Cover

KAJIAN SIFAT MEKANIS BAJA KARBON AISI 1045

UNTUK BAHAN POROS POMPA DENGAN

PERLAKUAN TERMOMEKANIKAL

SKRIPSI

Skripsi Yang DiajukanUntukMelengkapi

SyaratMemperolehGelarSarjanaTeknik

TEUKU FAHRI

060401051

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

Universitas Sumatera Utara

iii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulilah saya ucapkan Kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan nikmat kesehatan, dan kesempatan sehingga tugas sarjana ini dapat

selesai. Tugas sarjana yang berjudul Kajian Sifat Mekanis Baja Karbon AISI

1045 Untuk Bahan Poros Pompa Dengan Perlakuan Termomekanikal ini

dimaksudkan sebagai satu diantara syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana

Teknik Mesin Program Reguler di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara.

Tugas sarjana ini berisikan penelitian yang berhubungan dengan

pembentukan ukuran butiran pada skala mikro dengan mengabungkan antara

perlakuan panas dan mekanik terhadap material AISI 1045 sehingga diharapkan

terjadi perubahan sifat-sifat mekanis pada material tersebut.

Selama Pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai

penulisan, saya banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu, dalam kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan

terimakasih kepada :

1. Kedua orangtuaku, ayahanda T. Aziz dan ibunda Cut Zairina yang telah

memberikan perhatian, doa, nasehat dan dukungan baik moril maupun

materil, juga abangda Azrin dan Fonda serta adek Ucup yang terus menerus

memberikan masukan selama pembuatan tugas sarjana ini.

2. Bapak Dr. Eng. Ir. Indra, MT selaku dosen pembimbing Tugas sarjana yang

telah banyak membantu menyumbang pikiran dan meluangkan waktunya

dalam memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.

3. Bapak DR. Ing-Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin,

Ibu Ismawati, Kak Sonta, Bapak Syawal, Bang Sarjana, dan Bang Lilik yang

telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan.

5. Seluruh anggota dalam tim penelitian ini, Boy Harpit Akroma, Julius Putra

Brata, Marzuki, Ahmad Rifai dan Miswar ABD. Penelitian ini merupakan


iv

suatu kesempatan yang sangat berharga bagi saya untuk dapat meningkatkan

ilmu, dan kualitas, serta pengalaman yang tidak akan pernah saya lupakan.

6. Seluruh teman teman stambuk 2006, Fachriza, Fajar Hidayat, Fahmi Monte,

Ade Irwan, Jamil, Wendy Aditya dan lainnya yang namanya tidak dapat saya

sebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan baik selama

perkuliahan maupun dalam pembuatan tugas sarjana ini.

Saya menyadari bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh

sebab itu, saran dan kritik dari pembaca sekalian sangat diharapkan demi

kesempurnaan skrispi ini. Semoga tugas sarjana ini bermanfaat dan berguna bagi

semua pihak.

Medan, 23 September 2011

Teuku Fahri

NIM : 060401051


v

ABSTRAK

Perbaikan sifat mekanis AISI 1045 untuk bahan poros telah dilakukan dengan

metode deformasi plastis menyeluruh (perlakuan termomekanikal). Perlakuan

termomekanikal adalah mengabungkan antara perlakuan panas dan proses

mekanik. Kajian termomekanikal dilakukan pada temperature (8500C, 900

0C,

9500C, 1000

0C dan 1050

0C) dan derajat deformasi (10%,30% dan 50%)

berurutan. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa nilai kekerasan maksimum

adalah 236 BHN pada suhu 8500C dan deformasi 50%. Hasil pengujian tarik

diperoleh tegangan batas 802,06 MPa dan tegangan luluh 663,33 MPa. Dapat

disimpulkan bahwa dengan meningkatnya suhu perlakuan panas ada

kecenderungan menurunya nilai kekerasan dan sebaliknya peningkatan kekerasan

dan kekuatan tarik pada pemberian deformasi yang lebih besar terjadi pada

temperatur perlakuan panas sektar 900-9500C selanjutnya bahan lebih ulet pada

suhu yang lebih tinggi. Pengamatan mikro dengan etsa nital 3% memperlihatkan

diameter butiran yang diukur dengan metode planimetri dimana bahan yang

mengalami deformasi diameter butirannya semakin kecil. Hubungan ukuran

butiran dengan nilai kekerasan dan kekuatan tarik berbanding terbalik

Keywords: Termomekanikal, AISI 1045, Diameter Butiran, Metalografi


vi

DAFTAR ISI

LEMBARAN PENGESAHAN DARI PEMBIMBING .......................... i

SPESIFIKASI TUGAS .............................................................................. ii

KATA PENGANTAR ................................................................................ iii

ABSTRAK .................................................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xi

DAFTAR NOTASI ..................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................... 2 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................... 2 1.5 Batasan Masalah ........................................................................ 3 1.6 Sistematika Penulisan................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 5

2.1 Baja ........................................................................................... 5

2.1.1 Baja Karbon ..................................................................... 5

2.1.2 Baja Paduan ...................................................................... 9

2.2 Diagram Fasa Fe-C ................................................................... 9

2.3 Mekanisme Penguatan Logam ................................................. 12

2.4 Poros ........................................................................................ 15

2.4.1 Macam- Macam Poros ..................................................... 15

2.5 Proses Termomekanikal ........................................................... 16

2.6 Pengujian Tarik ........................................................................ 17

2.7 Pengujian Kekerasan ................................................................ 19

2.8 Analisa Struktur Butir ............................................................... 20

2.8.1 Pertumbuhan Struktur Butir ............................................. 21

2.8.2 Perhitungan Diameter Butir ............................................. 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 24

3.1 Waktu dan Tempat ................................................................... 24

3.2 Alat dan Bahan ......................................................................... 24

3.2.1 Peralatan .......................................................................... 24

3.2.2 Bahan................................................................................ 24

3.3 Spesifikasi Spesimen ................................................................ 25


vii

3.4 Perlakuan Termomekanikal ...................................................... 26

3.5 Pengujian .................................................................................. 28

3.5.1 Pengujian Kekerasan ........................................................ 28

3.5.2 Pengujian Tarik ................................................................ 29

3.5.3 Pengujian Metalografi ...................................................... 30

3.6 Diagram Alir Penelitian ...................................................... 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 32

4.1 Hasil .......................................................................................... 32

4.1.1 Hasil Uji Kekerasan ......................................................... 32

4.1.2 Hasil Uji Tarik .................................................................. 33

4.1.3 Hasil Pengujian Metalografi ............................................ 35

4.1.4 Pengukuran Diameter Butiran .......................................... 36

4.2 Pembahasan .............................................................................. 38

4.2.1 Hubungan Antara Kekerasan dengan Kekuatan Tarik ..... 38

4.2.2 Pertumbuhan Diameter Butir ........................................... 38

4.2.3 Hubungan Diameter Butir dengan Kekerasan dan

Kekuatan Tarik ................................................................. 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 42

5.1 Kesimpulan ............................................................................... 42

5.2 Saran ......................................................................................... 42

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram besi karbon (Fe-C) ......................................................... 10

Gambar 2.2 Kurva tegangan-regangan baja ..................................................... 18

Gambar 2.3 Perhitungan buitran mengunakan metode planimetri .................. 22

Gambar 3.1 Spesimen uji kekerasan dan metalografi ...................................... 26

Gambar 3.2 Spesimen uji tarik ......................................................................... 26

Gambar 3.3 Pemanasan spesimen di dalam furnace ........................................ 26

Gambar 3.4 Alat rol ......................................................................................... 27

Gambar 3.5 Ilustrasi proses termomekanik...................................................... 28

Gambar 3.6 Alat uji Brinell.............................................................................. 28

Gambar 3.7 Alat uji tarik Torsee Type AMU-10 .............................................. 29

Gambar 3.8 Mikroskop optic ........................................................................... 30

Gambar 3.9 Diagram alir penelitian ................................................................. 31

Gambar 4.1 Hubungan antara suhu dan deformasi terhadap nilai

kekerasan ..................................................................................... 33

Gambar 4.2 Hubungan antara suhu dengan tegangan luluh dan tegangan

batas pada deformasi 50% ............................................................ 34

Gambar 4.3 Hubungan antara suhu dengan regangan pada deformasi 50%. ... 35

Gambar 4.4 Perbesaran 100X Baja AISI 1045 setelah proses termomekanikal

pada 8500C dengan deformasi 10% .............................................. 36

Gambar 4.5 Perbesaran 100X Baja AISI 1045 setelah proses termomekanikal

pada 10000C dengan deformasi 10% ........................................... 36

Gambar 4.6 Perbesaran 200X baja AISI 1045 setelah proses termomekanikal

pada 10000C dengan deformasi 50% ............................................ 37

Gambar 4.7 Hubungan antara kekerasan dengan tegangan luluh dan tegangan

batas ............................................................................................. 38

Gambar 4.8 Perbesaran 100X baja AISI 1045 setalah proses termomekanikal

dengan deformasi 30% pada suhu 10000C dan 1050

0C .............. 39

Gambar 4.9 Perbesaran 200X baja AISI 1045 setelah proses termomekanikal

pada suhu 10500C dengan deformasi 10%,30% 50% .................. 39

Gambar 4.10 Hubungan antara diameter butir dengan kekaraasan ................. 40

Gambar 4.11 Hubungan antara diameter butir dengan kekuatan tarik ............ 41


ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hubungan antara perbesaran yang digunakan dengan pengali

Jeffries ............................................................................................. 23

Tabel 3.1 Sifat mekanis AISI 1045 .................................................................. 25

Tabel 3.2 Komposisi kimia AISI 1045 (% berat) ............................................ 25

Tabel 4.1 Pengujian kekerasan bedasarkan skala Brinell (BHN) .................... 32

Tabel 4.2 Hasil uji tarik pada deformasi 50% .................................................. 34

Tabel 4.3 Hasil pengukuran diameter butiran dengan metode planimetri ....... 37


x

DAFTAR NOTASI

Lambang Keterangan Satuan

A luas penampang mm2

d diameter butir m

D diameter mm2

regangan %

f pengali Jeffries butiran/mm2

F gaya tarik N

L panjang mm

tegangan MPa

N jumlah butir -

perubahan -

Konstanta 3,14 -


Cover

Documents

Transcript of Cover