JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.umm.ac.id/45478/1/PENDAHULUAN.pdf ·...

PENGARUH VARIASI WAKTU PENAHANAN PROSES CARBURIZING DENGAN MEDIA

ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN BONGGOL JAGUNG TERHADAP BAJA

KARBON RENDAH ST 41

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk memenuhi syarat memeperoleh gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh :

ANGGA LEORANOVA NEON BENI

201310120311188

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

LEMBAR PENGESAHAN

SKRIPSI

PENGARUH VARIASI WAKTU PENAHANAN PROSES CARBURIZING DENGAN MEDIA ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN BONGGOL

JAGUNG TERHADAP BAJA KARBON RENDAH ST 41

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Nama : ANGGA LEORANOVA NEON BENI

Nim : 201310120311188

Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh

Pada tanggal, 5 Oktober 2018

Dosen Pembimbing I

Iis Siti Aisyah ST., MT., PhD

(NIP.108.1503.0572)

Dosen Pembimbing II

Ir. Ali Saifullah, MT

(NIP.195712271987031002)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Malang

Murjito, ST , MT

(NIP.108.9404.0313)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro, Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : ANGGA LEORANOVA NEON BENI No. Induk : 201310120311188 No. ST. Pemb. TA : E.3.d / 89 / FT / UMM / III / 2017 Tgl ST. TA keluar : 01 Maret 2017 Judul : PENGARUH VARIASI WAKTU PENAHANAN PROSES

CARBURIZING DENGAN MEDIA ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN BONGGOL JAGUNG TERHADAP BAJA KARBON RENDAH ST 41

Pembimbing I : Iis Siti Aisyah ST., MT., PhD

NO Tanggal Asistensi Catatan Asistensi Paraf Pembimbing I

1 17-10-2017 Persetujuan Judul TA

2 23-10-2017 Konsultasi BAB I

3 27-10-2017 ACC BAB I

4 05-11-2017 Konsultasi BAB II

5 13-11-2017 ACC BAB II

6 21-11-2017 Konsultasi BAB III

7 28-11-2017 ACC BAB III

8 09-12-2017 Konsultasi BAB IV

9 15-01-2018 ACC BAB IV

10 17-01-2018 ACC BAB V

Mengetahui, Malang, 5 Oktober 2018

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing I

(Murjito, ST, MT) (Iis Siti Aisyah, ST., MT., PhD)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK Jurusan : Teknik Mesin, Teknik Sipil, Teknik Elektro, Teknik Industri, D3 Elektronika, Teknik Informatika Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI

Nama : ANGGA LEORANOVA NEON BENI No. Induk : 201310120311188 No. ST. Pemb. TA : E.3.d / 89 / FT / UMM / III / 2017 Tgl ST. TA keluar : 01 Maret 2017 Judul : PENGARUH VARIASI WAKTU PENAHANAN PROSES

CARBURIZING DENGAN MEDIA ARANG TEMPURUNG KELAPA DAN BONGGOL JAGUNG TERHADAP BAJA KARBON RENDAH ST 41

Pembimbing II : Ir. Ali Saifullah, MT

NO Tanggal Asistensi Catatan Asistensi Paraf Pembimbing II

1 17-10-2017 Persetujuan Judul TA

2 23-10-2017 Konsultasi BAB I

3 27-10-2017 ACC BAB I

4 05-11-2017 Konsultasi BAB II

5 13-11-2017 ACC BAB II

6 21-11-2017 Konsultasi BAB III

7 28-11-2017 ACC BAB III

8 09-12-2017 Konsultasi BAB IV

9 15-01-2018 ACC BAB IV

10 17-01-2018 ACC BAB V

Mengetahui, Malang, 5 Oktober 2018

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing II

(Murjito, ST, MT) (Ir. Ali Saifullah, MT)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT,yang telah

melimpatkan rahmat , taufik dan hidayah-Nya sehingga dapat menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

Didalam penyusun tugas akhir ini sering mengalami kesulitan dan

hambatan, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan itu bisa

dihadapi dan teratasi. Oleh karena itu sangat tepatlah biloa penyusun pada

kesempatan ini untuk menyampaikan terima kasih atas jasa baik yang ini

penyusun terima, baik nasehat, petunjuk serta bimbingan dan saran yang berupa

apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Rasa terima

kasih ini penyusun sampaikan kepada :

1. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang

2. Bapak Murjito, ST., MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang

3. Ibu Iis Siti Aisyah ST., MT., Phd. Selaku Dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi

ini dilakukan.

4. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT. Selaku Dosen pembimbing II yang telah

memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak / Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

teoritis secara langsung maupun tidak langsung.

6. Kedua orang tua dan seluruh keluarga yang selalu memberikan bantuan materi

maupun non materi, mendoakan, menyemangati, menasehati, dan

mengingatkan pesan- pesan yang tak terlupakan.

7. Serta kepada seluruh teman-teman mesin D yang selalu memberikan dukungan

dan semangat dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun menyadari bahwa masih

banyak kekurangan dan kelemahan baik dalam penyusunan data maupun dalam

pembahasannya. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang sifatnya

membangun sangat penyusun harapkan demi sempurnya Tugas Akhir ini.

Semoga Allah SWT memberikan balasan kepada semua pihak yang

tersebut diatas dan penyusun berharap semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi

penulis dan pembacanya.

Penulis

Angga Leoranova Neon Beni

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

POSTER ................................................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

LEMBAR KONSULTASI/ACC DOSEN PEMBIMBING I ............................ iv

LEMBAR KONSULTASI/ACC DOSEN PEMBIMBING II ........................... v

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ............................................ vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xvi

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

1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2

1.4 Batasan Masalah ............................................................................................. 2

1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................... 3

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................................................. 3

2.2 Pengertian Baja Karbon ................................................................................. 4

2.2.1 Baja Karbon Rendah ........................................................................... 4

2.2.2 Baja Karbon Sedang ............................................................................ 5

2.2.3 Baja Karbon Tinggi ............................................................................. 5

2.2.4 Struktur Baja Karbon........................................................................... 5

2.3 Karakteristik Baja ST 41 (JIS G-3123) ....................................................... 7

2.4 Karburasi (Carburizing) ................................................................................ 7

2.4.1 Pack Carburizing ................................................................................. 8

2.4.2 Liquid Carburizing ............................................................................ 10

2.4.3 Gas Carburizing ................................................................................. 10

2.5 Difusi .............................................................................................................. 10

2.6 Mekanisme Difusi ........................................................................................ 11

2.6.1 Difusi Vacancy ................................................................................... 11

2.6.2 Difusi Interstisi ................................................................................... 12

2.7 Media Karbon Aktif ..................................................................................... 13

2.7.1 Tempurnng Kelapa ............................................................................ 14

2.7.2 Bonggol Jagung .................................................................................. 15

2.8 Katalisator (Energizer) ................................................................................ 16

2.9 Pengujian Kekerasan .................................................................................... 16

2.9.1 Metode Pengujian Vickers ................................................................ 17

2.10 Pengamatan Struktur Mikro ....................................................................... 18

BAB III METODELOGI PENELITIAN .......................................................... 21

3.1 Tempat Penelitian ......................................................................................... 21

3.2 Alat dan Bahan Penelitian ........................................................................... 21

3.2.1 Furnace ................................................................................................ 21

3.2.2 Alat penumbuk ................................................................................... 22

3.2.3 Pengayak (Screening) ........................................................................ 22

3.2.4 Neraca Digital .................................................................................... 23

3.2.5 Mesin Gergaji ..................................................................................... 23

3.2.6 Kontainer (wadah) ............................................................................. 24

3.2.7 Scanning Electron Microscope (SEM) ............................................ 24

3.2.8 Vickers Hardness Tester ................................................................... 25

3.2.9 Mesin Pengamplas dan Autosol ....................................................... 25

3.2.10 Bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian ............................ 26

3.3 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................. 26

3.3.1 Pemotongan Spesimen ...................................................................... 26

3.3.2 Proses Carburizing ............................................................................ 26

3.3.3 Polishing Spesimen............................................................................ 27

3.3.4 Pengambilan Data Kekerasan dan Struktur Mikro ........................ 27

3.4 Teknik Analisa Data ..................................................................................... 28

3.4.1 Pengamatan Struktur Mikro ............................................................. 28

3.4.2 Pengujian kekerasan Vickers ........................................................... 28

3.5 Diagram alir penelitian ................................................................................ 29

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................... 30

4.1 Spesifikasi Baja ST 41 ................................................................................. 30

4.2 Data uji kekerasan tanpa proses carburizing ............................................ 30

4.3 Data uji kekerasan proses carburizing media bonggol jagung ............... 31

4.3.1 Grafik Hasil Uji Vickers ................................................................... 32

4.3.2 Hasil Foto Mikro ................................................................................ 33

4.3.3 Grafik Hasil Foto Mikro ................................................................... 35

4.4 Data uji kekerasan proses carburizing media tempurung kelapa ........... 35

4.4.1 Grafik Hasil Uji Vickers ................................................................... 36

4.4.2 Hasil Foto Mikro ................................................................................ 38

4.4.3 Grafik Hasil Foto Mikro ................................................................... 40

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 41

5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 41

5.2 Saran ............................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe-Fe3c .......................................................................... 6

Gambar 2.2 Diagram CCT ......................................................................................... 6

Gambar 2.3 Proses Pack Carburizing ....................................................................... 8

Gambar 2.4 Proses Difusi (a) Secara Interstisi, (b) Secara Substitusi .................... 11

Gambar 2.5 Difusi Vacancy .................................................................................... 11

Gambar 2.6 Difusi Interstisi ................................................................................... 12

Gambar 2.7 (a) Pengujian Vickers (b) Bentuk indentor Vickers ............................ 17

Gambar 2.8 Hasil pengamatan pengujian mikrostruktur ...................................... 19

Gambar 3.1 Furnace .............................................................................................. 21

Gambar 3.2 Alat penumbuk arang ......................................................................... 22

Gambar 3.3 Alat pengayak ..................................................................................... 22

Gambar 3.4 Neraca Digital ..................................................................................... 23

Gambar 3.5 Gergaji Mesin ..................................................................................... 23

Gambar 3.6 Kontainer............................................................................................ 24

Gambar 3.7 Scanning Electron Microscope ........................................................... 24

Gambar 3.8 Vickers System Hardness Tester ........................................................ 25

Gambar 3.9 Mesin amplas dan autosol ................................................................. 25

Gambar 3.10 Diagram alir penelitian...................................................................... 29

Gambar 4.1 Perbandingan nilai kekeraan dengan media arang bonggol jagung .. 32

Gambar 4.2 Perbandingan rata-rata nilai kekerasan dengan media arang bonggol

jagung ................................................................................................................ 32

Gambar 4.3 Hasil proses carburizing arang bonggol jagung dengan waktu

penahanan 30 menit ......................................................................................... 33


penahanan 60 menit ......................................................................................... 34


penahanan 90 menit ......................................................................................... 34


penahanan 120 menit ....................................................................................... 34

Gambar 4.7 Grafik ketebalan dari uji foto mikro ................................................... 35

Gambar 4.8 Perbandingan nilai kekerasan dengan media arang tempurung kelapa

36

Gambar 4.9 Perbandingan rata-rata nilai kekerasan dengan media arang

tempurung kelapa ............................................................................................. 37

Gambar 4.10 Hasil proses carburizing arang tempurung kelapa dengan waktu

penahanan 30 menit ......................................................................................... 38


penahanan 60 menit ......................................................................................... 38


penahanan 90 menit ......................................................................................... 39


penahanan 120 menit ....................................................................................... 39

Gambar 4.14 Grafik ketebalan dari uji mikro ......................................................... 40

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Baja ST 41 (JIS G-3123) ......................................................... 7

Tabel 2.2 Komposisi kimia tempurung kelapa ........................................................ 14

Tabel 2.3 Komposisi kimia bonggol jagung ............................................................. 15

Tabel 4.1 Komposisi kimia ST 41 (JIS G-3123) ......................................................... 30

Tabel 4.2 Pengujian Vickers tanpa proses proses carburizing ................................ 30

Tabel 4.3 Data uji kekerasan proses carburizing media bonggol jagung ............... 31

Tabel 4.4 Data uji kekerasan proses carburizing media tempurung kelapa ........... 36

DAFTAR PUSTAKA Akay, S.K., Yazici, M., Avinic, A., 2008. The Effect of Heat Treatment on

Phisical Properties of Low Carbon Steel, Proceeding of Romanian Academy Series A, Vol 10.

Budinski, K.G., and Budinski, M.K., 1999, Engineering Materials, 6th Edition,

Prentice – Hall Inc., New Jersey. Callister, William D, 1994, Material Science and Engineering 4th Edition, John

Wiley and Sons Inc Clark, D.S., Varney W.R., 1962, Physical Metallurgy for Engineering, D. Van

Nostrand Company, INC. Darmanto, 2006, Pengaruh Holding Time Terhadap Kekerasan Dengan Refining

Core Pada Proses Carburizing Baja Karbon Rendah. UNWAHAS Djaprie, S., 1983, Ilmu Dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta. Eko, J.A., 2006, Pengaruh Media Karburasi dan bahan Kimia Aktif Terhadap

Kekerasan cangkul, Skripsi S1 teknik Mesin FT, UNS, Surakarta. Kubota, M., and Ochi, T., 2003, Development of Anti-coarsening Extra-fine Steel

for Carburizing, Nippon Steel Technical Report, No. 88. Masyrukan, 2006, “Penelitian Sifat Fisis dan Mekanis Baja Karbon Rendah

Akibat Pengaruh Proses Pengkarbonan dari Arang Kayu Jati”. Jurnal Media Mesin, Vol. 7, No. 1, Januari 2006.

Oggo, D.U.I, Ette, E.O and Iyorchir, A.I, 1996, Feasibility of Sea and Coconut

Shells as Substitute to Barium Carbonat 3 BaCO in Small Scale Foundry and Heat Treatment Shop, ISIJ International, No.2, pp.203-209.

Palaniradja, K., Alagumurthi, N., and Soundararajan, V., 2004, Optimization of

Process Variables in gas Carburizing Process: A Taguchi Study with Experimental Investigation on SAE 8620 and AISI 3310 Steels, Turkish Journal, Vol. 29

Sami, M., K. Annamalai, M. Wooldridge, 2000, Co-firing of coal biomass fuel

blends, Departmen of mechanical engineering Texas A & M University Schonmentz, I. A., dkk. (1985): Pengetahuan Bahan Dan Pengerjaan Logam.

Penerbit Angkasa. Bandung. Smith, W.F., 1996, Principles of Material Science and Engineering, 3rd Edition,

McGraw-Hill Inc., New York.

The ASTM Committe on Standart, 1916, Standart Methods for Apparent Density.

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.umm.ac.id/45478/1/PENDAHULUAN.pdf ·...

Documents

Transcript of JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS …eprints.umm.ac.id/45478/1/PENDAHULUAN.pdf ·...