TUGAS AKHIR Pengaruh Media Pendinginan Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan Pada Besi Cor.

TUGAS AKHIR

PENGARUH MEDIA PENDINGINAN
TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN
KEKERASAN PADA BESI COR

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh:
WAHYU DARMADI
D 200 080 078

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
i

ii


iii

iv

v

MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu”
(Q.S Al Baqarah: 45)

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmulah
hendaknya kamu berharap“
(Q.S Al Nasyarah :6-8)

“Kebahagiaan tergantung pada apa yang dapat Anda berikan, bukan pada
apa yang Anda peroleh”
(Mohandas Ghandi)


“Satu-satunya sumber pengetahuan adalah pengalaman”

(Albert Eisntein)

“Dengan pikiran yang positif, dan optimisme yang tinggi, Anda akan siap
menghadapi perubahan. Pikiran Anda akan menentukan tindakan Anda.
Saat Anda optimis, maka Anda akan bertindak untuk menyongsong
perubahan., tenang dan lakukan”
(Wahyu Darmadi)

vi

PENGARUH MEDIA PENDINGINAN TERHADAP STRUKTUR MIKRO
DAN KEKERASAN PADA BESI COR
Wahyu Darmadi, Ngafwan, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro
email : wahyu130dmk@gmail.com


ABSTRAKSI
Besi cor merupakan paduan besi yang mengandung karbon 2-4 % ,
silicon 1,10%, mangan 1-15%, fosfor 0,05-15%, dan belerang. Pada temperatur
910 oC strukturnya adalah Austentite, ledeburite, Cementite. Pada temperatur
710 oC struktur Austenit secara pendinginan normal mengalami perubahan
struktur menjdi pearlite. Untuk merubah jumlah pearlite yang terbentuk pada saat
pendinginan besi cor maka pendinginan dilakukan dengan metode pendinginan
menggunakan media. Metode pendinginan yang digunakan adalah pendinginan
menggunakan udara, oli dan paslin. Proses perlakuan pendinginan besi cor
dilakukan dengan cara besi dituang dalam cetakan kemudian didiamkan sampai
ketitik jenuh ( merah layu ) lalu dibongkar dan di masukkan dalam oli, paslin dan
didiamkan pada udara bebas ( suhu ruangan 20-25 0c ).
Uji yang dilakukan adalah pengujian kekerasan, struktur mikro dan untuk
mengetahui unsur yang ada dalam besi cor tersebut menggunakan CE meter.
Penurunan temperatur hasil dari CE meter untuk mengetahui awal mula suhu
coran pada waktu dituangkan yaitu 1267,5 0C dengan penuangan di cup pada
alat tersebut selanjutnya dapat dilihat pada diagram, temperatur coran masih
berbentuk liquid mencapai suhu 1216,3 0C dan akan mulai memadat pada
temperatur 1129,9 0C sampai coran benar – benar berubah suhu saat proses
quenching pada suhu kamar 20- 25°C. Komposisi yang dapat dihitung dari alat

CE meter adalah carbon dan silicon saja dengan hasil bahwa kandungan carbon
3,39% dan silicon 1,10% sedangkan unsur – unsur yang lain tidak dapat diukur
dari alat tersebut.
Dari hasil penelitian dan analisa data dari uji kekerasan diperoleh nilai rata –
rata kekerasan Brinnell pada pendinginan udara 418,56 HB, Oli 477,20 HB,
paslin 432,64. Hasil uji struktur mikro dapat diketahui dengan melihat hasil foto
metalografi pada pendinginan terbentuk ledeburit dan cementite. Pada
pendinginan udara ledeburite ke cementitnya prosentasenya lebih kecil, di
pendinginan menggunakan paslin akan terbentuk cementite yang lebih banyak
dibandingkan pada udara dan untuk oli cementite lebih banyak dibandingkan
dengan udara maupun paslin serta kandungan ledeburit semakin sedikit
dikarenakan pada waktu pendinginan cepat ledeburite yang ada sebagian besar
akan berubah menjadi cementite untuk perlite pada pendinginan oli bergerombol
besar tidak teratur sedangkan di pendinginan paslin perlite merata sedangkan di
pendinginan udara perlite akan membentuk susunan yang rapi.
Kata kunci : Besi Cor, Pendinginan, Kekerasan, Foto Mikro

vii

KATA PENGANTAR


Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu.
Syukur alahamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas

Akhir

berjudul

“PENGARUH

MEDIA

PENDINGINAN

TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA BESI COR “
dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati

ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT,Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Tri Widodo Besar Riyadi, ST, MSc, Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Bambang Ir. Ngafwan, MT, selaku dosen pembimbing utama
yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam
penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar
dan ramah.
4. Bapak Joko Sedyono, ST, Meng, Ph.D., selaku dosen pembimbing
kedua yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk

viii

ix

5. DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................

i


Peryataan Keaslian Skripsi .............................................................

ii

Halaman Persetujuan ......................................................................

iii

Halaman Pengesahan......................................................................

iv

Lembar Tugas Akhir ........................................................................

v

Motto ................................................................................................

vi


Abstraksi ..........................................................................................

vii

Kata Pengantar ................................................................................

viii

Daftar Isi ...........................................................................................

x

Daftar Gambar ..................................................................................

xii

Daftar Tabel ......................................................................................

xiv


Daftar Simbol ....................................................................................

xv

Daftar Lampiran ................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah ...................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah ............................................................. 2
1.3. Batasan Masalah................................................................. 3
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian .............................................................. 3
1.6. Sistematika Penulisan ......................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Terdahulu ............................................................ 6
2.2. Dasar Teori .......................................................................... 10
2.2.1. Klasiifikasi Bes Cor........................................................11
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir ......................................................................... 25
3.2. Tahapan Penelitian............................................................... 26


x

3.3. Lokasi Pengujian ……………………..................................... 30
3.4. Alat dan Bahan Penelitian................................................... 30
3.4.1. Alat yang digunakan .................................................. 30
3.4.2 Bahan yang digunakan................................................ 31
3.5. Teknik Pengambilan data .................................................... 32
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Pembahasan Uji Kekerasan................................................ 33
4.1.1. Pendinginan Udara..................................................... 33
4.1.2. Pendinginan Oli .......................................................... 34
4.1.3. Pendinginan Paslin...................................................... 35
4.1.4. Pembahasan Hasil Uji Kekerasan............................... 35
4.2. Pembahasan Metalografi ..................................................... 37
4.2.1. Variasi Pendinginan Oli .............................................. 37
4.2.2. Variasi Pendinginan Udara ......................................... 39
4.2.3. Variasi Pendinginan Paslin ......................................... 41
4.2.4. Pembahasan Hasil Foto Mikro .................................... 42
4.3. Pembahasan Uji Komposisi dan Pendinginan ..................... 43

4.3.1. Pembahasan Hasil Uji Komposisi dan Pendinginan.. 44
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ....................................................................

46

5.2. Saran ..............................................................................

47

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Perlakuan Panas.......................................................

9

Gambar 2.2. Siklus Pengerasan Thermal......................................

9

Gambar 2.3. Besi cor Putih ...........................................................

11

Gambar 2.4. Besi Cor malleable ..................................................

12

Gambar 2.5. Struktur besi cor kelabu...........................................

13

Gambar 2.6. Struktur besi cor Nodular.........................................

14

Gambar 2.7. Diagram Fe – c .........................................................

17

Gambar 2.8. Pembuatan cetakan pasir..........................................

19

Gambar 2.9. Pengujian Rockwell...................................................

20

Gambar 2.10. Diagram uji tarik ....................................................

23

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian..............................................

25

Gambar 3.2. Pola dari Kayu...........................................................

26

Gambar 3.3. Cetakan Pasir............................................................

26

Gambar 3.4. Peleburan Material....................................................

27

Gambar 3.5. Penuangan dalam Cetakan.......................................

27

Gambar 3.6. Penuangan pada Cup CE-meter...............................

28

Gambar 3.7. CE meter...................................................................

28

Gambar 3.8. Pengujian Kekerasan Fiture-Tech-Corp LC-200 RB.

29

Gambar 3.9. Mikroskop metalografi Nikon X1005 TTEPL............

29

Gambar 4.1. Histogram Uji Kekerasan .................…………..…….

36

Gambar 4.2. Foto Mikro Pendinginan oli perbesaran 100 X….......

37

Gambar 4.3. Foto Mikro Pendinginan oli perbesaran 100 X….......

37

xii

Gambar 4.4. Foto Mikro Pendinginan oli perbesaran 200 X….......

38

Gambar 4.5. Foto Mikro Pendinginan oli perbesaran 500 X….......

38

Gambar 4.6. Foto Mikro Pendinginan udara perbesaran 100 X….

39

Gambar 4.7. Foto Mikro Pendinginan udara perbesaran 100 X...

39

Gambar 4.8. Foto Mikro Pendinginan udara perbesaran 200 X...

40

Gambar 4.9. Foto Mikro Pendinginan udara perbesaran 500 X...

40

Gambar 4.10. Foto Mikro Pendinginan udara perbesaran 1000 X..

40

Gambar 4.11. Foto Mikro Pendinginan Paslin perbesaran 100 X..

41

Gambar 4.12. Foto Mikro Pendinginan Paslin perbesaran 100 X..

41

Gambar 4.13. Foto Mikro Pendinginan Paslin perbesaran 200 X..

41

Gambar 4.14. Foto Mikro Pendinginan Paslin perbesaran 500 X...

42

Gambar 4.15. Foto Mikro Pendinginan Paslin perbesaran 1000 X..

42

Gambar 4.16. Layar Utama CE meter............................................

43

Gambar 4.17. Print Out CE meter...................................................

44

xiii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.Rockwell Hardness Scale..............................................

22

Tabel 3.1. Alat Penelitian...............................................................

30

Tabel 3.2. Uji Kekerasan…….................................................…….

32

Tabel 4.1.Hasil uji Kekerasan Variasi Udara.………..................

33

Tabel 4.2. Hasil Uji Kekerasan Variasi Oli ………….....…..........

34

Tabel 4.3. Hasil Uji Kekerasan Variasi Paslin .…………………...

35

Tabel 4.4. Hasil Uji Kekerasan……................................................

36

xiv

DAFTAR SIMBOL

C

= Carbon

Si

= Silikon

Fe

= Besi

P

= Fosfor

Cu

= Tembaga

Ni

= Nikel

S

= Sulfur

Cr

= Kromium

Mo

= Molibdenum

Al

= Aluminium

B

= Boron

Co

= Kobalt

Mg

= Magnesium

Nb

= Niobium

Pb

= Timbal

Sn

= Timah

Ti

= Titanium

V

= Vanadium

W

= Tungsten

Mn

= mangaan
xv

DAFTAR LAMPIRAN

-

Tabel Hasil Uji kekerasan variasi udara dari POLMAN ceper Klaten

-

Tabel Hasil Uji kekerasan variasi Paslin dari POLMAN ceper Klaten

-

Tabel Hasil Uji kekerasan variasi Oli dari POLMAN ceper Klaten

-

Print Out hasil dari CE meter

-

Tabel konversi HRC ke HB

xvi