TUGAS AKHIR PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS Penelitian Terhadap Bantalan Poros Kereta Yang Dikarburising Dengan Soda Ash Atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon Dan Arang Kayu Jati Menggunakan Pemanasan Konvensional.
TUGAS AKHIR
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS
KERETA YANG DIKARBURISING DENGAN
SODA ASH ATAU SODIUM CARBONAT,
ARANG KAYU SENGON DAN ARANG KAYU
JATI MENGGUNAKAN PEMANASAN
KONVENSIONAL
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
HANIF MIFTAHUL HUDA
NIM : D.200.03.0002
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
September 2013
PERNYATAAN OROGINALITAS
KATA MUTIARA
“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang orang yang khusyu.”
( Q.S. Al Baqarah : 45 )
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh
(urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu
berharap.”
( Q.S. Al-Insyiqaaq : 6-8 )
“Barang siapa diuji, lalu bersabar, diberi lalu bersyukur, didzalimi lalu
memaafkan dan berbuat dzalim lalu istighfar, maka keselamatan dan
merekalah orang-orang yang memperoleh hidayah.”
(H.R. Al Baihaqi)
“Berdoa, berusaha, jalani dan berserah diri.”
(Penulis)
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Penelitian Terhadap Bantalan Poros Kereta
Yang Dikarburising Dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu
Sengon, dan Arang Kayu Jati Menggunakan Pemanasan Konvensional”,
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. Ir. Agus Riyanto, M.T., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir.Sartono Putro, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Bibit Sugito, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama dengan ikhlas
meluangkan banyak waktu guna memberikan saran serta arahan
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar
serta ramah.
4. Ir.Pramuko IP, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping, dengan
segala kesabarannya telah bersedia memberikan ilmu, pengalaman
dan bimbingan yang sangat berguna.
5. Papi dan Ibu (Muchamad Muslih S.Pd dan Sutinah S.Pd) yang telah
memberikan semangat dan doa untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb
Surakarta, 17 September 2013
Penulis
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 ................................................................................................. ix
Daftar Gambar ........................................................................................ xii
Daftar Tabel ............................................................................................ xiv
Daftar Simbol .......................................................................................... xv
Daftar Lampiran ...................................................................................... xvi
BAB I
PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian ............................................................... 4
1.3. Manfaat Penelitian ............................................................. 4
1.4. Batasan Masalah ............................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................... 6
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................... 6
2.2. Landasan Teori.................................................................. 7
2.2.1. Baja...........................................................................7
2.2.2. Pengaruh Unsur Paduan Pada Baja.........................7
2.2.3. Baja Karbon.............................................................10
2.2.4. Perlakuan Panas (Heat Treatment).........................11
2.2.5. Pengerasan Permukaan..........................................20
2.2.6. Proses Karburisasi...................................................21
2.2.7. Teori Soda Ash (Sodium Carbonat).........................23
2.2.8. Teori Difusi...............................................................24
2.2.9. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415)............27
2.2.10.Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3)....................29
2.2.11.Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01).......34
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 37
3.1. Rancangan Penelitian ....................................................... 37
3.1.1. Pemilihan Bahan ..................................................... 38
3.1.2. Penyiapan Tempat Karburising............................... 39
3.1.3. Pembuatan Bubuk Arangmenjadi Bubuk Arang ........ 39
3.1.4. Pembuatan Specimen ............................................ 40
3.1.5. Pencampuran Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati dengan
Raw Material atau Baja ST 60 ............................... 42
3.1.6. Proses Karburising ................................................. 42
3.1.7. Menguji Specimen Hasil Karburising ...................... 42
3.2. Bahan dan Alat .................................................................. 43
3.2.1. Bahan Penelitian ..................................................... 43
3.2.2. Peralatan Penelitian ................................................ 45
3.3. Instalasi Pengujian ............................................................ 50
3.3.1. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) ........... 50
3.3.2. Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3) ................... 51
3.3.3. Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 52
3.4. Sampel .............................................................................. 53
3.5. Lokasi Penelitian ............................................................... 54
3.6. Prosedur Penelitian ........................................................... 54
3.7. Rancangan Analisis Data .................................................. 60
3.7.1 Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3) ................... 60
3.7.2. Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 60
3.8. Kesulitan ........................................................................... 61
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 62
4.1. Hasil dan Pembahasan Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM
E 415) ................................................................................ 62
4.2. Hasil dan Pembahasan Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E
3)...................... .................................................................. 63
4.3. Hasil dan Pembahasan Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM
E 10-01)...................... ....................................................... 67
4.4. Hasil dan Pembahasan Difusi ............................................ 76
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...................................................... 80
5.1. Kesimpulan ........................................................................ 80
5.2. Saran ................................................................................. 81
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 82
LAMPIRAN..............................................................................................xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Jumlah Specimen (Sampel) ............................................... 53
Tabel 4.1
Hasil Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) ............ 62
Tabel 4.3.1 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 ........................... 68
Tabel 4.3.2 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat ..... 69
Tabel 4.3.3 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 dengan Arang
Kayu Sengon ................................................................. 71
Tabel 4.3.4
Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) Raw
Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising
dengan Specimen Arang Kayu Jati ..................................... 72
Tabel 4.3.5
Perbandingan Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM
E 10-01) rata – rata Specimen Raw Material atau Baja ST
60, Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Arang Kayu Sengon dan Specimen
Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising
dengan Arang Kayu Jati...................................................... 74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Kesetimbangan Besi Karbon (Fe-C) .................... 12
Gambar 2.2 Isothermal Transformation Diagramfor 0,2 C;0,9 % Mn
steel .................................................................................... 16
Gambar 2.3 Continous Cooling Transformation Diagram ....................... 18
Gambar 2.4 Soda Ash (Sodium Carbonat) ............................................. 23
Gambar 2.5 Pergerakan atom dengan energi aktifasi ............................ 25
Gambar 2.6 Larutan Difusi Subtitusi ....................................................... 26
Gambar 2.7 Larutan Difusi Interstisi ....................................................... 26
Gambar 2.8 Metode pemilihan lokasi pengujian..................................... 31
Gambar 2.9 Prinsip Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................... 37
Gambar 3.2 Material Dasar (Baja ST 60) ............................................... 38
Gambar 3.3 Potongan Raw Material atau Baja ST 60 untuk Specimen.41
Gambar 3.4 Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon dan
Arang Kayu Jati .................................................................. 44
Gambar 3.5 Gerabah dari tanah liat ....................................................... 45
Gambar 3.6 Alat Digital Thermocouple Thermometer type KW 06 –
283 ..................................................................................... 46
Gambar 3.7 Dapur Konvensional ........................................................... 46
Gambar 3.8 Mesin Pemotong (Metacut) ................................................ 47
Gambar 3.9 Mesin Poles (Grinder - Polisher)......................................... 48
Gambar 3.10 Penjepit .............................................................................. 48
Gambar 3.11 Timbangan Digital............................................................... 49
Gambar 3.12 Tanah Liat .......................................................................... 49
Gambar 3.13 Autosol ............................................................................... 50
Gambar 3.14 Optical Emission Spectrometer (Standar ASTM E 415) ..... 51
Gambar 3.15 Invented Metallurgical Microscope (Standar ASTM E 3) .... 52
Gambar 3.16 Micro Hardness Tester (Standar ASTM E 10-01) .............. 53
Gambar 4.1 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60,
pembesaran 200 × ............................................................. 64
Gambar 4.2 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium
Carbonat , pembesaran 200× ............................................ 65
Gambar 4.3 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Sengon,
pembesaran 200× .............................................................. 66
Gambar 4.4 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Jati,
pembesaran 200× .............................................................. 67
Gambar 4.5 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST
60 dengan sumber karbon Soda Ash atau Sodium
Carbonat ............................................................................. 77
Gambar 4.6 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST
60 dengan sumber karbon Arang Kayu Sengon ................. 78
Gambar 4.7 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST 60
dengan sumber karbon Arang Kayu Jati..............................79
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Laporan Pengujian Komposisi Kimia.................................xviii
Lampiran 2 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10 – 01)......xxi
Lampiran 3 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10 – 01)
Specimen Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang
Kayu Sengon dan Arang Kayu jati .......................... ...........xxii
Lampiran 4 Kartu Konsultasi Tugas Akhir.............................................xxiii
Lampiran 5 ASTM E 415 – 99a, Standard Test Metods for Optical
Emmision Vacuum Spectrometic Analysis of Carbon and
Low – Alloy Steel...............................................................xxiv
Lampiran 6 ASTM E 3 – 11, Standard Guite for Preparation of
Metallographic Spacimen ................................................xxxiii
Lampiran 7 ASTM E 10 – 01, Standard Test Method of Brinell
Hardness of Metallic Materials............................................xlvi
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS KERETA
YANG DIKARBURISING DENGAN SODA ASH ATAU
SODIUM CARBONAT, ARANG KAYU SENGON DAN ARANG
KAYU JATI MENGGUNAKAN PEMANASAN
KONVENSIONAL
Hanif Miftahul Huda, Bibit Sugito, Pramuko Ilmu Purbo
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Telp. (0271) 715448
Email : haniff_hans@yahoo.com
ABSTRAKSI
Pengerasan permukaan dibutuhkan untuk bantalan poros yang
mengalami beban kerja berat, karena membutuhkan kekerasan
dipermukaan tetapi didalam (inti) bajanya tetap ulet. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui sifat – sifat dari baja setelah mengalami
proses pack karburising dengan bahan Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati.
Pemilihan bahan dilakukan dengan cara menguji baja karbon sedang
sebagai Raw Material atau Baja ST 60 dengan alat Optical Emmision
Spectrometer. Specimen Raw Material atau Baja ST 60 bersama Soda
Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati
dimasukkan dalam masing – masing gerabah, kemudian dipanaskan
dalam dapur konvensional pada temperatur + 900°C dan ditahan selama
+ 30 menit. Specimen hasil pack karburising diuji kekerasannya dengan
Metode Micro Brinell menggunakan Alat Micro Hardness Tester sebanyak
3 titik acak. Untuk pengamatan Struktur Mikro digunakan Alat Inverted
Metallurgical Microscope..
Dengan proses karbonisasi, harga kekerasan yang semula 164 HBN
(Raw Material atau Baja ST 60) meningkat menjadi 231 HBN, Soda Ash
atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon 249 HBN dan Arang Kayu
Jati 218 HBN. Pemasukan (difusi) atom karbon pada Specimen Raw
Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising dengan Soda ash atau
Sodium Carbonat yaitu 0,21 µm, Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Sengon yaitu 0,22 µm dan
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising dengan
Arang Kayu Jati yaitu 0,11 µm. Dari hasil pengamatan tersebut maka
dapat diambil kesimpulan bahwa waktu penahanan pada proses
karbonisasi mempengaruhi kedalaman difusi.
Kata kunci: raw material atau baja ST 60, karburising, soda ash atau
sodium carbonat, arang kayu sengon, arang kayu jati
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS
KERETA YANG DIKARBURISING DENGAN
SODA ASH ATAU SODIUM CARBONAT,
ARANG KAYU SENGON DAN ARANG KAYU
JATI MENGGUNAKAN PEMANASAN
KONVENSIONAL
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
HANIF MIFTAHUL HUDA
NIM : D.200.03.0002
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
September 2013
PERNYATAAN OROGINALITAS
KATA MUTIARA
“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang orang yang khusyu.”
( Q.S. Al Baqarah : 45 )
“Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu
telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh
(urusan) yang lain dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu
berharap.”
( Q.S. Al-Insyiqaaq : 6-8 )
“Barang siapa diuji, lalu bersabar, diberi lalu bersyukur, didzalimi lalu
memaafkan dan berbuat dzalim lalu istighfar, maka keselamatan dan
merekalah orang-orang yang memperoleh hidayah.”
(H.R. Al Baihaqi)
“Berdoa, berusaha, jalani dan berserah diri.”
(Penulis)
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Penelitian Terhadap Bantalan Poros Kereta
Yang Dikarburising Dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu
Sengon, dan Arang Kayu Jati Menggunakan Pemanasan Konvensional”,
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. Ir. Agus Riyanto, M.T., sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir.Sartono Putro, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Bibit Sugito, M.T., selaku Dosen Pembimbing Utama dengan ikhlas
meluangkan banyak waktu guna memberikan saran serta arahan
dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dengan sangat baik, teliti, sabar
serta ramah.
4. Ir.Pramuko IP, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pendamping, dengan
segala kesabarannya telah bersedia memberikan ilmu, pengalaman
dan bimbingan yang sangat berguna.
5. Papi dan Ibu (Muchamad Muslih S.Pd dan Sutinah S.Pd) yang telah
memberikan semangat dan doa untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb
Surakarta, 17 September 2013
Penulis
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 ................................................................................................. ix
Daftar Gambar ........................................................................................ xii
Daftar Tabel ............................................................................................ xiv
Daftar Simbol .......................................................................................... xv
Daftar Lampiran ...................................................................................... xvi
BAB I
PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1. Latar Belakang .................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian ............................................................... 4
1.3. Manfaat Penelitian ............................................................. 4
1.4. Batasan Masalah ............................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................... 6
2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................... 6
2.2. Landasan Teori.................................................................. 7
2.2.1. Baja...........................................................................7
2.2.2. Pengaruh Unsur Paduan Pada Baja.........................7
2.2.3. Baja Karbon.............................................................10
2.2.4. Perlakuan Panas (Heat Treatment).........................11
2.2.5. Pengerasan Permukaan..........................................20
2.2.6. Proses Karburisasi...................................................21
2.2.7. Teori Soda Ash (Sodium Carbonat).........................23
2.2.8. Teori Difusi...............................................................24
2.2.9. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415)............27
2.2.10.Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3)....................29
2.2.11.Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01).......34
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 37
3.1. Rancangan Penelitian ....................................................... 37
3.1.1. Pemilihan Bahan ..................................................... 38
3.1.2. Penyiapan Tempat Karburising............................... 39
3.1.3. Pembuatan Bubuk Arangmenjadi Bubuk Arang ........ 39
3.1.4. Pembuatan Specimen ............................................ 40
3.1.5. Pencampuran Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati dengan
Raw Material atau Baja ST 60 ............................... 42
3.1.6. Proses Karburising ................................................. 42
3.1.7. Menguji Specimen Hasil Karburising ...................... 42
3.2. Bahan dan Alat .................................................................. 43
3.2.1. Bahan Penelitian ..................................................... 43
3.2.2. Peralatan Penelitian ................................................ 45
3.3. Instalasi Pengujian ............................................................ 50
3.3.1. Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) ........... 50
3.3.2. Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3) ................... 51
3.3.3. Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 52
3.4. Sampel .............................................................................. 53
3.5. Lokasi Penelitian ............................................................... 54
3.6. Prosedur Penelitian ........................................................... 54
3.7. Rancangan Analisis Data .................................................. 60
3.7.1 Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E 3) ................... 60
3.7.2. Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 60
3.8. Kesulitan ........................................................................... 61
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 62
4.1. Hasil dan Pembahasan Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM
E 415) ................................................................................ 62
4.2. Hasil dan Pembahasan Uji Struktur Mikro (Standar ASTM E
3)...................... .................................................................. 63
4.3. Hasil dan Pembahasan Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM
E 10-01)...................... ....................................................... 67
4.4. Hasil dan Pembahasan Difusi ............................................ 76
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...................................................... 80
5.1. Kesimpulan ........................................................................ 80
5.2. Saran ................................................................................. 81
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 82
LAMPIRAN..............................................................................................xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Jumlah Specimen (Sampel) ............................................... 53
Tabel 4.1
Hasil Uji Komposisi Kimia (Standar ASTM E 415) ............ 62
Tabel 4.3.1 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 ........................... 68
Tabel 4.3.2 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat ..... 69
Tabel 4.3.3 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01)
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 dengan Arang
Kayu Sengon ................................................................. 71
Tabel 4.3.4
Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) Raw
Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising
dengan Specimen Arang Kayu Jati ..................................... 72
Tabel 4.3.5
Perbandingan Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM
E 10-01) rata – rata Specimen Raw Material atau Baja ST
60, Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah
dikarburising dengan Arang Kayu Sengon dan Specimen
Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising
dengan Arang Kayu Jati...................................................... 74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Kesetimbangan Besi Karbon (Fe-C) .................... 12
Gambar 2.2 Isothermal Transformation Diagramfor 0,2 C;0,9 % Mn
steel .................................................................................... 16
Gambar 2.3 Continous Cooling Transformation Diagram ....................... 18
Gambar 2.4 Soda Ash (Sodium Carbonat) ............................................. 23
Gambar 2.5 Pergerakan atom dengan energi aktifasi ............................ 25
Gambar 2.6 Larutan Difusi Subtitusi ....................................................... 26
Gambar 2.7 Larutan Difusi Interstisi ....................................................... 26
Gambar 2.8 Metode pemilihan lokasi pengujian..................................... 31
Gambar 2.9 Prinsip Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10-01) ...... 36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................... 37
Gambar 3.2 Material Dasar (Baja ST 60) ............................................... 38
Gambar 3.3 Potongan Raw Material atau Baja ST 60 untuk Specimen.41
Gambar 3.4 Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon dan
Arang Kayu Jati .................................................................. 44
Gambar 3.5 Gerabah dari tanah liat ....................................................... 45
Gambar 3.6 Alat Digital Thermocouple Thermometer type KW 06 –
283 ..................................................................................... 46
Gambar 3.7 Dapur Konvensional ........................................................... 46
Gambar 3.8 Mesin Pemotong (Metacut) ................................................ 47
Gambar 3.9 Mesin Poles (Grinder - Polisher)......................................... 48
Gambar 3.10 Penjepit .............................................................................. 48
Gambar 3.11 Timbangan Digital............................................................... 49
Gambar 3.12 Tanah Liat .......................................................................... 49
Gambar 3.13 Autosol ............................................................................... 50
Gambar 3.14 Optical Emission Spectrometer (Standar ASTM E 415) ..... 51
Gambar 3.15 Invented Metallurgical Microscope (Standar ASTM E 3) .... 52
Gambar 3.16 Micro Hardness Tester (Standar ASTM E 10-01) .............. 53
Gambar 4.1 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60,
pembesaran 200 × ............................................................. 64
Gambar 4.2 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Soda Ash atau Sodium
Carbonat , pembesaran 200× ............................................ 65
Gambar 4.3 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Sengon,
pembesaran 200× .............................................................. 66
Gambar 4.4 Struktur Mikro Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Jati,
pembesaran 200× .............................................................. 67
Gambar 4.5 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST
60 dengan sumber karbon Soda Ash atau Sodium
Carbonat ............................................................................. 77
Gambar 4.6 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST
60 dengan sumber karbon Arang Kayu Sengon ................. 78
Gambar 4.7 Perhitungan Difusi Specimen Raw Material atau Baja ST 60
dengan sumber karbon Arang Kayu Jati..............................79
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Laporan Pengujian Komposisi Kimia.................................xviii
Lampiran 2 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10 – 01)......xxi
Lampiran 3 Hasil Uji Kekerasan Brinell (Standar ASTM E 10 – 01)
Specimen Soda Ash atau Sodium Carbonat, Arang
Kayu Sengon dan Arang Kayu jati .......................... ...........xxii
Lampiran 4 Kartu Konsultasi Tugas Akhir.............................................xxiii
Lampiran 5 ASTM E 415 – 99a, Standard Test Metods for Optical
Emmision Vacuum Spectrometic Analysis of Carbon and
Low – Alloy Steel...............................................................xxiv
Lampiran 6 ASTM E 3 – 11, Standard Guite for Preparation of
Metallographic Spacimen ................................................xxxiii
Lampiran 7 ASTM E 10 – 01, Standard Test Method of Brinell
Hardness of Metallic Materials............................................xlvi
PENELITIAN TERHADAP BANTALAN POROS KERETA
YANG DIKARBURISING DENGAN SODA ASH ATAU
SODIUM CARBONAT, ARANG KAYU SENGON DAN ARANG
KAYU JATI MENGGUNAKAN PEMANASAN
KONVENSIONAL
Hanif Miftahul Huda, Bibit Sugito, Pramuko Ilmu Purbo
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Telp. (0271) 715448
Email : haniff_hans@yahoo.com
ABSTRAKSI
Pengerasan permukaan dibutuhkan untuk bantalan poros yang
mengalami beban kerja berat, karena membutuhkan kekerasan
dipermukaan tetapi didalam (inti) bajanya tetap ulet. Tujuan dari penelitian
ini adalah untuk mengetahui sifat – sifat dari baja setelah mengalami
proses pack karburising dengan bahan Soda Ash atau Sodium Carbonat,
Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati.
Pemilihan bahan dilakukan dengan cara menguji baja karbon sedang
sebagai Raw Material atau Baja ST 60 dengan alat Optical Emmision
Spectrometer. Specimen Raw Material atau Baja ST 60 bersama Soda
Ash atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon dan Arang Kayu Jati
dimasukkan dalam masing – masing gerabah, kemudian dipanaskan
dalam dapur konvensional pada temperatur + 900°C dan ditahan selama
+ 30 menit. Specimen hasil pack karburising diuji kekerasannya dengan
Metode Micro Brinell menggunakan Alat Micro Hardness Tester sebanyak
3 titik acak. Untuk pengamatan Struktur Mikro digunakan Alat Inverted
Metallurgical Microscope..
Dengan proses karbonisasi, harga kekerasan yang semula 164 HBN
(Raw Material atau Baja ST 60) meningkat menjadi 231 HBN, Soda Ash
atau Sodium Carbonat, Arang Kayu Sengon 249 HBN dan Arang Kayu
Jati 218 HBN. Pemasukan (difusi) atom karbon pada Specimen Raw
Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising dengan Soda ash atau
Sodium Carbonat yaitu 0,21 µm, Specimen Raw Material atau Baja ST 60
yang sudah dikarburising dengan Arang Kayu Sengon yaitu 0,22 µm dan
Specimen Raw Material atau Baja ST 60 yang sudah dikarburising dengan
Arang Kayu Jati yaitu 0,11 µm. Dari hasil pengamatan tersebut maka
dapat diambil kesimpulan bahwa waktu penahanan pada proses
karbonisasi mempengaruhi kedalaman difusi.
Kata kunci: raw material atau baja ST 60, karburising, soda ash atau
sodium carbonat, arang kayu sengon, arang kayu jati