BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Diagram alir percobaan

Benda uji 3buah, air, oli dan udara

Menghidupkan muffle furnace

Memanaskannya sampai 900

Memasukan benda uji

Menahan benda uji pada pemanasan

Selama 10 menit

Mengeluarkan benda uji

Pengujian kekerasan & rokwell

Pengamatan data

Pembahasan Literatur

Kesimpulan

Dinginkan

dengan airDinginkan

dengan oli

Dinginkan dengan

udara bebas

Gambar ....Diagram alir percobaan

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat yang digunakan

1. Muffle furnace

2. Tang penjepit

3. Sarung tangan

4. Cakram penjepit

5. Helm safety

6. Bejana

3.2.2 Bahan yang digunakan

1. Benda uji (baja AISI 1045)

2. Media pendingin (air, udara & oli)

3.3 Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan benda uji sebanyak 3 buah

2. Menghidupkan muffle furnace dan memanaskannya sampai temperatur

9000C .

3. Memasukkan benda uji ke dalam dapur dan menutup kembali dapur.

4. Menahan benda kerja pada pemanasan selama 10 menit.

5. Mengeluarkan benda uji, yang pertama didinginkan dengan media oli

yang kedua didinginkan secara cepat dalam media pendingin (air) dan

yang ketiga didinginkan dengan udara bebas (normalizing).

6. Melakukan pengujian kekerasan untuk mengetahui nilai kekerasan ke-3

benda uji.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Dari hasil percobaan perlakuan panas dengan metode quenching dan

normalizing diperoleh data-data sebagai berikut :

Tabel .... Data hasil percobaan kekerasan

NO. Bahan Temperature0C

Hardness

(HRC)

Hardness rata-rata

1

Baja AISI 1045

(quenching media

air)

900

57

58

61

58,67

2

Baja AISI 1045

(quenching media

oli)

900

55

56

57

56

3

Baja AISI 1045

(Normalizing) 900

38

40

39

39

13

4.2 Pembahasan

Dari tabel percobaan diatas dapat dibuat diagram perbandingan sebagai

berikut, yang menunjukkan peningkatan kekerasan setelah material diberi

perlakuan heatreatment dengan variasi media pendingin.

1 2 30

10

20

30

40

50

60

70

Nilai Kekerasan Logam Terhadap Per-lakuan Panas

KEKERASAN

Media Pendingin

Nila

i Kek

eras

an (H

RC)

Gambar .... Diagram nilai kekerasan logam terhadap perlakuan panas

Perlakuan panas yang dilakukan yaitu dengan menggunakan metode

quenching media oli dan air serta normalizing. Quenching merupakan proses

perlakuan panas pada kondisi non equilibrium dan benda uji didinginkan secara

cepat menggunakan media air dan oli. Normalizing adalah proses perlakuan panas

pada kondisi equilibrium dan benda uji didinginkan secara lambat di udara

terbuka.

Dari diagram diatas bisa dilihat baja yang mengalami heat treatment

kemudian dilakukan quenching dengan media oli didapat nilai kekerasannya

sebesar 56 HRC, sedangkan quenching dengan media air kekerasannya 58,67

HRC dan dengan normalizing nilai kekerasannya sebesar 39 HRC.

Ket: 1 = Air 2 = oli 3 = udara

14

Dilihat dari gambar diatas perlakuan panas yang dilakukan dengan

quenching menggunakan media air mempunyai nilai kekerasan logam paling

tinggi. Hal itu dikarenakan nilai masa jenis air lebih besar dari masa jenis oli.

Sedang nilai kekerasan yang paling kecil yaitu baja yang di normalizing

kekerasannya sebesar 39 HRC.

Benda uji yang dilakukan perlakuan panas dengan metode quenching

secara teoritis akan menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan benda

uji yang dilakukan perlakuan panas secara normalizing dan akan menghasilkan

struktur mikro yang berbeda, pada benda uji yang dilakukan perlakuan panas

secara quenching akan menghasilkan struktur yang lebih kasar dan lebih getas,

sedangkan baja AISI 1045 yang dilakukan perlakuan panas secara normalizing

akan menghasilkan struktur yang lebih halus dan ulet sehingga menghasilkan

yield strength dan impak strength yang lebih tinggi.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil praktikum yang dilakukan dan dari literatur penunjang dalam

teori singkat dapat di tarik kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Perlakuan panas dengan metode quenching media air memiliki kekerasan baja

yang tinggi di bandingkan dengan pengujian metode quenching media oli,

apalagi kalau dibandingkan dengan baja yang tidak dilakukan perlakuan panas

dan baja yang dilakukan dengan normalizing. Ini dibuktikan dengan data

harga kekerasan dari tiap-tiap pengujian.

2. Pada benda uji yang dilakukan perlakuan panas secara quenching akan

menghasilkan struktur yang lebih kasar dan lebih getas, sedangkan baja AISI

1045 yang dilakukan perlakuan panas secara normalizing akan menghasilkan

struktur yang lebih halus dan ulet sehingga menghasilkan yield strength dan

impak strength yang lebih tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

1. [Alhamidi, A] Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Diktat

Perlakuan panas pada logam. Cilegon: FT UNTIRTA; 2006.

2. B.H. Amstead. 1993. Teknologi Mekanik. Erlangga: Jakarta.

3. [TIM LAB MET] Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

Buku Panduan Praktikum Metalurgi 2. Cilegon: FT UNTIRTA;2008.

4. http://www.osha.gov/index.html

17

LAMPIRAN

Lampiran 1 Jawaban Pertanyaan dan Tugas

1. Sebutkan dan jelaskan teknik-teknik perlakuan panas dan fasa-fasa mikro

struktur yang terbentuk dari hasil perlakuan panas tersebut

Jawab:

1. Annealing adalah suatu proses laku panas yang dilakukan pada logam atau

paduan dalam pembuatan produk, dengan memanaskan baja sampai suhu

tertentu, kemudian menahannya selama waktu tertentu kemudian

didinginkan dengan lambat. Pada baja hipoeutektoid bila pemanasan lebih

tinggi maka ferit akan bertransformasi menjadi austenit yang berbutir

halus sedang austenit yang berasal dari perlit hampir tidak berubah.

2. Normalizing adalah pemanasan yang dilakukan diatas temperatur A3 untuk

baja hipoeutektoid, pendinginan dilakukan di udara, sehingga lebih cepat

menyebabkan kecepatan pembentukan ferit preutektoid dan perlit akan

banyak

3. Sphereodizing adalah perlakuan panas yang dilakukan dengan cara

memanaskan sampai sekitar temperatur kritis bawah atau sedikit

dibawahnya dan dibiarkan pada temperatur tersebut dalam waktu yang

lama baru kemudian didinginkan. Struktur mikro yang terbentuk dari

proses perlakuan panas sphereodizing adalah perlit yang terbungkus oleh

jaringan sementit.

4. Homogenizing adalah proses perlakuan panas dengan memanaskan baja

sampai temperatur yang cukup tinggi di daerah austenit dan

membiarkannya dalam waktu yang cukup lama sehingga terjadi difusi dan

struktur mikro yang terbentuk adalah menjadi lebih homogen, kemudian

didinginkan dengan lambat.

5. Quenching adalah proses perlakuan panas pada temperatur dan waktu

tertentu kemudian didinginkan secara cepat dengan media biasanya air.

Struktur mikro yang terbentuk adalah martensit.

2. Mengapa perlakuan panas quenching dapat menghasilkan kekerasan yang

lebih tinggi dari perlakuan normalizing pada material baja?

Jawab :

Karena quenching dilakukan pendinginan secara cepat langsung dibawah

temperatur kritis, sehingga pada material akan menghasilkan kekerasan bahan

yang cukup tinggi, tetapi getas, sedangkan normalizing melakukan

pendinginan secara lambat dan struktur mikro yang terbentuk adalah austenit

halus dengan kekerasan dan keuletan yang cukup tinggi.

3. Jika sifat kekerasan baja berubah, bagaimana pengaruh terhadap :

a. Sifat kekuatan tarik dan kekuatan luluh

b. Sifat ketangguhan

Jawab :

a. Pada sifat kekuatan tarik dan kekatan luluh tidak akan berubah, karena

kekuatan luluh tidak berpengaruh pada kekerasan baja, yang berpengaruh

adalah keuletan suatu logam (paling dominan).

b. Sedangkan pada sifat ketangguhan akan berubah karena kekerasan dan

ketangguhan adalah kemampuan suatu logam untuk menyerap energi pada

deformasi plastis.

4. Media-media apa saja selain air yang dapat digunakan sebagai media

pendingin pada quenching

Jawab :

Minyak, salt bath, brine, oli dan alkohol

5. Jelaskan apa pengaruhnya terhadap nilai kekerasan hasil percobaan, jika:

1. Temperatur Quenching dan Normalizing > 900 ºC

Pada baja, butir struktur kristal austenit yang terjadi akan terlalu besar,

sehingga pada pendinginan cepat yang tumbuh didalam butir kristal

austenit kasar/besar akan membentuk struktur martensit dan sifatnya pun

benar-benar keras namun getas. Pada normalizing akan terbentuk struktur

austenit yang halus dan sifat mekanisnya pun sesuai yang diharapkan.

2. Temperatur Quenching dan Normalizing < 900 ºC

Pada benda uji (sampel), tidak akan memperoleh kekerasan yang

tinggi dan struktur mertensitnya pun rendah. Sedangkan pada normalizing

terbentuk struktur austenit kasar atau tidak halus, sehingga hasilnya pun

kerang begitu baik.

3. Waktu penahanan pemanasan untuk Quenching dan Normalizing > 30

menit.

Pada quenching akan memperoleh struktur kristal ferit dan perlit

yang halus, sehingga kekerasannya pun kurang keras, tetapi ulet. Pada

normalizing kristal austenit yang terjadi akan terlalu kasar, sehingga pada

pendinginan akan diperoleh ferit dan perlit yang kasar juga, sehingga akan

membentuk struktur martensit.

4. Waktu penahanan pemanasan untuk Quenching dan Normalizing < 30

menit.

Pada quenching akan memperoleh kristal austenit yang terjadi akan

terlalu kasar, sehingga akan membentuk struktur martensit. Sedangkan

pada normalizing kristal austenit yang berbutir halus dan homogen

sehingga bila didinginkan lambat akan diperoleh kristal ferit dan perlit

yang halus.

6. Unsur-unsur yang mempengaruhi peningkatan kekerasan dan kekuatan hasil

perlakuan panas dan jelaskan pengaruhnya

Jawab :

1. Silikon : menegangkan perlit dan cenderung menguatakan perlit selalu

untuk mengembang karena unsur ini digunakan sebagai oksida magnesit,

2. Chromium : meningkatakan tegangan dan kekerasan, membentuk

kekerasan dan menstabilkan karbit,

3. Magnesit : meningkatakan tegangan dan kekerasan, membentuk karbit,

meningkatkan hardenability, range perpindahan panas

4. Tungsten : membentuk kekerasan dan menstabilkan karbit, menaikan

range dari temperatur dan temperatur tempering

5. Phospor ; meningkatakan tegangan dan hardenability, mengurangi

ductility dan ketangguhan.

6. Vanadium ; menguatkan karbit, membentuk element. Tidak digunakan

sebagai unsur yang berdiri sendiri, tapi untuk menggabungkan karbit ke

austenit pada stainless steel.

7. Molybdenum ; menguatkan karbit dan membentuk element, dan juga

meningkatkan temperatur tinggi pada gaya creep.

7. Jelaskan tentang Case Hardening (Surface Hardening) dan jenisnya serta

mekanismenya

Jawaban :

Case Hardening adalah proses perlakuan panas untuk mendapatkan

kekerasan pada bagian permukaannya saja, sedangkan pada bagian dalam

tetap berada pada sifat semula yaitu keuletan maupun ketangguhan yang tetap

tinggi. Dengan adanya perlakuan pengerasan permukaan maka menyebabkan

lapisan permukaan menjadi lebih keras, tahan aus, dan tegangan sisa yang

berupa tegangan tekan, sehingga disamping menaukan ketahanan lelah, aus

dapat juga menaikan fatique limit (batas kelelahan).

Jenisnya : 1. Karburusing

2. Nitriding

3. Cyaniding atau Carbonitriding

4. Pengerasan nyala api

5. Pengerasan induksi

Lampiran 2 Gambar Alat dan Bahan

Muffle furnace Cruicible

Uji kekerasan Baja AISI 1045