TUGAS AKHIR Sifat Fisis dan mekanis Baja Karbonisasi dengan Bahan Arang Kayu Jati.
TUGAS AKHIR
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN ARANG KAYU
BANGKIRE
Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat-syarat guna memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DONY HARI NUGROHO
NIM : D.200.04.0107
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“Sifat Fisis dan Mekanis Baja Karbonisasi dengan Bahan Arang Kayu
BK”
Yang dibuat untuk memenuhi syarat derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari
skripsi yang sudah di publikasikan dan/atau pernah dipakai untuk
mendapatkan gelar sarjana di lingkungan Universitas Muhammadiyah
Surakarta
atau
instansi
manapun,
kecuali
bagian
yang
sumber
informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 27 Juli 2013
Yang menyatakan,
Dony Hari Nugroho
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul : “Sifat Fisis dan Mekanik Baja Karbonisasi
dengan Bahan Arang Kayu BK”, telah disetujui oleh pembimbing dan
diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dony Hari Nugroho
NIM
: D 200.04.0107
Di setujui pada
:
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
(Supriyono, ST, MT, Ph.D)
(Wijianto,ST, Meng.Sc)
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul : “Sifat Fisis dan Mekanik Baja Karbonisasi
dengan Bahan Arang Kayu BK” , telah dipertahankan di hadapan Tim
Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat
memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dony Hari Nugroho
NIM
: D 200.04.0107
Di sahkan pada
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Supriyono, ST, MT, Ph.D
...............................
Anggota 1
: Wijianto, ST, MEng ,Sc
................................
Anggota 2
: Bambang WF.,ST, MT
...............................
Dekan
Ketua Jurusan
(Ir. Agus Riyanto, SR, MT)
(Ir. Sartono Putro, MT)
iv
v
MOTTO
… Barang siapa bertaqwa kepada Allah SWT, maka akan selalu ada
jalan keluar dalam mengatasi kesulitan hidup …
(QS. At-Thalaq : 2)
… Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu kaum,
sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka
sendiri …
(QS. Ar-Ra‟d (13) : 11)
…Orang yang paling dicintai Allah SWT ialah yang paling bermanfaat
untuk orang lain. Dan amalan yang paling dicintai-Nya adalah
tindakan menyenangkan hati setiap orang muslim, menghilangkan
kesulitannya, melunasi hutangnya, atau menghilangkan rasa
laparnya …
(HR. At Thabrani)
...Jangan cuma menilai dari apa yang kamu lihat dan kamu dengar
,tapi tanya juga apa yang hatimu rasakan...
(Dony Hari Nugroho „04)
vi
SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN
ARANG KAYU BENGKIRE
Dony Hari N, Supriyono ST,MT,Ph.D, Wijianto, ST, Meng .Sc
Teknik Mesin Universitas Muhammadiah Surakarta
Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura.
Email : donie_cove@yahoo.com
ABSTRAKSI
Pack carburizing merupakan metode karburisasi yang paling
sederhana, yaitu menggunakan serbuk arang sebagai penambahan unsur
Karbon. Tujuan penelitian carburizing ini adalah untuk mengetahui
perubahan sifat sifat dari baja,baik sifat fisis maupun mekanis.
Material yang digunakan adalah baja karbon rendah (mild steel) <
0,3 % C. Proses kaburisasi diawali dengan mencampur arang tempurung
kelapa 80% dan BaCO3 20%, kemudian dimasukan ke dalam gerabah
dengan posisi specimen di tengah. Dilanjutkan pemanasan dalam oven
pada temperature 900 OC dengan waktu tahan 2 dan 4 jam kemudian
dikeluarkan dan didiamkan di udara terbuka selama ± 1 hari, kemudian di
uji kekerasanya dengan metode mikro vikers menggunakan alat Micro
Hardness Tester dan pengamatan struktur mikro menggunakan alat
inverted metallurgical microscope
Dari hasil proses karburising nilai kekerasanya pada raw material
247 VHN pada karbonisasi 2 jam 243,8 VHN dan pada karbonisasi 4 jam
243,8 VHN.Harga kekerasan menunjukkan penurun di sebabkan kurang
sempurnanya difusi ( proses masuknya kedalam baja ) pada
pengkarbonan.
Kata kunci : Baja Karbon Rendah, Pack Carburizing, Arang Kayu
Bengkire.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum Wr. Wb.
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan inayah-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi syarat untuk memperoleh
gelar
Sarjana
Teknik
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Pada penyusunan Tugas akhir ini, penulis mengambil judul “Sifat
Fisis dan mekanis Baja Karbonisasi dengan Bahan Arang Kayu Jati”.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapat saran, bantuan,
dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan
yang baik ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya, kepada yang terhormat :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, SR, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Supriyono, ST, MT, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing
Utama yang dengan ikhlas meluangkan banyak waktu guna
memberikan saran serta arahan dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar serta ramah.
4. Bapak Wijianto, ST, MEng, Sc., selaku Dosen Pembimbing
Pendamping, dengan segala kesabarannya telah bersedia
memberikan ilmu,
pengalaman dan bimbingan yang sangat
berguna.
5. Bapak Bambang WF.,ST, MT, selaku Pembimbing Akademik
penulis yang dengan sabar mengarahkan studi selama di UMS.
viii
6. Teman-teman seperjuangan dan semua keluarga yang telah
turut memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
7. Istri dan anakku yang memberi semangat dalam setiap waktu
sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai.
Semoga Allah SWT membalas jasa kebaikan dan ketulusan anda
semua dengan balasan yang lebih baik.
Dalam Tugas Akhir ini penulis menyadari bahwa masih terdapat
banyak kekurangan dan kelemahannya dalam penulisan.
Dan akhirnya penyusun hanya dapat berharap,
semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun pribadi khususnya dan para
pembaca pada umumnya.
Surakarta, 27 Juli 2013
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul .......................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ..................................................................
ii
Halaman Persetujuan ............................................................................
iii
Halaman Pengesahan ...........................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir.........................................................................
v
Halaman Motto .......................................................................................
vi
abstraksi .................................................................................................
vii
Kata Pengantar ......................................................................................
viii
Daftar Isi .................................................................................................
x
Daftar Gambar .......................................................................................
xii
Daftar Tabel ...........................................................................................
xiv
Daftar Simbol ...........................................................................................
xv
Daftar Lampiran ......................................................................................
xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ....................................................................
1
1.1. Latar Belakang ................................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ...........................................................
3
1.3. Manfaat Penelitian ...........................................................
3
1.4. Pembatasan Masalah ....................................................
3
1.4. Sistematika Penulisan......................................................
3
LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...................
6
2.1. Landasan Teori ...............................................................
6
2.2. Tinjauan Pustaka ............................................................
6
2.2.1. Baja ......................................................................
6
2.2.2. Baja Karbon .........................................................
7
2.2.3. Klasifikasi Baja Karbon ........................................
9
2.2.4. Struktur Mikro ......................................................
10
2.2.5. Perlakuan Panas (Heat Treatment).......................
12
2.2.6. Pengerasan Permukaan ......................................
19
x
BAB III
2.2.7. Proses Karburisasi ..............................................
20
2.2.8. Kelarutan Atom ....................................................
21
2.2.9.Sifat Fisis ...............................................................
23
2.2.10.Sifat Mekanis .......................................................
24
METODOLOGU PENELITIAN ...............................................
28
3.1. Rancangan Penelitian ......................................................
28
3.2. Bahan dan alat .................................................................
29
3.2.1. Bahan Penelitian ....................................................
29
3.2.2. Alat Penelitian ........................................................
31
3.3. Cara Pembuatan Baja Karbonisasi Dengan Bahan Arang
BAB IV
BAB V
Kayu BK ..........................................................................
37
3.4. Instalasi Pengujian ..........................................................
37
3.4.1. Pengujian Komposisi Kimia ..................................
38
3.4.2. Pengujian Struktur Mikro .......................................
39
3.4.3. Pengujian Kekerasan ............................................
40
3.5. Sampel .............................................................................
41
3.6. Lokasi Penelitian ..............................................................
42
3.7. Langkah Langkah Penelitian ............................................
42
3.8. Analisis Data ....................................................................
48
3.9. Kesulitan-kesulitan ..........................................................
49
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................
50
4.1. Pengujian Komposisi Kimia ...........................................
50
4.1.1. Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia .............
51
4.2. Pengujian Struktur Mikro..................................................
52
4.2.1. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro .................
53
4.3. Hasil Pengujian Kekerasan .............................................
54
4.3.1. Pembahasan Pengujian Kekerasan ......................
56
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
60
5.1. Kesimpulan ....................................................................
60
5.2. Saran-Saran ....................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Baja karbon C = 0,25 % perbesaran 500x ........................
11
Gambar 2.2.
Baja karbon 0,45 % perbesaran 500x ...............................
11
Gambar 2.3.
Baja dengan kadar karbon C = 1 % perbesaran 500 x. ....
12
Gambar 2.4.
Diagram Fasa Fe-C ..........................................................
13
Gambar 2.5.
Diagram Ishothermal Transformation ...............................
16
Gambar 2.6.
Diagram Continuous Cooling Transformation ..................
17
Gambar 2.7.
Difusi Subtitusi ..................................................................
22
Gambar 2.8.
Difusi Interstisi ..................................................................
22
Gambar 2.9.
Proses Pengamatan Struktur Mikro ..................................
24
Gambar 2.10. Metode Pengujian Kekerasan Brinell ................................
25
Gambar 2.11. Azas pengukuran kekerasan vickers ................................
26
Gambar 3.1.
Diagram alir pelaksanaan penelitian .................................
28
Gambar 3.2.
Material dasar (raw materials) ..........................................
29
Gambar 3.3.
Arang kayu bengkire .........................................................
30
Gambar 3.4.
Barium Karbonat (BaO3) ...................................................
30
Gambar 3.5.
Semen Tahan Panas .......................................................
31
Gambar 3.6.
Gerabah dari tanah liat ....................................................
32
Gambar 3.7.
Dapur pemanas ................................................................
32
Gambar 3.8.
Pemotong menggunakan Metacut ....................................
34
Gambar 3.9.
Pengampelasan dibantu mesin gerinda ............................
34
Gambar 3.10. Sarung tangan tahan api ..................................................
35
Gambar 3.11. Penjepit ............................................................................
35
Gambar 3.12. Alat timbangan digital .......................................................
36
Gambar 3.14. Autosol .............................................................................
36
Gambar 3.15. Alat uji kompisisi kimia (Optical Emission Spectrometer)..
39
Gambar 3.16. Alat uji struktur mikro .......................................................
40
Gambar 3.17. Alat uji kekerasan .............................................................
41
Gambar 3.18. Spesimen raw material ....................................................
42
xii
Gambar 3.19. Potongan specimen yang akan di uji ...............................
Gambar 4.1
Struktur mikro material dasar baja karbon rendah (raw
material) .........................................................................
Gambar 4.2.
52
Struktur mikro baja karbon rendah dengan waktu tahan
carburizing 4 jam pada tepi (perbesaran 200 x). .............
Gambar 4.4.
52
Struktur mikro baja karbon rendah dengan waktu tahan
carburizing 2 jam pada tepi (perbesaran 200 x) ..............
Gambar 4.3.
46
53
Grafik kedalaman harga kekerasan pada spesimen raw
material, pack carburizing 2 jam dan pack carburizing 4
jam . ................................................................................
xiii
56
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Jumlah spesimen yang akan dilakukan pengujian ...............
42
Tabel 4.1. Uji komposisi spesimen dasar. .............................................
50
Tabel 4.2. Harga kekerasan spesimen Raw Material .............................
54
Tabel 4.3. Harga Kekerasan spesimen pack carburizing 2 jam ............
54
Tabel 4.4. Harga Kekerasan spesimen pack carburizing 4 jam .............
55
Tabel 4.5. Perbedaan harga Kekerasan material dasar, carburizing 2 jam
dan carburizing 4 jam ............................................................
xiv
55
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Y
= total kedalaman difusi
t
= waktu penahanan
K
= konstanta difusi, besarnya tergantung temperatur.
(jam)
HVN = Hardness Vickers Number
(kg/mm2)
P
= Beban yang diterapkan
(kg)
D
= diagonal rata-rata
(mm)
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil pengujian komposisi baja karbon rendah
Lampiran 2
Hasil pengujian kekerasan Vickers Mild Steel
Lampiran 3
Hasil pengujian Kekerasan Vickers Arang Kayu bengkire 2
jam dan 4 jam.
Lampiran 4
Tabel Konversi Harga Kekerasan
(Sumber : De Garmo. E “Material and Procesess In
Manufacturing” hal. 42-43)
xvi
PENELITIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS
BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN ARANG KAYU
BANGKIRE
Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat-syarat guna memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DONY HARI NUGROHO
NIM : D.200.04.0107
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“Sifat Fisis dan Mekanis Baja Karbonisasi dengan Bahan Arang Kayu
BK”
Yang dibuat untuk memenuhi syarat derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta,
sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari
skripsi yang sudah di publikasikan dan/atau pernah dipakai untuk
mendapatkan gelar sarjana di lingkungan Universitas Muhammadiyah
Surakarta
atau
instansi
manapun,
kecuali
bagian
yang
sumber
informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 27 Juli 2013
Yang menyatakan,
Dony Hari Nugroho
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul : “Sifat Fisis dan Mekanik Baja Karbonisasi
dengan Bahan Arang Kayu BK”, telah disetujui oleh pembimbing dan
diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dony Hari Nugroho
NIM
: D 200.04.0107
Di setujui pada
:
Hari
:
Tanggal
:
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
(Supriyono, ST, MT, Ph.D)
(Wijianto,ST, Meng.Sc)
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul : “Sifat Fisis dan Mekanik Baja Karbonisasi
dengan Bahan Arang Kayu BK” , telah dipertahankan di hadapan Tim
Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat
memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Dony Hari Nugroho
NIM
: D 200.04.0107
Di sahkan pada
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Supriyono, ST, MT, Ph.D
...............................
Anggota 1
: Wijianto, ST, MEng ,Sc
................................
Anggota 2
: Bambang WF.,ST, MT
...............................
Dekan
Ketua Jurusan
(Ir. Agus Riyanto, SR, MT)
(Ir. Sartono Putro, MT)
iv
v
MOTTO
… Barang siapa bertaqwa kepada Allah SWT, maka akan selalu ada
jalan keluar dalam mengatasi kesulitan hidup …
(QS. At-Thalaq : 2)
… Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu kaum,
sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka
sendiri …
(QS. Ar-Ra‟d (13) : 11)
…Orang yang paling dicintai Allah SWT ialah yang paling bermanfaat
untuk orang lain. Dan amalan yang paling dicintai-Nya adalah
tindakan menyenangkan hati setiap orang muslim, menghilangkan
kesulitannya, melunasi hutangnya, atau menghilangkan rasa
laparnya …
(HR. At Thabrani)
...Jangan cuma menilai dari apa yang kamu lihat dan kamu dengar
,tapi tanya juga apa yang hatimu rasakan...
(Dony Hari Nugroho „04)
vi
SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAJA KARBONISASI DENGAN BAHAN
ARANG KAYU BENGKIRE
Dony Hari N, Supriyono ST,MT,Ph.D, Wijianto, ST, Meng .Sc
Teknik Mesin Universitas Muhammadiah Surakarta
Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura.
Email : donie_cove@yahoo.com
ABSTRAKSI
Pack carburizing merupakan metode karburisasi yang paling
sederhana, yaitu menggunakan serbuk arang sebagai penambahan unsur
Karbon. Tujuan penelitian carburizing ini adalah untuk mengetahui
perubahan sifat sifat dari baja,baik sifat fisis maupun mekanis.
Material yang digunakan adalah baja karbon rendah (mild steel) <
0,3 % C. Proses kaburisasi diawali dengan mencampur arang tempurung
kelapa 80% dan BaCO3 20%, kemudian dimasukan ke dalam gerabah
dengan posisi specimen di tengah. Dilanjutkan pemanasan dalam oven
pada temperature 900 OC dengan waktu tahan 2 dan 4 jam kemudian
dikeluarkan dan didiamkan di udara terbuka selama ± 1 hari, kemudian di
uji kekerasanya dengan metode mikro vikers menggunakan alat Micro
Hardness Tester dan pengamatan struktur mikro menggunakan alat
inverted metallurgical microscope
Dari hasil proses karburising nilai kekerasanya pada raw material
247 VHN pada karbonisasi 2 jam 243,8 VHN dan pada karbonisasi 4 jam
243,8 VHN.Harga kekerasan menunjukkan penurun di sebabkan kurang
sempurnanya difusi ( proses masuknya kedalam baja ) pada
pengkarbonan.
Kata kunci : Baja Karbon Rendah, Pack Carburizing, Arang Kayu
Bengkire.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu‟alaikum Wr. Wb.
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat, hidayah dan inayah-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi syarat untuk memperoleh
gelar
Sarjana
Teknik
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Pada penyusunan Tugas akhir ini, penulis mengambil judul “Sifat
Fisis dan mekanis Baja Karbonisasi dengan Bahan Arang Kayu Jati”.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapat saran, bantuan,
dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan
yang baik ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya, kepada yang terhormat :
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, SR, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Sartono Putro, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Supriyono, ST, MT, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing
Utama yang dengan ikhlas meluangkan banyak waktu guna
memberikan saran serta arahan dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar serta ramah.
4. Bapak Wijianto, ST, MEng, Sc., selaku Dosen Pembimbing
Pendamping, dengan segala kesabarannya telah bersedia
memberikan ilmu,
pengalaman dan bimbingan yang sangat
berguna.
5. Bapak Bambang WF.,ST, MT, selaku Pembimbing Akademik
penulis yang dengan sabar mengarahkan studi selama di UMS.
viii
6. Teman-teman seperjuangan dan semua keluarga yang telah
turut memberikan semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
7. Istri dan anakku yang memberi semangat dalam setiap waktu
sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai.
Semoga Allah SWT membalas jasa kebaikan dan ketulusan anda
semua dengan balasan yang lebih baik.
Dalam Tugas Akhir ini penulis menyadari bahwa masih terdapat
banyak kekurangan dan kelemahannya dalam penulisan.
Dan akhirnya penyusun hanya dapat berharap,
semoga Tugas
Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun pribadi khususnya dan para
pembaca pada umumnya.
Surakarta, 27 Juli 2013
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul .......................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ..................................................................
ii
Halaman Persetujuan ............................................................................
iii
Halaman Pengesahan ...........................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir.........................................................................
v
Halaman Motto .......................................................................................
vi
abstraksi .................................................................................................
vii
Kata Pengantar ......................................................................................
viii
Daftar Isi .................................................................................................
x
Daftar Gambar .......................................................................................
xii
Daftar Tabel ...........................................................................................
xiv
Daftar Simbol ...........................................................................................
xv
Daftar Lampiran ......................................................................................
xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ....................................................................
1
1.1. Latar Belakang ................................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ...........................................................
3
1.3. Manfaat Penelitian ...........................................................
3
1.4. Pembatasan Masalah ....................................................
3
1.4. Sistematika Penulisan......................................................
3
LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...................
6
2.1. Landasan Teori ...............................................................
6
2.2. Tinjauan Pustaka ............................................................
6
2.2.1. Baja ......................................................................
6
2.2.2. Baja Karbon .........................................................
7
2.2.3. Klasifikasi Baja Karbon ........................................
9
2.2.4. Struktur Mikro ......................................................
10
2.2.5. Perlakuan Panas (Heat Treatment).......................
12
2.2.6. Pengerasan Permukaan ......................................
19
x
BAB III
2.2.7. Proses Karburisasi ..............................................
20
2.2.8. Kelarutan Atom ....................................................
21
2.2.9.Sifat Fisis ...............................................................
23
2.2.10.Sifat Mekanis .......................................................
24
METODOLOGU PENELITIAN ...............................................
28
3.1. Rancangan Penelitian ......................................................
28
3.2. Bahan dan alat .................................................................
29
3.2.1. Bahan Penelitian ....................................................
29
3.2.2. Alat Penelitian ........................................................
31
3.3. Cara Pembuatan Baja Karbonisasi Dengan Bahan Arang
BAB IV
BAB V
Kayu BK ..........................................................................
37
3.4. Instalasi Pengujian ..........................................................
37
3.4.1. Pengujian Komposisi Kimia ..................................
38
3.4.2. Pengujian Struktur Mikro .......................................
39
3.4.3. Pengujian Kekerasan ............................................
40
3.5. Sampel .............................................................................
41
3.6. Lokasi Penelitian ..............................................................
42
3.7. Langkah Langkah Penelitian ............................................
42
3.8. Analisis Data ....................................................................
48
3.9. Kesulitan-kesulitan ..........................................................
49
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................
50
4.1. Pengujian Komposisi Kimia ...........................................
50
4.1.1. Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia .............
51
4.2. Pengujian Struktur Mikro..................................................
52
4.2.1. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro .................
53
4.3. Hasil Pengujian Kekerasan .............................................
54
4.3.1. Pembahasan Pengujian Kekerasan ......................
56
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................
60
5.1. Kesimpulan ....................................................................
60
5.2. Saran-Saran ....................................................................
60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN-LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Baja karbon C = 0,25 % perbesaran 500x ........................
11
Gambar 2.2.
Baja karbon 0,45 % perbesaran 500x ...............................
11
Gambar 2.3.
Baja dengan kadar karbon C = 1 % perbesaran 500 x. ....
12
Gambar 2.4.
Diagram Fasa Fe-C ..........................................................
13
Gambar 2.5.
Diagram Ishothermal Transformation ...............................
16
Gambar 2.6.
Diagram Continuous Cooling Transformation ..................
17
Gambar 2.7.
Difusi Subtitusi ..................................................................
22
Gambar 2.8.
Difusi Interstisi ..................................................................
22
Gambar 2.9.
Proses Pengamatan Struktur Mikro ..................................
24
Gambar 2.10. Metode Pengujian Kekerasan Brinell ................................
25
Gambar 2.11. Azas pengukuran kekerasan vickers ................................
26
Gambar 3.1.
Diagram alir pelaksanaan penelitian .................................
28
Gambar 3.2.
Material dasar (raw materials) ..........................................
29
Gambar 3.3.
Arang kayu bengkire .........................................................
30
Gambar 3.4.
Barium Karbonat (BaO3) ...................................................
30
Gambar 3.5.
Semen Tahan Panas .......................................................
31
Gambar 3.6.
Gerabah dari tanah liat ....................................................
32
Gambar 3.7.
Dapur pemanas ................................................................
32
Gambar 3.8.
Pemotong menggunakan Metacut ....................................
34
Gambar 3.9.
Pengampelasan dibantu mesin gerinda ............................
34
Gambar 3.10. Sarung tangan tahan api ..................................................
35
Gambar 3.11. Penjepit ............................................................................
35
Gambar 3.12. Alat timbangan digital .......................................................
36
Gambar 3.14. Autosol .............................................................................
36
Gambar 3.15. Alat uji kompisisi kimia (Optical Emission Spectrometer)..
39
Gambar 3.16. Alat uji struktur mikro .......................................................
40
Gambar 3.17. Alat uji kekerasan .............................................................
41
Gambar 3.18. Spesimen raw material ....................................................
42
xii
Gambar 3.19. Potongan specimen yang akan di uji ...............................
Gambar 4.1
Struktur mikro material dasar baja karbon rendah (raw
material) .........................................................................
Gambar 4.2.
52
Struktur mikro baja karbon rendah dengan waktu tahan
carburizing 4 jam pada tepi (perbesaran 200 x). .............
Gambar 4.4.
52
Struktur mikro baja karbon rendah dengan waktu tahan
carburizing 2 jam pada tepi (perbesaran 200 x) ..............
Gambar 4.3.
46
53
Grafik kedalaman harga kekerasan pada spesimen raw
material, pack carburizing 2 jam dan pack carburizing 4
jam . ................................................................................
xiii
56
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Jumlah spesimen yang akan dilakukan pengujian ...............
42
Tabel 4.1. Uji komposisi spesimen dasar. .............................................
50
Tabel 4.2. Harga kekerasan spesimen Raw Material .............................
54
Tabel 4.3. Harga Kekerasan spesimen pack carburizing 2 jam ............
54
Tabel 4.4. Harga Kekerasan spesimen pack carburizing 4 jam .............
55
Tabel 4.5. Perbedaan harga Kekerasan material dasar, carburizing 2 jam
dan carburizing 4 jam ............................................................
xiv
55
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Y
= total kedalaman difusi
t
= waktu penahanan
K
= konstanta difusi, besarnya tergantung temperatur.
(jam)
HVN = Hardness Vickers Number
(kg/mm2)
P
= Beban yang diterapkan
(kg)
D
= diagonal rata-rata
(mm)
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil pengujian komposisi baja karbon rendah
Lampiran 2
Hasil pengujian kekerasan Vickers Mild Steel
Lampiran 3
Hasil pengujian Kekerasan Vickers Arang Kayu bengkire 2
jam dan 4 jam.
Lampiran 4
Tabel Konversi Harga Kekerasan
(Sumber : De Garmo. E “Material and Procesess In
Manufacturing” hal. 42-43)
xvi