Pembuatan Dan Karakterisasi Lapisan NiCoCr Pada Substrat Baja Komersial
PELAPISAN DAN KARAKTERISASI LAPISAN NiCoCr PADA
SUBSTRAT BAJA KOMERSIAL
SKRIPSI
MARTIN PIPIN GIRSANG
070801041
PELAPISAN DAN KARAKTERISASI LAPISAN NiCoCr PADA
SUBSTRAT BAJA KOMERSIAL
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana
MARTIN PIPIN GIRSANG
070801041
PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI
LAPISAN NiCoCr PADA SUBSTRAT BAJA KOMERSIAL Kategori : SKRIPSI Nama : MARTIN PIPIN GIRSANG Nomor Induk Mahasiswa : 070801041 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DANILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI LAPISAN NiCoCr PADA SUBSTRAT BAJA KOMERSIAL SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 3 April 2012
PENGHARGAAN
Terpujilah Allah Bapa yang memberikan kehidupan, hikmat dan pengetahuan melalui anak-Nya Tuhan Yesus Kristus yang penuh kasih memberikan keselamatan dan kehidupan yang kekal dan Allah Roh Kudus yang memberi kekuatan dan penghiburan bagi umat manusia sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
Pembuatan dan Karakterisasi Lapisan NiCoCr Pada Substrat Baja
Komersial.Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak baik langsung maupun tidak langsung . Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr Kemas Ahmad Zaini Thosin , Didik Prasetya, S.Si, mbak Eni Sugiarti, M.Eng, dan mbak Dina Destyorini S.Si yang juga selaku pembimbing lapangan yang banyak memberi bimbingan, dorongan dan masukan kepada penulis.
2. Bapak Prof.Dr.Timbangen Sembiring,MSc selaku pembimbing
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI LAPISAN NiCoCr PADA SUBSTRAT
BAJA KOMERSIAL
ABSTRAK
Masalah korosi menyerang hampir semua bahan logam, untuk mengurangi masalah korosi dilakukanlah pencegahan awal dengan pelapisan NiCoCr pada substrat baja komersial melalui teknik electroplating dan pack-cementation. Metode perendaman berdasarkan ASTM G31 digunakan untuk melakukan uji korosi dalam lingkungan HCl. Pengujian sifat mekanik dilakukan dengan pengujian kekerasan Vickers. Sampel dianalisis dengan menggunakan alat SEM (Scanning Electron Microscope) yang dilengkapi dengan EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy). Dari hasil analisis mikrostruktur terlihat bahwa lapisan NiCoCr telah berhasil melindungi substrat baja komersial dari masalah korosi. Penelitian ini telah berhasil meningkatkan nilai kekerasan Vickers dari 118,75 menjadi 696,40 VHN dan meningkatkan daya tahan korosi dari 4299,90 mdd menjadi 124,32 mdd. Penelitian ini telah berhasil melapiskan lapisan NiCoCr pada substrat baja komersial dengan metode Electroplating dan Pack
Cementation .
FABRICATIONS AND CHARACTERIZATION NiCoCr LAYER ON
COMMERCIAL STEEL SUBSTRATE
ABSTRACT
Corrosion problem affects nearly all metallic materials, to reduce corrosion problems
with the coating NiCoCr on commercial steel substrate by electroplating techniques
and pack-cementation was performed in the early prevention. Immersion method
based on ASTM G31 is used for corrosion tests in HCl environment. Testing of
mechanical properties is done by Vickers hardness test. Samples were analyzed by
using SEM (Scanning Electron Microscope) that equipped with EDS (Energy
dispersive X-Ray Spectroscopy). From the results of microstructural analysis shows
that the NiCoCr layered has been successfully protecting commercial steel substrate
from corrosion problems. This research has been successful in increasing the value of
Vickers hardness of 118.75 to 696.40 VHN and increased corrosion resistance from
4299.90 mdd to 124.32 mdd. This study has succeeded superimposing NiCoCr layers
on substrate commercial steel with Electroplating and Pack Cementation method.Keywords : NiCoCr Layer, Corrossion Rate, SEM
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ................................................................................................................. ii Pernyataan .................................................................................................................. iii Penghargaan ............................................................................................................... iv Abstrak ....................................................................................................................... v Abstract ...................................................................................................................... vi Daftar Isi .................................................................................................................... vii Daftar Tabel ............................................................................................................... x Daftar Gambar............................................................................................................ xi
Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang .................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... 4
1.6 Tempat Penelitian ................................................................................ 4
1.7 Sistematika Penulisan .......................................................................... 5
2.7.2.1 Korosi dalam Lingkungan Berair ......................................... 24
2.7.2.2 Perhitungan laju korosi ......................................................... 26
2.7.3 Pengukuran Kekerasan Vickers ................................................... 27
2.7.3.1 Keuntungan dan Kerugian Kekerasan Vickers..................... 28
2.7.4 Analisa Struktur Mikro ................................................................ 28
Bab III Metodologi Penelitian ............................................................................... 31
3.1 Peralatan dan Bahan-Bahan ................................................................. 31
3.1.1 Peralatan ...................................................................................... 31
3.1.2 Bahan-Bahan ................................................................................ 32
3.1.2.1 Bahan pada Metode Electroplating ...................................... 32
3.1.2.2 Bahan pada Metode Pack Cementation ................................ 34
3.1.2.3.Bahan pada Metode Preparasi Uji SEM .............................. 35
3.2 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 36
3.2.1 Diagram Alir Penelitian Keseluruhan .......................................... 36
3.2.2 Diagram Alir Electroplating ........................................................ 37
3.2.3 Diagram Alir Pack Cementation ................................................. 37
3.3 Variabel Eksperimen ........................................................................... 38
3.3.1 Variabel Penelitian ....................................................................... 38
3.3.2 Variabel Percobaan yang Diuji ................................................... 38
3.4 Prosedur Penelitian .............................................................................. 38
3.4.1 Metode Polishing Substrate ......................................................... 38
4.2.1 Sifat Fisis ..................................................................................... 51
4.2.1.1 Ketebalan (Thickness) .......................................................... 51
4.2.1.2 Ketahanan Korosi (Corrosion Resistance) .......................... 52
4.2.2 Sifat Mekanik ............................................................................... 54
4.2.2.1 Kekerasan (Vickers Hardness) ............................................. 54
Bab V Kesimpulan dan Saran ............................................................................... 55
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 55
5.2 Saran .................................................................................................... 55 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 56 LAMPIRAN ............................................................................................................... 57
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Konstanta Laju Korosi ....................................................................... 26Tabel 3.1. Komposisi Larutan Elektrolit Ni-strike ............................................. 32Tabel 3.2. Komposisi Larutan Elektrolit Ni-watts .............................................. 33Tabel 3.3. Komposisi Pack Mixture.................................................................... 34Tabel 4.1. Tebal Lapisan NiCo ........................................................................... 46Tabel 4.2. Perubahan Massa Per luas Awal ....................................................... 46Tabel 4.3. Laju Korosi Sampel Uji .................................................................... 47Tabel 4.4. Angka Kekerasan Vickers .................................................................. 48
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Proses Electroplating ........................................................................ 8Gambar 2.2. Mekanisme difusi yang mungkin terjadi di dalam logam,(a) kekosongan, (b) interstisi, (c) tukar tempat ................................. 12
Gambar 2.3 Ilustrasi proses Pack-Cementation untuk mendifusikanCr pada suatu substrat ....................................................................... 13
Gambar 2.4. Paduan elemen yang digunakan dalam Nikel-Paduan. Tinggi blok menunjukkan jumlah yang mungkin hadir. Elemenmenguntungkan ditandai dengan arsir silang dan elemen berbahaya ditandai dengan garis horizontal ....................................................... 19