.97 Hv, 195.77 Hv
dan 219.54 Hv. Pada hasil pengujian peleburan logam menggunakan CE
meter diperoleh temperatur awal 1356.80C, temperatur liquid 1155.40C,
temperatur solid 1113.60C dimana besi mulai padat namun masih
berwarna merah hingga temperatur akhir 10600C dimana besi telah beku.
Pada hasil uji komposisi kimia terdapat 20 unsur kimia dangan kadar yang
berbeda dan pengamatan struktur mikro di temukan struktur grafit dan
sementit. Dari hasil pengujian tersebut bisa diketahui bahwa material yang
terbentuk adalah besi cor kelabu FC 150 dengan standar JIS.
Kata kunci :besi cor kelabu FC150, kekerasan, ce meter, komposisi kimia.
vii
Abstracts
Purpose of the research is to know effect of preheating of
permanent ductile cast iron mold at 4000C on physical and mechanical
characteristics of grey cast iron. Solidification of the grey cast iron was
monitored by using CE meter and after solidification was completed, the
metal was tested for hardness test, metallographic test and chemical
composition test. The research used tapered grey cast iron. Sixteen points
of tests will be determined in the specimens of grey cast iron in order to
know physical and mechanical characteristics in the predetermined points.
Chemical composition test used JIS standards.
Results of the research indicated that effect of preheating at
temperature of 4000C in permanent ductile iron mold with grey cast iron
material produced varied hardness distribution. At the middle of diameter
of the specimen, 5 points of tests taken bottom-up indicated values of
hardness as follow: 219.54 Hv, 127.28 Hv, 150.80 Hv, 189.18 Hv and
144.54 Hv. At upside part of the middle of diameter to the side part were
as follow: 144.54 Hv, 167.99 Hv, 159.50 Hv, 174.41 Hv and 176,23 Hv. At
outer side that were taken bottom-up were as follow: 176.23Hv, 269.23Hv,
220.93 Hv, 258.03 Hv and 175,14 Hv. At lower side from edge to middle of
the diameter were as follow: 175.14 Hv, 188.10 Hv, 190.97 Hv, 195.77 Hv
and 216,54 Hv. Results of metal smelting test by using CE meter showed
that initial temperature was 1356.80C, liquid temperature was 1155.40C,
and solid temperature was 1113,60C in which the iron began to solid but
it’s color was still red until final temperature of 10600C when it solidified.
Results of chemical composition test found 20 chemical elements with
different level and micro structure observation found graphite and
cementite structures. It can be known from results of the tests that the
formed material was FC 150 grey cast iron with JIS standards.
Key words: FC 150 grey cast iron, hardness CE meter, chemical
composition.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengaruh preheating pada cetakan permanen
terhadap sifat fisis dan mekanis besi cor kelabu“, dapat terselesaikan atas
dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa
terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,.sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Agus Yulianto, ST, MT. Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir
ini dapat terselesaikan.
4.
Bapak Ir. Ngafwan, MT. Selaku pembimbing pendamping yang telah
banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
5.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama
mengikuti kegiatan kuliah.
6.
Bapak dan Ibu tercinta serta kakak yang setiap waktu selalu
mendo’akan, memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih
atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini, Semua
do’a dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi
langkahku.
ix
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ .. ii
HalamanPersetujuan ......................................................................... iii
HalamanPengesahan ........................................................................ iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................. v
Lembar Motto ..................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................ vii
Kata Pengantar .................................................................................. ix
Daftar Isi ........................................................................................... xi
DaftarGambar .................................................................................... xiv
DaftarTabel ........................................................................................ xvii
DaftarSimbol ...................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 .LatarBelakang .................................................................. 1
1.2 .Perumusan Masalah ........................................................ 3
1.3 .Pembatasan Masalah ...................................................... 3
1.4 .Tujuan Penelitian ............................................................. 3
1.5 .Manfaat Penelitian ........................................................... 4
1.6 .Sistematika Penulisan Laporan ........................................ 4
xi
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................ 6
2.2. DasarTeori ...................................................................... 8
2.2.1. Tanur Induksi ........................................................ 8
2.2.2. Definisi Besi Cor ................................................... 10
2.2.3. Klasifikasi Besi Cor ............................................... 11
2.2.4. Komposisi Besi Cor ............................................... 15
2.2.5. Struktur Besi Cor ................................................... 17
2.2.6. Pengaruh Paduan pada Besi Cor Kelabu ............. 25
2.2.7. Diagram Kesetimbangan Besi-Karbon ................. 29
2.2.8. Carbon Equivalent Value (CEV) ........................... 31
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 32
3.2. StudiLiteraturdanSurveiLapangan .................................. 33
3.3.Penyiapan Alat dan Bahan .............................................. 33
3.4.Langkah Pembuatan Spesimen ...................................... 34
3.5.Persiapan Benda Uji........................................................ 40
3.6.Pengujian Spesimen ....................................................... 44
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Hasil Penelitian dan Pembahasan ..................... 52
4.1.1. HasilUji CE Meter........................................................ 52
4.1.2. Pengujian Kekerasan (Micro Vickers) ......................... 53
4.1.3. Pengujian Metalografi(Fotomikro) ............................... 58
xii
4.1.4. PengujianKomposisi Kimia .......................................... 63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ..................................................................... 65
5.2. Saran .............................................................................. 66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Tanur Induksi ..............................................................
9
Gambar 2.2. Struktur Mikro Besi Cor Kelabu...................................
11
Gambar 2.3. Struktur Mikro Besi Cor Nodular .................................
12
Gambar 2.4. Struktur Mikro Besi Cor Putih......................................
14
Gambar 2.5. Struktur Mikro Besi Cor Mampu Tempa ......................
15
Gambar 2.6. Distribusi Grafit ...........................................................
18
Gambar 2.7. Sementit .....................................................................
20
Gambar 2.8. Perlit dan Ferit ............................................................
22
Gambar 2.9. Struktur dari Bainit ......................................................
23
Gambar 2.10. Struktur Martensit .......................................................
24
Gambar 2.11. Diagram Kesetimbangan Besi-Karbon........................
29
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ...............................................
32
Gambar 3.2. (a) Gram Besi. (b) Silikon dan Karbon ........................
35
Gambar 3.3. Proses Peleburan Besi Cor ........................................
36
Gambar 3.4. (a) Proses Pemanasan Cetakan. (b) Pengukuran suhu
cetakan sebelum besi cor cair dituang........................
37
Gambar 3.5. Penuangan Besi Cor Cair dari Ladle Besar ke Ladle
Kecil ............................................................................
xiv
37
Gambar 3.6. (a) Proses Penuangan pada Cup CE Meter. (b) Proses
Penuangan pada Cetakan Permanen.........................
38
Gambar 3.7. CE Meter.....................................................................
38
Gambar 3.8. Spesimen Didinginkan dengan Udara Bebas .............
39
Gambar 3.9. Mesin Wire Cut (ATMI Solo, 2016) .............................
39
Gambar 3.10. Spesimen Setelah Dipotong dengan Mesin Wire Cut .
40
Gambar 3.11. (a) Proses Pengecoran Resin dalam Cetakan Bersama
Benda Kerja. (b) Hasil Pengecoran Resin Sebelum
Proses Grinding. (c) Hasil Mounting Rata Bidang Siap
Untuk Uji Kekerasan ...................................................
41
Gambar 3.12. Mesin Grinding (POLMAN Ceper, 2016) ....................
41
Gambar 3.13. Spesimen Hasil Pengecoran. (b) Hasil Pemotongan
dengan Menggunakan Wire Cut. (c) Hasil Proses
Mounting .....................................................................
45
Gambar 3.14. Penentuan Titik-titik yang Akan Diuji Kekerasan ........
46
Gambar 3.15. Prinsip Kerja Vickers Micro Hardness Tester (HV) .....
47
Gambar 3.16. (a) Vickers Micro Hardness Tester. (b) Tampilan
Pengoperasian Vickers Micro Hardness Testerpada
Monitor ........................................................................
47
Gambar 3.17. Olympus Metallurgical Microscope dan Olympus
Photomicrographic System (Lab Bahan POLMAN
Klaten) ........................................................................
49
Gambar 3.18.Spectrometer (Lab Bahan POLMAN Klaten, 2016) ......
51
xv
Gambar 3.19. Posisi Benda Uji pada Spectrometer (Lab Bahan
POLMAN Klaten, 2016) ..............................................
51
Gambar 4.1. Grafik Hasil Uji CE Meter ............................................
52
Gambar 4.2. Bagian yang Diuji Kekerasan (Micro Vickers) .............
54
Gambar 4.3. Diagram Harga Kekerasan Bagian A ..........................
55
Gambar 4.4. Diagram Harga Kekerasan Bagian B ..........................
56
Gambar 4.5. Diagram Harga Kekerasan Bagian C..........................
57
Gambar 4.6. Diagram Harga Kekerasan Bagian D..........................
58
Gambar 4.7. Hasil Foto Mikro di Titik A1, A2, A3, A4 dan A5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
59
Gambar 4.8. Hasil Foto Mikro di TitikB1, B2, B3, B4 dan B5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
60
Gambar 4.9. Hasil Foto Mikro di TitikC1, C2, C3, C4 dan C5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
61
Gambar 4.10. Hasil Foto Mikro di TitikD1, D2, D3, D4 dan D5 dengan
Pembesaran 200X Disertai Penunjukan Grafitdan
Sementit.......................................................................
xvi
62
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Komposisi Besi Cor ...........................................................
16
Tabel 2.2. Perbandingan Struktur pada Sistem Metastabil dengan
Stabil .................................................................................
25
Tabel 2.3. Kelas besi Cor Kelabu Berdasarkan kekuatan Tarik .........
26
Tabel 2.4. Standar Besi Cor Kelabu Menurut JIS ..............................
27
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian A ..........
55
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian B ..........
56
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian C ..........
56
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Kekerasan Vickers pada Bagian D..........
57
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Bagian Atas .................
57
xvii
DAFTAR SIMBOL
CEV
= Carbon Equivalent Value
C
= Kandungan Karbon (%)
Si
= Kandungan Silikon (%)
P
= Kandungan Fosfor (%)
xviii