NALISIS UJI KETAHANAN LELAH BAJA KARBON SEDANG AISI 1045 DENGAN HEAT TREATMENT (QUENCHING) DENGAN MENGGUNAKAN ALAT ROTARY

ROTARY BENDING

Nama Mahasiswa : TEGUH SUGIARTO

Nomor Pokok Mahasiswa : 0855021019

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Zulhanif, S.T., M.T. Drs. Sugiyanto, M.T.

NIP. 197304022000031002 NIP. 195704111986101001

2. Ketua Jurusan Teknik Mesin

Harmen Burhanuddin, S.T., M.T. NIP.19690620 200003 1001

1. Tim Penguji

Ketua Penguji : Zulhanif, S.T., M.T. ………

Anggota Penguji : Ir. Nafrizal, M.T. ..………..

Penguji Utama : Harnowo Supriyadi, S.T., M.T. ………

2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A. NIP. 196505101993032008

“

Cobaan hidup bisa membuat kita jatuh, tapi kita

yang menentukan mau bangkit atau tidak

”

(Jacky chan)

“

Sebenarnya tidak ada yang namanya kegagalan

selama kita menikmati prosesnya

.

”

(Hitam putih)

Coba, coba, dan terus mencoba sampai akhirnya

tercapai kesempurnaan

(Bruce lee)

Jangan pernah sesekali kita menyia-nyiakan waktu

sebelum waktu yang menyia-nyiakan kita

(Lucky Cahyadi)

Kenapa diserutan pensil dibelakangnya ada

cerminnya, karena setiap orang sebelum

memperbaiki sesuatu harus mengoreksi diri terlebih

dahulu

Assalamu’alaikumWr.Wb.

Alhamdulillahirobbil ‘alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat

ALLAH SWT atas berkat rahmat, hidayah dan karunia-NYA penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Analisis Uji Ketahanan Lelah Baja Karbon Sedang AISI 1045 Dengan Heat Treatment (Quenching) Dengan Menggunakan Alat Rotary Bending”. Shalawat serta salam penulis panjatkan

kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW yang telah membimbing dan menghantarkan kita pada zaman yang terang benderang pada saat sekarang ini. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis mendapatkan banyak motivasi dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih kepada:

1. Bapak (Suyitno) dan ibu (Sriyasih) tercinta yang selalu memberikan kasih sayang, sabar menunggu dan medo’akan atas harapan akan kesuksesan penulis hingga dapat menyelesaikan studi S-1.

2. Kepada kakak dan adikku: Teguh Budi Waluyo, Teguh Pujiono, dan Teguh Adi Setya, dan sodara saya Infandiah.

3. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A., selaku Dekan Fakultas Teknik Mesin Universitas Lampung.

4. Dr Yanuar Burhanuddin sebagai pembimbing akademik (PA) yang senantiasa mendukung dan membimbing penulis dalam proses perkuliahan maupun dalam urusan akademik.

5. Bapak Harmen Burhanuddin, S.T., M.T., selaku ketua jurusan teknik mesin universitas Lampung.

selama penyelesaian tugas akhir penulis.

7. Bapak Drs. Sugiyanto, M.T., selaku dosen pembimbing pendamping tugas akhir, terimakasih atas semua saran-saran, bimbingan, dan juga atas segala nasehat dan motivasinya terhadap penulis.

8. Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T., selaku dosen pembahas tugas akhir, terima kasih atas semua arahan , bimbingan dan ilmu yang diberikan selama penyelesaian tugas akhir penulis.

9. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah banyak memberikan adminstrasi yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan studi Jurusan Teknik Mesin.

10. Bapak Harnowo Supriadi, S.T., M.T., selaku kepala Lab Universitas Lampung yang telah memberikan kesempatan melakukan penelitian tugas akhir kepada penulis, terima kasih atas semua saran-saran, bimbingan, dan juga atas segala nasehat dan motivasinya terhadap penulis.

11. Segenap keluarga besar-ku, terimakasih atas dukungan, motivasi cinta dan kasih sayang.

12. Temen-taman seperjuangan, kakak tingkat dan adik tingka. Dian Eka Prata yang sudah banyak membantu saya selama perkuliahan, Ganang Tripandoyo yang sudah mau menjadi teman diskusi tentang perkuliahan, Jaya Sukmana, Zulfa Fuadi yang telah memberikan pinjaman catatan kuliah, Alfurkhan Khamil, Refdi Zaputra (bangor), Denfi Efendri, wily, Tami, Luky Cahyadi, Iwayan Gede budi Sastrawan yang telah banyak member pengarahan tentang skripsi saya saya ucapkan banyak terima kasih.

13. Sahabat kecilku hingga dewasa Yusuf Halim dan Budi yang telah banya membantu meluangkan waktunya dalam pengujian saya di Poli Tekni Negri Sriwijaya.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin

Wassalamu’alaikum Wr.W.b

Bandar lampung, 7 maret 2013

Penulis

A. Latar Belakang

Baja sangat memiliki peranan yang penting dalam dunia industri dimana banyak rancangan komponen mesin pabrik menggunakan material tersebut. Sifat mekanik yang dimiliki material ini cukup mampu untuk berbagai penggunaan lapangan dalam berbagai aplikasi. Efisiensi dan efektifitas dari baja itu sendiri selalu menjadi pertimbangan dalam pemilihan material sesuai dengan pemakaiannya.

Pada kasus rancang bangun suatu konstruksi mesin, selalu diperlukan sifat bahan dengan tujuan agar komponen yang dirancang dapat bekerja secara optimal, dan dapat memenuhi persyaratan fungsi dari konstruksi maupun kekuatannya dalam menerima beban. Sifat yang dikenal dengan kelelahan bahan, perlu diteliti karena sangat penting untuk menentukan umur konstruksi berdasarkan kelelahan.

Poros berfungsi untuk meneruskan tenaga baik berupa puntiran, torsi maupun bending dari suatu bagian ke bagian yang lain. Akibat beban tersebut poros mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering mengalami kegagalan dalam operasinya. Kegagalan akibat beban berulang sangat tidak diinginkan karena tanda-tanda akan terjadinya kegagalan tidak

dapat diketahui secara langsung. Kegagalan ini dapat berupa crack yang terus berkembang hingga terjadi perambatancrackyang kemudian menjadi patah.

Logam yang mengalami pembebanan dengan tegangan dinamis dan berulang dalam jangka waktu yang lama, perlu dilakukan pengujian untuk memprediksi kegagalan material. Salah satu tipe pengujian untuk memprediksi kegagalan material akibat beban berulang (fatik) adalah pengujian dengan menggunakan mesin uji fatik rotary bending. Pengujian ini diharapkan dapat memperkirakan suatu poros yang dengan material baja AISI 1045 dalam mengalami kegagalan. Pengujian dilakukan dengan menggunakan spesimen yang sesuai dengan standar pengujian sehingga dapat memprediksi kapan suatu logam akan mengalami kegagalan lelah.

Perlakuan panas diberikan pada baja untuk menghasilkan sifat-sifat yang diinginkan dalam penggunaannya. Perlakuan panas diawali dengan proses austenisasi (pemanasan hingga temperatur austenit) yang kemudian disusul pendinginan dengan beragam kecepatan pendinginannya, yang akan menghasilkan fasa akhir yang terbentuk berbeda-beda. Dengan pendinginan yang lambat, akan terbentuk struktur mikro coarse pearlite dan lapisan tipis feritsementit. Ditingkatkannya laju pendinginan akan mengurangi ketebalan lamela. Jika ditingkatkan lagi akan membentuk struktur mikro bainit. Laju pendinginan yang sangat cepat akan menghasilkan struktur mikro martensit.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan menahan pembebanan dinamis, ketahanan bahan diukur terhadap jumlah siklus yang mampu ditahan benda uji sampai benda uji tersebut patah, setara dengan berapa

lama bahan tersebut mampu bertahan merima pembebanan dinamis. Beban yang diterima benda uji dibedakan atas beban tarik, beban lengkung, lengkung yang berputar dan puntiran.

B. Perumusan Masalah

Poros merupakan elemen mesin yang berfungsi untuk memindahkan daya dari suatu tempat ke tempat yang lainnya. Kegagalan yang di alami poros terjadi akibat pembebanan yang dialaminya, beban tersebut dapat berupa beban puntir atau torsi, bending, beban akibat adanya perubahan temperatur di lingkungan poros beroperasi dan beban yang berulang-ulang (fatik). Dalam penelitian ini permasalahan yang diangkat adalah untuk mengetahui kegagalan poros akibat adanya beban yang berulang-ulang (fatik).

Kegagalan yang diakibatkan oleh beban fatik terjadi dalam jangka waktu yang lama, sehingga kegagalanya sulit untuk diprediksi. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk memprediksi kegagalan yang dialami oleh poros akibat adanya beban fatik. Pada penelitian ini akan dilakukan penelitian untuk memprediksi umur lelah poros dengan bahan baja karbon sedang AISI 1045. Pengujian dilakukan dengan menggunakan baja karbon sedang yang mendapat proses perlakuan panas (heat treatment), dan pendinginan dengan cara quencing. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin uji fatik tipe Rotary Bending dengan variasi beban yang diberikan adalah 20%, 30%, 40%, 50%, 60% dari UTS.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

Menganalisis ketahanan lelah baja sedang AISI 1045 yang diberi heat treatment degan cara pendinginan (quenching), dengan menggunakan mesin uji fatik tipeRotary Bending.

D. Batasan Masalah

Dalam tugas akhir ini penulis membatasinya dengan masalah penelitian sebagai berikut :

1. Material yang digunakan adalah baja karbon sedang AISI 1045 yang diberi perlakuan panas (heat treatment).

2. Analisa yang dilakukan hanya untuk mengetahui umur kelelahan dari poros benda uji.

3. Beban fatik yang diberikan antara 20%, 30%, 40, 50%, 60% dari ultimate tensile strength.

4. Mesin uji fatik yang digunakan adalah mesin uji fatik rotary bending, pengujian di lakukan pada kondisi suhu ruangan ( 30oC ).

5. kondisi semua specimen diasumsikan sama dalam pengujian.

7. Membandingkan data hasil pengujian baja AISI 1045 heat treatment (quenching) dengan data yang sudah ada yaitu hasil pengujian baja AISI 1045 (raw material).

E. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:

I : PENDAHULUAN

Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari penelitian ini.

II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan tentang teori tentang kelelahan (fatik),klasifikasi mesin uji fatik tipe rotary bending¸ klasifikasi baja karbon dan penjelasan tentang poros danquenching.

III : METODE PENELITIAN

Terdiri atas hal-hal yang berhubungan dengan pelaksanaan penelitian, yaitu tempat penelitian, bahan penelitian, peralatan penelitian, prosedur pengujian dan diagram alir pelaksanaan penelitian.

IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan hasil penelitian dan pembahasan dari data-data yang diperoleh setelah pengujian.

Berisikan hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Memuat referensi yang dipergunakan penulis untuk menyelesaikan laporan Tugas Akhir.

LAMPIRAN

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Fatik

Fatik atau kelelahan merupakan fenomena terjadinya kerusakan material karena pembebanan yang berulang-ulang, diketahui bahwa apabila pada suatu logam dikenai tegangan berulang maka logam tersebut akan patah pada tegangan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan tegangan yang dibutuhkan untuk menimbulkan perpatahan pada beban statik. Kerusakan akibat beban berulang ini disebut patah lelah (fatigue failures) karena umumnya perpatahan tersebut terjadi setelah periode pemakaian yang cukup lama. Mekanisme terjadinya kegagalan fatik dapat dibagi menjadi tiga fase yaitu : awal retak (initiation crack), perambatan retak (crack propagation), dan perpatahan akhir (fracture failure).

1. Awal Retak (initiation crack)

Cacat (defect) pada struktur dapat bertindak sebagai awal keretakan. Cacat pada struktur berdasarkan asal terbentuknya dapat dikategorikan menjadi dua kelompok.

a. Cacat yang terbentuk selama masa fabrikasi, disebabkan oleh : 1) Cacat lateral yang terjadi pada material (material defect).

2) Cacat yang disebabkan karena proses pengerjaan material (manufacturing defect). Contohnya seperti tumpulnya peralatan peralatan atau jeleknya peralatan yang digunakan untuk pengerjaan material, panas yang berlebihan yang disebabkan karena pengelasan dan sebagainya.

3) Pemilihan material yang salah atau proses perlakuan panas material (poor choise of material or heat treatment). Contoh pemilihan material yang salah seperti, material yang seharusnya digunakan untukfatiguetetapi cenderung digunakan untuk corrosion cracking oleh karena pemilihan perlakuan panas yang tidak diketahui. Perlakuan panas seperti carburizing pengerasan permukaan hampir selalu menyebabkan perubahan pada permukaan.

4) Teknik produksi dari material yang salah (poor choise of production technique).

5) Desain material yang salah (poor detail design).

b. Cacat yang terbentuk selama service struktur, diantaranya disebabkan oleh:

1) Kelelahan struktur, terjadi saat struktur mencapai umur kelelahannya.

2. Perambatan Retak (crack propagation)

Jumlah total siklus yang menyebabkan kegagalan fracture merupakan penjumlahan jumlah siklus yang menyebabkan retakan awal dan fase perambatannya. Initiation Crack ini berkembang menjadi microcracks. Perambatan atau perpaduan microcracks ini kemudian membentuk macrocracks yang akan berujung padafailure.

3. Perpatahan akhir (fracture failure)

Final fracture adalah proses akhir kerusakan pada struktur saat mengalami pembebanan, sehingga struktur tersebut mengalami kegagalan. Ketika terjadi penjalaran retak, penampang pada bagian tersebut akan berkurang. Sampai pada kondisi dimana penampang pada bagian tersebut tidak mampu menahan beban.

Pada tahap ini penjalaran retak yang terjadi sangat cepat sehingga struktur akan pecah menjadi dua. Penjalaran yang cepat tersebut sering disebutfast fracture.

Fatik atau kelelahan menurut (Zulhanif, 2002) didefinisikan sebagai proses perubahan struktur permanen progressive localized pada kondisi yang menghasilkan fluktuasi regangan dan tegangan dibawah kekuatan tariknya dan pada satu titik atau banyak titik yang dapat memuncak menjadi retak (crack) atau patahan (fracture) secara keseluruhan sesudah fluktuasi tertentu.

Progressive mengandung pengertian proses fatik terjadi selama jangka waktu tertentu atau selama pemakaian, sejak komponen atau struktur digunakan.

Localized berarti proses fatik beroperasi pada luasan lokal yang mempunyai tegangan dan regangan yang tinggi karena : pengaruh beban luar, perubahan geometri, perbedaan temperatur, tegangan sisa dan tidak kesempurnaan diri. Crack merupakan awal terjadinya kegagalan fatik dimana kemudian crack merambat karena adanya beban berulang. Fracture merupakan tahap akhir dari proses fatigue dimana bahan tidak dapat menahan tegangan dan regangan yang ada sehingga patah menjadi dua bagian atau lebih.

Secara alami logam berbentuk kristalin artinya atom-atom disusun berurutan. Kebanyakan struktur logam berbentuk poli kristalin yaitu terdiri atas sejumlah besar kristal-kristal yang tersusun individu. Tiap-tiap butir memiliki sifat mekanik yang khas, arah susunan dan susunan tiap arah, dimana beberapa butir diorientasikan sebagai bidang-bidang yang mudah slip atau meluncur dalam arah tegangan geser maksimum. Slip terjadi pada logam-logam liat dengan gerakan dislokasi sepanjang bidang kristalografi. Slip terjadi disebabkan oleh beban siklik monotonic.

Ketahanan fatik suatu bahan tergantung dari perlakuan permukaan atau kondisi permukaan dan temperatur operasi. Perlakuan permukaan merubah kondisi permukaan dan tegangan sisa di permukaan. Perlakuan permukaan shoot peening menghasilkan tegangan sisa tekan yang mengakibatkan ketahan lelah yang meningkat ( Collins,1981). Sedangkan perlakuan permukaan yang menghasilkan tegangan sisa tarik menurunkan ketahananfatigue-nya. Hal itu terjadi karena pada permukaan terjadi konsentrasi tegangan tekan atau tarik yang paling tinggi. Pada kondisi permukaan sedang menerima tegangan tarik maka tegangan sisa tekan

pada permukaan akan menghasilkan resultan tegangan tekan yang semakin besar. Tegangan tekan akan menghambat terjadinya initial crack atau laju perambatan retak. Sehingga ketahanan lelah meningkat, dan akan terjadi sebaliknya apabila terjadi tegangan sisa tarik di permukaan.

Pada dasarnya kegagalan fatik dimulai dengan terjadinya retakan pada permukaan benda uji. Hal ini membuktikan bahwa sifat-sifat fatik sangat peka terhadap kondisi permukaan, yang dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain kekasaran permukaan, perubahan sifat-sifat permukaan dan tegangan sisa permukaan (Dieter,1992).

Penyajian data fatik rekayasa adalah menggunakan kurva S-N yaitu pemetaan tegangan (S) terhadap jumlah siklus sampai terjadi kegagalan (N). Kurva S-N ini lebih diutamakan menggunakan skala semi log seperti ditunjukan pada gambar 1. Untuk beberapa bahan teknis yang penting.

Kurva tersebut didapat dari pemetaan tegangan terhadap jumlah siklus sampai terjadi kegagalan pada benda uji. Pada kurva ini siklus menggunakan skala logaritma. Batas ketahan fatik (endurance limit ) baja ditentukan pada jumlah siklus N>107(Dieter,1992).

Persamaan umum kurva S-N dinyatakan oleh persamaan (dowling,1991) S = B + C ln (Nf)

Dengan :

B dan C adalah konstanta empiris material

Pengujian fatik dilakukan dengan cara memberikan stress leveltertentu sehingga spesimen patah pada siklus tertentu. (Dieter, 1992) menyatakan untuk mendapatkan kurva S-N dibutuhkan 8-12 spesimen.

Retak fatik biasanya dimulai pada permukaan di mana lentur dan torsi menyebabkan terjadinya tegangan-tegangan yang tinggi atau di tempat-tempat yang tidak rata menyebabkan terjadinya konsentrasi tegangan. Oleh karena itu, batas ketahanan (endurance limit) sangat tergantung pada kualitas penyelesaian permukaan (Van Vlack,1983)

Pengujian fatik dilakukan denganRotary Bending Machine. Jika benda uji diputar dan diberi beban, maka akan terjadi momen lentur pada benda uji. Momen lentur ini menyebabkan terjadinya beban lentur pada permukaan benda uji dan besarnya dihitung dengan persamaan (international for use of ONO’S,-)

Dengan: σ = Tegangan lentur ( kg/cm2) W = Beban lentur (kg)

d = Diameter benda uji (cm)

B. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Lelah

Faktor-faktor yang mempengaruhi atau cenderung mengubah kondisi kelelahan atau kekuatan lelah yaitu tipe pembebanan, putaran, kelembaban lingkungan (korosi), konsentarsi tegangan, suhu, kelelahan bahan, komposisi kimia bahan, tegangan-tegangan sisa, dan tegangan kombinasi. Faktor-faktor yang cenderung mengubah kekuatan lelah pada pengujian ini adalah kelembaban lingkungan (korosi) dan tipe pembebanan sedangkan putaran, suhu, komposisi kimia dan tegangan sisa sebagai variabel yang konstan selama pengujian sehingga tidak ada pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan lelah.

1. Faktor kelembaban lingkungan

Faktor kelembaban lingkungan sangat mempengaruhi kekuatan lelah sebagaimana yang telah diteliti (Haftirman, 1995) bahwa pada kelembaban relatif 70 % sampai 80%. Lingkungan kelembaban tinggi membentuk pit korosi dan retak pada permukaan spesimen yang menyebabkan kegagalan lebih cepat terjadi.

2. Tipe pembebanan

Tipe pembebanan ini sangat mempengaruhi kekuatan lelah sebagaimana yang diteliti oleh (Ogawa, 1989) bahwa baja S45S yang diberikan tipe pembebanan lentur putar dan pembebanan aksial mempunyai kekuatan lelah yang sangat berbeda, baja S45S dengan pembebanan aksial mempunyai kekuatan lelah lebih rendah dari baja yang menerima pembebanan lentur putar.

3. Faktor putaran

Sebagaimana yang telah diteliti oleh (Iwamoto, 1989) dengan hasil bahwa putaran antara 750 rpm sampai 1500 rpm mempunyai kekuatan lelah yang hampir sama tetapi apabila putaran 50 rpm menurunkan kekuatan lelah jauh lebih besar dari putaran 750 rpm dan 1500 rpm, sehingga putaran yang berada diantara 750 rpm sampai 1500 rpm tidak mempengaruhi kekuatan lelah dengan signifikan.

4. Faktor suhu

Faktor suhu sangat mempengaruhi kekuatan lelah karena suhu menaikan konduktifitas elektrolit lingkungan sehingga dapat mempercepat proses oksidasi. Untuk mengkondisikan pengujian standar terhadap suhu, pengujian dilakukan pada temperatur kamar. Pada pengujian di suhu 40oC retakan pada spesimen memanjang dari pada pengujian di suhu 20oC dengan retakan yang halus, karena suhu yang tinggi menyebabkan molekul

air yang terbentuk mengecil di permukaan baja sehingga mempercepat terjadinya reaksi oksidasi dan membuat jumlah pit korosi jauh lebih banyak, akibatnya pit korosi cepat bergabung membentuk retakan yang memanjang. Mengemukakan secara umum kekuatan lelah baja akan turun dengan bertambahnya suhu di atas suhu kamar kecuali baja lunak dan kekuatan lelah akan bertambah besar apabila suhu turun (Dieter, 1986)

5. Faktor tegangan sisa

Faktor tegangan sisa yang mungkin timbul pada saat pembuatan spesimen direduksi dengan cara melakukan pemakanan pahat sehalus mungkin terhadap spesimen sehingga pemakanan pahat tidak menimbulkan tegangan sisa maupun tegangan lentur pada spesimen.

6. Faktor komposisi kimia

Pengaruh faktor komposisi kimia terhadap kekuatan lelah diharapkan sama untuk seluruh spesimen uji dengan pemilihan bahan yang diproduksi dalam satu kali proses pembuatan, sehingga didapat kondisi pengujian yang standar untuk seluruh spesimen uji.

C. Pengujian Kelelahan (Fatigue)

1. Alat UjiFatique

Gambar 2. Skema alat ujifatiquerotary bending (Sastrawan, 2010)

Komponen alat ujifatique:

a. Poros

Poros adalah salah satu elemen mesin yang sangat penting peranannya dalam mekanisme suatu mesin ( Sularso dan suga, 2002). Semua motor yang meneruskan daya putar ke elemen mesin yang lain nya harus melalui poros. Jadi poros berfungsi untuk meneruskan tenaga baik puntiran, torsi atau bending dari suatu bagian ke bagian yang lainnya. Menurut klasifikasinya poros dapat dibagi menjadi :

a) Poros transmisi

Poros ini tidak hanya sebagai pendukung dari elemen mesin yang diputar, tetapi juga menerima beban dan meneruskan momen atau torsi. Beban yang diterima dapat berupa beban puntir murni maupun kombinasi beban puntir bending. Misalnya poros kopling, poros roda gigi dan lain-lain.

Poros jenis ini adalah poros yang relatif pendek, dan hanya menerima puntir murni, walaupun sebenarnya beban lenturnya juga ada, tetapi relatif kecil dibandingkan beban puntirnya. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

c) Gandar

Poros jenis ini adalah poros yang tidak menerima beban puntir, ada yang terpasang secara tetap pada pendukungnya, dan ada pula yang ikut berputar bersama-sama dengan elemen mesin yang terpasang padanya. Dalam hal ini poros tersebut hanya menerima beban lentur.

b. Motor listrik

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektromagnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa, kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak menolak dan kutub-kutub yang tidak senama akan saling tarik menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita memperoleh sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Dengan cara inilah energi listrik dapat diubah menjadi energi mekanik.

D. Klasifikasi Mesin Uji Fatik 1. Axial (Direct-Stress)

Mesin uji fatik ini memberikan tegangan ataupun regangan yang seragam ke penampangnya. Untuk penampang yang sama mesin penguji ini harus dapat memberikan beban yang lebih besar dibandingkan mesin lentur statik dengan maksud untuk mendapatkan tegangan yang sama.

2. Bending Fatique Machines

Cantilever Beam Machines, dimana spesimen memiliki bagian yang mengecil baik pada lebar, tebal maupun diameternya, yang mengakibatkan bagian daerah yang diuji memiliki tegangan seragam hanya dengan pembebanan yang rendah dibandingkan lenturan fatik yang seragam dengan ukuran bagian yang sama.

Gambar 3.RR. Moore-Type Machines dapat beroperasi sampai 10.000 rpm (Sastrawan, 2010)

Gambar 3. diatas RR. Moore-Type Machines dapat beroperasi sampai 10.000 rpm. Dalam seluruh pengujian tipe-lenturan, hanya material yang didekat permukaan yang mendapat teganagn maksimum.

3. Torsional Fatique Testing Machines

Sama dengan mesin tipe Axial hanya saja menggunakan penjepit yang sesuai jika puntiran maksimal. yang dibutuhkan itu kecil. Gambar dibawah

ini adalah “Mesin Uji Fatik akibat Torsi” yang dirancang khusus.

Gambar 4.Torsional Fatik Testing Machines(Sastrawan, 2010)

4. Special-Purpose Fatique Testing Machines

Dirancang khusus untuk tujuan tertentu. Dan merupakan modifikasi dari mesin penguji fatik yang sudah ada. Penguji kawat adalah modifikasi dari

“RotatingBeam Machines”.

5. Multiaxial Fatique Testing Machines

Dirancang untuk pembebanan atau lebih dengan maksud untuk menetukan sifat logam dibawah teganganbiaxialatautriaxial

E. Kekuatan Tarik

Proses pengujian tarik mempunyai tujuan utama untuk mengetahui kekuatan tarik bahan uji. Bahan uji adalah bahan yang akan digunakan sebagai konstruksi, agar siap menerima pembebanan dalam bentuk tarikan. Pembebanan tarik adalah pembebanan yang diberikan pada benda dengan memberikan gaya yang berlawanan pada benda dengan arah menjauh dari titik tengah atau dengan memberikan gaya tarik pada salah satu ujung benda dan ujung benda yang lain diikat.

Penarikan gaya terhadap bahan akan mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) bahan tersebut. Kemungkinan ini akan diketahui melalui proses pengujian tarik. Proses terjadinya deformasi pada bahan uji adalah proses pengujian pergeseran butiran-butiran kristal logam yang mengakibatkan melemahnya gaya elektromagnetik setiap atom logam hingga terlepasnya ikatan tersebut oleh penarikan gaya maksimum. Penyusunan butiran Kristal logam yang diakibatkan oleh adanya penambahan volume ruang gerak dari setiap butiran dan ikatan atom yang masih memiliki gaya elektromagnetik, secara otomatis bisa memperpanjang bahan tersebut.

Sifat mekanik pertama yang dapat diketahui berdasarkan kurva pengujian tarik yang dihasilkan adalah kekuatan tarik maksimum yang diberi simbolσu. simbol u didapat dari kata ultimate yang berarti puncak. Jadi besarnya kekuatan tarik ditentukan oleh tegangan maksimum yang diperoleh dari kurva tarik. Tegangan maksimum ini diperoleh dari :

Dimana :

σu :Ultimate tensile strength Pmaks : Beban maksimum

Ao : Luas penampang awal

Sifat mekanik yang ke dua adalah kekuatan luluh yang diberi simbol σy dimana y diambil dari kata yield atau luluh. Kekuatan luluh dinyatakan oleh suatu tegangan pembatas dari tegangan yang memberikan regangan elastis saja dengan tegangan yang memberikan tegangan elastis bersama plastis. Titik luluh adalah suatu titik perubahan pada kurva pada bagian yang berbentuk linier dan yang tidak linier.

Pada kurva tarik baja karbon rendah atau baja lunak batas ini mudah terlihat, tetapi pada bahan lain batas ini sukar sekali untuk diamati oleh karena daerah linier dan tidak linier bersambung secara kontinyu. Oleh karena itu untuk menentukan titik luluh diambil dengan metoda off set yaitu suatu metoda yang menyatakan bahwa titik luluh adalah suatu titik pada kurva yang menyatakan dicapainya regangan plastis sebesar 0,2 %.

1. Bahan tidak ulet, tidak ada deformasi plastis misalnya besi cor 2. Bahan ulet dengan titik luluh misalnya pada baja karbon rendah

3. Bahan ulet tanpa titik luluh yang jelas misalnya alumunium, diperlukan metode off setuntuk mengetahui titik luluhnya

4. Kurva tegangan regangan sesungguhnya regangan-tegangan nominal

σp = kekuatan patah

σu = kekuatan tarik maksimum

σy = kekuatan luluh

ef = regangan sebelum patah x = titik patah

YP = titik luluh

F. Klasifikasi Baja Karbon

Bahan logam pada jenis besi adalah material yang sering digunakan dalam membuat paduan logam lain untuk mendapatkan sifat bahan yang diinginkan. Baja merupakan paduan yang terdiri dari besi, karbon dan unsur lainnya seperti Mn, P, Cu, S dan Si. Adapun pengaruh unsur paduan pada bahan baja karbon adalah :

1. Carbon(C)

Karbon pada baja dapat meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi jika berlebihan akan menurunkan ketangguhan(toughness).

2. Mangan(Mn)

Mangan dapat mencegah terjadinya hot shortness (kegetasan pada suhu tinggi) terutama pada saat pengerolan panas.

3. Phospor(P)

Unsur ini membuat baja mengalami retak dingin (cold shortness) atau getas pada suhu rendah, sehingga tidak baik untuk baja yang diberi beban benturan pada suhu rendah. Tetapi efek baiknya adalah dapat menaikkan fluiditas yang membuat baja mudah dirol panas. Kadarphospordalam baja biasanya kurang dari 0,05 %.

4. Sulfur(S)

Sulfur dapat menjadikan baja getas pada suhu tinggi, karena itu dapat merugikan baja yang dipakai pada suhu tinggi, disamping menyulitkan pengerjaan seperti dalam pengerolan panas atau proses lainnya. Kadar sulfurharus dibuat serendah-rendahnya yaitu lebih rendah dari 0,05 %.

Jenis Kelas Kadar karbon (%) Kekuatan luluh (kg/mm) Kekuatan tarik (kg/mm) Perpanjangan (%) Kekerasan brinel Baja karbon rendah Baja lunak khusus

0,08 18-28 32-36 40-30 95-100

Baja sangat lunak

0,08-0,12 20-29 36-42 40-30 80-120

Baja

lunak 0,12-0,20 22-30 38-48 36-24 100-130

Baja setengah lunak

0,20-0,30 24-36 44-55 32-22 112-145

Baja karbon sedang Baja setengah keras

0,30-0,40 30-40 50-60 30-17 140-170

Baja karbon tinggi

Baja

keras 0,04-0,05 34-46 58-70 26-14 160-200

Baja sangat keras

0,50-0,80 36-100 65-100 20-11 180-235

G. Pengelompokan Jenis Baja Karbon

Baja merupakan logam yang dihasilkan dari pemurnian besi tuang, yaitu dengan mengurangi kadar karbon atau pengotor lainnya yang terdapat dalam besi tuang tersebut. Kadar karbon dalam baja dikelompokkan paling tinggi sampai 1,7 % (Bishop, 2004).

Di dalamnya baja merupakan paduan antara besi, karbon, dan beberapa unsur lainnya seperti Mn, P, Cu, S dan Si. Unsur terpenting yang mempengaruhi kekerasan dan kekuatan baja adalah kandungan karbon dalam baja. Sehingga berdasarkan kadar karbonnya atau komposisi kimianya dapat dikelompokkan menjadi :

1. Baja Karbon Rendah (low carbon steel)

Baja dengan kandungan karbon < 0,3 %, memiliki kekuatan sedang dengan keuletan yang baik dan sesuai tujuan fabrikasi digunakan dalam kondisi anil atau nomalisasi untuk tujuan konstruksi atau struktural seperti, jembatan, bangunan gedung, kendaraan bermotor dan kapal laut. Biasanya dibuat dengan pengerjaan akhir rol dingin dan kondisi dianil.

Klasifikasi baja ini termasuk dalam AISI (American Iron and Steel Institute) 1016, 1018, 1019, 1020. Dalam perdagangan contoh produknya dibuat dalam bentuk plat, profil, batangan untuk keperluan tempa, pekerjaan mesin.

Sifat-sifat baja karbon rendah :

a. Mampu tempa.

b. Mampu mesin tinggi.

c. Mampu bentuk tinggi.

d. Kekuatan tarik dan batas regang rendah serta tidak dapat dikeraskan.

Penggunaan baja karbon rendah : 1) Sebagai plat pada kendaraan.

2) Profil, batangan untuk keperluan tempa.

3) Pekerjaan mesin dan kontruksi bangunan.

2. Baja Karbon Sedang (medium carbon steel)

Baja ini mengandung karbon antara 0,30 s/d 0,60 %. Baja karbon sedang dalam perdagangan biasanya digunakan sebagai alat-alat perkakas, baut, poros engkol, roda gigi, ragum, pegas, dan lain-lain.

3. Baja karbon tinggi (high carbon steel)

Baja yang mengandung karbon antara 0,70 s/d 1,5 %. Baja karbon ini banyak digunakan untuk keperluan pembuatan alat-alat konstruksi yang

berhubungan dengan panas yang tinggi atau dalam penggunaannya akan menerima dan mengalami panas, misalnya landasan, palu, gergaji, pahat, kikir, mata bor, bantalan peluru, dan sebagainya.

H. Baja AISI 1045

Pemilihan baja AISI 1045 karena baja ini banyak dipakai dalam pembuatan komponen-komponen permesinan, murah dan mudah didapatkan di pasaran. Komponen mesin yang terbuat dari baja ini contohnnya poros,roda gigi dan rantai. Adapun data-data dari baja ini adalah sebagai berikut :

1. AISI 1045 diberi nama menurut standar american iron and steel institude (AISI) dimana angka 1xxx menyatakan baja karbon, angka 10xx menyatakan palin karbon steel sedangkan angka 45 menyatakan kadar karbon persentase (0,45 %).

2. Penulisan atau penggolongan baja AISI 1045 ini menurut standar yang lain adalah sama dengan DIN C 45, JIS S 45 C, dan UNS G 10450.

3. Menurut penggunaannya termasuk baja kontruksi mesin.

4. Menurut struktur mikronya termasuk baja hypoeutectoid (kandungan karbon < 0,8 % C).

5. Dengan meningkatnya kandungan karbon maka kekuatan tarik dan kekerasan semakin menjadi naik sedangkan kemampuan regang, keuletan, ketangguhan dan kemampuan lasnya menurun. Kekuatannya akan banyak berkurang bila bekerja pada temperatur yang agak tinggi. Pada temperatur yang rendah ketangguhannya menurun secara dratis.

6. Kandungan unsur pada AISI 1045 menurut standard ASTM A 827-85 adalah sebagai berikut :

Tabel 2. Unsur pada baja AISI 1045

Unsur % Sifat mekanis lainnya

Karbon 0,42–0,50 Tensile strength

Mangan 0,60–0,90 Yield strength

Fosfor Maksimum 0,035 Elongation

Sulfur Maksimum 0,040 Reduction in area

Silicon 0,15–0,40 hardness

I. Perlakuan Panas (Heat Treatment).

Perlakuan panas diberikan pada baja untuk menghasilkan sifat-sifat diinginkan dan penggunaannya. Perlakuan panas diawali dengan proses austenisasi (pemanasan hingga temperature austenit) yang kemudian disusul pendinginan dengan beragam kecepatan pendinginannya, yang akan menghasilkan fasa akhir yang terbentuk berbeda-beda. Dengan pendinginan yang lambat, akan terbentuk struktur mikro coarse pearlite dan lapisan tipis feritsementit. Ditingkatkannya laju pendinginan akan mengurangi ketebalan lamela. Jika ditingkatkan lagi akan membentuk struktur mikro bainit. Laju pendinginan yang sangat cepat akan menghasilkan struktur mikro martensit. Diagram transformasi yang mungkin terjadi melalui dekomposisi austenite ditunjukkan pada Gb. 6.

Gambar 6, Diagram fasa Fe-Fe3C (Nugroho, 2005)

Anak panah solid menunjukkan bahwa pembentukan melibatkan difusi, anak panah putus - putus merupakan transformasi tanpa difusi.

Gambar 8, Struktur kristal martensit (Nugroho, 2005)

Transformasi menuju martensit tidak bersifat difusi, sehingga martensit memiliki komposisi yang sama dengan austenit, untuk kadar karbon hingga 2%. Difusi tidak terjadi karena pendinginan yang cepat, karbon tidak terpecah antara sementit dan ferit tetapi terperangkap pada kondisi octahedral dari sebuah struktur body-centered cubic (bcc), maka terbentuklah fasa baru yang bernama martensit. Komposisi karbon dalam sebuah struktur bcc pada keadaan martensit lebih baik karena sebagai sebuah body-centered tertragonal (bct) (lihat Gb. 8) dimana parameter c lebih besar dibandingkan dua parameter a. Dengan konsentrasi karbon yang lebih tinggi pada martensit, daerah-daerahinterstitialdapat terisi, dan ketetragonal- an meningkat.

1. Quenching

Proses quenching melibatkan beberapa faktor yang saling berhubungan. Pertama yaitu jenis media pendingin dan kondisi proses yang digunakan, yang kedua adalah komposisi kimia dan hardendility dari logam. Hardenbility merupakan fungsi dari komposisi kimia dan ukuran butir pada

temperatur tertentu. Selain itu, dimensi dari logam juga berpengaruh terhadap hasil prosesquenching.

Quenching yang dilakukan pada logam spesimen panas (setelah proses austenisasi) pada media pendingin akan mengalami mekanisme pendinginan seperti pada Gb. 9, yang memperlihatkan laju pendinginan panas dari logam sebagai fungsi dari temperatur permukaan logam. Gb. 9, juga menghubungkan temperatur permukaan logam dan waktu yang perlukan pada mekanisme pelepasan panas. Awal pencelupan, logam pertama kali akan diselimuti oleh selubung uap, yang akan pecah saat logam mendingin. Perpindahan panas saat terbentuknya selubung uap ini buruk, dan logam akan mendingin dengan lambat pada tahap ini.

Tahap kedua dari kurva pendinginan dinamakan tahap didih nukleat dan pada tahap ini terjadi perpindahan panas yang cepat karena logam langsung bersentuhan dengan air. Pada tahap ini, logam masih sangat panas dan air akan mendidih dengan hebatnya. Kecepatan pembentukan uap air menunjukkan sangat tingginya laju perpindahan panas. Pada tahap ketiga, merupakan tahap pendinginan konveksi dan konduksi, dimana permukaan logam telah bertemperatur dibawah titik didih air. Tahap ini hanya mengalami perpindahan panas melalui konveksi dan konduksi.

Gambar 9, Mekanisme pendinginan, dibagi dalam 3 tahapan (Nugroho,2005)

2. Pengujian Tarik

Pengujian tarik adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui sifatsifat mekanis suatu logam dan paduannya. Pengujian ini paling sering di lakukan karena merupakan dasar pengujianpengujian dan studi mengenai kekuatan bahan. Pada pengujian tarik beban diberikan secara kontinyu dan pelanpelan bertambah besar, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang di alami benda uji. Kemudian dapat dihasilkan tegangan dan regangan.

Pu

σu= ——

A0 Dimana :

σu = Tegangan tarik maxsimal (MPa)

Pu = Beban tarik (kN)

Regangan yang dipergunakan pada kurva diperoleh dengan cara membagi perpanjangan panjang ukur dengan panjang awal, persamaanya yaitu:

Lf − L0

ε= ————×100

L0

Dimana:

ε = Regangan (%)

Lо= Panjang awal (mm) Lf= Panjang akhir (mm)

Pembebanan tarik dilaksanakan dengan mesin pengujian tarik yang selama pengujian akan mencatat setiap kondisi bahan sampai terjadinya tegangan ultimate, juga sekaligus akan menggambarkan diagram tarik benda uji, adapun panjang Lf akan diketahui setelah benda uji patah dengan mengunakan pengukuran secara normal tegangan ultimate adalah tegangan tertinggi yang bekerja pada luas penampang semula. Diagram yang diperoleh dari uji tarik pada umumnya digambarkan sebagai diagram teganganregangan.

Dari Gambar 10. ditunjukkan bahwa bentuk dan besaran pada kurva teganganregangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastis yang pernah dialami, laju regangan, suhu dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameterparameter yang digunakan untuk mengambarkan kurva teganganregangan logam yaitu:

a. Kekuatan tarik b. Kekuatan Luluh

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil pengujian, pengambilan data, dan analisa pengujian lelah pada baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) dan baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment (quenching) dengan menggunakan mesin uji fatik rotary bendingmaka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Baja AISI 1045 (raw material) yang mampu pengujian fatik selama 3 jam pada tegangan 20% dan 30% dari UTS.

2. Pada baja AISI 1045 heat treatment (quenching) yang mampu pengujian fatik selama 3 jam pada tegangan 20% dari UTS.

3. Baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) lebih baik untuk komponen struktur yang mengalami lelah, dibandingkan dengan baja karbon sedang AISI 1045heat treatment(quenching).

4. Baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment (quenching) lebih getas dibandingkan dengan baja karbon sedang AISI 1045 (raw material).

B. Saran

Pengujian lelah baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) degnan baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment (quenching) dengan menggunakan mesin uji fatikrotary bending yang ada di laboratorium terjadi getaran yang

lumayan besar. Sebaiknya dilakukan penyempurnaan kembali pada alat, atau melakukan pengujian lelah dengan mesin uji lelah yang dapat meredam getaran sehingga hasil yang diperoleh seideal mungkin.

Karena banyaknya aplikasi dalam kehidupan sehari menggunakan baja karbon sedang AISI 1045 maka perlu dilakukan pengujian yang lebih lanjut dengan berbagai perlakuan untuk memperoleh keadaan yang maksimum dari baja karbon sedang AISI 1045.

Untuk mengurangi sifat getas pada martensite perlu dilakukan proses selanjutnya setelahquenchingyaitu prosestempering.

BENDING

Oleh

TEGUH SUGIARTO

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

Gambar Halaman

1. Kurva S-N……….………..….. 11

2. Skema alat ujifatique rotary bending…….………... 16

3. RR. More–type machines………..………... 18

4. Torsional fatique testing machines……….….…... 19

5. Diagramtegangan regangan ……….…….... 21

6. Diagram fasa Fe-3C ………... 28

7. Traanformasi melalui dekomposisiaustenite………..…....….…28

8. Struktur kristal martensit ……….…... 29

9. Mekanisme pendinginan dibagi dalam 3 tahapan ……….... 31

10. Kurva tegangan– regangan rekayasa ……….. 32

11. Bendauji tarik ……….…... 34

12. Mesin uji tarikservo pulsar……….….... 35

13. Benda ujifatiquestandar ASTM E 466 ……….….. 35

14. Mesinuji tarik ……….…. 36

15. Diagram alir penelitian ………38

16. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) ……….………... 43

17. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045heat treatment(quenching) ...….... 46

18. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) dengan baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment(quenching)………..……...……...….. 47

19. Patahan material baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment (quenching) ……….. 51

Halaman HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

SANWACANA... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 4

D. Batasan Masalah ... 4

E. Sistematika penulisan ……….. 5

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Fatique ... 7

B. Faktor-faktor yang mempenganruhi kekuatan lelah ... 13

F. Klasifikasi Baja Karbon ……….. 22

G. Pengelompokan JenisBaja Karbon ……… 24

H. Baja AISI 1045 ……….... 26

I. Perlakuan panas (heat treatment) ……… 27

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan waktu ... 34

B. Alat dan Bahan ... 34

C. Prosedur Pengujian ... 36

D. Data Hasil Yang Diperoleh Dari Pengujian ……… 37

E. Diagram Alir Penelitian ……… 38

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Tegangan Yang Diberikan Pada Pengujian ... 39

B. Kekasaran Permukaan Spesimen ... 41

C. Hasil Pengujian Lelah (fatique) ... 42

D. Pembahasan ……….. 48

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 53

B. Saran ... 53 DAFTAR PUSTAKA

Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul ANALISIS UJI KETAHANAN LELAH BAJA KARBON SEDANG AISI 1045 HEAT TREATMENT (QUECHING) DENGAN MENGGUNAKAN ALAT ROTARY BENDING yang dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik Mesin, bukan merupakan tiruan ataupun duplikasi dari tugas akhir yang pernah dipublikasikan dari perguruan tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.

Yang Membuat Pernyataan

Teguh Sugiarto

Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 10 Oktober 1988 sebagai anak ke tiga dari pasangan suami istri Suyitno dan Sriyasih.

Pendidikan penulis diawali dari sekolah tingkat dasar SDN 2 Desa Tanjung Makmur Kecamatan Pedamaran timur, kab Oki Palembang pendidikan ditempuh pada tahun 1997-2002. Pada tahun 2002 penulis melanjutkan di sekolah tinggi pertama SMP N 2 Pedamaran Timur Palembang diselesaikan pada tahun 2005. Kemudian penulis pada tahun 2005 melanjutkan disekolah menengah kejuruan SMK N 5 Bandar Lampung, dan diselesaikan pada tahun 2008. Kemudian pada tahun 2008 penulis melanjutkan kuliah di Universitas Lampung dengan jalur Universitas Mandiri jurusan Teknik Mesin dan diselesaikan pada tahun 2013. Pada tahun 2011 penulis melakukan kerja praktek di PTPN 7 (persero) unit usaha rejosari, dengan judul kerja praktek analisis pemilihan elektroda pada pelapisanScrew PressKS 12.

Selama kuliah penulis mengikuti organisasi ektrakulikuler, FOSSI-FT, dan HIMATEM (himpunan mahasiswa teknik mesin). Selama mengikuti HIMATEM, penulis diamanahkan menjadi anggota bidang litbang periode 2009-2010. Pada bulan Juli 2012 penulis mulai melakukan tugas akhir (TA) di bidang material, dengan judul Analisis Uji Ketahanan Lelah Baja Karbon Sedang AISI 1045 Dengan Heat Treatment (quenching) Dengan Menggunakan Aalat Rotary Bending. Penulis di nyatakan lulus Sidang Sarjana pada tangal 7 Maret 2013.

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Kurva S-N……….………..….. 11

2. Skema alat ujifatique rotary bending…….………... 16

3. RR. More–type machines………..………... 18

4. Torsional fatique testing machines……….….…... 19

5. Diagramtegangan regangan ……….…….... 21

6. Diagram fasa Fe-3C ………... 28

7. Traanformasi melalui dekomposisiaustenite………..…....….…28

8. Struktur kristal martensit ……….…... 29

9. Mekanisme pendinginan dibagi dalam 3 tahapan ……….... 31

10. Kurva tegangan– regangan rekayasa ……….. 32

11. Bendauji tarik ……….…... 34

12. Mesin uji tarikservo pulsar……….….... 35

13. Benda ujifatiquestandar ASTM E 466 ……….….. 35

14. Mesinuji tarik ……….…. 36

15. Diagram alir penelitian ………38

16. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) ……….………... 43

17. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045heat treatment(quenching) ...….... 46

18. Kurva S-N pengujian kelelahan (fatique) baja karbon sedang AISI 1045 (raw material) dengan baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment(quenching)………..……...……...….. 47

19. Patahan material baja karbon sedang AISI 1045 heat treatment (quenching) ……….. 51

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

SANWACANA... i

DAFTAR ISI ... ii

DAFTAR TABEL... iii

DAFTAR GAMBAR ... iv

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian ... 4

D. Batasan Masalah ... 4

E. Sistematika penulisan ……….. 5

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Fatique ... 7

B. Faktor-faktor yang mempenganruhi kekuatan lelah ... 13

D. Klasifikasi Mesin Uji Fatik ... 18

E. Kekuatan Tarik ... 20

F. Klasifikasi Baja Karbon ……….. 22

G. Pengelompokan JenisBaja Karbon ……… 24

H. Baja AISI 1045 ……….... 26

I. Perlakuan panas (heat treatment) ……… 27

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan waktu ... 34

B. Alat dan Bahan ... 34

C. Prosedur Pengujian ... 36

D. Data Hasil Yang Diperoleh Dari Pengujian ……… 37

E. Diagram Alir Penelitian ……… 38

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Tegangan Yang Diberikan Pada Pengujian ... 39

B. Kekasaran Permukaan Spesimen ... 41

C. Hasil Pengujian Lelah (fatique) ... 42

D. Pembahasan ……….. 48

V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 53

B. Saran ... 53 DAFTAR PUSTAKA

PERNYATAAN PENULIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir yang berjudul ANALISIS UJI KETAHANAN LELAH BAJA KARBON SEDANG AISI 1045 HEAT TREATMENT (QUECHING) DENGAN MENGGUNAKAN ALAT ROTARY BENDING yang dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik Mesin, bukan merupakan tiruan ataupun duplikasi dari tugas akhir yang pernah dipublikasikan dari perguruan tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.

Yang Membuat Pernyataan

Teguh Sugiarto 0855021019

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 10 Oktober 1988 sebagai anak ke tiga dari pasangan suami istri Suyitno dan Sriyasih.

Pendidikan penulis diawali dari sekolah tingkat dasar SDN 2 Desa Tanjung Makmur Kecamatan Pedamaran timur, kab Oki Palembang pendidikan ditempuh pada tahun 1997-2002. Pada tahun 2002 penulis melanjutkan di sekolah tinggi pertama SMP N 2 Pedamaran Timur Palembang diselesaikan pada tahun 2005. Kemudian penulis pada tahun 2005 melanjutkan disekolah menengah kejuruan SMK N 5 Bandar Lampung, dan diselesaikan pada tahun 2008. Kemudian pada tahun 2008 penulis melanjutkan kuliah di Universitas Lampung dengan jalur Universitas Mandiri jurusan Teknik Mesin dan diselesaikan pada tahun 2013. Pada tahun 2011 penulis melakukan kerja praktek di PTPN 7 (persero) unit usaha rejosari, dengan judul kerja praktek analisis pemilihan elektroda pada pelapisanScrew PressKS 12.

Selama kuliah penulis mengikuti organisasi ektrakulikuler, FOSSI-FT, dan HIMATEM (himpunan mahasiswa teknik mesin). Selama mengikuti HIMATEM, penulis diamanahkan menjadi anggota bidang litbang periode 2009-2010. Pada bulan Juli 2012 penulis mulai melakukan tugas akhir (TA) di bidang material, dengan judul Analisis Uji Ketahanan Lelah Baja Karbon Sedang AISI 1045 Dengan Heat Treatment (quenching) Dengan Menggunakan Aalat Rotary Bending. Penulis di nyatakan lulus Sidang Sarjana pada tangal 7 Maret 2013.