TUGAS AKHIR Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Akhir.

TUGAS AKHIR

PENGARUH LAPISAN KARBON TERHADAP
SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI
BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN
UNTUK TAPPING AKHIR

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun :
CAHYO SULISTIYONO
NIM : D 200 080 065

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

ii


iii

iv

MOTTO

“ Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang yang beriman
diantaramu dan orang-orang yang dikaruniai ilmu pengetahuan hingga beberapa
derajat
( Q.S. Al mujadalah 11 )

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
( Q.S. Al Insyiroh ; 6 )

Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut
oleh manusia ialah menundukan diri sendiri.
(Ibu Kartini )

Manusia tidak merancang untuk gagal, mereka gagal untuk merancang.
( William J. Siegel )


Waktu akan selalu ada, bila ada niat untuk memulainya sekarang.
(Cahyo sulistiyono)

v

ABTRAKSI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lapisan karbon
terhadap sifat fisis dan mekanis pada solidifikasi besi cor kelabu dalam
cetakan permanen untuk tapping akhir.
Material yang digunakan untuk membuat spesimen adalah skrap
bekas pembubutan yang di lebur didalam tungku induksi dan dituang di
cetakan permanen yang dilapisi karbon dimana penuangan dilakukan
pada tapping akhir kemudian spesimen di uji sifat fisis dan mekanisnya.
Pengujian yang dilakukan adalah CE meter dimana dalam pengujian ini
besi masih dalam bentuk cair, pengujian komposisi kimia kemudian
pengujian kekerasan dan struktur mikro pada bagian yang kontak
langsung dengan udara dan pada bagian yang kontak langsung dengan
cetakan.

Hasil uji CE meter pada tapping akhir didapat suhu tertinggi
1286,2°C, mulai memadat pada temperatur liquid (1164,1oC), dan padat
pada temperatur solid (1113,8oC). Pengujian komposisi kimia spesimen
tanpa lapisan karbon adalah Fe (93,46%), C (3,52%), Si (1,95%),
spesimen dengan lapisan karbon Fe (93,36%), C (3,69%), Si (1,95%).
Hasil uji foto mikro terlihat grafit dan sementit, untuk yang kontak langsung
dengan cetakan yang dilapisi karbon didominasi oleh grafit, sedangkan
untuk yang kontak langsung dengan udara didominasi oleh sementit. Hasil
uji kekerasan spesimen tanpa lapisan karbon didapat kekerasan HRB
97,79 dan untuk yang dilapisi karbon diperoleh HRB 91,97 pada bagian
samping dan HRC 18,79 pada bagian atas. Dari dari data tersebut dapat
disimpulkan bahwa terjadi penambahan unsur karbon (C) pada spesimen
dengan lapisan karbon sebesar 0,17%, kekerasan spesimen dengan
lapisan karbon lebih lunak karena didominasi grafit, untuk bagian yang
kontak langsung dengan udara didominasi oleh sementit karena dalam
kasus ini pembekuan lebih cepat.
Kata kunci : besi cor kelabu, cetakan permanen, karbon,
solidifikasi.

vi


ABSTRACT

This study aims to determine the effect of the carbon coating on the
physical and mechanical properties of the gray cast iron solidification in
permanent mold for tapping end.
The material used to make the specimen is turning lathe the former
scrap in the melt in an induction furnace and poured in permanent mold is
coated with carbon which is done at the tapping end, then specimen
tested in physical and mechanical properties. This testing is CE meter
which in this test the iron is still in liquid form, testing the chemical
composition then hardness testing and microstructure testing on parts that
direct contact with the air and on the direct contact with the mold.
Test results CE meter at the end of the tapping obtained the highest
temperature of 1286.2 ° C, began to condense at temperatures of liquid
(1164,1oC), and is solid at a temperature solid (1113,8oC). Chemical
composition testing of specimens without the carbon coating is Fe
(93.46%), C (3.52%), Si (1.95%), a specimen with a carbon coating Fe
(93.36%), C (3.69% ), Si (1.95%). The test results of micro picture looks
graphite and cementite, for direct contact with the mold coated carbon

dominated by graphite, while for direct contact with the air is dominated by
cementite. The test results hardness specimens without the coating
carbon obtained hardness HRB 97.79 and for coated the carbon obtained
HRB 91.97 on the sides and HRC 18.79 on the top. From the data it can
be concluded that the addition of the elements carbon (C) on the
specimens with a carbon layer by 0.17%, hardness the specimens with
coating the carbon more soft because it is dominated graphite, for parts in
direct contact with the air is dominated by cementite because in this case
freezing faster.
Keywords:
solidification.

gray

cast

iron,

vii


permanent

mold,

carbon,

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikumWr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas

akhir

berjudul

PENGARUH


LAPISAN

KARBON

DALAM

CETAKAN PERMANEN DALAM SOLIDIFIKASI TERHADAP SIFAT
FISIS DAN MEKANIS BESI COR KELABU UNTUK TAPPING AKHIR,

dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar R.,ST., M.Sc.,Ph.D selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Masyrukan, MT. Selaku pembimbing yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir
ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Agus Yulianto, ST., MT yang telah menyediakan alat dan

tempat untuk menunjang kelancaran penelitian.
5. Bapak ,Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan
doa, cinta, dan kasih sayang serta motivasi semangat baik itu
secara moral maupun materi.
6. Teman satu tim Heri Supriyanto, Cahya Darmoko dan Jati
Widagdo, terimakasih untuk semangat, kerja keras dan kerja
samanya.

viii

7. Politeknik Manufaktur Ceper (POLMAN) yang telah menyediakan
alat dan tempat untuk menunjang kelancaran pengujian
8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2008 yang ikut
memberi saran dan motivasi.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan
kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi penulis dan orang lain.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta,

Mei 2016

Penulis

ix

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................

i

Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................. ii
Halaman Persetujuan ....................................................................... iii

Halaman Pengesahan ...................................................................... iv
Motto.................................................................................................. v
Abstraksi ........................................................................................... vi
Kata Pengantar ................................................................................. viii
Daftar Isi ........................................................................................... ix
Daftar Gambar .................................................................................. xiii
Daftar Tabel ...................................................................................... xiv
Daftar Simbol ..................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 .Latar Belakang ................................................................ 1
1.2 .Batasan Masalah ............................................................ 2
1.3 .Tujuan Penelitian ............................................................ 2
1.4 .Manfaat Penelitian .......................................................... 4
1.5 Sistemasi Penulisan ....................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Umum............................................................... 5
2.2 Landasan Teori .............................................................. 6
2.2.1 Besi Cor.................................................................. 6
2.2.2 Macam - Macam Besi Cor ...................................... 7
x


2.2.3 Pengecoran Logam ............................................... 10
2.2.4 Solidifikasi Logam .................................................. 12
2.2.5 Sifat Fisis Dan Mekanis .......................................... 12
2.2.6 Pengujian Komposisi Kimia .................................... 16
2.2.7 Pengujian Foto Mikro.............................................. 17
2.2.8 Pengujian Kekerasan ............................................. 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1.Diagram Alir Proses Penelitian ...................................... 22
3.2.Penguraian Diagram Alir Penelitian ................................ 23
3.3.Bahan Dan Alat............................................................... 24
3.4.Spesimen Uji................................................................... 26
3.5.Pengujian Bahan............................................................. 27
1. Pengujian Ce Meter.................................................. 27
2. Pengujian Komposisi Kimia ...................................... 28
3. Pengujian Kekerasan ............................................... 30
4. Pengujian Foto Mikro................................................ 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Foto Mikro Cetakan............................... 33
4.2. Hasil Pengujian Spesimen .............................................. 34
4.2.1 Hasil Pengujian CE Meter ...................................... 34
4.2.2 Hasil Pengujian Komposisi Kimia........................... 35
4.2.3 Hasil Pengujian Struktur Mikro............................... 36
4.2.4 Hasil Pengujian Kekerasan .................................... 38

xi

BAB V KESIMPULAN ...................................................................... 34
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Peleburan Logam Dalam Tungku ............................... 10

Gambar 2.2

Penuangan Logam Dalam Cetakan............................ 11

Gambar 2.3

Diagram Fasa Fe-Fe3C............................................... 17

Gambar 3.1

Diagram Alir Penelitian ............................................... 22

Gambar 3.2

Geram Bekas Pembubutan ........................................ 24

Gambar 3.3

Karbon ........................................................................ 25

Gambar 3.4

Tungki Induksi............................................................. 25

Gambar 3.5

Cetakan ..................................................................... 26

Gambar 3.6

Spesimen.................................................................... 27

Gambar 3.7

Alat Uji CE Meter ........................................................ 28

Gambar 3.8

Alat Uji Komposisi Kimia ............................................. 30

Gambar 3.9

Alat Uji Kekerasan ...................................................... 31

Gambar 3.10 Alat Uji Foto Mikro ..................................................... 32
Gambar 4.1 Hasil Uji Foto Mikro Cetakan Pembesaran 100x .......... 33
Gambar 4.2 Hasil Uji CE Meter ........................................................ 34
Gambar 4.3 Hasil Foto Mikro Spesimen Tanpa Dilapisi Karbon
Pembesaran 500x......................................................... 36
Gambar 4.4 Hasil Foto Mikro Spesimen Dengan Dilapisi Karbon
Bagian Atas Pembesaran 500x .................................... 37
Gambar 4.5 Hasil Foto Mikro Spesimen Dengan Dilapisi Karbon
Bagian Samping Pembesaran 500x ............................. 37

xiii

DAFTAR TABEL
Table 4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia........................................

35

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Tanpa Lapisan
Karbon ................................................................................

38

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan Spesimen Dengan Lapisan
Karbon ................................................................................

xiv

39

DAFTAR SIMBOL
= Alfa
= Delta
= Gamma

xv

Dokumen yang terkait

PENGARUH LAPISAN KARBON TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Awal.

0 3 13

TUGAS AKHIR Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Awal.

0 5 15

PENDAHULUAN Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Awal.

0 7 4

PUBLIKASI ILMIAH STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AKHIR.

0 2 18

TUGAS AKHIR STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AKHIR.

0 1 13

PENDAHULUAN STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS PADA SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU DALAM CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AKHIR.

0 2 4

PENDAHULUAN Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Akhir.

0 2 4

PENGARUH LAPISAN KARBON TERHADAP SIFAT FISIS DANMEKANIS PADA SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU DALAM Pengaruh Lapisan Karbon Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Pada Solidifikasi Besi Cor Kelabu Dalam Cetakan Permanen Untuk Tapping Akhir.

0 3 14

TUGAS AKHIR STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SOLIDIFIKASI STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU PADA CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AWAL.

0 2 14

PENDAHULUAN STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SOLIDIFIKASI BESI COR KELABU PADA CETAKAN PERMANEN UNTUK TAPPING AWAL.

0 2 4