Post on 07-Jan-2023
EFEK LINGKUNGAN PANTAI DENGAN JARAK 1 KM DALAM WAKTU 2, 4 DAN 6 BULAN TERHADAP LAJU
KOROSI, KEKUATAN TARIK, DAN KEKERASAN BAJA PROFIL ∟
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh:
Hendrikus Andi Rahmawanto NIM : 025214067
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA 2007
i
THE EFFECT OF COSTAL ENVIRONMENT AND COROTION TIME TO THE COROTION RATE, TENSILE STRENGTH AND HARDNESS OF ∟
PROFIL STEEL
Final Project
Pressented as Partial Fulfillment of The Requirements to Obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
By : HENDRIKUS ANDI RAHMAWANTO
Student Number : 025214067
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA
2007
ii
KATA PENGANTAR
Ucap syukur kepada Bapa di surga atas kasih karunia-Nya yang
dilimpahkan yang memampukan saya berjuang menyelesaikan tugas akhir ini.
Penelitian dan penyusunan tugas akhir dengan judul “Efek Lingkungan
Pantai Dengan Jarak 1 km dalam waktu 2, 4 Dan 6 Bulan Terhadap Laju Korosi,
Kekuatan Tarik Dan Kekerasan Baja Siku” ini adalah sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma.
Saya mengucapakan terima kasih atas segala bantuan sehingga tugas akhir
ini dapat terselesaikan dengan baik, kepada :
1. Ir. Greg. Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., M.Sc. Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Budi Sugiharto, S.T., M.T. Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma.
3. Budi Setyahandana, S.T., M.T. Dosen pembimbing Tugas Akhir.
4. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T., Dosen Pembimbing Akademi
5. Ir. FX Agus Unggul Santosa, Kepala Laboratorium Bahan dan
Manufaktur Universitas Sanata Dharma.
6. Seluruh dosen, laboran, dan karyawan Fakultas Teknik Universitas
Sanata Dharma.
7. Orang tuaku Bapak Yustinus Rachmali, Ibu Theresia Suratiyah dan
semua keluarga besar.
vi
8. Teman-teman seperjuangan Tugas Akhir : Bowo, Nano, Ige, Fredy,
dan Rino.
9. Sahabat-sahabatku :Ucok, Prono, pieter, Welly, Ipik, Dwik, Rois,
Yuris, kirun, adi, kabul, albet, anak-anak angkatan 2002, anak-anak
kost, Pak Madi di samas
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna
sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan guna
penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Yogyakarta, 31 Oktober 2007
Penulis
Hendrikus Andi R
vii
INTISARI
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek lingkungan pantai 2, 4
dan 6 bulan dengan jarak 1 km dari pantai terhadap laju korosi, kekuatan tarik dan
kekerasan baja siku. Bahan yang dipakai adalah baja karbon rendah profil siku
dengan tebal 2,8 mm.
Dalam pembuatan spesimen ada 20 spesimen dan dalam waktu 2, 4, dan 6
bulan. Dari 20 spesimen tersebut, dilakukan uji tarik, uji kekerasan, perubahan
struktur mikro, pengamatan bentuk patahan, dan laju korosi yang perbedaannya
adalah waktu pengujian benda yaitu awal, 2 bulan , 4 bulan dan 6 bulan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju korosi, kekuatan tarik, kekerasan
bahan yang tertinggi adalah benda uji awal atau sebelum terkorosi. Dan semakin
lama peletakan benda uji di pantai maka hasil pengujian yang diperoleh terus
menurun.
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................i
HALAMAN JUDUL BAHASA INGGRIS.............................................................ii
HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING......................................................iii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI DAN DEKAN.......................................iv
HALAMAN PERNYATAAN.................................................................................v
KATA PENGANTAR............................................................................................vi
INTISARI.............................................................................................................viii
DAFTAR ISI...........................................................................................................ix
DAFTAR TABEL..................................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiii
DAFTAR LAMPIRAN.........................................................................................xv
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1 Latar Belakang Masalah...............................................................................1
1.2 Tujuan Penelitian.........................................................................................1
1.3 Manfaat Penelitian.......................................................................................2
1.4 Batasan Masalah...........................................................................................2
1.5 Metode Pengumpulan Data..........................................................................3
BAB II DASAR TEORI........................................................................................4
2.1 Pengetahuan Tentang Baja...........................................................................4
2.1.1 Pembuatan Baja Dan Jenisnya...................................................................4
2.1.2 Sifat-sifat Baja Karbon Rendah.................................................................6
ix
2.1.3 Stuktur Mikro pada Baja dan Besi.............................................................8
2.2 Korosi...........................................................................................................9
2.2.1 Macam-macam Korosi............................................................................11
2.2.2 Laju korosi..............................................................................................13
2.2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi baja karbon di air laut...........14
2.2.4 Lelah korosi (corrosion fatigue).............................................................15
2.2.5 Faktor intensitas tegangan, K 1 ................................................................16
2.2.6 Karakteristik umum kurva lelah korosi...................................................17
2.2.7 Diagram Fasa (Phase Diagram).............................................................19
2.3 Pengujian Bahan…………...……………………………………………..20
2.3.1 Uji Tarik………………………………………………………………..21
2.3.2 Uji Kekerasan Brinell..............................................................................24
2.3.3 Pengamatan struktur mikro.....................................................................26
2.3.4 Pengamatan Bentuk Patahan…………….……………………………..27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................28
3.1. Skema Penelitian.......................................................................................28
3.2. Persiapan Bahan.........................................................................................29
3.3. pembuatan Benda Uji.................................................................................29
3.4. Peralatan Yang Digunakan.........................................................................30
3.5. Pengujian Benda Uji..................................................................................31
3.5.1 Uji Tarik..................................................................................................31
3.5.2 Uji Kekerasan..........................................................................................33
3.5.3 Pengamatan Struktur Mikro....................................................................35
x
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN......................................37
4.1 Pengujian Tarik..........................................................................................37
4.2 Pengujian Kekerasan Brinell......................................................................39
4.3 Pengamatan Struktur Mikro.......................................................................40
4.4 Pengamatan Bentuk Patahan......................................................................42
4.5 Pengujian Laju Korosi................................................................................43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...............................................................45
5.1 Kesimpulan................................................................................................45
5.2 Saran...........................................................................................................46
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................47
LAMPIRAN...........................................................................................................48
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Diameter penetrator dan beban yang digunakan pada Brinell.............25
Tabel 4.1 Nilai rata-rata kekuatan tarik maksimal dari benda uji........................38
Tabel 4.2 Nilai rata-rata regangan total dari benda uji.........................................38
Tabel 4.3 Nilai rata-rata kekerasan Brinell dari benda uji...................................39
Tabel 4.4 Nilai laju korosi rata-rata dari benda uji..............................................44
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Mikro Pada Baja Dan Besi....................................................8
Gambar 2.2 Faktor Intensitas Tegangan, K1.........................................................16
Gambar 2.3 Karakteristik Umum Kurva Lelah Korosi.........................................17
Gambar 2.4 Diagram Fasa Fe-Fe 3C.....................................................................19
Gambar 2.5 Diagram Tegangan-Regangan...........................................................22
Gambar 2.6 Pemantulan Cahaya Pada Benda.......................................................26
Gambar 2.7 Jenis-Jenis Perpatahan Pada Logam Akibat Beban Tarik sesumbu..27
Gambar 3.1 Skema Penelitian...............................................................................28
Gambar 3.2 Mesin Sekrap.....................................................................................29
Gambar 3.3 spesimen............................................................................................30
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik.................................................................................33
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan.........................................................................35
Gambar 3.6 Mikroskop Dan Kamera....................................................................36
Gambar 4.1 Grafik hasil rata-rata kekuatan tarik maksimal..................................37
Gambar 4.2 Grafik hasil rata-rata regangan total...................................................38
Gambar 4.3 Grafik hasil rata-rata kekerasan Brinell..............................................39
Gambar 4.4 Struktur mikro Baja siku awal...........................................................40
Gambar 4.5 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 2 bulan.......................................40
Gambar 4.6 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 4 bulan.......................................41 Gambar 4.7 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 6 bulan.......................................41 Gambar 4.8 Bentuk patahan benda uji tarik awal..................................................42
xiii
Gambar 4.9 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 2 bulan...............................42
Gambar 4.10 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 4 bulan.............................42
Gambar 4.11 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 6 bulan.............................43
Gambar 4.12 Grafik hasil rata-rata laju korosi baja siku.......................................43
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Tabel L.1 Hasil pengujian tarik baja siku awal......................................................49
Tabel L.2 Hasil pengujian tarik baja siku yamg terkorosi 2 bulan........................50
Tabel L.3 Hasil pengujian tarik baja siku yamg terkorosi 4 bulan.......................50
Tabel L.4 Hasil pengujian tarik baja siku yamg terkorosi 6 bulan.......................50
Gambar L.1 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 1.......................51
Gambar L.2 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 2.......................51
Gambar L.3 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 3.......................51
Gambar L.4 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 4.......................52
Gambar L.5 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 5.......................52
Gambar L.6 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 1....53
Gambar L.7 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 2....53
Gambar L.8 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 3....53
Gambar L.9 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 4....54
Gambar L.10 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 5..54
Gambar L.11 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 1..55
Gambar L.12 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 2..55
Gambar L.13 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 3..55
Gambar L.14 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 4..56
Gambar L.15 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 5..56
Gambar L.16 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 1..57
Gambar L.17 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 2..57
Gambar L.18 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 3..57
xv
Gambar L.19 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 4..58
Gambar L.20 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 5..58
Tabel L.5 Data hasil pengujian kekerasan awal.....................................................59
Tabel L.6 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 2 bulan.................................59
Tabel L.7 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 4 bulan................................60
Tabel L.8 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 6 bulan.................................60
Gambar L.21 Foto Perbesaran Kawat....................................................................61
Lampiran Pengujian Komposisi............................................................................68
xvi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perkembangan dunia yang semakin pesat dan kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi, maka perancangan dan pemilihan bahan kontruksi
ataupun komponen mesin sangatlah sulit dan rumit serta membutuhkan ketelitian.
Hampir sebagian besar kontruksi mesin dalam aplikasinya selalu menerima beban
yang bervariasi, sehingga diperlukan suatu bahan yang baik dan kuat, untuk
mendapatkan bahan tersebut diperlukan pengujian sifat-sifat fisis mekanis yang
meliputi kekuatan, kekerasan, dan kelelahan. Dalam pengujian ini dibutuhkan
pengetahuan tentang teknik manufaktur untuk mengetahui kemampuan bahan
dalam menerima pembebanan, baik dinamis maupun statis.
Dengan alasan diatas maka penulis tertarik untuk mengetahui seberapa
kuat baja siku terhadap lingkungan pantai dengan jarak 1 km terhadap laju korosi,
kekuatan tarik dan kekerasan.
1.2 Tujuan Penelitan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
lingkungan pantai dengan jarak 1 Km terhadap :
a. Kekuatan tarik pada baja siku.
b. Tingkat kekerasan pada baja siku.
c. Perubahan struktur mikro pada baja siku.
1
2
d. Pengamatan bentuk patahan.
e. Laju Korosi pada baja siku.
1.3 Manfaat Penelitan
Penelitian yang dilakukan diharapkan dapat memberikan manfaat-manfaat
antara lain :
1. Dapat dipergunakan sebagai referensi pada penelitian berikutnya.
2. Dapat menentukan hasil dari uji tarik, uji kekerasan, laju korosi, dan
pengamatan struktur mikro untuk bahan plat baja karbon rendah dengan
profil siku dari waktu ke waktu.
3. Memberi input atau data untuk pengembangan energi angin (kincir) di
daerah pantai.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini dibatasi pada lingkup :
Bahan yang digunakan adalah baja karbon rendah dengan profil siku.
Lokasi penelitian dipantai Samas, Bantul, Yogyakarta.
Waktu penelitian 2, 4, dan 6 bulan.
Pengujian yang dilakukan : Uji tarik, Uji kekerasan, Pengamatan struktur
mikro, Bentuk patahan.
3
1.5 Metode Pengumpulan Data
Penyusunan hasil penelitian dan analisa yang dilakukan diharapkan bisa
mendapatkan hasil yang akurat dan sistematis serta tidak melenceng jauh dari
landasan teori yang ada, maka penulis melakukan beberapa metode pengumpulan
data, antara lain :
a. Literatur
Studi literatur digunakan sebagai dasar acuan dan referensi yang
diantaranya mencakup : Landasan teori, gambar, tabel, grafik, dan segala
sesuatu yang berkaitan dengan penelitian. Persamaan untuk perhitungan yang
berkaitan dengan analisa data diambil sebagai bahan perbandingan antara hasil
dari penelitian dan pembahasan.
b. Konsultasi dan Diskusi
Konsultasi dan diskusi dilakukan dengan dosen pembimbing, laboran
yang membantu proses penelitian dan rekan-rekan mahasiswa lain yang
bertujuan untuk mendapatkan hasil penelitian, analisa dan pembahasan yang
baik, juga berguna untuk bertukar informasi, masukan antar mahasiswa yang
berhubungan dengan penelitian yang dilakukan.
c. Pengujian Benda Uji
Data diperoleh berdasarkan proses korosi dipantai Samas, dengan cara
spesimen digantung selama 2, 4 dan 6 bulan. Kemudian spesimen diambil dan
diuji dilaboratorium Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta. Untuk uji komposisinya dilakukan di Politeknik Manufaktur
Ceper.
4
BAB II
DASAR TEORI
Dalam penelitian ini penulis menggunakan bahan baja karbon rendah
profil siku. Untuk mendalami tentang teori baja, penulis menjelaskan dasar-dasar
teori serta seluk beluk tentang baja dan pengaruh lingkungan pantai terhadap baja.
2.1 Pengetahuan Tentang Baja
Baja mempunyai kandungan besi (Fe) dan Karbon (C) dengan kadar
karbon 0,05% – 1,7%. Selain karbon pada baja terkandung kurang lebih 0,25% –
0.3% Silikon (Si), Mangan (Mn) 0,15% dan unsur pengotor lain seperti : Phosfor
(P) dan Belerang (S). Karena unsur-unsur tidak memberikan pengaruh utama
maka unsur tersebut diabaikan.
Biji besi yang diperoleh dari pertambangan kemudian di lebur dalam dapur
tinggi. Hasil dari dapur tinggi berupa besi kasar cair, di tuang dan di proses
kembali dengan pemanasan lanjutan untuk mengurangi atau menambah unsur lain
pada besi cair, hasil leburan tersebut di sebut baja.
2.1.1 Pembuatan Baja Dan Jenisnya
Proses oksidasi peleburan baja dilakukan pada converter, dapur listrik dan
dapur pintu terbuka, selanjutnya dilakukan pembersihan unsur lain melalui proses
asam dan proses basa. Melalui proses tersebut diatas, baja yang dihasilkan antara
lain :
4
5
a. Baja paduan ( alloy steel )
Baja paduan diperoleh melalui penambahan unsur khromium (Cr),
nikel ( Ni ), mangan ( Mn ), tungsten ( W ), silikon ( Si ) pada baja karbon.
Kelebihan dari baja paduan antara lain :
keuletan yang tinggi tanpa mengurangi kekuatan tarik.
kemampuan kekerasan yang baik mengurangi kemungkinan retak dan
korosi.
Tahan terhadap perubahan suhu.
b. Baja karbon ( carbon steel )
Unsur pada baja cor dan baja tempa hampir sama, kecuali unsur Si dan
Mn yang berfungsai mengikat O . Baja cor dihasilkan dari penambahan
karbon sekitar 0,05% sampai 1,7% pada besi murni ( ferrit ). Baja ini dibeda
menjadi :
2
Baja karbon rendah (unsur C < 0,3 %)
Semakin sedikit unsur karbon yang ada maka semakin mendekati sifat besi
murni. Baja karbon rendah ditinjau dari kekuatannya memiliki sifat
sedang, liat, serta tangguh. Baja ini mudah di mesin dan mampu las.
Baja karbon sedang (unsur C 0,3 % - 0,5 %)
Baja ini lebih keras dari baja karbon rendah, dan sifatnya juga lebih kuat
dan tangguh tetapi kurang liat. Sifat baja karbon sedang dapat diubah
dengan cara heat treatment. Pembentukannya dengan cara ditempa.
6
Baja karbon tinggi (unsur C > 0,5 %)
Memiliki sifat lebih keras tapi kurang liat dan tangguh. Maka, untuk
mempertinggi ketahanan terhadap aus dengan cara heat treatment dan
untuk mengurangi sifat getasnya di temper. Baja jenis ini dipergunakan
untuk pembuatan pegas, alat-alat pertanian dan lain-lain.
AISI (American Iron and Steel Institute) dan SAE (Societi of
Automotive Engineers) memberi kode untuk baja karbon biasa dengan seri
10xx. Dua angka terakhir menunjukan kandungan karbon (C) dalam baja
tersebut. Sebagai contoh : seri 1050 berarti baja karbon dengan kandungan C
sebesar 0,50 % berat. Seri 1080 berarti baja karbon dengan kandungan karbon
sebesar 0,80 % berat.
c. Baja tahan karat ( stainless steel )
Sifat baja yang tahan terhadap hampir semua kondisi karat ( korosi ),
disebabkan karena baja ini mengandung paling sedikit 12% khromium sebagai
unsur paduannya. Baja tahan karat dibedakan atas :
Baja tahan karat austenitik.
Baja tahan karat ferritik.
Baja tahan karat martensitik atau Perlit.
d. Baja perkakas ( Tool Steel )
Baja ini mengandung unsur khromium ( Cr ), tungsten ( W ),
Vanadium dan molibden ( Mo ), sehingga membuat baja lebih tahan aus, tahan
terhadap gesekan serta mempunyai mampu keras yang baik.
7
Penambahan sejumlah elemen paduan pada baja ini akan memperbaiki
serta melapisinya. Sehingga dapat di gunakan sebagai konstruksi bangunan,
kerangka tower dan kincir angin, mesin dan lainnya.
Dalam penelitian ini penulis menggunakan bahan jenis baja karbon
rendah, dikarenakan baja karbon rendah lebih mudah terkorosi.
2.1.2 Sifat-sifat Baja Karbon Rendah
Sifat-sifat Baja Karbon Rendah :
1. Liat atau ulet (memiliki kekuatan tarik tinggi).
2. Tangguh.
3. Mudah dimesin (diolah). Contohnya dirol (rol dingin atau rol panas).
4. Mudah dilas.
5. Kekuatan sedang dengan kandungan karbon maksimum 0,3 %.
Kadar karbon adalah unsur yang paling utama untuk menguatkan baja,
sehingga baja harus mengandung kadar karbon sampai kandungan tertentu dan
yang diinginkan kandungan karbonnya adalah selalu lebih rendah. Hal ini
untuk mempertahankan sifat-sifat mekanis dari baja tersebut. Tetapi apabila
ditinjau dari mampu las, kadar karbon harus sampai batas tertentu. Semakin
sedikit kandungan karbon dalam baja, maka baja akan semakin mendekati
sifat besi murni.
8
2.1.3 Stuktur Mikro pada Baja dan Besi.
Gambar 2.1 Stuktur Mikro pada Baja dan Besi
Sumber : Tata Surdia, Shinroku Saito, Pengetahuan Bahan Teknik hal 71
9
Keterangan Gambar 2.1 :
a. Menunjukkan stuktur mikro baja yang mempunyai kandungan karbon
sebesar 0,06% C.
b. Menunjukkan stuktur mikro baja mempunyai kandungan karbon sebesar
0,25%. Baja ini dinormalkan pada suhu 930ºC.
c. Menunjukkan stuktur mikro baja mempunyai kandungan karbon sebesar
0,30%. Baja ini diaustenitkan pada suhu 930ºC dan ditransformasikan
isothermal pada suhu 700ºC.
d. Menunjukkan stuktur mikro baja mempunyai kandungan karbon sebesar
0,45 %. Baja ini dinormalkan pada suhu 840ºC.
e. Menunjukkan stuktur mikro baja mempunyai kandungan karbon 0,80%.
Baja ini diaustenitkan pada suhu 1150ºC dan didinginkan pada tungku.
f. Menunjukkan stuktur mikro baja mempunyai kandungan karbon sebesar
1%. Baja ini dirol pada suhu 1050ºC dan pendinginannya dilakukan
dengan udara.
Sumber : Tata Surdia, Shinroku Saito, Pengetahuan Bahan Teknik
2.2 Korosi
Korosi (karat) gejala destruktif yang mempengaruhi semua logam.
Walaupun besi bukan logam pertama yang dimanfaatkan, tetapi besi paling
banyak digunakan dan paling awal menimbulkan korosi.
Pencegahan korosi atau karat sejak awal sampai sekarang, banyak
membebani peradaban manusia dikarenakan :
10
a. Biaya korosi sangat mahal, baik akibat korosi maupun pencegahannya.
b. Korosi sangat memboroskan sumber daya alam.
c. Korosi sangat membahayakan manusia, bahkan mendatangkan maut.
Definisi korosi adalah rusaknya suatu bahan atau menurunnya kualitas
bahan karena terjadi reaksi dengan lingkungan.
Kebanyakan proses korosi adalah melalui proses elektrokimia beberapa
secara kimiawi. Korosi terjadi pada logam, karena kebanyakan logam ditemukan
dialam dalam bentuk oksida atau logam cenderung kembali ke keadaan pada saat
ditemukan. Logam adalah konduktor listrik, sehingga memungkinkan terjadi
proses elektrokimia.
Plastik tidak ada kecenderungan kembali ke kondisi alam. Korosi pada
plastik terjadi karena reaksi dengan lingkungannya. Reaksi elektrokimia pada
korosi logam biasanya secara elektrokimia yaitu dari Anoda menuju Katoda.
Oksidasi adalah kehilangan elektron (terjadi di Anoda), sedangkan reduksi adalah
mengembalikan ion menjadi atom (terjadi di Katoda).
Korosi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
a. Korosi Logam Sejenis.
b. Korosi Logam Tak Sejenis.
Korosi karena tergantung dari logam yang berlainan, disebut juga korosi
dwilogam atau korosi galvanis. Terjadinya korosi galvanis tergantung pada posisi
relatif logam-logam tersebut pada deret galvanik. Deret galvanik menyatakan
potensial relatif antara logam-logam pada kondisi tertentu.
11
Perbedaan deret galvanik (DG) dengan deret elektrokimia (DEK) :
Deret elektrokimia (DEK) :
1. Data elektrokimia yang mutlak, untuk perhitungan yang teliti.
2. Memuat data dari unsur-unsur logam.
3. Diukur pada kondisi standar.
Deret galvanik (DG) :
1. Data hubungan antara logam yang satu dengan lainnya dari hasil
kualitatif.
2. Logam-logam murni dan campuran lebih bersifat praktis.
3. Diukur pada kondisi sembarang yang tertentu.
2.2.1 Macam-macam Korosi
Korosi dibedakan atau diklasifikasikan menurut penampakan logam
yang terkorosi, adapun macam-macam korosi adalah sebagai berikut :
a. Korosi Merata
Adalah proses kimiawi atom elektrokimia berlangsung diseluruh
permukaan logam yang berhadapan dengan lingkungan pengkorosi.
Korosi ini mudah dikontrol dengan cara coating inkibitor (memakai bahan
kimia), proteksi katodik.
b. Korosi Dwi Logam
Diakibatkan adanya dua logam yang tak sejenis.
12
c. Korosi Pitting (kondisi pada air laut)
Adalah korosi dipermukaan benda kerja yang berbentuk lubang-lubang
karena sangat distruktif (bahaya), sulit dicek, dapat menyebabkan
runtuhnya konstruksi dengan tak terduga. Dan untuk menghindari dipakai
bahan-bahan yang tidak mempunyai korosi pitting antara lain : baja tahan
karat 304, baja tahan karat 316, tembaga, incoloy, besi tuang, kuningan,
perunggu, titanium dan masih banyak bahan yang tahan tehadap korosi
pitting.
d. Korosi Crevice (Korosi Celah)
Adalah korosi yang terjadi secara lokal didalam sela-sela antara logam dan
permukaan logam yang terlindungi, dimana larutan didalamnya tidak bisa
keluar dan banyak terjadi dibawah gasket, keling, baut, katub dan
sebagainya.
Untuk menghindari korosi celah adalah menggunakan sambungan las,
bahan keling atau baut serta menggunakan gasket yang tidak menyerap
cairan (memakai teflon).
e. Korosi Intergranuler (antar butir atau batas butir)
Terjadi karena pada daerah batas butir akibat adanya endapan atau
mengandung senyawa lain. Adapun cara untuk menghindari korosi ini
adalah menggunakan perlakuan panas dengan cairan yang bertemperatur
tinggi sesudah pengelasan dan menurunkan kadar karbon, misalnya sampai
0,03% sehingga tidak terbentuk Cr C seperti pada stainless steel 304
(Fe, 18Cr, 8Ni).
23 6
13
2.2.2 Laju korosi
Laju korosi untuk baja yang terendam dalam air maupun yang terletak di
pantai dipengaruhi oleh interaksi berbagai faktor antara lain :
a. Karbon dioksida
Karbon dioksida sangat mudah larut dalam air dingin, dan membentuk
asam karbonat dengan pH 5,5 sampai 6.
b. Oksigen
Oksigen akan meningkatkan efisiensi reaksi katoda dalam kondisi-kondisi
basa yang selalu dijumpai pada ketel-ketel baja. Oksigen juga dapat
menimbulkan sumuran atau peronggaan ketika terlempar keluar dari air
saat temperatur naik dan masuk kedalam sistem.
c. Garam-garam magnesium dan kalsium
Garam magnesium dan kalsium yang terlarut mengendap dari air ketika
menguap, membentuk selapis kerak pada permukaan logam. Ketika kerak
menebal, laju perpindahan panas menurun sehingga efisiensi hilang dan
mendatangkan resiko terjadinya pelekukan atau distorsi serta terbentuknya
endapan kerak kosong. Mutu air juga merupakan peranan yang besar.
Meningkatnya laju aliran, khususnya ditempat terjadi olakan, juga
meningkatkan laju korosi. Dalam air tawar, laju korosi sebesar 0,05 mm
per tahun sudah biasa, walaupun mungkin laju itu turun hingga 0,01 mm
per tahun bila endapan mengandung kapur sudah terbentuk. Dalam air laut
laju korosi rata-rata kira-kira berada didaerah antara 0,1 – 0,15 mm per
tahun. Untuk mengetahui laju korosi pada bahan baja karbon rendah
14
menggunakan rumus sebagai berikut ty
korosiLajuΔ
= didapat dari
rumus kelajuan benda sehingga rumus tersebut kita mampu menganalisa
berapa laju korosi tiap tahunnya. Apabila disitu terdapat kerak, atau bila
lokasinya berada didaerah pasang surut hingga selalu mengalami keadaan
basah atau kering yang berulang, angka diatas akan menjadi lebih besar.
Laju korosi paling cepat untuk baja lunak dalam lingkungan laut karena
terjadi hempasan gelombang dan karena disini terdapat banyak oksigen.
Disini laju hilangnya logam mungkin empat atau lima kali lebih cepat di
banding bila logam itu terendam seluruhnya ditempat yang sama.
2.2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi baja karbon di air laut
a. Ion klorida
Sangat korosif terhadap logam yang mengandung besi. Baja karbon dan
logam-logam besi biasa tidak dapat dipasifkan. Karena garam laut
mengandung klorida lebih dari 55 %.
b. Hantaran listrik
Hantaran yang tinggi memungkinkan anoda dan listrik katoda tetap
bekerja kendati terpisah jauh, jadi peluang terkena korosi meningkat dan
serangan total mungkin jauh lebih parah dibandingkan struktur yang sama
pada air tawar.
c. Oksigen
Korosi pada baja semakin besar dikendalikan secara katudik., jadi
kandungan oksigen yang tinggi akan meningkatkan korosi.
15
d. Kecepatan
Laju korosi meningkat, khususnya bila ada aliran olakan. Air laut yang
bergerak mungkin :
Menghancurkan lapisan penghalang karat.
Mengandung lebih banyak oksigen.
Selain itu benturan-benturan mempercepat penetrasi, sedangkan peronggan
memperbanyak permukaan baja yang tersingkap sehingga korosi berlanjut.
e. Temperatur
Peningkatan temperatur sekitar cenderung mempercepat serangan korosi.
Air laut yang menjadi panas mungkin mengendapkan lapisan kerak yang
protektif atau kehilangan sebagian oksigennya.
2.2.4 Lelah korosi (corrosion fatigue)
Antara lelah korosi (corrosion fatigue) dan retak korosi tegangan ( SCC )
memang banyak miripnya, tetapi antara keduanya juga terdapat perbedaan sangat
nyata, yakni bahwa lelah korosi sangat tidak spesifik.
Lelah mekanik dapat dialami semua logam, yaitu menyebabkan logam
gagal pada tingkat tegangan jauh dibawah tingkat tegangan statik yang dapat
membuatnya gagal.
Di lingkungan basah kita sering menjumpai bahwa ketahanan logam
terhadap lelah menurun. Sehingga membuat lelah korosi menjadi bentuk korosi
yang lazim dijumpai dan berbahaya.
16
Tahapan-tahapan perkembangan retak lelah kurang lebih sebagai berikut :
a. Pembentukan pita-pita sesar yang menimbulkan intrusi atau ekstrusi pada
bahan.
b. Nukleasi bakal retakan kurang lebih sepanjang 10 µm.
c. Pemanjangan bakal retakan ke arah paling disuka.
d. Perambatan retak makroskopik ( 0,1 sehingga 1 mm ) dalam arah tegak
lurus terhadap tegangan utama maksimum dan sehingga menyebabkan
kegagalan.
Contoh- contoh lelah korosi ada tiga kategori, antara lain :
1. Aktif :Terkorosi dengan bebas, baja karbon dalam air laut.
2. Imun :Logam dalam keadaan terlindung baik secara katodik maupun dengan
pengecatan.
3. Pasif :Logam dalam keadaan terlindung oleh selaput permukaan yang
dibangkitkan oleh korosi sendiri yaitu selaput oksida.
2.2.5 Faktor intensitas tegangan, K 1
Gambar 2.2 Faktor intensitas tegangan, K 1
Sumber : Dari buku “ KOROSI “ KR. Tretheway, J. Chamberlain hal 189
17
Gambar 2.2 memperlihatkan bahwa dalam kondisi retak korosi tegangan
(SCC), laju pertumbuhan retak pada tingkat tegangan rendah meningkat dibanding
ketika harga Kic. Dalam kondisi lelah korosi tingkat-tingkat tegangan yang
memungkinkan diperolehnya laju pertumbuhan retak yang sama bahkan lebih
rendah.
2.2.6 Karakteristik umum kurva lelah korosi
Gambar 2.3 Karakteristik umum kurva lelah korosi
Sumber : Dari buku “ KOROSI “ KR. Tretheway, J. Chamberlain hal 191
Gambar 2.3 memperlihatkan karakteristik lelah dan lelah korosi pada baja
paduan rendah baik dalam kondisi lembam maupun di lingkungan natrium klorida
berair. Di lingkungan basah, tampaknya efek yang timbul lebih besar pada tingkat
tegangan rendah, pada tingkat tegangan tinggi perilaku retak lebih menyerupai
mekanisme pertumbuhan retak oleh faktor mekanik semata.
Kurva lelah korosi untuk mudahnya dapat dibagi menjadi tiga daerah,
seperti yang dilakukan untuk kurva pertumbuhan retak dan ambang SCC batas
18
ditunjukkan pada Gambar 2.3 yaitu : Pemicuan, Penjalaran dan Kegagalan. Pada
Gambar 2.3 dapat disimpulkan bahwa lelah korosi dapat terjadi pada tingkat-
tingkat tegangan jauh lebih rendah dari tingkat-tingkat untuk SCC. Mengingat laju
pertumbuhan retak SCC didaerah B biasanya tergantung pada faktor intenitas
tegangan (sejajar dengan sumbu –x), tidak demikian halnya untuk lelah korosi
yang sejati, perilaku retak biasanya sesuai dengan Hukum Paris, yaitu / = da dN
C Δ Km
. Sumber rumus Hukum Paris tersebut diambil dari buku “ KOROSI “ KR.
Tretheway, J. Chamberlain hal.195. Kecuali bila perilaku SCC tumpang tindih dengan
perilaku retak korosi.
Tegangan purata (Mean Stress) merupakan variabel paling penting karena
untuk tetapan K kita dapat menggunakan harga-harga yang berbeda. Tegangan
tarik purata merusak ketahan terhadap lelah korosi jika frekuensi berada dalam
rentang efek yang maksimum. Apabila tegangan purata dinaikkan, untuk
Δ
ΔK
yang sama (yaitu, R naik keharga lebih positif), laju pertumbuhan retak jadi
meningkat. Ketahanan terhadap lelah korosi meningkat banyak sekali baik di
udara maupun dalam hidroklorat melalui pemberian tegangan purata pada
frekuensi rendah.
Uji ketahanan terhadap lelah korosi terus memainkan peranan penting
dalam penentuan umur pakai. Ini karena masih banyaknya situasi yang membuat
metode-metode mekanika perpatahan kurang teliti.
Dalam penjelasan detinitif tentang teori lelah korosi terbaru, Scott telah
menguraikan manfaat penggabungan data laju pertumbuhan retak dan uji
19
ketahanan dalam analisis. Melalui pengandaian bahwa laju pertumbuhan retak
mengikuti Hukum Paris, / = Cda dN Δ Km
Keterangan : / = Laju pertumbuhan retak da dN
C = Batas ketahanan terhadap lelah
Δ K = Tegangan purata
Sumber “ KOROSI “ KR. Tretheway, J. Chamberlain hal.195.
2.2.7 Diagram Fasa ( Phase Diagram )
Gambar 2.4 Diagram Fasa Fe – Fe 3 C
Sumber :Van Vlack ,1991, hal 377
Diagram fasa seperti pada Gambar 2.4 digunakan untuk menunjukkan fasa
yang ada pada suhu tertentu atau komposisi paduan pada keadaan setimbang yaitu
bila semua reaksi yang mungkin terjadi setelah penelitian selesai
20
1. Ferrit – Besi α
Besi murni ( ferrit ) berubah strukturnya dua kali lipat sebelum mencair
yaitu pada suhu 912° C. Ferrit lunak dan ulet, bersifat ferromagnetik dan
mempunyai struktur kubik pemusatan ruang ( kpr ).
2. Austenit – Besi γ
Bentuk besi murni ini stabil pada suhu antara 912° C - 1394° C, dengan
struktur kubik pemusatan sisi ( kps ), lunak dan ulet bersifat paramagnetik.
3. Besi – δ
Diatas suhu 1394° C, austenit bukan bentuk besi yang stabil karena
struktur kristal kembali ke bentuk kpr, biasa disebut ferrit – δ.
4. karbida Besi ( sementit )
Terbentuk karena paduan besi – karbon, dimana karbon dikondisikan
melebihi batas daya larut membentuk fase kedua, bersifat sangat keras,
kurang kesat dan tidak ulet.
2.3 Pengujian Bahan
Pengujian bahan ini dilakukan untuk mengetahui perbedaan sifat fisis dan
mekanis dari benda uji yang diteliti.
2.3.1 Uji Tarik
Uji tarik bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dan
perubahannya dari suatu logam terhadap pembebanan tarik. Beban tarik tersebut
dimulai dari nol dan berhenti pada beban atau tegangan patah tarik dari logam
21
yang bersangkutan. Benda uji yang telah dinormalisasikan ukurannya dipasang
pada mesin tarik, kemudian diberi beban atau gaya tarik secara perlahan-lahan
dari nol sampai maksimum.
Setiap pengujian dibuat catatan mengenai perubahan atau pertambahan
panjang dan gaya yang diberikan. Hasil catatan tersebut digambarkan dalam
bentuk diagram tegangan-regangan. Rumus yang digunakan untuk perhitungan
adalah sebagai berikut :
APmaks
T =σ
%1000
01 ×−
=L
LLε
dengan :
σ T = Tegangan tarik (kg/mm2)
ε = Regangan total (%)
maksP = Tegangan / beban maksimum yang diberikan (kg)
A0 = Luas penampang benda uji (mm2)
L0 = Panjang ukur mula-mula (mm)
L1 = Panjang ukur ketika patah (mm)
Perbandingan antara perubahan penampang setelah patah (setelah
pengujian) dan penampang awal (sebelum pengujian) disebut kontraksi (ψ).
Rumus yang digunakan untuk menghitung kontraksi adalah :
%1001 ×−
=o
o
AAA
ψ
22
dengan :
A0 = luas penampang mula-mula benda uji.
A1 = luas penampang ketika patah benda uji.
Gambar 2.5 Diagram Tegangan-Regangan
Sumber : Suroto, A, Sudibyo, B : Ilmu Logam/Metalugi, hal 3
Gambar 2.5 menunjukkan pada pembebanan dari 0 sampai mencapai E/P
grafik masih merupakan garis lurus. Titik E/P dinamakan BATAS ELASTIS atau
batas keseimbangan (Proporsional). Sebenarnya titik P berada sedikit diatas titik
E, tetapi biasanya kedua titik tersebut dianggap berhimpitan Apabila besarnya
pembebanan didalam daerah atau rentangan 0-E, maka benda uji hanya
mengalami deformasi elastik. Jadi, bila gaya yang diberikan itu ditiadakan, benda
uji masih akan kembali pada panjang mula-mula. Titik E merupakan batas antara
deformasi elastik dan deformasi plastik.
23
Bila besarnya pembebanan melampaui titik E, maka grafik yang terbentuk
merupakan garis lengkung. Karena 0-E merupakan garis lurus, maka berlaku
suatu hubungan :
εσ
=E
dengan :
E = modulus elastisitas.
Apabila tegangan sudah mencapai titik S, pada benda uji sudah mulai
terlihat adanya pengecilan penampang. Pada titik S ini pula benda uji mengalami
pertambahan panjang deengan sendirinya walaupun besarnya beban tidak
ditambah. Titik S ini dinamakan BATAS LUMER (Yield Point). Pada umumnya
banyak logam tidak memiliki titik atau batas lumer yang jelas, terutama logam-
logam rapuh. Pada diagram tegangan regangan dari jenis logam tersebut, titik
lumer ditentukan dari harga tegangan dimana benda uji dari logam tersebut
memperoleh perpanjangan (pertambahan panjang) permanen sebesar 0,2 % dari
panjang mula-mula. Tegangan ini biasanya dinamakan dengan σ0,2 dan
merupakan dasar untuk menentukan Yield Stress.
Apabila pembebanan atau tegangan sudah mencapai titik U, maka
tegangan ini merupakan tegangan tarik maksimum yang mampu ditahan oleh
benda uji tersebut. Tegangan dititik U dinamakan TEGANGAN atau BATAS
PATAH, karena pada titik U tersebut benda uji menunjukkan gejala patah berupa
24
retakan-retakan. Retakan-retakan yang mulai timbul pada titik U semakin
bertambah besar dan akhirnya benda uji akan patah pada titik B.
(σu = Ultimate Strength).
2.3.2 Uji Kekerasan Brinell
Pengujian kekerasan menurut Brinell bertujuan untuk menentukan
kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja
yang ditekankan pada permukaan material tersebut. Disarankan agar pengujian
Brinell ini hanya diperuntukkan material yang memiliki kekerasan Brinell sampai
dengan 400 (ditulis 400 HB). Bila kekerasan lebih dari itu, disarankan memakai
pengujian Rockwell atau Vickers. Cara pengujian Brinell adalah dengan
menekankan bola baja yang dikeraskan dengan diameter D (mm) ke permukaan
bagian material yang diuji dengan beban P (kg) tegak lurus terhadap permukaan
tersebut, bebas hentakan (beban kejut) dan secara demikian berangsur-angsur
sehingga beban uji tercapai dalam waktu 15 detik.
Lama pengujian (pembebanan uji) untuk :
1. Semua jenis baja : 15 detik.
2. Metal bukan besi : 30 detik.
Pada umumnya pusat tempat pengujian berjarak sekurang-kurangnya 2 x d
dari tepi material uji dan jarak tempat pengujian yang satu terhadap yang lain
sekurang-kurangnya 3 x d.
25
Garis tengah bekas indentor d harus diukur dengan ketelitian 0,01 mm.
Untuk menghindari terjadinya deformasi pada material uji bagian bawah, maka
ditentukan tebal minimal material uji adalah 17 x dalamnya bekas indentor.
Rumus angka kekerasan Brinell (BHN) :
( )22
2dDDD
PBHN−−
=π
Catatan : d min = 0,25 x D
d maks = 0,5 x D
dengan :
P = Gaya yang bekerja pada penetrator (kg).
D = Diameter indentor (mm)
d = Diameter bekas injakan (mm)
Dalam pengujian ini perlu diperhatikan jenis logam benda uji, ketebalan
benda uji untuk menentukan besarnya beban dan diameter bola baja yang akan
digunakan untuk melakukan penekanan seperti terlihat pada tabel 2.1
Diameter bola baja yang sering digunakan untuk penekanan adalah sebagai
berikut :
Tabel 2.1 Diameter penetrator dan beban yang digunakan pada Brinell
Tebal benda uji (mm) Diameter penetrator 1 -3 3 – 6 >6
D = 2,5 D = 5 D = 10
HB rata-rata 2DP Bahan
160 160 – 80 80 – 20
30 10 5
Baja, besi cor Kuningan, logam campur Cu
Aluminium, tembaga
26
52 =DP 102 =
DP 302 =
DP Diameter
penetrator D(mm) Gaya (kg)
2,5 31,25 62,5 187,5
5 125 250 750
10 500 1000 3000 Sumber : Setyahandana B : Materi Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, hal 54.
2.3.3 Pengamatan struktur mikro
Pengamatan struktur mikro dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari
sifat-sifat logam dan perlakuan panas dengan mikroskop, serta memeriksa struktur
logam. Bila cahaya yang dipantulkan masuk ke dalam lensa mikroskop metal,
permukaan akan tampak terlihat dengan jelas. Bila berkas dipantulkan dan tidak
mengenai lensa, daerah itu akan tampak hitam.
Batas butir akan tampak seperti mengelilingi setiap butir dan cahaya tidak
dipantulkan ke dalam lensa. Jadi batas butir tampak seperti garis-garis hitam Pada
gambar berikut akan tampak arah pemantulan cahaya.
Gambar A contoh sedang diamati Gambar B contoh di okuler
Gambar 2.6 Pemantulan cahaya pada benda Sumber : Avner, S.H., Introduction to Physical Metalurgy, McGraw Hill, Tokyo, Japan.
27
2.3.4 Pengamatan Bentuk Patahan
Pengamatan ini mengamati bentuk patahan dari benda uji akibat pengujian
tarik. Benda uji memperlihatkan beberapa jenis patahan yang berbeda-beda. Jenis
perpatahan yang umum adalah patah getas dan patah ulet (liat). Pada gambar 2.7
memperlihatkan beberapa jenis patahan akibat tegangan tarik yang terjadi pada
logam. Patah getas (Gambar 2.7 a) ditandai oleh adanya pemisahan berarah tegak
lurus tehadap tegangan tariknya. Patah liat akibat kristal-kristal tunggal logam
yang mengalami slip pada bidang dasar yang berurutan sampai akhirnya
terpisahkan akibat tegangan geser ditunjukkan gambar 2.7 b. Gambar 2.7 c
menunjukkan benda uji polikristal dari logam yang sangat liat sedangkan pada
gambar 2.7 d menunjukkan perpatahan dari benda uji yang cukup liat.
Gambar 2.7 Jenis-jenis perpatahan pada logam akibat beban tarik sesumbu
Sumber : Dieter,G.E.: Metalurgi Mekanik, hal 243
28
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Skema Penelitian
Gambar 3.1 Skema Penelitian
Pengujian bahan : 1. Uji tarik 2. Uji kekerasan 3. Struktur mikro 4. Pengamatan bentuk patahan
Proses korosi selama 6 bulan, jarak 1 Km dari
pantai
Proses korosi selama 4 bulan, jarak 1 Km dari
pantai
Proses korosi selama 2 bulan, jarak 1 Km dari
pantai
Pengujian awal sebelum korosi
Pembuatan benda uji
28
Persiapan Bahan
P (kg)
Hasil Penelitian Dan Pembahasan
Kesimpulan
29
3.2 Persiapan Bahan
Penelitian ini menggunakan plat baja siku yang banyak dijumpai
dipasaran. Komposisi utama dari baja siku ini adalah karbon rendah sebesar
0,145%, dan sisanya adalah unsur logam paduan lain. Untuk lebih jelasnya dari
data komposisi kimia yang terkandung dari bahan dalam penelitian ini terdapat
dalam lampiran.
3.3 Pembuatan Benda Uji
Sebelum penelitian dimulai, plat baja siku tersebut dibuat benda uji sesuai
dengan ukuran-ukuran standart seperti pada Gambar 3.3 dan pembuatan spesimen
menggunakan mesin skrap, terlihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Mesin Skrap
Ukuran dari benda uji yang digunakan tidak mengacu pada ukuran
standard ASTM (American Society for Testing of Materials) karena disesuaikan
dengan kemampuan mesin uji tarik di laboratorium logam Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Perhitungan untuk pembuatan
30
spesimen adalah 6 x panjang keliling atau dilakukan perbesaran ukuran, sehingga
menjadi :
Gambar 3.3 spesimen
Setelah pembuatan benda uji selesai, maka langkah berikutnya adalah
peletakan benda uji ke pantai dengan kurun waktu 2, 4 dan 6 bulan. Kemudian
diambil dan diteliti dalam waktu yang telah ditentukan.
3.4 Peralatan Yang Digunakan
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut:
a. Alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan benda uji :
1. Mesin Skrap
2. Kikir
3. Jangka sorong
4. Gergaji
b. Alat-alat yang digunakan dalam pengujian benda uji :
1. Mesin uji tarik
2. Mesin uji kekerasan Brinell
3. Mikroskop optik dan kamera
31
4. Timbangan Elektrik Digital
5. Amplas
6. Autosol
7. Kain
8. Lampu baca
3.5 Pengujian Benda Uji
Pengujian benda uji ini dilakukan untuk mendapatkan data dari benda uji
yang mengalami maupun yang tidak terkorosi, dimana data-data yang dihasilkan
tersebut selanjutnya akan dibandingkan untuk melihat hasil yang terbaik dari
benda uji tersebut.
3.5.1 Uji Tarik
Uji tarik bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dan
perubahannya dari suatu logam terhadap pembebanan tarik. Beban tarik tersebut
dimulai dari nol dan berhenti pada beban atau tegangan patah tarik dari logam
yang bersangkutan. Benda uji yang telah dinormalisasikan ukurannya dipasang
pada mesin tarik, kemudian diberi beban atau gaya tarik secara berlahan-lahan
dari nol sampai maksimum. Setiap kali dibuat catatan mengenai perubahan atau
pertambahan panjang dan gaya yang diberikan. Hasil catatan tersebut
digambarkan dalam bentuk diagram tegangan-regangan dan gambar mesin uji
tarik dapat dilihat pada Gambar 3.4.
32
Adapun benda uji yang diujikan dalam penelitian ini memiliki berbagai
macam keadaan, antara lain :
a. Benda uji sebelum atau awal diletakkan dipantai.
b. Benda uji sesudah diletakkan dipantai selama 2 bulan.
c. Benda uji sesudah diletakkan dipantai selama 4 bulan.
d. Benda uji sesudah diletakkan dipantai selama 6 bulan.
Adapun urutan proses pengujian tarik adalah sebagai berikut :
a. Power mesin dihidupkan dan benda uji dipasangkan pada penjepit mesin
uji tarik, dengan posisi vertikal dan diatur agar sumbu benda uji segaris
vertikal dengan sumbu penjepit mesin.
b. Memasang kertas milimeter blok pada printer untuk mencetak grafik yang
dihasilkan dari pengujian yang akan dilaksanakan dan hidupkan power
pada printer.
c. Benda uji diberikan beban tarik yang meningkat secara bertahap sampai
benda uji tersebut putus.
d. Mencatat data-data yang ditunjukkan dari mesin tentang pengujian yang
telah dilakukan, seperti pertambahan panjang, beban maksimum, dan
beban patah.
e. Pengujian tersebut dilakukan berulang sampai benda uji habis.
33
Gambar 3.4 Mesin Uji Tarik
3.5.2 Uji Kekerasan
Pengujian kekerasan dalam penelitian ini memakai pengujian kekerasan
Brinell dengan diameter bola indentor 2,5 mm dan batasan diameter bekas injakan
bola indentor adalah sebagai berikut :
diameter minimal (dmin) = 0.25 × D = 0,625 mm
diameter maksimal (dmaks ) = 0.5 × D = 1,25 mm
beban yang digunakan ( P ) = 187,5 kg
Pada umumnya pengujian kekerasan ini mempunyai tujuan untuk
menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap
bola baja yang ditekankan pada permukaan material tersebut
Urutan pengujian kekerasan ini sebagai berikut :
a. Permukaan benda uji dihaluskan dengan amplas, dimulai dengan
menggunakan amplas kasar dan selanjutnya memakai amplas yang halus
agar permukaan benda uji tersebut rata dan sejajar.
34
b. Setelah proses pengamplasan selesai, benda uji dibersihkan dengan
digosok memakai autosol hingga benar-benar bersih.
c. Tentukan dahulu beban penekanan sesuai dengan tabel konversi yang ada
(dalam penelitian ini memakai beban 187,5 kg) dan syarat batas bekas
injakan bola indentor.
d. Melakukan penekanan indentor ke permukaan bagian material yang diuji
dengan beban P (kg) tegak lurus terhadap permukaan tersebut, bebas
hentakan (beban kejut) dan secara demikian berangsur-angsur sehingga
beban uji tercapai dalam waktu 30 detik, dengan cara memutar handel
penekan.
e. Mengamati dan mencatat data besarnya gaya penekan.
f. Memutar balik handel penekan untuk melepaskan atau menggeser benda
uji.
g. Pengujian kekerasan dan pengukuran dilakukan beberapa kali untuk tiap
benda uji di tempat yang berbeda.
h. Memindahkan benda uji dari alat uji dan amati besarnya lubang bekas
injakan indentor dengan mikroskop.
i. Mencatat data yang ada dan hitunglah beberapa harga kekerasan untuk
benda uji tersebut.
Hasil pengujian kekerasan berupa data dan hitungan selama pengujian
berlangsung. Mesin uji kekerasan diperlihatkan pada Gambar 3.5.
35
Gambar 3.5 Mesin Uji Kekerasan
3.5.3 Pengamatan Struktur Mikro
Pengamatan struktur mikro bertujuan untuk membandingkan struktur
mikro dari benda uji yang diteliti dengan kondisi yang berbeda-beda, namun
dalam hal ini yang digunakan yaitu benda uji awal sebelum diletakkan dipantai
dan pada wariasi waktu 2, 4, dan 6 bulan. Hasil pengujian berupa struktur mikro
foto dan analisa selama pengujian berlangsung. Mikroskop dan Kamera
diperlihatkan pada Gambar 3.6.
Prosedur pengamatan struktur mikro adalah sebagai berikut :
a. Permukaan benda uji dihaluskan dan dibersihkan sehingga permukaan
tersebut rata dan sejajar, gunakan amplas mulai dari yang kasar sampai
amplas yang halus.
b. Mengosok benda uji tersebut dengan autosol sehingga permukaannya
mengkilap.
c. Mencuci benda uji dengan aquades kemudian keringkan (dilap dengan
kain dan dihembuskan udara).
36
d. mengetsa permukaan benda uji dengan menggunakan larutan NaOH,
kemudian diamkan selama 60 detik sambil digoyang-goyangkan.
e. Masukkan benda uji ke dalam alkohol untuk menetralkan bahan etsa
kemudian cuci dengan aquades dan keringkan.
f. Mengamati permukaan benda uji yang telah dietsa dengan menggunakan
mikroskop, lakukan pemotretan dan analisa.
g. Melakukan langkah seperti diatas untuk benda uji yang lain yang memiliki
kondisi yang berbeda-beda.
Gambar 3.6 Mikroskop dan Kamera
37
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Tarik
Hasil pengujian tarik pada benda uji baja siku baik yang mengalami
perlakuan dipantai dalam waktu 2, 4, 6 bulan dengan jarak 1 Km maupun tanpa
perlakuan dipantai menunjukkan pengaruh terhadap kekuatan tarik dari benda uji
tersebut.
47.8551.4351.8953.02
0
10
20
30
40
50
60
Tanpaperlakuan
Terkorosi 2bulan
Terkorosi 4bulan
Terkorosi 6bulan
Baja Siku
Kek
uata
n Ta
rik
(kg/
mm
²)
Gambar 4.1 Grafik hasil rata-rata kekuatan tarik maksimal.
Gambar 4.1. memperlihatkan grafik hasil rata-rata kekuatan tarik dari
Baja siku yang belum terkorosi memiliki kekuatan tarik tertinggi yaitu sebesar
53,02 kg/mm2. Pada baja siku yang telah terkorosi dalam waktu 2 bulan kekuatan
tariknya menurun menjadi 51,89 kg/mm2 baja siku yang terkorosi dalam waktu 4
bulan sebesar 51,43 kg/mm2 dan pada baja siku yang terkorosi dalam waktu 6
bulan sebesar 47,85 kg/mm2 .Tabel 4.1 Nilai rata-rata kekuatan tarik maksimal
dari benda uji.
37
38
Tabel 4.1 Nilai rata-rata kekuatan tarik maksimal dari benda uji No Bahan Kekuatan Tarik (kg/mm²) 1 Baja Siku tanpa perlakuan 53,02 2 Baja Siku terkorosi 2 bulan 51,89 3 Baja Siku terkorosi 4 bulan 51,43 4 Baja Siku terkorosi 6 bulan 47,85
11.612.47
16.417.89
0
5
10
15
20
Tanpa perlakuan Terkorosi 2bulan
Terkorosi 4bulan
Terkorosi 6bulan
Baja Siku
Rega
ngan
(%)
Gambar 4.2 Grafik hasil rata-rata regangan total.
Gambar 4.2. memperlihatkan grafik hasil rata-rata regangan total dari baja
siku yang belum terkorosi memiliki rata-rata regangan total yang tertinggi yaitu
sebesar 17,89 %. Pada baja siku terkorosi waktu 2 bulan regangan totalnya
menurun menjadi 16,4 % baja siku terkorosi dalam waktu 4 bulan sebesar 12,47%
dan baja siku terkorosi dalam waktu 6 bulan sebesar 11,6 %. Tabel 4.2 Nilai rata-
rata regangan total dari benda uji.
Tabel 4.2 Nilai rata-rata regangan total dari benda uji No Bahan Regangan (%) 1 Baja Siku tanpa perlakuan 17,89 2 Baja Siku terkorosi 2 bulan 16,4 3 Baja Siku terkorosi 4 bulan 12,47 4 Baja Siku terkorosi 6 bulan 11,6
39
4.2 Pengujian Kekerasan Brinell
153.94156.19161.91182.6
0
40
80
120
160
200
Tanpa perlakuan Terkorosi 2bulan
Terkorosi 4bulan
Terkorosi 6bulan
Baja Siku
Keke
rasa
n Br
inel
l (BH
N)
Gambar 4.3 Grafik hasil rata-rata kekerasan Brinell
Grafik hasil rata-rata kekerasan pada gambar 4.3 menunjukkan angka
kekerasan Brinell baja siku tanpa perlakuan mempunyai nilai kekerasan Brinell
paling tinggi, yaitu sebesar 182,6 kg/mm2. Kekerasan baja siku yang mengalami
perlakuan dipantai 2 bulan mengalami penurunan yaitu sebesar 161,9 kg/mm2 baja
siku yang diletakkan dipantai dalam waktu 4 bulan yaitu sebesar 156,2 kg/mm2
dan dalam waktu 6 bulan yaitu sebesar 153,94 kg/mm2. Tabel 4.3 menunjukkan
nilai rata-rata kekerasan Brinell dari benda uji.
Tabel 4.3 Nilai rata-rata kekerasan Brinell dari benda uji No Bahan BHN (kg/mm2) 1 Baja Siku tanpa perlakuan 182,6 2 Baja Siku terkorosi 2 bulan 161,91 3 Baja Siku terkorosi 4 bulan 156,19 4 Baja Siku terkorosi 6 bulan 153,94
40
4.3 Pengamatan Struktur Mikro
Hasil pengamatan struktur mikro pada benda uji baja siku.
100 µm
Gambar 4.4 Struktur mikro Baja siku awal
100 µm
Gambar 4.5 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 2 bulan
41
100 µm
Gambar 4.6 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 4 bulan
100 µm
Gambar 4.7 Struktur mikro Baja Siku terkorosi 6 bulan
Gambar struktur mikro dari baja siku yang diperlihatkan pada gambar 4.4
sampai dengan Gambar 4.7 tidak terlihat perubahan pada struktur mikro.
42
4.4 Pengamatan Bentuk Patahan
Hasil pengamatan bentuk patahan menunjukkan jenis dari benda uji dari
baja siku :
1) Benda sebelum terkorosi
Gambar 4.8 Bentuk patahan benda uji tarik awal
2) Benda terkorosi 2 bulan
Gambar 4.9 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 2 bulan
3) Benda terkorosi 4 bulan
Gambar 4.10 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 4 bulan
43
4) Benda terkorosi 6 bulan
Gambar 4.11 Bentuk patahan benda uji tarik terkorosi 6 bulan
Gambar 4.8 – 4.11 memperlihatkan bentuk patahan dari benda uji. Bentuk
patahan dari keseluruhan benda uji tersebut menunjukkan bahwa benda-benda uji
tersebut liat.
4.5 Pengujian Laju Korosi
51.29
9.034.9
0
10
20
30
40
50
60
terkorosi 2 bulan terkorosi 4 bulan terkorosi 6 bulan
Baja Siku
Laju
Kor
osi (
mdd
)
Gambar 4.12 Grafik hasil rata-rata laju korosi baja siku
Pada Gambar 4.12. menunjukkan hasil laju korosi baja siku terkorsi 2, 4
dan 6 bulan. Nilai laju korosi rata-rata paling tinggi adalah benda uji yang
terkorosi 2 bulan yaitu sebesar 51,29 mdd. Laju korosi baja siku yang terkorosi
44
yaitu diletakkan dipantai 4 bulan mengalami penurunan menjadi 9,03 mdd dan
pada waktu 6 bulan yaitu sebesar 4,9 mdd. Tabel 4.4 menunjukkan nilai rata-rata
laju korosi dari benda uji.
Tabel 4.4 Nilai rata-rata laju korosi dari benda uji No Bahan Laju Korosi (mdd) 1 Baja Siku terkorosi 2 bulan 51,29 2 Baja Siku terkorosi 4 bulan 9,03 3 Baja Siku terkorosi 6 bulan 4,9
45
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Penelitian, pengujian, dan pengamatan yang telah dilakukan menghasilkan
data pengamatan dan dapat diambil kesimpulan dari data tersebut sebagai berikut
1. Hasil penelitian menunjukkan benda uji awal atau yang belum terkorosi
memiliki kekuatan tarik maksimal tertinggi yaitu sebesar 48,5 kg/mm2 dan
nilai regangan tertinggi terdapat pada benda uji awal sebesar 17,9 %.
2. Perlakuan benda uji yang diletakkan di daerah pantai sebelum dan sesudah
terkorosi berpengaruh terhadap peningkatan nilai kekerasan Brinell. Dari
penelitian, nilai rata-rata uji kekerasan Brinell tertinggi yaitu 182,6 kg/mm2
terdapat pada benda uji awal.
3. Tidak terlihat perubahan pada struktur mikro, baik pada spesimen awal
maupun setelah terkorosi
4. Pengamatan bentuk patahan menunjukkan bahwa benda uji awal maupun
terkorosi termasuk benda yang cukup liat.
5. Penelitian selama 2, 4, dan 6 bulan memperlihatkan perbedaan yang besar
pada laju korosinya yaitu pada 2 bulan diperoleh 51,29 mdd, 4 bulan
sebesar 9,03 mdd dan 6 bulan sebesar 4,9 mdd.
45
46
5.2 SARAN
1. Dalam proses pengujian tarik maupun kekerasan perlu diperhatikan hal-hal
yang dapat menghambat pada penelitian seperti :
a) Keterbatasan dalam hal waktu.
b) Sering muncul kondisi dimana kesentrisan dan kekasaran
permukaan spesimen, sehingga mempengaruhi hasil jumlah siklus
yang diinginkan.
2. Perawatan dan perbaikan alat uji yang ada di setiap laboratorium
sebaiknya dilakukan secara baik dan teratur dan bila perlu ditambah
dengan alat uji yang lebih bagus dan teliti.
3. Buku-buku referensi tentang bahan yang ada di perpustakaan sebaiknya
diperbanyak.
4. Alat-alat pendukung tugas akhir, khususnya alat-alat uji komposisi
sebaiknya disediakan dalam laboratorium.
47
DAFTAR PUSTAKA
Amstead. B.H, Philip.F.O, Myron.L.B,1993, Teknologi Mekanik, edisi ke 7,
Erlangga, Jakarta. Anonim, 1987, Annual Book of ASTM Standart, American Society For Testing
Material, Philadelpia.PA. Dieter, G.E., 1992, Metalurgi Mekanik, Jilid 2, edisi ketiga, alih bahasa oleh
Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta Setyahandana, B., Materi Kuliah Bahan Teknik Manufaktur, Universitas Sanata
Dharma, Yogyakarta Surdia, T., Saito, S., 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan ke-4, Pradnya
Paramita, Jakarta Suroto, A. Sudibyo, B., Ilmu logam/ Metalurgi, ATMI, Surakarta Trethewey, KR., Chamberlain, J., 1991, Korosi untuk Mahasiswa dan
Rekayasawan, edisi pertama, PT Gramedia utama, Jakarta. Van Vlack, L.H., 1983, Ilmu dan Teknologi Bahan, alih bahasa oleh Sriati
Djaprie, Edisi keempat, Erlangga, Jakarta
47
49
DATA-DATA HASIL PENGUJIAN DAN PERHITUNGAN
1. UJI TARIK
Rumus yang digunakan untuk perhitungan :
σ T = oA
Pmax
%1000
01 ×−
=L
LLε
dengan :
σ T = Tegangan tarik ( kg/mm2 )
Pmax = Tegangan / beban maksimum yang diberikan ( kg )
A0 = Luas penampang benda uji ( mm2 )
ε = Regangan Total (%)
L0 = Panjang mula-mula ( mm )
L1 = Panjang ketika patah ( mm )
Data-data hasil pengujian tarik
Tabel L.1 Hasil pengujian tarik baja siku awal
No. Pmax (kg)
Ao (mm2)
Lo (mm)
∆L (mm)
Kekuatan Tarik
(kg/mm2) Regangan
(%) Benda 1 881,3 16,8 88 16,75 52,45 19,03 Benda 2 924,0 16,8 88 15,15 55 17,21 Benda 3 909,4 16,8 88 16,85 54,1 19,14 Benda 4 891,3 16,8 88 16,15 53,05 18,35 Benda 5 848,6 16,8 88 13,85 50,51 15,73
Rata-rata 890,92 16,8 88 15,75 53,03 17,89
50
Tabel L.2 Hasil pengujian tarik baja siku yang terkorosi 2 bulan
No. Pmax (kg)
Ao (mm2)
Lo (mm)
∆L (mm)
Kekuatan Tarik
(kg/mm2) Regangan
(%) Benda 1 805,8 15,93 88 16,2 50,58 18,4 Benda 2 833,3 16,24 88 13,35 51,31 15,17 Benda 3 820,7 15,93 88 9,65 51,51 10,96 Benda 4 849,7 15,93 88 15,95 53,33 18,12 Benda 5 855,1 16,24 88 17,05 52,65 19,37
Rata-rata 832,92 16,05 88 14,44 51,89 16,4
Tabel L.3 Hasil pengujian tarik baja siku yang terkorosi 4 bulan
No. Pmax (kg)
Ao (mm2)
Lo (mm)
∆L (mm)
Kekuatan Tarik
(kg/mm2) Regangan
(%) Benda 1 800,1 15,93 88 12,8 50,22 14,54 Benda 2 891,9 15,39 88 9,75 57,95 11,07 Benda 3 773 16,52 88 11,10 46,79 12,61 Benda 4 809,1 15,08 88 10,75 53,65 12,21 Benda 5 766,2 15,66 88 10,50 48,92 11,93
Rata-rata 808,06 15,71 88 10,98 51,43 12,47
Tabel L.4 Hasil pengujian tarik baja siku yang terkorosi 6 bulan
No. Pmax (kg)
Ao (mm2)
Lo (mm)
∆L (mm)
Kekuatan Tarik
(kg/mm2) Regangan
(%) Benda 1 709,5 14,82 88 12,75 47,87 14,48 Benda 2 665,6 14,25 88 8,05 46,7 9,14 Benda 3 738,4 15,34 88 9,3 48,13 10,56 Benda 4 711,2 15,08 88 10,25 47,16 11,64 Benda 5 745 15,12 88 10,75 49,27 12,21
Rata-rata 713,94 14,92 88 10,22 47,85 11,6
51
Gambar L.1 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 1
ε(%)
881,3
19,03
639,5 647,3
P (kg) σ ( kg/mm2) 52,45
Gambar L.2 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 2
55 σ ( kg/mm2)
19,14
54,1
681,3
942
759,6
17,21
737,4
909,4
704,6
σ ( kg/mm2) P (kg)
ε(%)
P (kg)
ε(%)
Gambar L.3 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 3
52
Gambar L.4 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 4
53,05
ε(%) 15,73
50,51
664,6
891,3
742,7
P (kg)
646,2 615,1
848,6 σ ( kg/mm2) P (kg)
P (kg) σ ( kg/mm2)
ε(%)
Gambar L.5 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku awal benda 5
53
Gambar L.6 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 1
Gambar L.7 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 2
ε(%)
ε(%)
50,58
51,31
51,51
624,1
833,3
608,3
805,8
18,4
741
15,17
616,3
624,1 663,6
820,7
10,96
σ ( kg/mm2)
σ ( kg/mm2)
P (kg)
P (kg)
σ ( kg/mm2) P (kg)
ε(%)
Gambar L.8 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 3
54
Gambar L.9 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 4
Gambar L.10 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 2 bulan benda 5
ε(%)
53,33
ε(%) 19,37
624,1
849,7
18,12
718,9
52,65
6655,7
24,1
855,1 σ ( kg/mm2) P (kg)
P (kg) σ ( kg/mm2)
55
Gambar L.11 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 1
Gambar L.12 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 2
50,22
57,95
46,79
595,2
14,54
684,4
800,1
669,3
891,9
11,07
765,9
588
773
12,61
645,8
σ ( kg/mm2) P (kg)
σ ( kg/mm2) P (kg)
P (kg) σ ( kg/mm2)
ε(%)
ε(%)
ε(%) Gambar L.13 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 3
56
Gambar L.14 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 4
Gambar L.15 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 4 bulan benda 5
53,65
ε(%)
48,92
620,8
12,21
672,6
809,1
591,7
11,93
766,2
678,91
σ ( kg/mm2) P (kg)
P (kg) σ ( kg/mm2)
ε(%)
57
Gambar L.16 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 1
Gambar L.17 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 2
Gambar L.18 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 3
ε(%)
ε(%) 10,56
546
47,87
14,08
709,5 647,4
665,6 46,7
569,8
9,14
546,7
553,8
48,13 738,4
647,4
σ ( kg/mm2) P (kg)
σ ( kg/mm2) P (kg)
σ ( kg/mm2) P (kg)
ε(%)
58
Gambar L.19 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 4
11,64
585
47,16 711,2
592,8
12,21
745
624
49,27
600,6
ε(%)
σ ( kg/mm2) P (kg)
P (kg)
P (kg)
Gambar L.20 Grafik Hasil Pengujian Tarik baja siku terkorosi 6 bulan benda 5
59
2. UJI KEKERASAN BRINELL
Rumus yang digunakan untuk perhitungan :
))(2/( 22 dDDDPBHN
−−=
π
dengan :
BHN = Angka kekerasan Brinell (BHN)
P = Beban yang diberikan pada identor/gaya penekanan (kg)
D = Diameter identor (mm)
d = Diameter lubang bekas injakan identor (mm)
Data-data hasil pengujian kekerasan
Tabel L.5 Data hasil pengujian kekerasan awal Hasil uji kekerasan d BHN
1,04 208,33 1,12 180,28 1,18 159,19
Rata-rata BHN = 182,6
Tabel L.6 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 2 bulan Hasil uji kekerasan d BHN
1,18 159,19 1,16 167,37 1,18 159,19
Rata-rata BHN = 161,91
60
Tabel L.7 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 4 bulan Hasil uji kekerasan d BHN
1,22 150,2 1,18 159,19 1,18 159,19
Rata-rata BHN = 156,19
Tabel L.8 Data hasil pengujian kekerasan terkorosi 6 bulan Hasil uji kekerasan d BHN
1,22 150,2 1,21 152,44 1,18 159,19
Rata-rata BHN = 153,94
3. PERHITUNGAN PERBESARAN FOTO
Untuk mengetahui ukuran nyata hasil foto mikro, digunakan pembanding
berupa kawat tembaga yang berdiameter 0,13 mm. Gambar L.1 menunjukkan
gambar kawat tembaga pembanding dimana penampang kawat memiliki diameter
13 mm dengan perbesaran pada lensa kamera 100X. Dengan perbandingan antara
ukuran nyata kawat pembanding dan ukuran kawat pembanding pada gambar,
dapat diketahui ukuran nyata dari variabel yang diukur pada foto mikro pelat baja
dengan catatan perbesaran antara foto mikro pelat baja sama dengan perbesaran
dari kawat tembaga. Jadi perbesarannya adalah :
perbesaran aslikawat ukuran
foto dalamkawat ukuran =
10013,0
13= = 100x perbesaran
61
100μ m =0,1 mm
Berarti ukuran pada panah =10mm
0,1 x 100x perbesaran =10 mm
Jadi 10 mm pada panah mewakili 100 μ m pada ukuran gambar.
100 µm
Gambar L.21 Foto Perbesaran Kawat
4. PERHITUNGAN LAJU KOROSI
Rumus laju korosi diperoleh dari konversi rumus kelajuan benda :
tx
vΔ
=
dengan :
Δx = Jarak tempuh, (m)
t = Waktu ( detik)
62
Dari rumus di atas menjadi
tykorosiLaju Δ
=
dengan :
Δ y = besarnya perubahan (mg)
t = Waktu (hari)
Dalam persoalan in digunakan Δ y dengan satuan mg dan hari dihitung
dalam satuan bulan dan benda uji yang digunakan tiap timbangan 3 buah
spesimen dan dihitung rata-ratanya.
Hal ini dikarenakan untuk mempermudah pengamatan. Dari pengukuran
berat diperoleh data dan dihitung laju korosinya sebagai berikut :
1. Laju korosi dalam waktu 2 bulan :
Berat rata-rata awal = 30,03 gram
Berat rata-rata 2 bulan = 28,79 gram
Waktu = 2 bulan = 60 hari
Δy = Berat rata-rata awal – Berat rata-rata 2 bulan
= 30,03 gram – 28,79 gram = 1,24 gram
2. Laju korosi dalam waktu 4 bulan :
Berat rata-rata awal = 30,03 gram
Berat rata-rata 4 bulan = 29,60 gram
Waktu = 4 bulan = 120 hari
Δy = Berat rata-rata awal – Berat rata-rata 4 bulan
= 30,03 gram – 29,60 gram = 0,43 gram
3. Laju korosi dalam waktu 6 bulan :
63
Berat rata-rata awal = 30,03 gram
Berat rata-rata 2 bulan = 29,68 gram
Waktu = 6 bulan = 180 hari
Δy = Berat rata-rata awal – Berat rata-rata 6 bulan
= 30,03 gram – 29,68 gram = 0,35 gram
Perhitungan luas benda uji awal :
Jumlah = Sisi depan + Sisi belakang
Tebal = 2,8 mm = 0,028 dm
Luas permukaan = [ ] 2.).(2 xvuyx +
= [ ] 2105.6)40.10(2 x+
= 2860 mm = 0,00286 m 2 = 0,286 dm 2 2
Keliling = 4Y + 2X + 2V
= 4.40 + 2.10 + 2.105
= 160 + 20 + 210
= 390 mm = 39 cm= 3,9 dm
64
Luas samping = Tebal x Keliling
= 0,028 x 3,9
= 0,1092 dm 2
Luas Total = Luas Permukaan (depan+belakang) + Luas Samping
= 0,286 + 0,1092
= 0,3952 dm 2
Perhitungan luas benda uji 2 bulan :
Jumlah = Sisi depan + Sisi belakang
Tebal = 2,74 mm = 0,0274 dm
Luas permukaan = [ ] 2.).(2 xvuyx +
= [ ] 2105.86,5)40.10(2 x+
= 2830,6 mm2= 0,0028306 m2= 0,28306 dm2
Keliling = 4Y + 2X + 2V
= 4.40 + 2.10 + 2.105
= 160 + 20 + 210
= 390 mm = 39 cm= 3,9 dm
Luas samping = Tebal x Keliling
= 0,0274 x 3,9
= 0,10686 dm 2
Luas Total = Luas Permukaan (depan+belakang) + Luas Samping
= 0,28306 + 0,10686
= 0,38992 dm 2
65
Perhitungan luas benda uji 4 bulan :
Jumlah = Sisi depan + Sisi belakang
Tebal = 2,7 mm = 0,027 dm
Luas permukaan = [ ] 2.).(2 xvuyx +
= [ ] 2105.82,5)40.10(2 x+
= 2822,2 mm = 0,0028222 m 2 = 0,28222 dm 2 2
Keliling = 4Y + 2X + 2V
= 4.40 + 2.10 + 2.105
= 160 + 20 + 210
= 390 mm = 39 cm= 3,9 dm
Luas samping = Tebal x Keliling
= 0,027 x 3,9
= 0,1053 dm 2
Luas Total = Luas Permukaan (depan+belakang) + Luas Samping
= 0,28222 + 0,1053
= 0,38752 dm 2
Perhitungan luas benda uji 6 bulan :
Jumlah = Sisi depan + Sisi belakang
Tebal = 2,6 mm = 0,026 dm
Luas permukaan = [ ] 2.).(2 xvuyx +
= [ ] 2105.74,5)40.10(2 x+
= 2805,4 mm = 0,0028054 m 2 = 0,28054 dm 2 2
66
Keliling = 4Y + 2X + 2V
= 4.40 + 2.10 + 2.105
= 160 + 20 + 210
= 390 mm = 39 cm= 3,9 dm
Luas samping = Tebal x Keliling
= 0,026 x 3,9
= 0,1014 dm 2
Luas Total = Luas Permukaan (depan+belakang) + Luas Samping
= 0,28054 + 0,1014
= 0,38194 dm 2
Mdd = 1mg dalam 1 dm2 dalam 1 hari
• Pengurangan berat 2 bulan = 1,24 gram
Pengurangan berat per hari =tyΔ =
6024,1 = 0,02 gram = 20 mg
Jadi laju korosi 20 mg/hari (tapi untuk luas 0,38992 dm 2 )
Jika luas = 1 dm maka pengurangan berat = 2
0,389921 x 20 mg
= 52,08 mg
Sehingga laju korosi waktu 2 bulan diperoleh = ≈ 51,29 mdd.
• Pengurangan berat 4 bulan = 0,43 gram
Pengurangan berat per hari =tyΔ =
12043,0 = 0,0035 gram = 3,5 mg
67
Jadi laju korosi 3,5 mg/hari (tapi untuk luas 0,38752 dm 2 )
Jika luas = 1 dm maka pengurangan berat = 2
0,387521 x 3,5 mg
= 9,1 mg
Sehingga laju korosi waktu 4 bulan diperoleh = ≈ 9,03 mdd.
• Pengurangan berat 6 bulan = 0,35 gram
Pengurangan berat per hari =tyΔ =
18035,0 = 0,0019 gram = 1,9 mg
Jadi laju korosi 1,9 mg/hari (tapi untuk luas 0,38194 dm 2 )
Jika luas = 1 dm maka pengurangan berat = 2
0,381941 x 1,9 mg
= 4,9 mg
Sehingga laju korosi waktu 4 bulan diperoleh = ≈ 4,9 mdd.
Dari perhitungan dapat ditulis hasil laju korosi pada baja siku sebagai
berikut :
1. Laju korosi baja siku untuk 2 bulan = 51,29 mdd.
2. Laju korosi baja siku untuk 4 bulan = 9,03 mdd.
3. Laju korosi baja siku untuk 6 bulan = 4,9 mdd.