seminar UGM 2008 -...

BUKU

PROSIDING

SEMINAR NASIONAL

Perkembangan Riset dan Teknologi

di Bidang Industri Ke-14

Perkembangan Riset dan Teknologi

di Bidang Industri Ke-14

PANITIA SEMINAR NASIONALPERKEMBANGAN RISET DAN TEKNOLOGI

DI BIDANG INDUSTRI KE-14

Pusat Studi Ilmu Teknik UGMJl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281Telpon : 0274-565834, 0274-902287; Fax. : 0274-565834

Email : [email protected]; [email protected]; [email protected] : www.chemeng.ugm.ac.id

Pusat Studi Ilmu Teknik dengan

Jurusan Teknik Mesin dan Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

KPTU Fakultas Teknik UGMYogyakarta, 17 Juni 2008

KPTU Fakultas Teknik UGMYogyakarta, 17 Juni 2008

Sem

inar

Nasio

nalP

erk

em

bangan

Ris

et

dan

Teknolo

gidibid

ang

Ind

ustri

ke

-14

BU

KU

AB

ST

RA

K

ISBN: 978-979-95620-4-3

ISBN: 978-979-95620-4-3

PROSIDING

ISBN : 978-979-95620-4-3

Pusat studi Ilmu Teknik UGM Jurusan Teknik Kimia FT UGM Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM Y o g y a k a r t a

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14

ISBN: 978-979-95620-4-3 ii

Editor: 1. Dr. Ir. I Made Suardjaja, MSc. 2. Ir. Aswati Mindaryani, MSc. 3. Dr. Ir. Rini Dharmastiti, MSc. 4. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE. 5. Ir. Suprihastuti SR, MSc. 6. Dr. M. Noer Ilman, ST., MSc. 7. Dr. Ir. Rochmadi, SU. 8. Dr. Ir. Sarto, MSc. 9. Dr. Ir. Harry Sulistyo, SU. 10. Dr.Eng.Ir. M. Arif Wibisono, MT. Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 14 2008, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada Yogyakarta ISBN : 978-979-95620-4-3 Alamat : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telpon : (0274) 565834, 902287 Fax : (0274) 565834 E-mail : [email protected] ; [email protected] ; [email protected] Website : www.chemeng.ugm.ac.id


ISBN: 978-979-95620-4-3 iii

Pengantar Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri yang ke 14 merupakan seminar rutin yang diselenggarakan oleh Pusat Studi Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada. Seminar ini terlaksana atas kerjasama antara PSIT UGM dengan Jurusan Teknik Mesin dan Industri serta Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UGM. Seminar ini diharapkan berperan sebagai wahana penyebarluasan dan pertukaran informasi terbaru yang diperoleh dari hasil penelitian, operasi pabrik dan praktek lain yang berhubungan dengan industri. Dengan seminar ini juga diharapkan akan terjadi interaksi yang sinergis antara para akademisi, peneliti dan praktisi bidang industri yang akan membawa kemajuan bagi industri nasional dan pendidikan teknik yang berhubungan dengan mempersiapkan tenaga kerja unggul bidang industri. Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri 2008 diselenggarakan pada tanggal 17 Juni 2008 di Kampus Grafika Fakultas Teknik UGM, Dalam seminar ini dipresentasikan 83 makalah. Para pemakalah mewakili berbagai latar belakang profesi mulai dari akademisi, peneliti, konsultan dan praktisi dari industri. Topik makalah diklasifikasikan dalam 7 bidang yang meliputi Perpindahan Panas dan Massa, Teknik Reaksi dan Pembakaran, Mekanika Fluida, Kendali Proses, Bahan Teknik dan Mekanika Bahan, Pengolahan Limbah Industri dan Lingkungan, Teknik Industri. Prosiding seminar ini diharapkan dapat memberikan informasi perkembangan yang paling mutakhir dalam bidang riset dan teknologi di bidang industri di Indonesia. Panitia telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun semua makalah dalam bentuk prosiding yang representatif, namun masukan dan kritik dari para pembaca masih sangat diharapkan. Seminar ini dapat terlaksana dengan sukses berkat partisipasi dan bantuan dari berbagai pihak. Panitia mengucapkan terima kasih kepada para pemakalah, para sponsor (PT.KIEC, PT. KPI) dan juga kepada para mahasiswa yang telah membantu terselenggaranya acara seminar. Yogyakarta, 17 Juni 2008 Panitia Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri ke 14


ISBN: 978-979-95620-4-3 iv

Tabel Daftar Isi HalamanBahan Teknik Dan Mekanika Bahan Perancangan Struktur Pengikat Sirip pada Roket Rx-150-Lapan Agus Budi Djatmiko

BT/MB - 1

Pengaruh Temperatur Penuangan, Temperatur Cetakan, Ketebalan Coran Dan Flux Terhadap Fluiditas Dan Sifat Mekanik Dari Paduan Magnesium (Mg 44% Al) Amir Arifin dan Suyitno

BT/MB - 7

Pengaruh Penambahan Serat Kelapa terhadap Sifat Mekanik Material Ferrocement Anggito P. Tetuko, Deni S. Khaerudini, Muljadi, dan P. Sebayang

BT/MB - 13

Rancang Bangun Rangkaian Elektrik Dan Mekanik Pada Alat Penggulung Serat Komposit (Filament Winding) Bambang S Wibowo

BT/MB - 19

Pelapisan Al2O3 pada Logam SS-304 Menggunakan Teknik Electrophoretic Deposition (EPD) Deni S. Khaerudini, Anggito P. Tetuko, P. Sebayang, Muljadi, dan Masno Ginting

BT/MB - 26

Studi Analisis Kekuatan Mekanik Material Komposit Matrik Epoxy dengan Penguat Serat Bambu Apus (Gigantochloa apus) Deni S. Khaerudini, Muljadi, Anggito P. Tetuko, dan P. Sebayang

BT/MB - 34

Pengaruh Jumlah Lamina Biokomposit Bambu Dengan Matrik Sekresi Kutu Albasia Terhadap Kekuatan Mekanis Erina Primayanti, Heru S.B. Rochardjo dan Mujiyono

BT/MB - 41

Sifat Mekanis Dan Struktur Mikro Pada Sambungan Rel R.54 Hasil Pengelasan Thermite Gunawan Dwi Haryadi

BT/MB - 48

Pengaruh Goresan pada CoCr Alloy yang Diimplantasi Ion Berbasis Nitrogen Terhadap Sifat Keausan Die Drawn GUR 1120 UHMWPE Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Ishak S. Limbong, Rini Dharmastiti dan B.A.Tjipto Sujitno

BT/MB - 56

Pengaruh Pembebanan Terhadap Sifat Keausan Die Drawn Gur 1120 UHMWPE dan Ion Implantasi Berbasis Nitrogen pada Cobalt Chrome Alloy Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Jefri S Bale, Rini Dharmastiti , Rahadyan Magetsari , B.A Tjipto Sujitno

BT/MB - 62

Pengaruh Elemen Reaktif Hf Terhadap Proses Oksidasi Lapisan NiAl pada Superalloy Berbasis Nikel Kemas A. Zaini Thosin

BT/MB - 67


ISBN: 978-979-95620-4-3 v

Pengaruh Pelumasan Terhadap Sifat Keausan Die Drawn Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Untuk Aplikasi Sendi Lutut Tiruan Kristianta F.X., Rini Dharmastiti, Rahadyan Magetsari dan BA. Tjipto Sujitno

BT/MB - 73

Pengaruh Variasi Waktu Proses Perlakuan Panas Baja Perkakas Krupp 2510 (AISI01) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Meilinda Nurbanasari, Weldi

BT/MB - 79

Mullite Matrix Composites Reinforced with Tetragonal Zirconia Polycrystals Stabilized with 3% Mole of Yttria (3Y-TZP) Mendy D. and M. Waziz Wildan

BT/MB - 80

Analisis Cacat Produk Profil Bending Pada Roll Forming Milton Lioe, Sofyan Djamil dan Eddy S. Siradj

BT/MB - 87

Pembuatan Keramik Na2O-Al2O3 Dengan Aditif MgO Dan Karakterisasinya Sebagai Komponen Elektrolit Muljadi, M. Ramlan, P. Sebayang, Anggito P. Tetuko, dan Deni S. Khaerudini

BT/MB - 95

Pengaruh Komposisi Batu Apung (Pumice) pada Pembuatan Panel Beton Ringan terhadap Sifat Fisis dan Mekanik Muljadi, Perdamean Sebayang, Deni S. Khaerudini, Anggito P Tetuko

BT/MB - 100

Pengaruh Tekanan Proses Pembuatan Terhadap Kekuatan Tarik Biokomposit Sekresi Kutu Albasia dan Serat Ramie (Boehmeria nivea) Muntaha, Mujiyono dan Heru S. B. Rochardjo

BT/MB - 105

Pengaruh Kadar Gas Argon Pada Deposisi Diamond-like Carbon (DLC) Putut Marwoto

BT/MB - 110

Machining Silicon for 3D Microparts Rusnaldy

BT/MB - 116

Kualitas Sifat Mekanik Dengan Uji Kuat Tarik Pada Propelan Roket Lapan Sauman

BT/MB - 123

Pengaruh Pengaturan Arah Serat Pada Pembuatan Lapisan-Lapisan Dinding Komposit Nose Cone Roket Rx-230 Terhadap Kekuatan Strukturnya Setiadi dan Sugiarmadji HPS

BT/MB - 127

Peranan Tepung Jagung dan Tepung Tapioka dalam Pembuatan Keramik Alumina Berpori dengan Proses Slip Casting Soejono Tjitro, Juliana Anggono, Dian Perdana

BT/MB - 137

Pemanfaatan Serat Jute (Chorcorus Capsularis) Sebagai Bahan Penguat Komposit Matrik Polyester Soeparno Djiwo, Fredy Hiunsiustio

BT/MB - 138

Aluminum-Fly Ash Composite Produced by Hot Isostatic Sintering (HIP) BT/MB - 149


ISBN: 978-979-95620-4-3 vi

Subarmono, Jamasri, M.W. Wildan and Kusnanto

Pengaruh Temperatur Tuang, Temperatur Cetakan Dan Tekanan Pada Pengecoran Squeeze Terhadap Sifat Mekanis Dan Struktur Mikro Paduan Magnesium (Mg - 44%Al) Sudarsono dan Suyitno

BT/MB - 154

Kaji Parametrik Kekuatan Struktur Tabung Motor Roket Rx-230 Dengan Beberapa Material Bahan Sugiarmadji HPS danSetiadi

BT/MB - 161

Analisis Karakteristik Dinamik Struktur Roket Rx-230 Dengan Metoda Elemen Hingga Sugiarmadji HPS dan Setiadi

BT/MB - 168

Karakteristik Bahan Komposit Serbuk Limbah Besi Cor, Serbuk Kuningan, Serat Asbes dan Serbuk Limbah Plastik untuk Bahan Kampas Rem Kendaraan Bermotor Susilo Adi Widyanto

BT/MB - 175

The Fluidity Characteristics of Liquid Duralumin by Piece Test Methode on Permanent Mold in Low Pressure Wahyono Suprapto

BT/MB - 182

Pengaruh Variasi Waktu Proses Perlakuan Panas Baja Perkakas Krupp 2510 (AISI01) Terhadap Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Meilinda Nurbanasari, Weldi

BT/MB - 189

Kendali Proses Aplikasi Algoritma Particle Swarm Optimization (PSO) pada Perancangan Sistem Kendali Stirred-tank Heat Exchanger Dwi Ana Ratna Wati dan Samiadji Herjunanto

KP - 1

Pengembangan Metode Evaluasi Keandalan Process Train LNG Walmiki Samadhi T.

KP - 8

Sensor Electrical Capacitance Untuk Aplikasi Proses Industri Wahyu Widada, Sri Kliwati, Arbai Yusuf, Warsito

KP - 15

Optimasi Produksi Edible Film dari Tepung Kecipir Rendah Lemak Margaretha Tuti Susanti

KP - 19

Mekanika Fluida Studi Eksperimental Pengaruh Pola Aliran (Bubble dan Slug) Pada Aliran Dua Fasa (Air-Udara)Terhadap Efektivitas Nosel di Spray Dryer Agato, Indarto dan Deendarlianto

MF - 1

Pengaruh Tegangan Permukaan Terhadap Distribusi Tekanan Untuk Berbagai Jumlah Sudu Impeler Dalam Pompa Sentrifugal Aries P. Haryono, Indarto , dan Hermawan

MF - 8


ISBN: 978-979-95620-4-3 vii

Kajian Visualisasi Pengaruh Wettability Pada Evaporasi Tetesan Tunggal Butiran Air yang Mengenai Permukaan Padat yang Dipanaskan Arvin, Deendarlianto, Indarto, Yesung Allo Padang, M. Dyan Susila E.S., Y.Takata

MF - 18

The Hysteresis Phenomenon during the Counter-current Air-water Two-phase flow in a Model of Hot Leg Pressurized Water Reactor Deendarlianto

MF - 25

Visualisasi Dinamika Tumbukan Droplet Tunggal dengan Permukaan yang Dipanaskan pada Bilangan Weber Menengah Dyan Susila E.S M., Deendarlianto, Indarto, Yesung Allo Padang, Arvin dan Yasuyuki Takata

MF - 30

Karakterisasi Aliran Gas-Cair Searah Keatas Pada Perubahan Penampang Berpenampang Segi Empat Saluran Vertikal Rolando Sihombing, Indarto, Deendarlianto

MF - 36

Simulasi Numerik Aliran Dua Fasa Cair-Gas Pola Aliran Cincin Berlawanan Arah pada Pipa Vertikal Setyawan Bekti Wibowo, Tri Agung Rohmat

MF - 42

Karakteristik Perkembangan Lapis Batas Turbulen didalam Aliran dengan Gradien Tekanan Balik Sutardi dan Vivin N. F.

MF - 49

Parallel Processing of Multi Channel Wind Pressure for Subsonic Wind Tunnel Wahyu Widada dan Sri Kliwati

MF - 57

Dinamika Penjalaran Tetesan Tunggal di atas Permukaan Panas Yesung Allo Padang, M. Dyan Susila E.S., Arvin, Deendarlianto, Indarto dan Yasuyuki Takata

MF - 61

Studi Eksperimental Perpindahan Kalor Dua Fasa Air-Udara Untuk Daerah Slug Flow Aliran Searah Pada Pipa Horizontal Yulius, Indarto dan Deendarlianto

MF - 65

Development And Characteristic Of Heavy Wall Thickness Spiral Welded Pipe API 5L X65 For High Pressure Application Hidi Kuat Purwono dan A. Hafidz. S.

MF - 73

Mekanisme Difraksi dari Detonasi di belakang Celah Tunggal Diffraction Mechanism of Detonation behind single gap Jayan Sentanuhady

MF - 80

Rancangan Awal Mesin Ram-Jet u untuk Pesawat Jelajah Tanpa Awak Rx 530 Lapan Agus Budi Djatmiko

MF - 86

Pengolahan Limbah


ISBN: 978-979-95620-4-3 viii

Produksi Biosurfaktan oleh Azotobacter vinelandii dengan Molasse sebagai Substrat Alternative Inkonvensional Helmy. Q., C.E.L.Latunussa, P. Suryatmana, E. Kardena, T.Tedjakusuma dan Wisjnuprapto

PL - 1

Pemanfaatan Limbah Serpihan Tanduk menjadi Produk Berdaya Guna dan Berhasil Guna Ismet Rohimat, Rosad Maali El Hadi dan Hennie Husniah

PL - 8

Pemanfaatan Panas Pembakaran Sampah untuk Produksi Uap Guna Mendukung Pengolahan Oilsludge Mamat

PL 13

Gas Filter Insinerator Dengan Water Jacket Mamat, Priyo Sardjono

PL - 17

Pengolahan Limbah Cair Batik Dengan Elektrokoagulasi Sarto dan Rahayu Tyas Anindya

PL - 22

Pemanfaatan Sludge dari Industri Pengolahan Kertas sebagai Bahan Baku Pembuatan Beton Ringan Sebayang P., Deni S. Khaerudini, Anggito P. Tetuko, dan Muljadi

PL - 29

Pengembangan dan Pengujian Inokulum untuk Pengomposan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Suharwaji Sentana, Suyanto, M. A. Subroto dan Suprapedi

PL - 34

Perpindahan Panas dan Massa Kajian Emisivitas Pada Material Austenitic Stainless Steel Terhadap Panas Radiasi Furnace Ketel Uap Anggito P. Tetuko, Deni S. Khaerudini, P. Sebayang, Muljadi.

PPM - 1

Konstruksi Persamaan Nusselt Pada Aliran Gelembung di Dalam Pipa Annulus Vertikal Arbiyantoro, Purnomo, Mahmuddin

PPM - 7

Penjernihan Minyak Kelapa Industri Rakyat dengan Bleaching Earth Aswati Mindaryani, Samuel Chandra Kurniawan

PPM - 14

Perancangan Alat Pemanas Bearing Model U dengan Prinsip Induksi Elektromagnetik Candra Bachtiyar, Golfrid Gultom

PPM - 21

Pengaruh Variasi Jarak Antar Sirip Annular Pada Pipa Lurus Terhadap Karakteristik Fluidisasi Danar Susilo Wijayanto dan Samsul Kamal

PPM - 28

Pengaruh Suhu Pembakaran Terhadap Proses Densifikasi Keramik Silikon Karbida Etty Marti Wigayati dan Muljadi

PPM - 34

Kajian Awal Perpindahan Kalor pada Aliran Transisi Searah ke Atas PPM - 40


ISBN: 978-979-95620-4-3 ix

Mahmuddin, Samsul Kamal, Indarto, Purnomo Pengaruh Beban, Pelumasan, dan Scratch Terhadap Frictional Heat Pada Gesekan Antara Cobalt Chrome Alloy dan Die Drawn GUR 1120 UHMWPE Muhamad Jafri, Rini Dharmastiti dan B.A. Tjipto Sujitno

PPM - 47

Pengaruh Sudut Susunan Elemen Media Pengisi (Packing) Terhadap Karakteristik Daya Menara Pendingin Kontak Langsung Udara-Air Mustaqim dan Samsul Kamal

PPM - 54

Pemurnian Methanol dari Kandungan Tri Methyl Amine PT. Kaltim Methanol Industri Bontang Kaltim Nanang Hasanudin, Imam Karfendi Putro, dan Andrian Nugroho

PPM - 60

Pengaruh Bentuk Packing Terhadap Volume Efektif Cooling Tower Nurpatria dan Samsul Kamal

PPM - 66

Implikasi Keberadaan Buffle Jenis Double Segmental Pada Alat Penukar Kalor Samsudin Anis

PPM - 71

Thermal Performance Analysis of Novel UO2 Pellet containing Tungsten Matrix for Pressurized Water Reactor Suwardi

PPM - 77

Teknik Industri Wavelet Support Vector Machine for Machine Fault Diagnosis Achmad Widodo

TI - 1

Penyusunan Prioritas Pemilihan Partner dengan Menggunakan Supply Chain Partnerships (Studi Kasus PT X di Jakarta) Anggara Hayun Anujuprana Evaluasi dan Perencanaan Kebutuhan Operator Produksi dengan Pendekatan Analisis Waktu Baku pada Sebuah Perusahaan Pengolahan Air Minum dalam Kemasan Henmaidi, Rika Fitriani.

TI - 8

Penjadwalan Produksi Kantong Semen Untuk Meminimasi Total Biaya Henmaidi, Wisnel, Roni Saputra dan Jenawir

TI - 15

Studi Kelayakan Industri Plasterboard Berbasis Limbah Millingstone dan Kertas Semen, Kapasitas Produksi 2000 Lembar/Hari Sebayang P., Deni S. Khaerudini, Muljadi, dan Anggito P. Tetuko

TI - 23

Pengembangan Model Penjadwalan dengan Batasan Lateness Yuli Agusti Rochman, Subagyo, Anna Maria Sri Asih

TI - 31

Teknik Reaksi dan Pembakaran Penghilangan Zat Warna Naftol Dari Limbah Cair Industri Tekstil Dengan Ampas Tebu Adhi Kusumastuti

TRP - 1


ISBN: 978-979-95620-4-3 x

Pengaruh Dimensi Terhadap Karakteristik Pembakaran Biobriket Limbah Jarak Pagar Agung Pambudi N., Harwin Saptoadi dan Untoro Budi Surono

TRP - 8

Peningkatan Perolehan Minyak Mentah (EOR) Menggunakan HPAM pada Minyak asal Kawengan dan Ledok Bardi Murachman, Natalia Wibowo, Yudha Endriadi

TRP - 13

Potensi Produksi Etanol dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKS) Masdalifah, Maya Sarah, Erni Misran, Siti Syamsiah dan Ria Millati

TRP - 23

Efek sonikasi pada resistansi elektrolit sel elektrolisis untuk produksi hydrogen Rosyid Ridlo M. dan Achiar Oemry

TRP - 27

Pengendalian Mutu Sifat Mekanik Dengan Uji Kekerasan Propelan Ffar Roket Rx Lapan Sauman

TRP - 31

Pengaruh Laju Alir Absorben Fe-Edta (Iron Chelated Solution) Pada Penurunan Kandungan Gas H2s Dalam Biogas Pada Konsentrasi Yang Berbeda. Slamet S R, Endah W, Arif J dan Endang K

TRP - 38

Pengaruh Bentuk Partikel Serbuk U3si2 Dalam Proses Pengepresan Dan Pengerolan Bahan Bakar Dispersi U3si2 Al Tipe Pelat Supardjo

TRP - 44

Peningkatan Kualitas Pembakaran Biomassa Limbah Tongkol Jagung Sebagai Bahan Bakar Alternatif Dengan Proses Karbonisasi Dan Pembriketan Untoro Budi Surono, Harwin Saptoadi dan N. Agung Pambudi

TRP - 51

Karakterisasi Minyak Jarak Pagar (Crude Jatropha Oil) Hasil Pengepresan Biji dengan Variasi Kematangan Buah yang dibudidayakan di Kab Kupang Yayuk Eko Yulia Hardaniari, Sarto dan I Made Suardjaja

TRP - 58

Palm Juice as Feedstock for Fermented BioEthanol Production Kismurtono M.

TRP - 64


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 189

PENGARUH VARIASI WAKTU PROSES PERLAKUAN PANAS TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR

MIKRO BAJA PERKAKAS KRUPP 2510 (AISI O1)

Meilinda Nurbanasari dan Weldi

Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional, Bandung Djoko Hadi Prayitno

Pusat Teknologi Nulir Bahan & Radiometri, BATAN, Bandung

ABSTRAK

Baja perkakas AISI O1 banyak drgunakan untuk proses blanking, punching, thread rolling, forming, shearing, coining, sehingga harus memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang tinggi. Perbaikan sifat keras dan ketahanan aus tersebut dapat dilakukan melalui proses perlakuan panas.

Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk melihat sejauh mana pengaruh variasi waktu proses perlakuan panas terhadap kekerasan, ketahanan aus dan struktur mikro. Proses perlakuan panas yang dilakukan adalah proses pengerasan (hardening) dilakukan pada temperatur 850C dengan variasi holding time selama 30 menit, 60 menit dan 90 menit. Kemudian didinginkan secara cepat pada media pendingin oli. Proses dilanjutkan dengan tempering pada temperatur 500C selama 180 menit dan didinginkan di udara.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa harga kekerasan tertinggi yaitu 520,9 Hv diperoleh untuk Baja perkakas AISI O1 yang dikeraskan pada temperatur 850 oC, waktu penahanan 60 menit dan ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit. Sedangkan harga kekerasan terendah sebesar 196.4 Hv terdapat pada material awal. Dari pengujian ketahanan aus ternyata material yang dikeraskan pada temperatur 850 oC dengan waktu penahanan 60 menit kemudian ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit memiliki ketahanan aus yang paling tinggi dengan persentase keausan sebesar 0.0087 %. Hasil Ini menunjukkan bahwa harga kekerasan berbanding lurus dengan ketahanan ausnya. Hasil analisa metalografi menunjukkan struktur yang terbentuk setelah proses pengerasan adalah karbida bulat pada matrik martensit dan setelah proses temper adalah karbida bulat pada matrik martemper.

PENDAHULUAN

Baja perkakas Krupp 2510 (international standard: AISI O1) banyak diaplikasikan sebagai bahan perkakas untuk proses pemotongan (cutting process) dan cetakan proses pembentukan (forming process). Baja perkakas ini masih memiliki kekerasan yang relatif rendah. Oleh karena itu apabila dalam penggunaannya baja perkakas tersebut akan mengalami pembebanan yang tinggi dan terjadi dalam waktu yang lama, maka jenis baja perkakas ini harus mempunyai ketangguhan dan ketahanan aus yang cukup tinggi. Untuk meningkatkan ketangguhan dan ketahanan aus pada baja tersebut perlu dilakukan Heat Treatment. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan struktur mikro setelah baja tersebut mengalami perlakuan panas dengan temperatur dan variasi waktu yang berbeda, mendapatkan harga


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 190

kekerasan baja setelah mengalami perlakuan panas, dan memperoleh data peningkatan ketahanan aus baja setelah perlakuan panas.

METODOLOGI PENELITIAN

Jenis material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja perkakas Krupp 2510 yang berbentuk batang pejal. Material dipotong sesuai dengan bentuk, ukuran dan jumlah yang dibutuhkan. Setelah itu dilakukan proses perlakuan panas dengan pengerasan (hardening) dan tempering di dalam tungku pemanas dengan temperatur dan waktu pemanasannya berbeda, yaitu pengerasan pada temperatur 850 oC dengan waktu pemanasan divariasikan selama 30, 60 dan 90 menit, kemudian ditemper pada temperatur 500 oC dengan waktu pemanasan selama 180 menit untuk semua spesimen. Setelah proses perlakuan panas selesai dilakukan, dilanjutkan dengan pengujian spesimen yang terdiri atas 11 spesimen. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian kekerasan dengan metoda Viskers beban 500 gram dan waktu pembebanan 15 detik. Pengujian ketahanan aus dilakukan pada material awal maupun pada material yang telah mengalami proses quenching dan temper,sesuai standar ASTM B 611-76, dan dilakukan jua perhitungan persentase kehilangan beratnya. Pengujian lainnya adalah metalografi yang bertujuan untuk mengetahui struktur dan fasa dan proses pengetsaan juga menggunakan larutan Aqua Regia (26 ml HNO3, 60 ml HCl). Diagram alir penelitan, dapat dilihat sebagai berikut:

HASIL & PEMBAHASAN

I. Uji Keras

Dari data spesifikasi yang berasal dari pabrikan diketahui bahwa spesimen tersebut mempunyai kandungan unsur sebagai berikut :


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 191

Tabel. 4.1 Kandungan Unsur Pada Material Terhadap Standar Acuan Unsur Standar AISI O1 (% wt) Krupp 2510 (% wt)

C 0,85 0,95 0,95 Si 0,20 0,40 0,30 Mn 1,0 1,30 1,20 Cr 0,40 0,60 0,50 V 0,20 0,10 W 0,40 0,60 0,50 Mo - - Cu - - Ni - - Ti - - Al - - Fe Sisa Sisa

Dari standar acuan komposisi kimia standar AISI dapat diambil kesimpulan bahwa material awal tersebut telah sesuai dengan standar material AISI O1. Data Hasil Pengujian Kekerasan

Pada tabel 4.2 dan 4.3 ditampilkan data-data hasil pengujian kekerasan pada material awal dan yang sudah mengalami proses perlakuan panas.

Tabel 4.2 Data Kekerasan Material Awal dan Material Hasil Proses Quenching dan Hasil Proses

Quenching dan Tempering No Proses Material (HVN), kg/mm Proses Material

(HVN), kg/mm

1 Original (O) 196.4 - -

2 Quench T=850oC t=30menit (Q 1) 807.8 Quench T=850 oC t=30menit, Temper

T=500 oC t=150menit (QT 1) 483.5


T=500 oC t=150menit (QT 2) 520.9


T=500 oC t=150menit (QT 3) 470.6

Pada kondisi awal baja perkakas Krupp 2510 (AISI O1) memiliki harga kekerasan rata-rata (Hv) 196,4 kg/mm (tabel 4.2). Angka kekerasan ini masih dapat ditingkatkan lagi dengan proses perlakuan panas untuk mendapatkan sifat mekanik yang baik. Sifat mekanik tersebut diantaranya sifat mampu mesin yang baik, ketangguhan yang baik dan ketahanan aus yang tinggi. Pada proses perlakuan panas dengan quenching terjadi peningkatan kekerasan kemudian penurunan kekerasan seiring dengan bertambahnya waktu penahanan. Dari data hasil pengujian kekerasan proses quenching (tabel 4.2), harga kekerasan rata-rata pada spesimen Q 2 (Quenching T= 850 oC , t= 60 menit) lebih tinggi dibanding dengan spesimen Q 1 (Quenching T= 850 oC , t= 30 menit) dan Q 3 (Quenching T= 850 oC , t= 90 menit). Hal ini menandakan proses pengerasan maksimal terjadi pada proses pengerasan dengan waktu pemanasan selama 60 menit. Harga kekerasan tertinggi yaitu 815.7 kg/mm terjadi karena pemanasan dilakukan dengan waktu penahanan yang cukup sehingga pada saat austenisasi fasa perlit berubah menjadi struktur Austenit yang nyaris sempurna. Kekerasan tinggi ini juga disebabkan karena adanya butir-butir Austenit yang halus berubah menjadi struktur Martensit yang halus setelah di-quenching. Pada pemanasan dengan waktu penahanan selama 30 menit dianggap terlalu singkat karena perubahan fasa perlit menuju Austenit belum begitu sempurna (fasa perlit yang bertransformasi menjadi pada penahanan 30 menit lebih sedikit daripada waktu penahanan 60 menit), sehingga kererasannya lebih rendah daripada waktu penahanan 60 menit. Penurunan kekerasan pada waktu penahanan 90 menit ini terjadi karena waktu pemanasan terlalu lama sehingga menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir Austenit (dari halus menjadi kasar) yang juga berdampak terhadap ukuran struktur Martensit menjadi kasar setelah di-quenching. Pada hasil proses tempering menunjukkan bahwa hasil proses pengerasan mempengaruhi tingkat kekerasan pada spesimen yang ditemper (pada T= 500 oC dan t= 180 menit untuk semua spesimen yang ditemper). Kenaikan dan penurunan kekerasan antara waktu penahanan (t= 30 menit, t= 60 menit dan t= 90 menit) pada proses pengerasan dan tempering menunjukkan fenomena yang sama

200 m


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 192

namun sifat mekanik dan harga kekerasannya berbeda. Spesimen QT 2 yang dikeraskan pada temperatur 850 oC selama 60 menit dan ditemper pada temperatur 500 oC selama 180 menit memiliki harga kekerasan rata-rata (Hv) 520,9 kg/mm dan harga kekerasan ini adalah paling tinggi jika dibandingkan dengan spesimen yang ditemper lainnya (tabel 4.3). Perbedaan harga kekerasan pada spesimen yang ditemper juga disebabkan oleh perbedaan ukuran butir sebagai akibat dari variasi waktu penahanan pada proses pengerasan sebelumnya. Harga kekerasan dari hasil proses pengerasan (dengan Quenching) dan temper jelas berbeda, yaitu harga kekerasan spesimen hasil pengerasan lebih tinggi daripada yang ditemper. Terjadi demikian karena struktur Martensit didapatkan dari hasil proses pendinginan yang sangat cepat dimana sifatnya keras dan getas, untuk mengurangi kegetasannya maka dilakukan proses temper dengan pendinginan yang sangat lambat (udara luar) dimana hasilnya adalah Martensit temper (Martemper). Pada gambar 4.23 ditampilkan besarnya persentase kenaikan harga kekerasan hasil perlakuan panas terhadap material awal.

146.21165.24

139.66

310.02315.36311.32

0

50

100

150

200

250

300

350

Q 1 Q 2 Q 3 QT 1 QT 2 QT 3

Jenis Proses

Pers

enta

se P

erbe

daan

Kek

eras

an H

asil

Perl

akua

n Pa

nas

Terh

adap

Spe

sim

en

Aw

al(%

)

Gambar 4.23 Grafik Persentase Kenaikan Harga Kekerasan Hasil Perlakuan Panas Terhadap Material Awal

4.1.3 Data Hasil Pengujian Ketahanan Aus

Pengujian ketahanan aus hanya dilakukan terhadap material awal dan material yang mengalami perlakuan panas dengan quenching dilanjutkan Tempering (O, QT 1, QT 2 dan QT 3). Pada tabel 4.4 ditampilkan data-data hasil pengujian ketahanan aus.

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Aus (beban yang digunakan 10 Kg, waktu 30 menit)

Material Berat Awal (gram) Berat Akhir (gram) Kehilangan Berat (gram) Kehilangan Berat (%)

O 10.3580 10.3450 0.0130 0.1255 QT 1 10.1459 10.1448 0.0011 0.0108 QT 2 10.3962 10.3953 0.0009 0.0087 QT 3 11.2629 11.2615 0.0014 0.0124

Pengujian ketahanan aus dilakukan pada spesimen awal dan yang ditemper. Dari hasil pengujiannya ternyata ketahanan aus suatu material berbanding lurus dengan kekerasannya. Artinya semakin tinggi kekerasan, ketahanan aus juga akan semakin tinggi. Keausan pada spesimen terjadi karena lepasnya atau tergoresnya material dari suatu permukaan sebagai akibat aktivitas mekanik pada suatu gerakan relatif antara material tersebut dengan material lain. Jika semakin banyak partikel yang lepas dari suatu permukaan spesimen maka semakin besar pula pengurangan berat dari spesimen, sehingga persentase keausan juga besar. Artinya spesimen tersebut memiliki harga kekerasan dan ketahanan aus yang rendah.

Pada penelitian ini pengujian ketahanan aus menggunakan alat uji yang memenuhi standar ASTM B 611-76. Pada tabel 4.4 terlihat bahwa persentase keausan terkecil sebesar 0.0087 % terdapat pada material QT 2 (hasil proses hardening pada T= 850 oC t= 60 menit dan tempering pada T= 500 oC t= 180 menit). Ini menandakan bahwa material tersebut memiliki ketahanan aus yang paling baik. Sedangkan persentase keausan terbesar yaitu 0.1255 % terdapat pada material O (Awal). Ini


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 193

menandakan bahwa material ini memiliki ketahanan aus rendah dibanding dengan material lain yang telah mendapat perlakuan panas. Untuk material yang telah mengalami perlakuan panas (Tempering) persentase keausan terbesar yaitu 0.0124 % terdapat pada material QT 3 (hasil proses hardening pada T= 850 oC t= 90 menit dan tempering pada T= 500 oC t= 180 menit). Dan material QT 1 memiliki persentase keausan sebesar 0.0108 % yang sedikit lebih kecil dari material QT 3. Pada gambar 4.24 ditampilkan persentase kenaikan harga ketahanan aus terhadap material awal.

91.3616 93.1024 90.0960

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

QT 1 QT 2 QT 3

Jenis Proses

Pers

enta

se K

enai

kan

Har

ga K

etah

anan

Aus

Has

il P

erla

kuan

Pan

as T

erha

dap

Ket

ahan

an A

us

Mat

eria

l Aw

al (%

)

Gambar 4.24 Grafik Persentase Kenaikan Harga Ketahanan Aus Proses Perlakuan Panas Terhadap Ketahanan Aus Material Awal.

4.1.4 Analisa Struktur Mikro

Gambar hasil pemotretan struktur mikro spesimen baja perkakas krupp 2510 akan ditampilkan pada gambar 4.15 sampai dengan 4.21, yaitu spesimen pada kondisi awal, yang mengalami proses pengerasan dan juga tempering (pembesaran 300x).

Gambar 4.15 Baja perkakas Krupp 2510 pada Gambar 4.16 Baja perkakas Krupp 2510 pada Material

kondisi awal : Perlit & Karbida Bulat Hasil Proses Quenching T= 850oC dan t= 30 menit

Struktur : Karbida Bulat Pada Matrik Martensit

Gambar 4.18 Baja perkakas Krupp 2510, Hasil Gambar 4.19 Baja perkakas Krupp 2510 Hasil Proses

Proses Quenching T= 850oC dan t= 90 menit Quenching T=850oC t= 30 menit & Tempering T= 500oC Struktur: Karbida Berbentuk Bulat Pada Matrik Martensit t= 180 mnt.Struktur: Karbida pada Matrik Martensit Temper


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 194

Dari hasil pengujian struktur mikro dapat dilihat bahwa material awal (Gambar 4.15) memiliki struktur mikro berupa karbida (titik putih) dan sebagian kecil karbida berbentuk bulat pada matrik perlit. Keberadaan karbida pada material menyebabkan material tersebut memiliki kekerasan serta ketahanan aus yang tinggi. Material awal yang dipanaskan sampai temperatur Austenit dengan waktu penahan tertentu disebut dengan Austenisasi. Dalam proses ini unsur-unsur paduan yang terkandung di dalam baja perkakas terurai menjadi karbida sisa dan matriks Austenit. Karbida sisa ini dapat mengontrol pertumbuhan butir Austenit. Bila kemudian didinginkan secara celup cepat (quenching) akan diperoleh struktur karbida pada matrik martensit yang sifatnya sangat keras (gambar 4.16 sampai 4.18). Bila dilanjutkan dengan penemperan struktur martensit ini akan bertransformasi menjadi struktur karbida kompleks (titik putih) pada matriks martensit temper yang sifatnya keras tetapi tidak getas (gambar 4.19 sampai 4.21). Terjadinya martensit berawal dari pemanasan baja perkakas sampai temperatur austenit kemudian dilanjutkan dengan pendinginan yang sangat cepat. Fasa autenit akan melarutkan atom-atom karbon secara interstisi pada sel satuan FCC. Pada laju pendinginan cepat, atom-atom karbon yang berada pada fasa austenit tidak sempat berdifusi keluar tapi terjebak di antara sel-sel satuan FCC sehingga timbul tegangan dalam (internal stress). Atom-atom yang terjebak ini akan menggeser kisi sehingga menghasilkan tetragonalitas (BCT c/a >> 1) (gambar 2.10). Terjadinya martensit temper (martemper) adalah akibat dari pemanasan kembali fasa martensit (dan sisa) kemudian dilanjutkan dengan pendinginan secara lambat. Akibat pemanasan ini tetragonalitas dari struktur martensit menjadi berkurang sehingga kekerasan dan kegetasan juga menurun (BCT c/a 1). Pada material awal dan yang telah di-heat treatment selalu terdapat struktur karbida. Namun yang membedakannya adalah jenis dan fasa yang bertindak sebagai matriksnya. Perbedaan ini tergantung dari jenis proses perlakuan panas dan pengaruh unsur paduan yang terkandung dalam baja tersebut. Misalnya: Mn3C, V2C, SiC, WC , dll. KESIMPULAN

1. Berdasarkan data komposisi kimia yang didapatkan bahwa material baja perkakas Krupp 2510 yang dipakai pada penelitian ini termasuk dalam baja perkakas AISI O1.

2. Kekerasan tertinggi dari proses pengerasan (hardening) terdapat pada material Q 2 (material hasil proses quenching T= 850oC dan t= 60 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 815.7 kg/mm, sedangkan harga kekerasan terendah pada material Q 3 (material hasil proses quenching T= 850oC dan t= 90 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 805.2 kg/mm.

3. Kekerasan tertinggi dari proses tempering terdapat pada material QT 2 (material hasil proses quenching T= 850oC t= 60 menit dan tempering T= 500oC t= 180 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 520.9 kg/mm, sedangkan harga kekerasan yang terendah pada material QT 3 (material hasil proses quenching T= 850oC t= 90 menit dan tempering T= 500oC t= 180 menit) dengan harga kekerasan rata-rata (Hv) 470.6 kg/mm.

4. Dari material hasil proses tempering ketahanan aus tertinggi terdapat pada material QT 2, yang ditandai dengan kehilangan berat terendah yaitu sebesar 0.0009 gram (0.0087 %), sedangkan ketahanan aus terendah terdapat pada material QT 3 dengan kehilangan berat terbanyak yaitu sebesar 0.0014 gram (0.0124 %).

5. Dari hasil penelitian ternyata ketahanan aus suatu material berbanding lurus dengan kekerasannya.

6. Struktur mikro awal yang terbentuk pada material Krupp 2510 adalah karbida bulat yang terdapat pada matriks perlit. Setelah proses hardening struktur mikro yang terbentuk adalah karbida bulat pada matriks martensit. Sedangkan setelah dilanjutkan dengan proses tempering struktur yang terbentuk pada material adalah karbida bulat pada matriks martensit temper (martemper).

DAFTAR PUSTAKA 1. Sidney, Avner, Introduction Physical Metallurgy, second edition McGraw Hill, Singapure, 1974. 2. ASM, Metals Handbook nenth edition, Volume 4, Heat Treating, Metal Park, Ohio, 44073. 3. ASM, Metals Handbook ninth edition, Volume 1, Properties and Selection Iron and Steel, Metal

Park, Ohio, 44073.


ISBN: 978-979-95620-4-3 BT/MB - 195

4. Bishop, Smallman, Metalurgi fisik Modern dan Rekayasa Material, edisi keenam, Erlangga, Jakarta, 2000.

5. Dieter, E. George, Mechanical Metallurgy, 3rd ed., McGraw Hill Book Company, Singapore, 1986. 6. Krauss, George, Principles of Heat Treatment of Steels, ASM Metal Park, Ohio, 440773, 1980. 7. Kusharjanto, Perlakuan Panas dan Metalografi, Laboratoria Metalurgi, Unjani, 1998. 8. K H Prabhudev, Hand Book of Heat Treatment of Steels, McGraw Hill, New Delhi, 2000. 9. Supardi, Rachmat, Pengetahuan Bahan Logam II: Pengujian Logam, STTIB, Bandung, 1989. 10. Siswosuwarno,Marjono, Korelasi Antara Sifat Mekanik Dengan Transfomasi Fasa, Lembaga

Penelitian ITB, Bandung, 1988. 11. Suratman, Rochim, Panduan Proses Perlakuan Panas, Lembaga Penelitian ITB, Bandung,

1995. 12. Wilson,Robert,Metallurgy and Heat Treatment of Tool Steels,McGraw Hill Book , London, 1975. 13. Smith, William F., Structure and Properties of Engineering alloys, McGraw Hill, USA, 1981.

Sampul Prosiding.pdfProsiding 08 hal muka.pdf1 Bahan Teknik.pdf2 Kendali Proses.pdf3 Mekanika Fluida.pdf3 Mekanika Fluida1.pdfHidi Kuat Purwonoa.pdfAbstract Acceptance Limits & Testing MethodGrade- Testing temperature = 500 F Specimen LocationTPA (ft/lbs)HAZ (ft/lbs)AvgSingleAvgSingleElement, wt % max.Gr. X-65Base metal

Jayan S.pdfAgus Budi 2.pdf

4 Pengolahan Limbah.pdf5 Perpindahan Panas dan Massa.pdf6. Teknik Industri.pdf7 Teknik Raksi dan Pembakaran.pdf7 teknik.pdfYayuk.pdfKRISMURTONO.pdf

seminar UGM 2008 -...

Documents

Transcript of seminar UGM 2008 -...