48
3.4 Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian ini melilputi :
Gambar 3.2 Diagram Alir penelitian
3.5 Pengujian Bahan
Untuk mengetahui apakah bahan baku tabung gas 3kg produksi PT. “X” dapat digunakan sebagai bahan baku tabung gas 3 kg, maka bahan baku baja tersebut
dikenakan beberapa pengujian, yaitu uji meknik uji tarik, uji kekerasan, uji tekan dan uji impak, uji komposisi dan pengamatan metalografi.
Uraian tentang prosedur penelitian secara garis besar dimulai dengan pengambilan contoh bahan uji untuk bahan baku di PT. “X” melelui pemotongan
sampel bahan baku setelah proses akhir pembuatan bahan baku tersebut. Setelah pengambilan contoh baha uji, maka prosedur pengujian dilakukan sesuai dengan
prosedur pengujian masing-masing sebagaiman auraian berikut. :
Preparasi Sampel
Non Destructive Test
Pengujian Komposisi Destructive Test
Metalografi Banding Test
Brinell Test Impact Test
Analisis
Kesimpulan Tensile Test
Hasil
49
3.5.1. Pengujian Komposisi
Pengujian ini menggunakan metoda radiografi yaitu salah satu non destructive testing
yang menggunakan radiasi sinar x. Dimana prinsip kerja dari pesawat atau pembangkit sinar x ini adalah memiliki dua buah kutub listrik katoda
dan anoda diberi perbedaan tegangan listrik yang cukup tinggi dan berada diruang hampa. Sebelum specimen ditembakan dengan sinar x terlebih dahulu digrinda
seperti terlihat pada gambar 3.3. Specimen di grinda sampai mengkilat untuk menghilangkan kotoran yang menempel dan lebih mudah untuk mendeteksi
komposisi yang terkandung dalam suatu material.
Gambar 3.3 penggrindaan pada specimen uji Setelah penggrindaan specimen diletakan pada pembangkit sinar x untuk
mendeteksi komposisi hasil dari pendeteksian tersebut ditampilkan pada survey meter berupa persentase jumlah komposisi dari benda uji.
Gambar 3.4 specimen ditempelkan pada pembangkit sinar x
Gambar 3.5 survey meter pada uji radiografi
50
3.5.2 Pengujian Metalografi
Metalografi dilakukan dengan menggunakan peralatan mikroskop atau Normal-Mikroskop dengan perbesaran lebih dari 20 : 1 20x. Pada uji
metalografi, kerataan dan kehalusan permukaan bahan uji adalah suatu keharusan untuk mendapatkan hasil uji yang akurat.
Adapun tahapan pengujian adalah sebagai berikut : 1.
Memilih dan mengambil sample 2.
Pemotongan Sampel Mengambil sampel dari material dasar atau komponen aslinnya
dilakukan dengan cara memotong mekanis, sampel dipotong arah memenajang Selama proses pemotongan sampel yang perlu dihindari adalah perubahan bentuk
sampel akibat beban alat potong.
Arah potongan memanjang akan memberikan informasi perubahan bentuk struktur mikro akibat pertumbuhan butir-butir kristal dalam
rekristalisasi, atau akibat pengerjaan panas lainnya. Gambar 3.6 Alat untuk melakukan
pemotongan benda uji Gambar 3.7 sampel hasil pemotongan
51 3.
Membentuk atau mencetak sampel Membentuk atau mencetak sampel dilakuka didalam suatu cetakan
plastik atau karet yang kemudian dicorkan suatu cairan tertentu. Tujuan mencetak sampel adalah untuk menjamin permukaan sampel rata, disamping
mudah pegang selama proses preparasi grinding dan polishing. Sampel dicetak dengan menggunakan dengan cara dingin, bagian dalam cetakan
dioleskan bahan pasta khusus atau disemprotkan silicon spray. Pekerjaan ini bertujuan agar memudahkan mengeluarkan sampel dari cetakan. Seperti
terlihat pada gambar
Gambar 3.7 Mencetak sampel cara dingin
Gambar 3.8 mencetak sample cara dingin Sebagai medium cetak digunakan bubuk technovit atau acryfix yang
dicampur dengan cairan pengeras dengan perbandingan 1:2, dimana campuran cairan tersebut menjadi keras didiamkan ± 1 jam.
4. Memberi Tanda
Pekerjaan ini dilakukan sebelum sampel mengalami preparasi, tujuannya : a.
Untuk membedakan antara contoh yang satu dengan yang lain. b.
Untuk memudahkan dalam dokumentasi Memberi tanda pada umumnya dikerjakan dengan grafik elektrik pada bagian
belakang sampel, sebelum dicetak atau sesudah dicetak. 5. Grinding
Pada tingkat pekerjaan ini dipakai mesin grinding putar atau grinding manual. Sebagai medium grinding dipakai kertas amplas silicon karbit SIC
52 dengan berbagai itingkat kekerasan, yaitu kombinasi 80, 220, 330,500, 600,
800, 1000, 1200, ketika sampel mengalami grinding diatas kertas amplas, harus dialiri air bersih secara continue. Tujuan yang untuk menghindari
timbulnya panas di pemakaian sampel yang kontak langsung dengan kertas amplas.
Dalam proses grinding, pertama-tama sampel dikerjakan pada kertas amplas yang paling kasar yaitu 80, hasil preparsi tahap ini diperoleh
permukaan permukaan goresan yang searah dan homogeny, tidak hanya. pada permukaan permukaan, tetapi juga pada medium cetaknya. Untuk itu sampel
dipegang yang kuat agar tidak bergerak dan diberi sedikit tekanan agar tidak bergeser. Pengerjaan ketingkat kekasaran selanjutnya missal 220, sampel
diputar 90 sehingga diperoleh goresan baru yang tegak lurus dan relatif lebih
halus dari goresan sebelumnya. Demikian seterusnya posisi sampel selalu diubah 90
pada tingkat kekasaran berikutnya. Hasil akhir dari proses grinding diperoleh permukaan sampel dengan goresan yang searah, halus, dan homogen
akibat kekkasaran amplas gradasi 1000 dan 1200. Untuk mengetahui arah goresan smple digunakan mikroskop dengan pembesaran rendah. Sebelumnya
sampel perlu dicuci dengan air dan alkohol lalu dikeringkan dengan alat pengering drayer.
Gambar 3.9 Peralatan untuk melakukan proses grinding
Gambar 3.10 Proses Grinding
53 6. Pencucian
Salah satu tahap preparasi yang tidak dapat diabaikan adalah pencucian disaat grinding, polishing, dan setelah sampel mengalami etsa. Dalam proses
pencucian digunakan air bersih, aquades dan alkohol, selanjutnya dikeringkan dengan pengering. Apabila pada sampel terdapat cacat poros, retak dan lain-
lain, pencucian sebaiknya dengan ultrasonic yang menggunakan medium alkohol atau acetone. Medium tersebut akan bergerak secara ultrasonic akibat
adanya impulse-impulsi listrik. 7. Polishing
Media polishing yang bisa dipakai adalah diamond pasta, alumunium oksida suspense dan lain-lain.
Tujuan polishing adalah : a.
Bebas dari goresan akibat grinding b.
Bebas dari flek-flek yang timbul selama grinding c.
Tidak ada perubahan logam, khususnya pada permukaan logam preparat yang akan diselidiki.
Yang perlu diperhatikan selama polishing adalah: a.
Media poles tidak boleh terlalu kering dan tidak boleh terlalu basah, hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya gesekan yang berlebihan.
b. Setiap penggantian tingkat kekasaran telebih dahulu harus dicuci.
c. Setiap polishing tidak boleh terlalu lama untuk menghindari timbulnya
relief-relief.
54 Gambar 3.11 Peralatan untuk melakukan proses polishing
8. Etsa Struktur mikro suatu logam akan dapat dilihat dengan baik dengan
menggunakan mikroskop, apabila sampel telah mengalami etsa dengan medium etsa tertentu untuk jenis material tertentu pada dasarnya ada
perubahan atau struktur mikro yang terjadi selama proses etsa, yang disebabkan oleh :
a. Perbedaan warna akibat distribusi sturktur mikro.
b. Jenis kekasaran yang beda, akibat perbedaan orientasi kisi-kisi kristalnya.
c. Perbedaan kemampuan larut struktur mikro dan sifat anisotropy Kristal
terdapat agresifitas medium etsa yang dapat menimbulkan relief pada permukaan.
Beberapa faktor yang harus diperhatikan selama proses etsa adalah: a.
Kemampuan medium etsa b.
Konsentras larutan medium etsa c.
Kemampuan larut logam dalam medium etsa.
55 Larutan etsa disesuaikan dengan medium dietsa, misalnya untuk baja
digunakan medium nital campuran HNO3 dengan alkohol biasanya 95 setelah proses selesai specimen kemudian dicuci dengan air bersih dan
alcohol, selanjutnya dikeringkan dengan pengering kemudian siap untuk dianalisis struktur mikronya dengan menggunakan mikroskop mikro
9. Analisis Struktur Mikro Contoh diletakan dimeja pemegang yang telah diberi bahan plastis,
setelah itu contoh bersama meja pemegang diletakkan pada hand press, untuk memperoleh permukaan yang rata, baru contoh dianalisa dibawah mikroskop.
Gambar 3.12 Peralatan mikroskopis untuk pengambilan photo struktur mikro
3.5.3 Pengujian Mekanik
1. Pengujian tarik
Sebelum dilakukan pengujian sampel terlebih dahulu dipotong dengan panjang dan dimeter tertentu. Pemotongan dilakukan dengan mennggunakan
mesin miling dan pisau edmil yang r nya di sesuaikan.
56 Gambar 3.13 sampel uji tarik
Setelah sampel dipotong, sempel tersebut diletakan pada tensile machine. Kemudian diberi beban statis dan diberi gaya uni axial dengan gaya
vertikal, benda menerima secara beban terus menerus sampai benda tersebut mengalami deformasi dan putus.
Gambar 3.14 Tensile Test Mechine Gaya yang dihasilkan tercatat dalam bentuk kurva yang tercatat secara
otomatis pada ekstenso yaitu 25.05 kN, seperti ditunjukan pada gambar 3.12 dibawah ini. Kurva ini menujukkan hubunngan antara gaya tarikan dengan
perubahan panjang, yang menjadi perhatian khusus pada pengujian ini adalah kemampuan maksimum bahan dalam menahan beban Kemampuan ini
57
umumnya disebut Ultimate Tensile Strength disingkat dengan UTS, dalam
bahasa Indonesia disebut tegangan tarik maksimum.
Gambar 3.15 Ekstenso meter
Grafik 3.16 Kurva pengujian tarik
58 Gambar 3.17 Benda yang telah di uji tarik
2. Pengujian Keuletan bending test
Pada uji keuletan benda uji atau specimen diletakan memanjang 180 kemudian diberi beban hingga specimen membentuk sudut lebih kecil dari
180 . Hasil pengamatan ini berupa kurva tegangan-regangan seperti yang telah
diuraikan diatas dan alat yang digunakan sama dengan pengujian tarik.
Gambar 3.18 benda pada pengujian kelenturan 3.
Pengujian Kekerasan Brinell Test Sedangkan pada pengujian kekerasan menggunakan metode brinnel
yang dilakukan dengan cara penekanan benda uji dengan indentor dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Pengujian kekerasan
59 dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras hardened steel ball
dengan beban 300kg dan waktu 10 detik, hasil penekanan adalah jejak berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya di bawah
mikroskop khusus pengukur jejak.
Gambar 3.19 Alat untuk melihat atau mengukur bekas penekanan Prinsip sistem Brinell menggunakan sebuah bola kecil identor yang
ditekan dengan daya tertentu kedalaman material yang diselidiki kekerasannya. Kekerasan material tersebut didapat dari hubungan gaya dengan
luas bekas penekan.
Gambar 3.20 Pengujian metode brinell
60 4.
Pengujian Kekuatan Benturan Impact Test Pengujian kekuatan benturan ini dilakukan dengan jalan memukul
specimen dengan kecepatan tertentu 5,42ms oleh suatu bandul pendulum yang diayunkan. Specimen standar yang digunakan pada penelitian ini adalah
standar Charpy USA. Specimen charpy berpenampang 10 x 10 mm dan memiliki takikan 45
, dalam takikan 2 mm dan radius dasar takikan 0,25 mm. pengujian impact ini dilakukan pada suhu kamar. Specimen diletakkan
horizontal dan bandul memukul specimen dari belakang takikan. Sebelum dilepas bandul membentuk sudut
dengan sumbu tegak dan setelah memutuskan specimen mengayun sampai maksimum membuat sudut
dengan sumbu tegak.
Gambar 3.21 Impact test machine
61
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN