6.1 PENDAHULUAN

6.1.1 Latar Belakang

Pada penggunaan material, seringkali dibutuhkan material yang memiliki

tingkat kekerasan tinggi seperti baja. Baja memiliki sifat mampu keras yang berbeda-

beda tergantung dari kadar karbon, laju pendinginan dan lain-lain. Hal ini tergantung

dari jenis baja yang akan ditingkatkan kekerasannya. Untuk itu perlu dilakukan

pengujian Jominy agar dapat diketahui sifat mampu keras dari baja tersebut. Hal ini

dilakukan agar dapat dilakukan tindakan yang tepat dalam pengolahannya sehingga

dapat menurunkan biaya dalam proses produksi tapi tetap mempertahankan kualitas

yang diinginkan.

6.1.2 Tujuan

1. Mengetahui sifat mampu keras dari baja

2. Membandingkan hasil pengujian dengan hasil teoritis.

6.1.3 Manfaat

Melalui Uji Jominy dapat diketahui sifat mampu keras dari baja, pengaruh

laju pendinginan terhadap sifat mampu keras, pengaruh suhu dan pemanasan terhadap

sifat mampu keras dan juga menunjukkan pengaruh kadar karbon terhadap sifat

mampu keras.

6.2 Tinjauan Pustaka

6.2.1 Definisi

Pada pemakaian sehari-hari sering dibutuhkan adanya peningkatan kekerasan

dari baja. Kekerasan adalah kemampuan material untuk menahan deformasi plastis

lokal akibat penetrasi dipermukaan. Peningkatan kekerasan bergantung pada sifat

mampu keras dari baja itu sendiri. Sifat mampu keras merupakan kemampuan

material untuk ditingkatkan kekerasannya dengan serangkaian perlakuan panas. Sifat

mampu keras dari baja tergantung pada komposisi kimia dan kecepatan pendinginan.

Tidak semua baja dapat dinaikkan kekerasannya. Baja karbon menengah dan

baja karbon tinggi dapat dikeraskan, sedangkan baja karbon rendah sulit untuk

dikeraskan. Kandungan karbon yang tinggi mempercepat terbentuknya fasa martensit

yang menjadi sumber dari kekerasan dari baja. Kekerasan maksimum hanya dapat

dicapai bila terbentuknya martensit 100%. Baja dapat bertransformasi dari austenit ke

ferrit dan karbida. Trasformasi terjadi pada suhu tinggi sehingga kemampuan

kekerasannya rendah.

Percobaan Jominy, bertujuan untuk mengetahui Hardenability suatu logam.

Cara untuk mengetahuinya adalah:

1. Bila laju pendinginan dapat diketahui, kekerasan dapat lansung dibaca dari kurva

kemampuan keras.

2. Bila kekerasan dapat diukur, laju pendinginan dari titik tersebut dapat diperoleh.

Pada uji Jominy ini, material dipanaskan dalam tungku dipanaskan sampai

suhu transformasi ( austenit ) dan terbentuk sedemikian rupa sehingga dapat

dipasangkan pada aparatus Jominy kemudian air disemprotkan dari bawah, sehingga

menyentuh permukaan bawah spesimen. Dengan ini didapatkan kecepatan

pendinginan ditiap bagian spesimen berbeda-beda. Pada bagian yang terkena air

mengalami pendinginan yang lebih cepat dan semakin menurun kebagian yang tidak

terkena air. Dari hasil pengukuran kekerasan tiap-tiap bagian dari spesimen akan

didapatkan kurva Hardenability Band.

6.2.2 Kurva Hardenability dan Hardenability Band

Kurva Hardenability

Dari kurva diatas dapat diketahui bahwa fasa pearlit didapatkan pada suhu

antara 5000 C dengan 7000 C jika dipanaskan pada suhu austenite.

Sifat mampu keras dapat digambarkan dalam bentuk kurva yaitu kurva

Hardenability Band. Kurva Hardenability Band menggambarkan range-range sifat

mampu keras suatu logam. Jadi, kekerasan suatu material akan berada dalam range

tersebut jika dilakukan proses pemanasan.

6.2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Mampu Keras

Hal-hal yang mempengaruhi sifat mampu keras suatu material adalah:

1. Kecepatan pendinginan

Setelah logam dipanaskan, lalu dilakukan pendinginan cepat, maka logam akan

menjadi semakin keras. Proses pendinginan material dapat dilakukan dengan

beberapa cara yaitu:

a. Annealing

Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian

dibiarkan dingin didalam tungku. Proses ini menghasilkan material yang

lebih lunak dari semula.

b. Normalizing

Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian

didinginkan di udara.

c. Quenching

Pemanasan material sampai suhu austenit ( 7270 C ) lalu diholding kemudian

dilakukan pendinginan cepat, yaitu dicelupkan kedalam media. Medianya

adalah air, air garam dan oli. Proses ini yang menghasilkan material yang

lebih keras dari semula.

2. Komposisi kimia

Komposisi kimia menentukan Hardenability Band. Karena komposis material

menentukan struktur dan sifat material. Semakin banyak unsur kimia yang

menyusun suatu logam, maka makin keras logam tersebut

3. Kandungan karbon

Semakin banyak kandungan karbon dalam suatu material maka makin keras

material tersebut. Hal inilah yang menyebabkan baja karbon tinggi memiliki

kekerasan yang tinggi setelah proses pengerasan kerena akan membentuk

martensit yang memiliki kekerasan yang sangat tinggi.

Untuk meningkatkan kadar karbon dari beberapa material dapat dilakukan

dengan beberapa perlakuan, yaitu:

a. Carborizing

Yaitu proses penambahan karbon pada baja, dengan menyemprotkan karbon

pada permukaan baja.

b. Nitriding

Yaitu proses penambahan nitrogen untuk meningkatkan kekerasan material.

c. Carbonitriding

Yaitu proses penambahan karbon dan nitrogen secara sekaligus untuk

meningkatkan kekerasan material.

4. Ukuran butir

Semakin besar ukuran butir, maka tingkat mampu keras dari suatu logam

semakin rendah.

5. Suhu pemanasan

Kemampuan keras lebih tinggi jika pemanasan dilakukan sampai suhu austenit.

6.2.4 Kurva CCT dan TTT

Diagram CCT dan TTT Pada Baja Hypereutectoid

Kurva diatas disebut juga diagram S atau lebih dikenal sbg Diagram TTT

(Time Temperature Transformation).Garis tegas menunjukkan batas pembentukan

fasa (fraksi 0 dan 100%) sedangkan garis putus-putus menunjukkan pembentukan

fasa setengah bagian (50%). Hal yang penting untuk dingat adalah Transformasi fasa

pada diagram TTT harus dilihat pada T konstan (isotermal).

6.3 METODOLOGI

6.3.1 Peralatan

1. Aparatus Jominy

2. Tungku Pemanas

3. Spesimen ( ASSAB 760 )

4. Air

5. Mesin Uji Rockwell

6.3.2 Skema alat

6.3.3 Prosedur Percobaan

1. Bersihkan spesimen yang disediakan

2. Panaskan spesimen dalam tungku sampai temperatur tertentu dengan

mengatur petunjuk temperatur tungku.

3. Setelah spesimen mencapai temperatur yang diperlukan, biarkan 30 menit

dalam tungku.

4. Pindahkan spesimen ke kedudukan yang telah disediakan. Semprotkan air

sampai spesimen menjadi dingin.

5. Kikir dan bersihkan untuk pengukuran kekerasan Rockwell.

6. Ukur kekerasan spesimen pada setiap posisi dengan interval ¼ inchi.

6.4 DATA DAN PEMBAHASAN6.4.1 Data Hasil Percobaan Spesimen = ASSA B 760

C% Mn% Si%

Max 0,5 0,6 0,3

Min 0,4 0,45 0,25

Daftar harga kekerasan uji jomini

No Posisi (Inchi) Kekerasan (HRC)

1 1/4 19

2 2/4 18

3 3/4 26

4 4/4 17

5 5/4 26,50

6 6/4 17,50

7 7/4 21,50

8 8/4 11

6.4.2 Pengolahan data

Menentukan DI max dan DI min

Butir 4 : DI max = 0,306

DI min = 0.274

Butir 5 : DI max = 0.282

DI min = 0.252

Butir 6 : DI max = 0,26

DI min = 0.234

Butir 7 : DI max = 0,24

DI min = 0.216

Butir 8 : DI max = 0.222

DI min = 0.20

%Mn max = 2,9%

%Mn min = 2,4%

%Si max = 1,2%

%Si min = 1,18%

Menentukan DIC (Diameter Ideal Critical)

DICmax = DImax x mf Mn max x mf Si max

DICmin = DImin x mf Mn min x mf Si max

Butir 4

DICmax = 0,306 x 2,9 x 1,20 = 1,065

DICmin = 0,274 x 2,4 x 1,18 = 0,78

Butir 5

DICmax = 0,282 x 2,9 x 1,20 = 0,98

DICmin = 0,252 x 2,4 x 1,18 = 0,713

Butir 6

DICmax = 0,26 x 2,9 x 1,20 = 0,904

DICmin = 0,234 x 2,4 x 1,18 = 0,713

Butir 7

DICmax = 0,24 x 2,9 x 1,20 = 0,835

DICmin = 0,216 x 2,4 x 1,18 = 0,611

Butir 8

DICmax = 0,222 x 2,9 x 1,20 = 0,772

DICmin = 0,2 x 2,4 x 1,18 = 0,566

Nilai IH ( Initial Hardness )

IHmax = 62,5

IHmin = 57,5

Menetukan DF (Dividing Factor)

Butir 4

(1/4) Df max = 1,85

Df min = 3,055

(2/4) Df max = 2,85

Df min = 3,125

(3/4) Df max = 3,45

Df min = 3,65

(4/4) Df max = 3,825

Df min = 4

(5/4) Df max = 4

Df min = 4,125

(6/4) Df max = 4,2

Df min = 4,4

(7/4) Df max = 4,4

Df min = 4,75

(8/4) Df max = 4,6

Df min = 4,75

Butir 5

(1/4) Df max = 1,875

Df min = 2,1

(2/4) Df max = 2,9

Df min = 3,125

(3/4) Df max = 3,5

Df min = 3,2

(4/4) Df max = 3,85

Df min = 4,05

(5/4) Df max = 4

Df min = 4,2

(6/4) Df max = 4,75

Df min = 4,4

(7/4) Df max = 4,4

Df min = 4,6

(8/4) Df max = 4,65

Df min = 4,85

Butir 6

(1/4) Df max = 1,95

Df min = 2

(2/4) Df max = 3

Df min = 3,04

(3/4) Df max = 3,55

Df min = 3,65

(4/4) Df max = 3,95

Df min = 4

(5/4) Df max = 4,1

Df min = 4,15

(6/4) Df max = 4,3

Df min = 4,35

(7/4) Df max = 4,5

Df min = 4,65

(8/4) Df max = 4,5

Df min = 4,1

Butir 7

(1/4) Df max = 2

Df min = 2,2

(2/4) Df max = 3,05

Df min = 3,25

(3/4) Df max = 3,6

Df min = 3,8

(4/4) Df max = 3,95

Df min = 4,1

(5/4) Df max = 4,15

Df min = 4,3

(6/4) Df max = 4,35

Df min = 4,5

(7/4) Df max = 4,55

Df min = 4,7

(8/4) Df max = 4,8

Df min = 4,5

Butir 8

(1/4) Df max = 2,1

Df min = 2,35

(2/4) Df max = 3,15

Df min = 3,30

(3/4) Df max = 3,7

Df min = 3,9

(4/4) Df max = 4,05

Df min = 4,2

(5/4) Df max = 4,25

Df min = 4,35

(6/4) Df max = 4,46

Df min = 4,6

(7/4) Df max = 4,6

Df min = 4,75

(8/4) Df max = 4,80

Df min = 4,95

6.4.3 Tabel Hasil Perhitungan

Titik HRC max HRC min HRC pratikum

¼ 33,75 18,70 19,00

2/4 21,93 18,40 18,00

¾ 18,12 15,75 26,00

4/4 16,23 14,48 17,50

5/4 15,63 13,94 26,50

6/4 14,88 13,02 17,50

7/4 14,20 10,00 21,50

8/4 13,59 8,25 11,00

6.4.4 Grafik

6.4.5 Analisa

Pada pratikum jominy yang kami lakukan,kami mendapatkan nilai kekerasan

yaitu berupa nilai HRC,kekerasan itu dilakukan dengan uji Rockwell,material yang

diuji digunakan 8 titikdengan interval ¼ inchi,dimana titik pertama terletak pada

ujung spesimen yang disemprotkan air dan titik yang terakhir adalah titik yang tidak

disemportkan air.Menurut teori bagian yang tersemprot air akan memiliki kekerasan

yang lebih tinggi dibandingkan bagian yang tidak disemprot air.tetapi pada percobaan

yang kami lakukan terjadi penyimpangan kekerasan yang seharusnya.Hal ini dapat

dilihat pada grafik,dimana seharusnya HRCpratikum berada diantara HRCmax dan

HRCmin,tetapi pada pratikum yang kami lakukan HRCpratikum mengalami naik-

turun pada tiap titiknya.

Hal ini mungkin disebabkan karena terjadi kesalahan pada saat proses gerinda

dilakukan dimana permukaan spesimen tersebut tidak rata dan halus,sehingga

berpengaruh diwaktu dilakukan uji keras,sehingga mengakibatkan harga kekerasan

material tersebut tidak pada semestinya.Selain itu bisa juga dipengaruhi diwaktu

penyemprotan spesimen ada bagian yang seharusnya tidak terkena air menjadi

kena,sehingga mengakibatkan bagian tersebut berubah fasa menjadi martensit yang

memiliki kekerasan yang tinggi namun bersifat getas.

6.5 PENUTUP

6.5.1 Kesimpulan

Pada pratikum uji jominy ini dapat disimpulkan bahwa nilai kekerasan

pada pratikum ini tidak berada didalam range nilai maksimum dan minimunya.

Nilai kekerasan yang diperoleh yaitu nilai kekerasan pada permukaan yang

mana nilai kekerasan yang paling tinggi diperoleh pada bagian pangkal

specimen tersebut yang berarti tidak sesuai dengan referensi yang dipelajari dan

dapat disimpulkan bahwa pratikum uji jominy kami kurang berhasil.

6.5.2 Saran

Pada pratikum ini yang dapat pratikan sarankan yaitu :

Untuk lebih teliti lagi dan hati-hati dalam melakukan prosedur pengerjaan

Dan usahakan permukaan specimen agar benar-benar rata

Amati dan catat hasil pratikum dengan teliti.

6.6 LAMPIRAN

6.6.1 Tugas Sebelum Pratikum

1. Prosedur percobaan pratikum Jominy

a. Bersihkan spesimen

b. Panaskan spesimen dalam tungku sampai temperatur tertentu

c. Setelah spesiemen mencapai temperatur yang diperlukan biarkan didalam

tungku selama 30 menit

d. Pindahkan spesimen kedudukan yang disediakan,semprotkan air sampai

spesimen menjadi dingin

e. Ratakan permukaan dan bersihkan untuk pengukuran Rockwell

f. Ukur kekerasan spesimen pada setiap posisi dengan interval ¼ Inch.

2. Kurva Hardnability: kurva yang menghubungkan antara kekerasan dengan jarak

pada range-range tertentu.

Kurva Hardnability Band: kurva yang menggambarkan range mampu keras logam

3. Faktor yang mempengaruhi sifat mampu keras logam:

a. Komposisi kimia

b. Kadar karbon

c. Laju pendinginan

d. Temperatur pemanasan

e. Ukuran butir

6.6.2 Tugas Setelah Pratikum

1. Pada kurva hardnability band,nilai HRC yang terukur berada diantara range HRC

max dan HRC min,tetapi hasil yang pratikan dapat tidak sesuai dengan teori,karena

grafik yang pratikan dapatkan ada nilai yang keluar dari range tersebut.

2. Yang menyebabkan perbedaan dimasing-masing titik adalah air yang menyemprot

spesimen tersebut karena apabila spesimen tersebut berkontak langsung dengan air

maka bagian terkena air akan lebih keras dibanding yang tidak kena air karena

perbedaan dengan teoritis yaitu terdapat pada titik 5/4 dan 8/4.