BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, spesifikasi spesimen, perlakuan termomekanik, serta metode
pengujian.
3.1 Waktu dan Tempat
Waktu penelitian ini direncanakan selama empat bulan yang dimulai dari maret sampai dengan agustus 2011. Tempat dilaksanakan penelitian ini adalah di
Laboratorium Teknologi Mekanik dan Laboratorium Metalurgi Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Peralatan
Adapun peralatan yang di pergunakan selama penelitian ini adalah: 1. Tungku Pemanas
Furnace Naber
2.
Thermocouple Type-K
3. Pengerol 4. Jangka sorong
5. Penjepit spesimen 6. Mesin poles
polisher
7. Mikroskop optik 8. Mikroskop VB
9. Alat uji kekerasan Brinell 10. Mesin uji tarik
Torsee Type AMU-10
3.2.2 Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Baja AISI 1045 produksi PT. Bhineka Bajanas dengan sifat mekanis pada tabel 3.1 dan komposisi kimia pada tabel 3.2.
Tabel 3.1 Sifat Mekanis AISI 1045 Sifat Mekanis
AISI 1045 Tegangan luluh
505 Mpa
Kekuatan tarik
585 Mpa
Kekerasan 170 HB
Modulus Elastisitas E 190-210 Gpa
Kerapatan massa ρ
9,13 gcm
3
Berat spesifik γ
7,7- 8,03 x1000 kgm
3
Sumber: http:www.efunda.com
Tabel 3.2 Komposisi kimia AISI 1045 berat AISI
1045 C
Si Mn
Cr Ni
V W
0,48 0,30
0,70 ---
--- ---
--- Sumber: ASM Metal Handbook Vol 1, 2005
2. Resin dan
hardener.
3. Kertas pasir dengan mesh 120, 240, 400, 600, 800, 1000, 1200 dan 1500. 4. Larutan etsa nital 3
5. Kain Panel 6. Larutan alumina
3.3 Spesifikasi Spesimen
Spesimen yang dipergunakan dalam pengujian ini ada 2 yaitu spesimen uji kekerasan dan metalografi seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1, serta
specimen uji tarik disesuaikan pada ASTM E-8M seperti pada gambar 3.2
Universitas Sumatera Utara
70
15
10
200 60
60
R12.5 13
5
a b
Gambar 3.1 Spesimen a uji kekerasan dan metalogafi b dimensi spesimen
Gambar 3.2 Spesimen uji tarik
3.4 Perlakuan Termomekanikal
Pemanasan spesimen dilakukan pada suhu 850 C, 900
C 950 C, 1000
C, 1050
C dan digunakan
thermocouple
digital untuk didapatkan pembacaan suhu yang akurat di dalam
furnace
, kemudian ditahan selama 60 menit untuk didapatkan panas yang menyeluruh pada specimen seperti diperlihatkan pada
gambar 3.3.
Gambar 3.3 Pemanasan specimen di dalam
furnace
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi : Merk
: NABER Made in
: Bremen Germany
Type
: 2804 Suhu max
: 1100 ºC
Benda uji yang telah dipanaskan dan ditahan selama 60 menit selanjutnya dirol agar didapat deformasi terhadap ketebalan sebesar 10, 30 dan 50
mengunakan alat rol seperti ditunjukkan oleh gambar 3.4. Setelah mengalami deformasi spesimen kemudian didinginkan perlahan mengunakan udara bebas
air cooling
sampai dengan temperatur ruang.
Gambar 3.4 Alat rol
Spesifikasi : Merk
: FASTI Germany
Type
: 1270X-2
Max
: 40 Kpmm²
Adapun ilustrasi proses termomekanik dapat dilihat pada gambar 3.5.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Ilustrasi proses termomekanik
3.5 Pengujian Pengujian yang dilakukan terhadap baja AISI 1045 yang telah mengalami
proses termomekanik meliputi uji kekerasan, uji tarik, dan metalografi.
3.5.1 Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan di laboratorium metallurgi fakultas teknik
USU. Sebelum diuji kekerasannya, spesimen dibersihkan dan diratakan
permukanya terlebih dahulu dengan mesin poles dan kertas pasir. Setelah itu pengujian kekerasan dilakukan dengan alat brinell dengan pembebanan 1500 kgf
dan diameter jejak diukur mengunakan mikroskop VB. Setiap benda uji dilakukan pengujian kekerasan sebanyak 5 kali kemudian diambil rata-ratanya sesuai skala
Brinell. Adapun alat uji Brinell dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Alat uji Brinell
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi:
Type
: BH-3CF Kapasitas max : 3000 Kgf
Bola indentasi : 3, 5, dan 10 mm
3.5.2 Pengujian Tarik
Pada penelitian ini pengujian tarik dilakukan hanya pada kondisi termomekanik yang mengalami deformasi sebersar 50 . Pada pengujian tarik
dicari tegangan luluh σ
y
, tengangan batas σ
u
dan regangan. Karena terjadi perbedaan kelunakan bahan akibat variasi suhu perlakuan panas maka perlu
dihitung kembali ketebalan bahan sebelum dilakukan pengujian. Pada penelitian ini pengujian tarik menggunakan alat uji tarik
Torsee Type AMU-10
dengan kapasitas 10 ton seperti yang diperlihatkan oleh gambar 3.7.
Gambar 3.7 Alat uji tarik
Torsee Type AMU-10
Spesifikasi: Type:
AMU-10 Beban max: 10 Ton Force
Tahun: 1989
Universitas Sumatera Utara
3.5.3 Pengujian Metalografi
Pengujian metalografi agar dapat diamati mikrostrukturnya, maka terlebih dahulu benda uji di potong kemudian di mounting mengunakan resin dan
hardener.
Setelah mounting siap dimulai proses pengamplasan dengan kertas pasir ukuran 120, 240, 400, 600, 800, 1000, 1200 dan 1500. Kemudian sampel
dipoles dengan kain panel, air dan almunium dioksida bubuk alumina untuk didapat permukaan seperti cermin, kemudian sampel dietsa menggunakan nital
3 100ml alcohol + 3ml HNO
3
dan diamati mengunakan mikroskop optik agar didapat bentuk mikrostrukturnya serta diameter butir sesuai metode
planimetri
. Adapun perbesaran yang dipergunakan adalah 100, 200 dan 500X. Alat
mikroskop optik seperti terlihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Mikroskop optic
Spesifikasi: Merk
: Rax Vision 3 Pembesaran Optik: 50X, 100X, 200X, 500X, dan 800X
Universitas Sumatera Utara
3.6 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian diperlihatkan pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Diagram alir penelitian
Berhasi l
Analisa
Laporan
Selesai Studi Literatur
Mulai
Proses Termomekanikal
Persiapan Pengujian Tidak
Ya
Pengujian
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Dalam bab ini berisikan data angka, grafik dan foto-foto hasil penelitian setelah dilakukan perlakuan termomekanikal pada kondisi suhu dan deformasi
tertentu.
4.1.1 Hasil Uji Kekerasan
Kekerasan logam dapat diartikan sebagai kemampuan suatu bahan terhadap pembebanan dalam perubahan yang tetap, ketika gaya tertentu diberikan
pada suatu benda uji. Pengujian kekerasan dalam penelitian ini dilakukan agar dapat diketahui pengaruh suhu dan deformasi ketebalan terhadap perubahan
kekerasan material AISI 1045. Secara umum hasil pengujian kekerasan dari penelitian dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Pengujian kekerasan badasarkan skala Brinell
SUHU 10
30 50
BHN Deviasi
BHN Deviasi
BHN Deviasi
850
194 ± 6
206 ± 20
236 ± 7
900
189 ± 6
192 ± 18
199 ± 10
950
207 204
± 5 226
± 12
1000
187 ± 10
192 ± 5
204 ± 5
1050
182 ± 11
184 ± 5
202 ± 6
Tabel diatas jika disajikan dalam bentuk grafik dapat dilihat seperti gambar 4.1
Deformasi
Universitas Sumatera Utara
Kategori