i

TUGAS AKHIR

SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING

PADAT DARI BAJA KARBON RENDAH

DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN 200

MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL

Disusun :

WAHYU ANDRI PRASETYO

NIM : D200140174

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

ii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Sifat Fisis

Dan Mekanis Carburizing Padat Dari Baja Karbon Rendah Dengan

Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui Proses Shakermill” yang

dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana S1

pada jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Sejauh

saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang

sudah dipublikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan gelar

kesarjanaan dilingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau

instansi manapun, kecuali sebagian sumber informasinya saya cantumkan

sebagaimana mestinya.

Surakarta,16 Agustus 2019

Yang Menyatakan

Wahyu Andri Prasetyo

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas akhir yang berjudul “Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dari

Baja Karbon Rendah Dengan Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui

Proses Shakermill” telah disetujui dan telah diterima untuk memenuhi

sebagai persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan Oleh :

Nama : Wahyu Andri Prasetyo

NIM : D20 014 0174

Disetujui pada :

Hari:

Tanggal:

Pembimbing Utama

(Ir. H. Supriyono, MT, Ph.d)

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir berjudul ”Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dari Baja

Karbon Rendah Dengan Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Melalui

Proses Shakermill” telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah

dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat

sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : Wahyu Andri Prasetyo

NIM : D20 014 0174

Disetujui pada,

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji :

Ketua : Ir. H. Supriyono, MT, Ph.d ( )

Anggota 1 : Ir. Sunardi Wiyono, MT. ( )

Anggota 2 : Agus Yulianto, ST., MT. ( )

Dekan

Ketua Jurusan

Ir. Sri Sunarjono, M.T,.Ph.D Subroto, S.T, M.T

v

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR

Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Nomor 70/A.4-II/TM/11/2018 Tanggal 13 Februari 2019 dengan ini :

Nama : Ir. H.Supriyono. MT. Ph.D

Pangkat/Jabatan : IVA/Lektor Kepala

Kedudukan : Pembimbing Utama

Memberikan Soal Tugas Akhir Kepada Mahasiswa :

Nama : Wahyu Andri Prasetyo

Nomor Induk : D200140174

NIRM : -

Jurusan/Semester : Teknik Mesin/Akhir

Judul/Topik : Sifat Fisis Dan Mekanis Carburizing Padat Dengan

Arang Akasia Berukuran 200 Mesh Dan Shaker Mill

Surakarta, 16 Februari 2019

Pembimbing

Ir. H. Supriyono. MT. Ph.D

vi

MOTTO

Kesabaran tidak ada batasnya, karena Allah memerintahkan hambaNya

untuk bersabar dan menguatkan kesabaran kita. Sabar juga akan

membawa keberuntungan

(Qs. Al Imran: 200)

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi

bangkit kembali setiap kali kita jatuh"

(Confusius)

“Kesuksesan bukan tentang seberapa banyak uang yang kamu hasilkan,

tapi seberapa besar kamu bisa membawa perubahan untuk hidup oran

lain”

(Michelle Obama)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan

syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi,

setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal

lelah, Saya persembahkan Tugas Akhir ini kepada:

Allah SWT karena semua yang terjadi di dunia ini atas kehendak-

NYA.

Bapak dan Ibu tercinta yang dengan segala kasih sayang,

kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya senantiasa

membimbing dan mendo’akanku.

Bapak Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas

Akhir. Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya

yang telah banyak saya terima selama berada di Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

viii

“SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING PADAT DARI BAJA

KARBON RENDAH DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN 200

MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL”

ABSTRAK

Baja karbon adalah baja yang memiliki kandungan karbon < 0,3

persen, Proses carburizing bertujuan untuk penambahan unsur karbon

dan perubahan sifat pada logam. Dalam penelitian ini bahan yang

digunakan untuk pembuatan arang berasal dari kayu akasia.arang

kayu akasia sendiri berasal dari pembakaran tidak sempurna terhadap

kayu akasia. Penelitian ini menggunakan alat shakermill untuk

melakukan proses High Energi Milling (HEBM). Alat ini dimodifikasi

sehingga bola baja saling bertumbukan dengan arang dan

menggunakan kecepatan 900 rpm selama 3 juta siklus dan ukuran

penumbukan bola baja 3/16.

Dari pengujian Selanjutnya baja karbon di uji strukturmikro dan

kekerasannya Vikers. Pengujian strukturmikro bertujuan untuk

mengetahui fase yang terdapat pada baja karbon yang dicarburizing

dengan arang akasia berukur 200 Mesh dan hasil shakermill.

Pada pengujian kekerasan vikers yang dilakukan pada baja karbon

bertujuan untuk mengetahui nilai kekerasan dari baja karbon yang

dicarburizing dengan arang akasia 200 Mesh dan proses shakermill.

Kata kunci : Carburizing,Fotomikro dan Kekerasan Vikers

ix

“SIFAT FISIS DAN MEKANIS CARBURIZING PADAT DARI DENGAN

BAJA KARBON RENDAH DENGAN ARANG AKASIA BERUKURAN

200 MESH MELALUI PROSES SHAKERMILL”

ABSTRACT

Carbon steel is steel that has a carbon content

x

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Segala puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan Hidayahnya sehingga penulis mampu

menyelesaikanTugas Akhir ini dengan baik.

Tugas Akhir yang berjudul “Studi Sifat Fisis Dan Mekanis

Carburizing Padat Dari Baja Karbon Rendah Dengan Arang Akasia

Berukuran 200 Mesh Melalui Proses Shakermill” disusun untuk

memenuhi persyaratan Sidang Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknik, Universitas Muhamadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat

bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak, Ibu dan keluarga tercinta yang telah memberikan doa dan

dukungan baik moril maupun material dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

2. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Subroto, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak Joko Sedyono,ST, MT, Ph.D. selaku Pembimbing Akademik

yang telah banyak membimbing saya selama berada di Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

5. Bapak Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas

Akhir yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk

dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

xi

6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas

Teknik.

7. Teman - teman Teknik Mesin angkatan 2014 yang sudah banyak

membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

8. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono, MT,

Ph.D yang sudah banyak membantu saya dalam menyelsaikan Tugas

Akhir ini.

Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika

sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas

Akhir ini, yang disebabkan adanya keterbatasan – keterbatasan antara

lain waktu, dana dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan penulis

semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.

Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis

dan pihak lain yang membutuhkan, Aamin ya Robbaal alamin.

Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.

Surakarta, Juli 2019

Penulis

xii

DAFTAR ISI

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

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .................................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................... v

MOTTO ......................................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ....................................................................... vii

ABSTRAK .................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ..................................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3

xiii

1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................... 3

1.6 Metodologi Penelitian ................................................................. 3

1.7 Sistematika Penulisan ................................................................ 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjuan Pustaka .......................................................................... 5

2.2 Landasan Teori .......................................................................... 6

2.2.1 Baja ................................................................................... 6

2.2.2 Carburizing ........................................................................ 7

2.2.3 Tumbukan ......................................................................... 9

2.2.4 Mesh ............................................................................... 10

2.2.5 Diagram Fasa Fe-C .......................................................... 12

2.2.6 Struktur Mikro ................................................................... 16

2.2.7 Uji Kekerasan Vickers ...................................................... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir ............................................................................... 20

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

3.2.1 Bahan ............................................................................... 21

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

3.3 Langkah - Langkah Pembuatan Bahan Penelitian .................... 27

3.4 Langkah Penelitian .................................................................... 28

3.5 Teknik Analisa ........................................................................... 29

3.5.1 Pengamatan Struktur Mikro ............................................. 29

xiv

3.5.2 Pengamatan Kekerasan .................................................. 29

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembahasan Pengujian Struturmikro .......................... ............ ...31

4.2 Pembahasan Pengujian Kekerasan ......................................... 35

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................ 38

5.2 Saran ......................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Fasa Fe-C ................................................................ 12

Gambar 2.2 Struktur Mikro Baja Karbon Ultra Rendah Seluruhnya Ferrite 13

Gambar 2.3 Struktur Mikro Baja Atau Besi pada Fasa Austenite............... 13

Gambar 2.4 Struktur Mikro Baja atau Besi pada Fasa Sementit ................ 14

Gambar 2.5 Struktur Mikro Besi pada Fasa Perlit ...................................... 15

Gambar 2.6 Struktur Mikro Besi pada Fasa Martensit ............................... 15

Gambar 2.7 Uji Kekerasan Vickers ............................................................ 18

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 20

Gambar 3.2 Serbuk Arang Akasia ............................................................. 21

Gambar 3.3 Bola Baja 3/16 inchi ............................................................... 21

Gambar 3.4 Baja Karbon Rendah .............................................................. 22

Gambar 3.5 Tumbukan Manual ................................................................. 22

Gambar 3.6 Ayakan 200 Mesh .................................................................. 23

Gambar 3.7 Shakermill .............................................................................. 24

Gambar 3.8 Tabung Uji .............................................................................. 24

Gambar 3.9 Mangkok Cawan .................................................................... 25

Gambar 3.10 Furnice ................................................................................. 25

Gambar 3.11 Resin .................................................................................... 26

Gambar 3.12 Gerinda Potong .................................................................... 26

Gambar 3.13 Amplas ................................................................................. 27

Gambar 3.14 Autosol ................................................................................. 27

Gambar 3.15 Alat Uji Struktur Foto Mikro .................................................. 29

Gambar 3.16 Alat Uji kekerasan Vikers ..................................................... 30

Gambar 4.1 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Tepi dengan

Pembesaran 100x ................................................................. 31

Gambar 4.2 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Transisi dengan

Pembesaran 100x ................................................................. 32

xvi

Gambar 4.3 Strukturmikro Baja Karbon 200 Mesh Bagian Tengah

dengan Pembesaran 100x .................................................... 32

Gambar 4.4 Strukturmikro dengan Proses Shakermill Bagian Tepi

dengan Pembesaran 100x .................................................... 33

Gambar 4.5 Strukturmikro dengan Proses Shakermill Bagian Transisi

dengan Pembesaran 100x .................................................... 34

Gambar 4.6 Strukturmikro dengan proses Shakermill Bagian Tengah

dengan Pembesaran 100x .................................................... 34

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Kekerasan Benda Kerja Baja

Karbon ................................................................................... 36

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Ukuran Mesh ...................................................... 11

Tabel 4.1 Nilai Kekerasan Baja Karbon 200 Mesh..................................... 35

Tabel 4.2 Nilai Kekerasan Baja Karbon Shakermill .................................... 36